DE4322210B4

DE4322210B4 - Einrichtung zum Erzeugen von Druckgas

Info

Publication number: DE4322210B4
Application number: DE4322210A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Schlossarczyk; Jens Dipl.-Ing. Tiedemann
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 1993-07-03
Filing date: 1993-07-03
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2013-07-04
Also published as: US5639224A; DE4322210A1

Abstract

Einrichtung zum Erzeugen von Druckgas mit folgenden Merkmalen:
a) Es ist ein von einer Antriebseinrichtung antreibbarer Verdichter mit einem Verdichtungsraum (25), einem Saugraum (10) und einem Druckraum (6) vorgesehen, wobei der Verdichtungsraum (25) mit dem Saugraum (10) über ein Saugventil (21, 12, 54) und mit dem Druckraum (6) über ein Druckventil (3) verbindbar ist;
b) der Druckraum (6) ist über einen Druckmittelanschluss (4) und eine Druckmittelleitung (5) mit einem, insbesondere als Druckluft-Vorratsbehälter (44) ausgebildeten Verbraucher verbindbar;
c) es ist eine Einrichtung (23, 51) vorgesehen, welche die Verdichter-Förderung unterbricht, wenn der verbraucherseitige Druck einen vorbestimmte Höhe errreicht hat;
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
d) es ist eine Sensierungseinrichtung (26) mit einem Steuerausgang (38) vorgesehen, die so ausgebildet ist, dass sie am Steuerausgang (38) ein Steuersignal erzeugt, wenn der Druck im Druckraum (6) oder im Verdichtungsraum (25) oder die Betriebstemperatur in oder an einem vorbestimmten Teil des...

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erzeugen von Druckgas gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE 1 061 475 A1 bekannt. Zur Unterbrechung der Zufuhr von Luft zu dem Verbraucher, wenn verbraucherseitig ein vorgegebener Druck erreicht bzw. überschritten wird, wird bei der bekannten Einrichtung eine Verbindung des Verdichtungsraumes mit dem Saugraum des Verdichters hergestellt. Der Verdichter befindet sich dann in der sogenannten Leerlaufphase, in der Luft vom Saugraum bzw. von der Saugseite zum Verdichtungsraum hin angesaugt und umgekehrt auf diesem Wege wieder ausgestoßen wird. Über das mit dem verbraucherseitigen Druck beaufschlagte Druckventil kann dann keine Luft mehr gefördert werden.

Zur Verbindung des Verdichtungsraumes mit dem Saugraum dient ein Leerlaufventil, welches von einem zwischen dem Ausgang des Verdichters und dem Verbraucher angeordneten Druckregelventil angesteuert wird, wenn der verbraucherseitige vorbestimmte Druck erreicht ist.

Verringert sich der Durchlaßquerschnitt der zum Verbraucher führenden Druckleitung, z. B. durch Ablagerung von Ölkohle, so baut sich im Verdichtungsraum des Verdichters ein übermäßig hoher Staudruck auf, was zu einer unerwünschten Erhitzung des Verdichters führen kann.

Die sieh nur langsam vollziehende Querschnittsverringerung der Druckleitung kann vom Druckregelventil nicht erkannt werden, da das Druckregelventil nur den verbrau cherseitigen Druck mißt. Demzufolge ist es nicht möglich, das Leerlaufventil in seine den Verdichtungsraum mit dem Saugraum verbindende Stellung zu schalten, wenn der Druck im Verdichtungsraum auf einen unzulässig hohen Wert ansteigt, wenn nicht gleichzeitig der verbraucherseitige Druckwert erreicht ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der Eingangs erwähnten Art in der Weise zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln ein Ansteigen des Druckes im Verdichtungsraum auf einem unzulässig hohen Wert erkannt und die Förderung des Verdichters unterbrochen werden kann.

Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, zusätzlich zur Überwachung des verbraucherseitigen Druckes eine Überwachung des Druckes im Verdichtungsraum des Verdichters oder eine Überwachung der Betriebstemperatur des Verdichters zu erhalten. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es möglich, wie in den Unteransprüchen angegeben, im Falle eines Ansteigens des Druckes im Verdichtungsraum auf einen unzulässig hohen Wert entweder den Verdichtungsraum mit dem Ansaugraum zu verbinden oder den Verdichter von seinem Antrieb zu trennen.

Von besonderem Vorteil ist, daß bei der erfindungsgemäßen Einrichtung die Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung bei Erreichen eines vorbestimmten verbraucherseitigen Druckes auch zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung bei unzulässig hohem Druck im Druckraum oder auch bei übermäßigem Temperaturanstieg im Verdichter verwendet wird. Zusätzliche Ventileinrichtungen am Verdichter oder zusätzliche Schaltmittel an der schaltbaren Kupplung sind nicht erforderlich.

Aus der DE 32 26 491 A1 geht ein Druckregelsystem für ein Druckluftleitungsnetz eines Kraftfahrzeugs hervor. Hierbei wird ein Druck in dem Druckluftleitungsnetz in Abhängigkeit sowohl von einem in einem Speicher, der in das Leitungsnetz einbezogen ist, sich entwickelnden Druck wie auch von einer Motorbelastung gesteuert, so dass ein Kompressor für die Druckerzeugung so im Motor-Schwachlastzustand betätigt wird, wie wenn Druckluftbremsen angewendet werden, um eine Motorbremsung zu bewirken und den Speicherdruck zur Verminderung des Gesamtenergieverbrauchs und damit des Gesamt-Brennstoffverbrauchs zu erhöhen.

Ferner ist aus der DE 31 36 949 A1 eine Einrichtung zur Erzeugung von Druckgas bekannt, wobei während einer sogenannten Leerlaufphase eines Luftpressers ein Saugventil offen gehalten wird, damit hierdurch die Antriebsleistung des Luftpressers während der Leerlaufphase vollkommen oder bis auf ein Minimum reduziert wird.

Weiterhin wird in der DE 42 11 068 A1 ein Luftpresser offenbart, wobei zur optimalen Regelung der zu erbringenden Arbeitsleistung des Luftpressers bei vermindertem Druckluftbedarf ein Einlassventil des Luftpressers mittels eines Elektromagneten mit einer von einem Druck in einem Druckvorratsbehälter abhängigen Taktfrequenz in seiner Schließ- und Öffnungsstellung gesteuert wird.

