DE4211068A1 - Luftpresser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftpresser gemäß des Oberbegrif­ fes des Patentanspruches 1.

Ein Luftpresser der gattungsgemäßen Bauart ist aus der DE-OS 32 26 491 bekannt. Dabei wird jedoch vom Luftpresser bei geringe­ rem Druckluftbedarf eine wesentlich höhere Arbeitsleistung zum Befüllen des Druckluftvorratsbehälters abverlangt, als erfor­ derlich ist. Dadurch tritt eine kurzzeitige sehr starke Erwär­ mung der verdichteten Luft auf, was die angrenzenden Bauteile des Luftpressers hoch temperaturbelastet und zu einem Schmier­ filmabriß führen kann.

Desweiteren ist aus der DE-OS 32 11 598 ein elektromagnetisches Abblaseventil bekannt, das zur Steuerung des Leerlaufbetriebes des Luftpressers kurbelwellenwinkelabhängig und in Abhängigkeit eines im Druckluftvorratsbehälter vorgegebenen Druckes betätigt wird. Jedoch ist auch hier die Arbeitsleistung des Luftpressers bei geringem Druckluftbedarf zu hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei vermindertem Druckluftbedarf die zu erbringende Arbeitsleistung des gattungsgemäßen Luftpressers optimal zu regeln.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Dabei ist das Einlaßventil mittels eines Elektromagneten mit einer vom Druck im Druckluftvorratsbehälter abhängigen Taktfre­ quenz in seiner Schließ- und Öffnungsstellung steuerbar.

Insbesondere im Fall verminderten Druckluftbedarfs ist die Taktfrequenz für das Einlaßventil so wählbar, daß während eines Kompressionshubes des Luftpresserkolbens durch Öffnung des Ein­ laßkanals zwischenzeitlich Leerlaufzustände des Luftpressers herbeigeführt werden.

Dies bedeutet für den Luftpresser eine geringere zu erbringende Verdichtungsleistung und eine damit verbundene Verminderung der Fördermenge an Druckluft, wodurch der Druckluftvorratsbehälter langsamer befüllt wird. Mit einer Veränderung der Taktfrequenz kann dabei insgesamt die Befüllgeschwindigkeit des Druckluft­ vorratsbehälters stufenlos geregelt werden, so daß die Arbeits­ leistung des Luftpressers optimal geregelt wird.

Durch die Verringerung der Verdichtungsleistung wird bei ver­ mindertem Druckluftbedarf eine zu hohe Wärmeentwicklung im Luftpresser verhindert. Aufgrund des sich einstellenden niedri­ gen Temperaturniveaus wird damit der Schmierstoffverbrauch be­ grenzt.

Weiterhin vorteilhaft ist, daß aufgrund der Verwendung des elektromagnetisch betätigbaren Einlaßventils der Einlaßkanal in der Ansaugphase des Luftpressers, ohne eine Schließkraft des Ventils überwinden zu müssen, sofort öffenbar ist, so daß ein Ansaugen von Schmieröl aus dem Kurbelgehäuse vermieden wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach An­ spruch 2 ist die Geschwindigkeit der Druckänderung im Druck­ luftvorratsbehälter erfaßt und die Taktfrequenzänderung in Ab­ hängigkeit der Geschwindigkeit der Druckänderung bestimmt.

Dadurch kann eine optimale Anpassung der Steuerzeit des Einlaß­ ventiles ohne Schaltverzögerung an eine Änderung des Druckluft­ bedarfes erreicht werden.

In der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung wird ein Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigt die Figur den erfindungsgemäßen Luftpresser in einem seitlichen Schnitt mit einem Regelkreis für das Einlaßventil.

In der Figur ist ein Luftpresser 1 dargestellt, in dessen Zy­ linderkopf 2 ein elektromagnetisch betätigbares Einlaßventil 3 in Gestalt eines Tellerventiles angeordnet ist. Das Einlaßven­ til 3 steuert dabei eine Einlaßöffnung 4 eines Einlaßkanals 5 des Luftpressers 1.

Im Auslaßkanal 6 ist ein lamellenförmig ausgebildetes Druckven­ til 7 angeordnet, welches dessen Auslaßöffnung 8 steuert. An den Auslaßkanal 6 schließt sich eine Druckluftleitung 9 an, die den Luftpresser 1 mit einem Druckluftvorratsbehälter 10 verbin­ det.

Der Druckluftvorratsbehälter 10, an den ein hier nicht näher aufgezeigter Verbraucher angeschlossen ist, ist mit einem Drucksensor 11 versehen, welcher den im Druckluftvorratsbehäl­ ter 10 herrschenden Druck mißt. Der Drucksensor 11 ist über eine Verbindungsleitung 12 an ein elektronisches Steuergerät 13 angeschlossen.

An das Steuergerät 13 ist desweiteren über eine Verbindungslei­ tung 14 ein Induktivgeber 15 angeschlossen, welcher am Kurbel­ gehäuse 16 des Luftpressers 1 angebracht ist und von einer auf dessen Kurbelwelle 17 aufgesetzten Steuersegment 18 kurbelwel­ lenwinkelabhängig betätigt wird.

Schließlich ist das Steuergerät 13 über eine Steuerleitung 19 mit einem auf Grundlage eines Elektromagneten 20 arbeitenden Betätigungsmechanismus 21 verbunden, mit dem das Einlaßventil 3 betätigbar ist.