Anhand der Zeichnung werden nachfolgend zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen Verdichter mit Leerlaufventil.
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen Verdichter mit schaltbarer Kupplung.
In 1 ist ein Verdichter dargestellt, der sich im wesentlichen aus einem Zylinder (1) mit Zylinderkopf (2) und Zylinderkopfdeckel (11) zusammensetzt. Der Zylinder (1) weist einen Verdichtungsraum (25) auf, welcher einerseits vom Zylinderkopf (2) und andererseits von einem in Richtung der Längsachse des Zylinders (1) bewegbaren Kolben (24) begrenzt wird. Im Zylinderkopf (2) sind ein Saugraum (10) und ein Druckraum (6) vorgesehen. Der Verdichtungsraum (25) ist über ein Saugventil (12, 21) mit dem Saugraum (10) und über ein Druckventil (3) mit dem Druckraum (6) verbindbar.
Das Saugventil (12, 21) besteht aus einer Bohrung (12) und einer Lamelle (21). Das dem Verdichtungsraum (25) zugewandte Ende der Bohrung (12) ist als Ventilsitz für die als Ventilkörper dienende Lamelle (21) ausgebildet. Bei Unterdruck im Verdichtungsraum (25) wird die Lamelle (21) vom Ventilsitz der Bohrung (12) abgehoben, so dass dann der Saugraum (10) mit dem Verdichtungsraum (25) in Verbindung steht.
Der Saugraum (10) ist auf nicht dargestellte Weise mit der Atmosphäre verbunden.
Das Druckventil (3) ist nur angedeutet. Es arbeitet nach Art eines Rückschlagventils und verbindet den Verdichtungsraum (25) mit dem Druckraum (6), wenn der in dem Verdichtungsraum (25) herrschende Druck höher ist als der Druck im Druckraum (6).
Über einen Druckmittelanschluß (4) und eine als Förderleitung dienende Druckmittelleitung (5) ist der Druckraum (6) des Verdichters mit einem Eingang (41) eines Druckregelventils (45) verbunden. Ein Ausgang (42) des Druckregelventils (45) steht über eine Druckmittelleitung (43) mit einem als Druckluftvorratsbehälter (44) ausgebildeten Verbraucher, der seinerseits als Druckmittelquelle für eine Druckluftanlage dient, in Verbindung.
Ein Druckregelventil der hier in Frage kommenden Art ist unter der Gerätenummer 975 303 061 0 aus der Druckschrift "Beschreibung der Druckluftgeräte in Fahrzeugbremsen" Ausgabe März 1989, der Fa. WABCO Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH, bekannt.
Im Zylinderkopf (2) ist, im wesentlichen quer zur Längsachse des Zylinders (1) verlaufend, eine abgestufte Bohrung (13, 20) vorgesehen. In dem den größeren Querschnitt aufweisenden Bereich (13) der abgestuften Bohrung (13, 20) ist ein mit einem Dichtelement (19) versehener Schaltkolben (18) gegen die Kraft eines als Spiralfeder ausgebildeten Federelementes (14) abgedichtet verschiebbar angeordnet. Der Schaltkolben (18) ist mit einer Schaltstange (15) verbunden, welche in dem den geringeren Querschnitt aufweisenden Bereich (20) der abgestuften Bohrung (13, 20) geführt ist und sich mit ihrem freien Endbereich in eine Aussparung (22) des Zylinderkopfes (2) hineinerstreckt. In der Aussparung (22) ist die als Schiebelamelle ausgebildete Lamelle (21) senkrecht zur Längsachse des Zylinders (1) bewegbar geführt. Die Lamelle (21) ist über einen nicht näher dargestellten Mechanismus mit der Schaltstange (15) gelenkig verbunden. Die Lamelle (21) ist so zu der Bohrung (12) des Saugventils (12, 21) angeordnet, daß sie bei einer Bewegung des vom Schaltkolben (18) und der Schaltstange (15) gebildeten druckmittelbetätigbaren Schalt- oder Stellgliedes (18, 15) entgegen der Kraft des Federelementes (14) von dem Ventilsitz der Bohrung (12) weggeschoben wird, wodurch eine Verbindung zwischen dem Verdichtungsraum (25) und dem Saugraum (10) des Verdichters hergestellt wird. Der Schaltkolben (18), die Schaltstange (15) sowie die Lamelle (21) und die Bohrung (12) bilden ein Leerlaufventil (21, 12, 15, 18) mittels welchem die Förderung des Verdichters unterbrochen wird, wenn der verbraucherseitige Druck eine mittels des Druckregelventils (45) vorbestimmbare Höhe erreicht hat. Das Leerlaufventil (21, 12, 15, 18) dient somit als Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung.
Zu dem vorerwähnten Zweck ist der den größeren Querschnitt aufweisende Bereich (13) der abgestuften Bohrung (13, 20) auf der der Schaltstange (15) abgewandten Seite des Schaltkolbens (18) als Steuerkammer (16) mit einem pneumatischen Steueranschluß (17) ausgebildet, welcher über eine Druckmittelleitung (48) und eine als Steuerventil (26) ausgebildete Sensierungseinrichtung mit einem Steuerausgang (46) des Druckregelventils (45) verbunden ist.
Am Zylinderkopfdeckel ist ein aus einem Rohr (9) und einer Befestigungsschraube (7) bestehender Druckmittel anschluß (9, 7) angeordnet, wobei sich das Rohr (9) in den Druckraum (6) des Zylinderkopfes (2) hineinerstreckt. Der Druckmittelanschluß (7, 9) ist so positioniert, daß seine Eingangsöffnung im Druckraum (6) in der Druckluftströmung vom Druckventil (3) zum Druckmittelanschluß (4) gelegen ist. Vom Druckmittelanschluß (9, 7) führt eine Druckmittelleitung (8) zu einem als Steuereingang dienenden ersten Druckmittelanschluß (27) der als Steuerventil (26) ausgebildeten Sensierungseinrichtung. Ein zweiter Druckmittelanschluß (34) des Steuerventils (26) ist über eine Druckmittelleitung (47) mit dem Steuerausgang (46) des Druckregelventils (45) verbunden. Ein als Steuerausgang dienender dritter Druckmittelanschluß (38) des Steuerventils (26) steht über die Druckmittelleitung (48) mit dem Steuereingang (17) des Leerlaufventils (21, 12, 15, 18) in Verbindung.
Das Steuerventil (26) ist als durchsteuerndes Ventil ausgebildet, wobei der Steuerdruck gleichzeitig als auszusteuernder Druck dient. Es ist natürlich auch möglich, das als Sensierungseinrichtung dienende Steuerventil als einfaches Steuerventil auszubilden, bei welchem als auszusteuernder Druck der Druck einer separaten Druckmittelquelle, wie z. B. der Druck des Druckluftvorratsbehälters (45), dient.
Das Steuerventil (26) besteht aus einem mit dem ersten Druckmittelanschluß (27), dem zweiten Druckmittelanschluß (34) und dem dritten Druckmittelanschluß (38) versehenen Gehäuse (35), in welchem ein Steuerkolben (39) in Richtung der Längsachse des Gehäuses (35) gegen die Kraft eines als Spiralfeder ausgebildeten Federelementes (36) bewegbar angeordnet ist. Der Steuerkolben (39) unterteilt den Gehäuseinnenraum in eine erste Druckmittelkammer (37), in welcher das Federelement (36) gelegen ist, und in eine der ersten Druckmittelkammer (37) gegenüber, auf der anderen Seite des Steuerkolbens (39) gelegene, als Steuerkammer (28) dienende zweite Druckmittelkammer.
Die Steuerkammer (28) ist mit dem als Steuereingang dienenden ersten Druckmittelanschluß (27) ständig verbunden. Ebenso steht die erste Druckmittelkammer (37) mit dem zweiten Druckmittelanschluß (34) ständig in Verbindung. Der als Steuerausgang dienende dritte Druckmittelanschluß (38) ist in einer ersten Stellung des Steuerkolbens (39) mit der ersten Druckmittelkammer (37) und in einer zweiten Stellung des Steuerkolbens (39) mit der Steuerkammer (28) verbunden. Zur Verbindung des dritten Druckmittelanschlusses (38) mit der Steuerkammer (28) dient eine den Steuerkolben (39) durchdringende Bohrung (40), die von der der Steuerkammer (28) zugewandten Stirnseite des Steuerkolbens (39) ausgehend sich bis zur äußeren Mantelfläche des Steuerkolbens (38) erstreckt, wobei die Bohrung (40) so angeordnet ist, daß sie mit dem dritten Druckmittelanschluß (38) zur Deckung bringbar ist.
Der Steuerkolben (39) trägt auf seinem Umfang zwei Dichtringe (29, 32), wobei die beiden Dichtringe (29, 32) so zueinander und so zu der Bohrung (40) angeordnet sind, daß das an der äußeren Mantelfläche des Steuerkolbens (39) gelegene Ende der Bohrung (40) sich zwischen den beiden Dichtringen (29, 32) befindet.
Mittels der Dichtringe (29, 32) wird eine Verbindung zwischen der Steuerkammer (28) und der ersten Druckmittelkammer (37) sowie eine unbeabsichtigte Verbindung zwischen der Steuerkammer (28) und dem dritten Druckmittelanschluß (38) verhindert.
In der äußeren Mantelfläche des Steuerkolbens (39) ist ein federndes oder auch federbelastetes Bauteil (31) angeordnet, welches sich auf die Innenwand des Gehäuses (35) zuerstreckt. Das Bauteil (31) erstreckt sich in einer ersten Schaltstellung des Steuerkolbens (39) in eine in der Innenwand des Gehäuses (35) vorgesehene erste Ausnehmung (30) und in einer zweiten Schaltstellung des Steuerkolbens (39) in eine in der Innenwand des Gehäuses (35) vorgesehene zweite Ausnehmung (33) hinein. Mittels des Bauteiles (31) und der ersten Ausnehmung (30) sowie der zweiten Ausnehmung (33) wird zwischen dem Gehäuse (35) und dem Steuerkolben (39) eine Schnapp- oder auch Rastverbindung hergestellt.
Durch eine solche Schnapp- oder Rastverbindung zwischen Steuerkolben (39) und Gehäuse (35) wird bewirkt, daß der Steuerkolben (39) schlagartig von seiner ersten Stellung in seine zweite Stellung gebracht wird, wenn der Druck in der Steuerkammer (28) so weit angestiegen ist, daß die von diesem Druck auf den Steuerkolben (39) ausgeübte Kraft größer wird als die von dem Federelement (36) entgegengerichtet auf den Steuerkolben (39) ausgeübte Kraft. Umgekehrt wird der Steuerkolben (39) schlagartig von seiner zweiten Stellung in seine erste Stellung gebracht, wenn die Kraft des Federelementes überwiegt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel dient der Steuerkolben (39) zusätzlich als Ventilglied, welches mit den Durchlässen der Druckmittelanschlüsse (27, 34, 38) ein Ventil (39, 27, 34, 38) zum Verbinden des Steuereingangs (17) der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung (23) mit dem Druckraum (6) oder dem Verdichtungsraum (25) des Verdichters oder mit der Druckmittelquelle (Steuerausgang 46 des dem Druckluftvorratsbehälter 44 vorgeschalteten Druckregelventils 45) bildet.
Der Steuerkolben (39) bildet mit dem als Druck- oder Kraftmeßglied dienenden Federelement (36) eine Druck- oder Kraftmeßeinrichtung (39, 36) für den Druck des Druckraumes (6) oder den Druck des Verdichtungsraumes (25) des Verdichters und mit den Durchlässen der Druckmittelanschlüsse (27, 34, 38) das vorstehend erwähnte Ventil (39, 27, 34, 38).
Es ist natürlich auch möglich, die Druck- oder Kraftmeßeinrichtung (39, 36) und das Ventil als zwei selbstständige Einrichtungen auszubilden, wobei dann das Ventil Durchlässe für Druckmittel und einen mit den Durchlässen zusammenwirkenden Steuerschieber aufweist oder sich aus einem oder mehreren Ventilsitzen und einem oder mehreren mit diesen zusammenwirkenden Dichtkörpern zusammensetzt.
Das Ventil wird dann entweder direkt vom Kolben der Druck- oder Kraftmeßeinrichtung oder von einem zwischen den Kolben und das Ventil geschalteten Stößel betätigt.
Das Ventil ist im Ausführungsbeispiel als 3/2-Wegeventil ausgebildet.