Zu Beginn des Ansaugvorganges des Luftpresserkolbens 22 aus dem oberen Totpunkt heraus wird von der Steuersegment 18 der Induk­ tivgeber 15 erregt, der an das Steuergerät 13 über die Verbin­ dungsleitung 14 ein Spannungssignal abgibt.

Das Steuergerät 13 wandelt das erhaltene Signal in ein Steuer­ signal um, mit dem über die Steuerleitung 19 der Betätigungsme­ chanismus 21 geschaltet wird. Die Schaltung verläuft derart, daß das Einlaßventil 3 die Einlaßöffnung 4 des Einlaßkanals 5 freigibt, wodurch Frischluft vom Kolben 22 angesaugt werden kann.

Anfangs des Kompressionshubes des Kolbens 22 aus dem unteren Totpunkt wird der Induktivgeber 15 von der Steuersegment 18 wieder erregt. Das hierbei abgegebene Signal an das Steuergerät 13 dient zum Einleiten des Schließvorgangs der Einlaßöffnung 4 über das Einlaßventil 3.

Insgesamt ergibt sich nach Ansaug- und Kompressionsvorgang für den Induktivgeber 15 eine Signalfolge 23 mit einer nach Verar­ beitung im Steuergerät 13 entstehenden Steuersignalfolge 24.

Gleichzeitig bewertet das Steuergerät 13 das vom Drucksensor 11 über die Verbindungsleitung 12 übermittelte Spannungssignal 25, das einem Druckniveau im Druckluftvorratsbehälter 10 ent­ spricht.

Bezeichnet das Signal 25 beispielsweise, daß der Druck im Druckluftvorratsbehälter 10 einen bestimmten vorgegebenen Wert besitzt und somit kein Druckluftbedarf des Verbrauchers am Vor­ ratsbehälter 10 anliegt, ignoriert das Steuergerät 13 das vom Induktivgeber 15 zum Schließen des Ventils 3 abgegebene Signal. Dadurch bleibt die Einlaßöffnung 4 geöffnet, so daß der Kolben 22 die angesaugte Luft beim Verdichtungshub im wesentlichen in den Einlaßkanal 5 zurückschiebt. Der Luftpresser 1 arbeitet somit im Leerlauf.

Der Querschnitt der Einlaßöffnung 4 kann dabei etwas größer sein als der der Auslaßöffnung 8, um somit eine eindeutig ge­ richtete Luftströmungsführung zu erreichen und zu vermeiden, daß Luft in die Druckleitung 9 gefördert wird.

Gibt nun der Drucksensor 11 ein Signal 25 für starken Druckab­ fall im Druckluftvorratsbehälter 10, d. h. für großen Druckluft­ bedarf ab, wird das Signal des Induktivgebers 15 zum Schließen der Einlaßöffnung 4 von der Bewerteelektronik im Steuergerät 13 anerkannt, worauf das Einlaßventil 3 mittels des Betätigungsme­ chanismus 21 schließt. Der Luftpresser 1 befindet sich dadurch in der Kompressionsphase und fördert die verdichtete Luft über die Druckleitung 9 in den Druckluftspeicher 10, aus dem der Verbraucher dann versorgt wird. Dabei wird zur Förderung von Druckluft jeder Kolbenhub vollständig verwendet.

Weist das Signal 25 des Drucksensors 11 nun einen geringen Druckabfall im Druckluftvorratsbehälter 10 nach, wird die Sig­ nalfolge 23 des Induktivgebers 15 mit dem Signal 25 des Druck­ sensors zu einer vom Steuergerät 13 an das Einlaßventil 3 über­ mittelten Steuersignalfolge verknüpft, welche das Einlaßventil 3 veranlaßt, mehrmals je nach Druckluftbedarf während des Ver­ dichtungshubes des Kolbens 22 zu öffnen und zu schließen. Dabei wird die Taktfrequenz des Einlaßventiles 3 mit sinkendem Druck­ luftbedarf größer.

Die Förderung von Druckluft wird durch den erzielten intermit­ tierenden Leerlaufbetrieb verlangsamt, wobei der Vorteil der Leistungsersparnis und der Verhinderung von größeren Wärmeent­ wicklungen im Luftpresser 1 erreicht wird.

Claims (2)

1. Luftpresser in einer Druckluftanlage eines Fahrzeuges mit einem Auslaßventil, von dem eine Druckluftleitung zu einem Druckluftvorratsbehälter abgeführt ist, und mit einem Einlaß­ ventil, von dem in Abhängigkeit eines vorgegebenen Druckes im Druckluftvorratsbehälter Luft zur Förderung in den Druckluft­ vorratsbehälter oder für einen Leerlaufbetrieb in einen Ver­ dichtungsraum eingesteuert wird, dadurch gekennzeichnet daß das Einlaßventil (3) mittels eines Elektromagneten (20) mit einer vom Druck im Druckluftvorratsbehälter (10) abhängigen Taktfrequenz in seiner Schließ- und Öffnungsstellung steuerbar ist.

2. Luftpresser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Geschwindigkeit der Druckänderung erfaßt und die Takt­ frequenzänderung in Abhängigkeit der Geschwindigkeit der Druck­ änderung bestimmt ist.