Durch das Druck- oder Kraftmeßglied (36) bzw. die Druck- oder Kraftmeßeinrichtung (39, 36) wird bestimmt, bei welcher Höhe des Druckes im Druckraum (6) oder im Verdichtungsraum (25) des Verdichters das Ventil in eine den Steuereingang der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung mit dem Druckraum (6) oder mit dem Verdichtungsraum (25) des Verdichters verbindende Schaltstellung oder in eine den Steuereingang (17) der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung (23) mit einer Druckmittelsenke verbindende Schaltstellung gebracht wird.
Die Funktion der im vorstehenden beschriebenen Einrichtung wird nachfolgend näher erläutert.
In der Förderphase des Verdichters (Kompressors) wird über das Saugventil (12, 21) Luft aus der Atmosphäre angesaugt, im Verdichtungsraum (25) verdichtet und über das Druckventil (3) in den Druckraum (6) gefördert. Vom Druckraum (6) gelangt die komprimierte Luft über den Druckmittelanschluß (4) und die Druckmittelleitung (5) so wie das Druckregelventil (45) zum Druckluftvorratsbehälter (44). Gleichzeitig gelangt über das Rohr (9) und die Druckmittelleitung (8) Druckluft aus dem Druckraum (6) des Verdichters in die Steuerkammer (28) der als Steuerventil ausgebildeten Sensierungseinrichtung (26). Da bei normalem Druck im Druckraum (6) des Verdichters die Kraft dieses auf den Steuerkolben (39) des Steuerventils (26) einwirkenden Druckes kleiner ist als die entgegengerichtet auf den Steuerkolben (39) einwirkende Kraft der Feder (36), verändert der Steuerkolben (39) seine Lage nicht. Die Steuerkammer (28) des Steuerventils (26) ist gegen den Steuerausgang (38) des Steuerventils (26) abgesperrt (kein Ausgangssignal am Steuerausgang (38) der Sensierungseinrichtung 26). Der Steuerausgang (38) ist in dieser ersten Stellung des Steuerkolbens (39) mit der ersten Druckmittelkammer (37) des Steuerventils (26) verbunden.
Hat der verbraucherseitige Druck (Druck im Druckluftvorratsbehälter (44)) eine durch das Druckregelventil (45) vorbestimmte Höhe erreicht, so schaltet das Druckregelventil (45) in der Weise um, daß die Verbindung zwischen der Druckmittelleitung (5) und dem Ausgang (42) des Druckregelventils (45) unterbrochen und zwischen der Druckmittelleitung (5) und dem Steuerausgang (46) des Druckregelventils (45) eine Verbindung hergestellt wird.
Aus der Druckmittelleitung (5) gelangt jetzt über das Druckregelventil (45) Druckluft in die erste Druckmittelkammer (37) des Steuerventils (26). Über den Steuerausgang (38) des Steuerventils (26) gelangt jetzt Druckluft aus der Druckmittelleitung (5) in die Steuerkammer (16) des Leerlaufventils (12, 21, 18, 15, 16). Auf diese Weise wird dann die Steuerkammer (16) mit dem Druck des Druckraumes (6) beaufschlagt.
Der sich in der Steuerkammer (16) aufbauende Druck verschiebt den Schaltkolben (18) mit der Schaltstange (15) gegen die Kraft der Feder (14). von der Schaltstange (15) wird die Lamelle (21) in der Weise bewegt, daß sie vom Ventilsitz der Bohrung (12) des Saugventils (12, 21) wegbewegt wird. Das Saugventil (12, 21) befindet sich dann in der Offenstellung. Der Verdichtungsraum (25) ist dann über das Saugventil (12, 21) und den Saugraum (10) mit der Atmosphäre verbunden. Bei einem Ansaughub des Kolbens (24) wird Luft aus der Atmosphäre über den Saugraum (10) und das Saugventil (12, 21) in den Verdichtungsraum (25) angesaugt und beim nachfolgenden Verdichtungshub des Kolbens (24) über das Saugventil (12, 21) und den Saugraum (10) zur Atmosphäre hin ausgestoßen. Die Verdichter-Förderung ist unterbrochen.
Ist der Druck in dem Druckluftvorratsbehälter (44) unter den vorbestimmten Druck abgesunken, so schaltet das Druckregelventil (45) um. Der Druck in der Steuerkammer (16) des Leerlaufventils (23) baut sich dann über das Druckregelventil (45) zur Atmosphäre hin ab. Der Schaltkolben (18) mit der Schaltstange (15) des Leerlaufventils wird durch die Kraft der Feder (14) in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben. Dabei wird die Lamelle (21) von der Schaltstange (15) in ihre Ausgangsstellung zurückgeschoben, in welcher sie die Bohrung (12) verschließt. Das Saugventil (12, 21) befindet sich dann wieder in seiner Schließstellung. Bei einem Arbeitshub des Kolbens (24) des Verdichters wird die Luft im Verdichtungsraum (25) wieder verdichtet und über das Druckventil (3) in den Druckraum (6) gefördert, von welchem aus sie über die Druckmittelleitung (5) und das Druckregelventil (45) sowie die Druckmittelleitung (43) wieder zum Druckluftvorratsbehälter (44) gelangt. Das Saugventil (12, 21) gelangt jetzt wieder bei jedem Ansaughub des Kolbens (24) des Verdichters in die Offenstellung und bei jedem Förderhub des Kolbens (24) in die Schließstellung.
Mit den vorstehend genannten Maßnahmen wird die Höhe des verbraucherseitigen Druckes überwacht.
Um auch die Höhe des Druckes im Verdichtungsraum (25) und im Druckraum (6) überwachen zu können, wird der Druck des Druckraumes (6) über das Rohr (9) und die Druckmittelleitung (8) der Steuerkammer (28) des Steuerventils (26) zugeführt und der Steuerkolben (39) des Steuerventils (26) gegen die Kraft der Feder (36) vom Druck aus dem Druckraum (6) belastet. Die Feder (36) ist so ausgelegt, daß das Steuerventil (26) die Steuerkammer (17) der Einrichtung (23) gegen den Druckraum (6) bzw. gegen den Verdichtungsraum (25) des Verdichters abgesperrt hält, solange der Druck im Druckraum (6) einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet.
Hat sich der Durchlaßquerschnitt der Druckmittelleitung (5), z. B. durch Ablagerung von Ölkohle, soweit verringert, daß die komprimierte Luft im Verdichtungsraum (25) und somit auch im Druckraum (6) des Verdichters nicht mehr ungehindert über das Druckregelventil (45) zum Druckluftvorratsbehälter (44) strömen kann, erhöht sich der Druck im Druckraum (6) und im Verdichtungsraum (25) des Verdichters. Da die Steuerkammer (28) des Steuerven tils (26) über die Druckmittelleitung (8) und das Rohr (9) mit dem Druckraum (6) des Verdichters verbunden ist, baut der sich im Druckraum (6) anstauende Druck sich auch in der Steuerkammer (28) des Steuerventils (26) auf.
Ist der Druck im Druckraum (6) des Verdichters und somit auch in der Steuerkammer (28) des Steuerventils (26) soweit angestiegen, daß er den durch die Feder (36) des Steuerventils (26) vorbestimmten Höchstwert überschreitet (vom Druck in der Steuerkammer 28 auf den Steuerkolben 39 ausgeübte Kraft wird größer als die entgegengerichtet auf den Steuerkolben 39 einwirkende Kraft der Feder 36), wird der Steuerkolben (39) vom Druck in der Steuerkammer (28) schlagartig von seiner ersten Schaltstellung – zweiter Druckmittelanschluß (34) mit Steuerausgang (38) verbunden, Steuerausgang (38) gegen Steuerkammer (28) abgesperrt – in seine zweite Schaltstellung – Steuerausgang (38) mit Steuerkammer (28) verbunden, zweiter Druckmittelanschluß (34) gegen Steuerausgang (38) abgesperrt – gebracht und mittels der Rast- oder Schnappmittel (30, 31, 33) in der zweiten Schaltstellung gehalten.
von der Steuerkammer (28) gelangt dann über die Bohrung (40) im Steuerkolben (39) und den Steuerausgang (38) sowie die Druckmittelleitung (48) Druckmittel aus der Druckmittelleitung (8) in die Steuerkammer (16) des Leerlaufventils (12, 21, 15, 18, 14, 16).
Der sich in der Steuerkammer (16) aufbauende Druck verschiebt den Schaltkolben (18) und somit auch die Schaltstange (15) entgegen der Kraft der Feder (14). Von der Schaltstange (15) wird die Lamelle (21) in der Weise verschwenkt, daß sie den Ventilsitz der Bohrung (12) freigibt. Das Saugventil (12, 21) ist dann geöffnet. Über das geöffnete Saugventil (12, 21) ist nun der Verdichtungsraum (25) mit dem Saugraum (10) verbunden.
Bei einem Saughub des Kolbens (24) des Verdichters wird über das Saugventil (12, 21) und den Saugraum (10) Luft aus der Atmosphäre angesaugt. Bei einem Verdichtungshub des Kolbens (24) wird die angesaugte Luft wieder aus dem Verdichtungsraum (25) über das geöffnete Saugventil (12, 21) und den Saugraum (10) zur Atmosphäre hin ausgestoßen. Luft im Verdichtungsraum (25) wird somit nicht mehr verdichtet und kann auch nicht mehr über den Druckraum (6) und die Druckmittelleitung (5) sowie das Druckregelventil (45) zum Druckluftvorratsbehälter (44) gelangen, auch dann nicht, wenn der verbraucherseitige Druck den vorbestimmten Druckwert noch nicht erreicht hat. Die Verdichter-Förderung ist unterbrochen.
Es wird immer dann ein Steuersignal am Steuerausgang (38) der Sensierungseinrichtung (26) erzeugt und auf den Steuereingang (16) der Einrichtung (23) zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung gegeben, wenn der Druck im Druckraum (6) oder im Verdichtungsraum (25) des Verdichters einen vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet.
Wenn der Grund für die zwangsweise Unterbrechung der Verdichter-Förderung vom Fahrer des Fahrzeugs erkannt worden ist, kann dieser entscheiden, ob er, z. B. durch manuelles Umschalten des Steuerventils (26), die Verdichter-Förderung für eine begrenzte Zeit wieder aktivieren will, um z. B. bis zur nächsten Werkstatt zu fahren, oder ob er unverzüglich die erforderliche Reparatur durchführen läßt, z. B. das Austauschen der verengten Druckleitung.
Beim Austauschen der Druckleitung wird zwangsläufig die Steuerkammer (28) des Steuerventils (26) entlüftet und mittels der Kraft der Feder (36) das Steuerventil (26) in seine erste Schaltstellung umgeschaltet. Ist die Feder (36) nicht so stark ausgebildet, daß sie den Steuerkolben (39) aus seiner verrasteten zweiten Schaltstellung heraus in seine erste Schaltstellung zurückbewegen kann, wird der Steuerkolben (39) von Hand zurückgestellt oder, wenn die Rastmittel entsprechend ausgebildet sind, wird die Rastverbindung von Hand gelöst und der Steuerkolben (39) wird durch die Kraft der Feder (36) in seine Ausgangsstellung gebracht.
Die Rast- oder Schnappmittel sind selbstverständlich nicht auf die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform beschränkt. Von Bedeutung ist lediglich, daß das Ventil oder auch der Steuerkolben nach Auftreten eines übermäßig hohen Druckanstiegs im Druckraum oder auch im Verdichtungsraum des Verdichters in seiner zweiten Schaltstellung gehalten wird.
Wird das Steuerventil (26) so ausgebildet, daß die Feder (36) in der Lage ist, den Steuerkolben (39) nach dem Absinken des Druckes in der Steuerkammer (28) unter einen vorbestimmten Wert von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung zurückzustellen, läuft nachfolgend beschriebener Vorgang ab.
Wenn nach dem Unterbrechen der Verdichter-Förderung nicht mehr Druckluft in den Druckraum (6) nachgefördert wird, baut sich der Druck im Druckraum (6) über die Druckmittelleitung (5) und das Druckregelventil (45) ab. Dadurch sinkt auch der Druck in der Steuerkammer (28) des Steuerventils (26).
Ist der Druck im Druckraum (6) des Verdichters und somit auch in der Steuerkammer (28) des Steuerventils (26) unter den von der Feder (36) des Steuerventils (26) vorbestimmten Höchstwert abgesunken, so daß die vom Druck in der Steuerkammer (28) auf den Steuerkolben (39) ausgeübte Kraft kleiner wird als die entgegengerichtet auf den Steuerkolben (39) einwirkende Kraft der Feder (36), so wird der Steuerkolben (39) mittels der Kraft der Feder (36) schlagartig in seine erste Schaltstellung gebracht.
Der Steuerausgang (38) ist dann wieder gegen die Steuerkammer (28) abgesperrt und mit dem zweiten Druckmittelanschluß (34) verbunden.
Der Druck in der Steuerkammer (16) des Leerlaufventils (12, 21, 15, 18, 14, 16) baut sich über die erste Druckmittelkammer (37) des Steuerventils (26) sowie die Druckmittelleitung (47) und das Druckregelventil (45) zur Atmosphäre hin ab.
Durch die Kraft der Feder (14) gelangt der Schaltkolben (18) mit Schaltstange (15) des Leerlaufventils (12, 21, 15, 18, 14, 16) in seine Ausgangsstellung zurück, wobei von der Schaltstange (15) die Lamelle (21) in ihre den Ventilsitz der Bohrung (12) verschließende Stellung gebracht wird.
Der Verdichter kann dann wieder die über das Saugventil (12, 21) angesaugte Luft verdichten und über das Druckventil (3) sowie den Druckraum (6) in die Druckmittelleitung (5) einsteuern.
Bei einem derart ausgebildeten Steuerventil ist es von besonderer Bedeutung, an das Steuerventil eine Signaleinrichtung anzuschließen, welche den Fahrer des Fahrzeugs über ein Umschalten des Steuerventils von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltsstellung informiert.
Als Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung kann ein Leerlaufventil dienen, welches den Verdichtungsraum (25) mit dem Saugraum verbindet. Das Leerlaufventil kann mit dem Saugventil kombiniert werden, wie vorstehend beschrieben ist (Schiebelamelle).
Es ist natürlich auch möglich, das Leerlaufventil als ein separates Ventil, also unabhängig vom Saugventil (12, 21) oder Druckventil (3), auszubilden und am Zylinder, Zylinderkopf oder Zylinderkopfdeckel anzuordnen. Das Leerlaufventil kann als einfaches Sitzventil ausgebildet sein. Es kann so angeordnet sein, daß es den Druckraum (6) oder den Verdichtungsraum (25) mit der Atmosphäre oder mit einer anderen Druckmittelsenke verbindet, wenn es ein entsprechendes Steuersignal erhält.
Es handelt sich bei der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung somit um ein steuerbares Ventil, über welches der Verdichtungsraum mit einer Druckmittelsenke verbindbar ist.
In 2 ist ein Verdichter dargestellt, der von einem Motor über eine Kupplung angetrieben wird. Der besseren Übersicht halber sind die den in 1 gezeigten Bauteilen gleichen Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Der in 2 gezeigte Verdichter setzt sich im wesentlichen aus einem Zylinder (1), einem Zylinderkopf (2) und einem Zylinderkopfdeckel (11) zusammen. Der Zylinder (1) weist einen Verdichtungsraum (25) auf, welcher einerseits vom Zylinderkopf (2) und andererseits von einem in Richtung der Längsachse des Zylinders (1) bewegbaren Kolben (24) begrenzt wird. Im Zylinderkopf (2) sind ein Saugraum (10) und ein Druckraum (6) angeordnet. Der Verdichtungsraum (25) ist über ein Saugventil (54) mit dem Saugraum (10) und über ein Druckventil (3) mit dem Druckraum (6) verbindbar.
Über einen Druckmittelanschluß (4) und eine mit diesem verbundene Druckmittelleitung (5) ist der Druckraum (6) mit einem Druckmitteleingang (41) eines Druckregelventils (45) verbunden. Ein Druckmittelanschluß (42) des Druckregelventils (45) steht über eine Druckmittelleitung (43) mit einer als Druckluftvorratsbehälter (44) ausgebildeten Druckmittelquelle zur Speisung einer nicht dargestellten Druckluftanlage eines Fahrzeugs in Verbindung.
Zum Antrieb des Verdichters dient eine vom Fahrzeugmotor (49) oder einem anderen Aggregat gebildete Antriebseinrichtung. Eine Antriebswelle (50) des Motors (49) ist über eine schaltbare Kupplung (51) mit der Antriebswelle (53) des Verdichters verbunden. Die schaltbare Kupplung (51) weist ein druckmittelbetätigbares Schalt- oder Stellglied auf, das über einen pneumatischen Steueranschluß (52) mit Druckmittel beaufschlagbar ist.
Der Steueranschluß (52) ist über eine Druckmittelleitung (48) mit dem Steuerausgang (38) eines als Sensierungseinrichtung dienenden Steuerventils (26) verbunden.
Das Steuerventil (26) weist in diesem Ausführungsbeispiel den gleichen Aufbau auf, wie das Steuerventil in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1.
Der Steuereingang (27) des Steuerventils (26) ist über eine Druckmittelleitung (8) und ein Rohr (9), welches an den Zylinderkopfdeckel (11) des Verdichters angeschraubt ist und sich in den Druckraum (6) hineinerstreckt, mit dem Druckraum (6) des Verdichters verbunden. Ein Druckmittelanschluß (34) des Steuerventils (26) steht über eine Druckmittelleitung (47) mit einem Steuerausgang (46) des Druckregelventils (45) in Verbindung.
Das Steuerventil (26) besitzt einen gegen die Kraft einer Feder (36) bewegbaren Steuerkolben (39), der den Innenraum des Ventilgehäuses (35) in eine erste Druckmittelkammer (37) und eine als Steuerkammer (28) dienende zweite Druckmittelkammer unterteilt. Der Steuerkolben (39) ist so ausgebildet, daß er zusätzlich die Funktion eines Ventilgliedes erfüllen kann. Mit den drei Druckmittelanschlüssen (27, 34, 38) bildet er ein Ventil, mittels welchem der Steueranschluß (52) der als. Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung dienenden schaltbaren Kupplung (51) mit dem Steuerausgang (46) des Druckregelventils (45) oder mit der Steuerdruckquelle für die Steuerkammer (28) des Steuerventils (26) verbindbar ist.
Die Funktion der vorstehend beschriebenen Einrichtung wird nachfolgend näher erläutert.
Im normalen Betrieb wird der Verdichter vom Motor (49) über die schaltbare Kupplung (51) angetrieben. Bei einem Saughub des Kolbens (24) wird über den Saugraum (10) und das Saugventil (54) Luft in den Verdichtungsraum (25) angesaugt. Beim nachfolgenden Verdichtungshub des Kolbens (24) wird die Luft im Verdichtungsraum (25) verdichtet und gelangt über das Druckventil (3) in den Druckraum (6). Von diesem strömt die Druckluft über die Druckmittelleitung (5), das Druckregelventil (45) und die Druckmittelleitung (43) in den Druckluftvorratsbehälter (44).
Gleichzeitig gelangt vom Druckraum (6) Druckluft über das Rohr (9) und die Druckmittelleitung (8) in die Steuerkammer (28) des Steuerventils (26). Solange der Druck im Druckraum (6) des Verdichters einen durch die als Druckmeßglied dienende Feder (36) des Steuerventils (26) bestimmten Höchstwert nicht überschreitet verbleibt der Steuerkolben (39) und somit das Ventil in seiner ersten Schaltstellung – zweiter Druckmittelanschluß (34) mit Steuerausgang (38) verbunden; Steuerausgang (38) gegen Steuerkammer (28) abgesperrt –.
Hat der verbraucherseitige Druck (Druck im Druckluftvorratsbehälter (44)) einen vorbestimmten Wert erreicht, schaltet das Druckregelventil (45) um. Über den Steuerausgang (46) des Druckregelventils (45), die Druckmittelleitung (47), die erste Druckmittelkammer (37) des Steuerventils (26), die Druckmittelleitung (48) und den Steueranschluß (52) gelangt Druckluft aus der Druckmittelleitung (5) und somit Druckluft des Druckraumes (6) des Verdichters auf das pneumatische Schaltglied der als Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung dienenden schaltbaren Kupplung (51). Diese schaltet in der Weise um, daß sie die Verbindung zwischen der Antriebswelle (50) des Motors (49) und der Antriebswelle (53) des Verdichters unterbricht. Da der Kolben (24) des Verdichters dann keinen Hub mehr ausführen kann, ist die Förderung des Verdichters unterbrochen.
Ist der Druck im Druckluftvorratsbehälter (44), bedingt durch Verbrauch in dem an den Druckluftvorratsbehälter (44) angeschlossenen Druckluftsystem, unter den vorgegebenen Wert abgefallen, schaltet das Druckregelventil (45) um. Die den Steueranschluß (52) der schaltbaren Kupplung (51) über das Steuerventil (26) mit dem Steuerausgang (46) des Druckregelventils (45) verbindenden Druckmittelleitungen (48, 47) werden über das Druckregelventil (45) entlüftet, wodurch ein Umschalten des pneumatischen Schaltgliedes der schaltbaren Kupplung (51) bewirkt wird. Die schaltbare Kupplung (51) verbindet dann die Antriebswelle (50) des Motors (49) und die Antriebswelle (53) des Verdichters wieder miteinander. Der Verdichter wird wieder angetrieben. Luft gelangt über den Saugraum (10) und das Saugventil (54) in den Verdichtungsraum (25) und wird bei einem Verdichtungshub des Kolbens (24) verdichtet. Die verdichtete Luft gelangt über das Druckventil (3) in den Druckraum (6) und strömt von dort über die Druckmittelleitung (5) zum Druckregelventil (45), von welchem sie über die Druckmittelleitung (43) in den Druckluftvorratsbehälter (44) gelangt.
Hat sich der Durchlaßquerschnitt der Druckmittelleitung (5), z. B. durch Ablagerung von Ölkohle, soweit verringert, daß die komprimierte Luft im Verdichtungsraum (25) und somit auch im Druckraum (6) des Verdichters nicht mehr ungehindert über das Druckregelventil (45) zum Druckluftvorratsbehälter (44) strömen kann, erhöht sich der Druck im Druckraum (6) und im Verdichtungsraum (25) des Verdichters. Da die Steuerkammer (28) des Steuerventils (26) über die Druckmittelleitung (8) und das Rohr (9) mit dem Druckraum (6) des Verdichters verbunden ist, baut der sich im Druckraum (6) anstauende Druck sich auch in der Steuerkammer (28) des Steuerventils (26) auf.
Ist der Druck im Druckraum (6) des Verdichters und somit auch in der Steuerkammer (28) des Steuerventils (26) soweit angestiegen, daß er den durch die Feder (36) des Steuerventils (26) vorbestimmten Höchstwert überschreitet (vom Druck in der Steuerkammer 28 auf den Steuerkolben 39 augeübte Kraft wird größer als die entgegengerichtet auf den Steuerkolben 37 einwirkende Kraft der Feder 36), wird der Steuerkolben (39) vom Druck in der Steuerkammer (28) schlagartig von seiner ersten Schaltstellung – zweiter Druckmittelanschluß (34) mit Steuerausgang (38) verbunden, Steuerausgang (38) gegen Steuerkammer (28) abgesperrt – in seine zweite Schaltstellung – Steuerausgang (38) mit Steuerkammer (28) verbun den, zweiter Druckmittelanschluß (34) gegen Steuerausgang (38) abgesperrt – gebracht und mittels der Rastmittel (federbelastete Kugel 31 Ausnehmungen 30, 33 in der Wand des Gehäuses 35) in der zweiten Schaltstellung gehalten.
Von der Steuerkammer (28) gelangt dann über die Bohrung (40) im Steuerkolben (39) und den Steuerausgang (38) sowie die Druckmittelleitung (48) Druckmittel aus der Druckmittelleitung (8) zum Steueranschluß (52) der schaltbaren Kupplung (51) und beaufschlagt das pneumatische Schaltglied der schaltbaren Kupplung (51).
Die schaltbare Kupplung wird jetzt in der Weise umgeschaltet, daß sie die Antriebswelle (50) des Motors (49) von der Antriebswelle (53) des Verdichters trennt. Der Kolben (24) des Verdichters wird jetzt nicht mehr angetrieben und die Förderung des Verdichters ist unterbrochen.
Dadurch, daß zusätzlich zur Überwachung des verbraucherseitigen Druckes mittels des Druckregelventils (45) auch der Zylinderinnendruck mittels des Steuerventils (26) überwacht wird, ist eine Überlastung des Verdichters ausgeschlossen.
Ist der Defekt behoben, z. B. durch Austausch der Druckmittelleitung (5), wird das Steuerventil (26) manuell oder selbsttätig in seine erste Schaltstellung zurückgestellt.
Der Steuerausgang (38) ist dann wieder gegen die Steuerkammer (28) abgesperrt und mit dem zweiten Druckmittelanschluß (34) verbunden.
Der Druck am Steueranschluß (52) der schaltbaren Kupplung (51) baut sich über die Druckmittelleitung (48) und die erste Druckmittelkammer (37) des Steuerventils (26) sowie die Druckmittelleitung (47) und das Druckregelventil (45) zur Atmosphäre hin ab, wodurch ein Umschalten des pneumatischen Schaltgliedes der schaltbaren Kupplung (51) bewirkt wird. Die schaltbare Kupplung (51) verbindet dann die Antriebswelle (50) des Motors (49) und die Antriebswelle (53) des Verdichters wieder miteinander.
Der Verdichter kann dann wieder die über das Saugventil (54) angesaugte Luft verdichten und über das Druckventil (3) sowie den Druckraum (6) in die Druckmittelleitung (5) einsteuern.
Anstelle des zwischen dem Druckraum (6) des Verdichters und dem Druckluftvorratsbehälter (44) in die Druckmittelleitung (5) geschalteten Druckregelventils (45) kann eine am Zylinderkopf (2) bzw. am Zylinderkopfdeckel (11) angeordnete Druckregeleinrichtung vorgesehen werden, die vom verbraucherseitigen Druck gesteuert wird.
Die Sensierungseinrichtung kann auch als Druckmeß- bzw. Kraftmeßeinrichtung mit einem Druckmeß- bzw. Kraftmeßglied ausgebildet sein, welche vorzugsweise im oder am Zylinderkopf (2) oder Zylinderkopfdeckel (11) angeordnet ist. Eine solche Druckmeß- bzw. Kraftmeßeinrichtung ist so ausgebildet, daß sie bei Belastung mit einem Druck vorbestimmter Höhe des Druckraumes (6) bzw. des Verdichtungsraumes (25) an ihrem elektrischen Steuerausgang ein vom Druck des Druckraumes (6) oder vom Druck des Verdichtungsraumes (25) abhängiges elektrisches Signal erzeugt.
Das elektrische Signal wird dem elektrischen Steuereingang eines elektrisch oder elektromagnetisch betätigbaren Mehrwegeventils, wie z. B. 3-Wegeventil, zugeführt, über welches der pneumatische Steuereingang (16, 52) der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung (23, 51) wahlweise mit dem Steuerausgang (46) des Druckregelventils (45) oder mit dem Druckraum (6) oder dem Verdichtungsraum (25) des Verdichters oder einer anderen Druckmittelquelle verbindbar ist.
Bei Vorhandensein eines elektrischen Signals am Steuerausgang der Druckmeß- bzw. Kraftmeßeinrichtung schaltet das Mehrwegeventil in der Weise um, daß der Steuereingang der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung mit dem Druckraum bzw. mit dem Verdichtungsraum des Verdichters oder mit einer anderen Druckmittelquelle verbunden und gegen den Steuerausgang des Druckregelventils abgesperrt wird. Bei Fehlen dieses Signals schaltet das Mehrwegeventil in der Weise um, daß der Steuereingang der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung gegen den Druckraum bzw. gegen den Verdichtungsraum des Verdichters oder gegen die andere Druckmittelquelle abgesperrt und mit dem Steuerausgang des Druckregelventils verbunden wird.
Das besagte Mehrwegeventil besitzt einen Steuerausgang, einen ersten Druckmitteleingang und einen zweiten Druckmitteleingang sowie einen elektrischen Steuereingang. Der elektrische Steuereingang des Mehrwegeventils ist mit dem elektrischen Steuerausgang der Druckmeß- bzw. Kraftmeßeinrichtung verbunden. Der als Steuerausgang dienende Druckmittelausgang steht mit dem pneumatischen Steuereingang der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung in Verbindung, der erste Druckmitteleingang ist mit dem Steuerausgang des Druckregelventils und der zweite Druckmitteleingang des Mehrwegeventils ist mit dem Druckraum bzw. mit dem Verdichtungsraum des Verdichters oder mit einer anderen Druckmittelquelle verbunden.
Das elektrisch oder elektromagnetisch betätigbare Mehrwegeventil ersetzt bei einer solchen Ausführungsform der Sensierungseinrichtung praktisch den Ventilteil des Steuerventils (26) und die Druckmeß- bzw. Kraftmeßeinrichtung ersetzt den aus der Feder (36) und dem Steuerkolben (39) bestehenden Teil des Steuerventils (26), der beim Steuerventil (26) als Druckmeß- bzw. Kraftmeßeinrichtung dient.
Es ist auch möglich, anstelle einer druckempfindlichen Einrichtung (Druck- bzw. Kraftsensor) am oder im Zylinderkopf oder an einem anderen Teil des Zylinders des Verdichters eine temperaturempflindliche Einrichtung (Temperatursensor) mit einem elektrischen Steuerausgang anzuordnen. Die temperaturempfindliche Einrichtung erzeugt an ihrem Steuerausgang ein elektrisches Steuersignal, wenn die Betriebstemperatur des Verdichters überschritten wird.
Die temperaturempfindliche Einrichtung wirkt in der gleichen Weise mit einem elektrisch oder elektromagnetisch betätigbaren Mehrwegeventil zusammen, wie die vorstehend beschriebene, aus einer Druckmeß- bzw. Kraftmeßeinrichtung und einem Mehrwege-Elektromagnetventil bestehende Sensierungseinrichtung. Die Sensierungseinrichtung besteht dann aus der temperaturempfindlichen Einrichtung und dem Mehrwegeventil.
Wenn die Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung (51) ausschließlich elektrisch oder elektromagnetisch betätigbare Schaltmittel oder Stellmittel aufweist, kann auf das vorstehend erwähnte Mehrwege-Elektromagnetventil verzichtet werden. Der elektrische Steuerausgang der Druck- oder Kraftmeßeinrichtung (Drucksensor bzw. Kraftsensor) oder der elektrische Steuerausgang der temperaturempfindlichen Einrichtung (Temperatursensor) ist dann mit dem elektrischen Steuereingang der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung verbunden. In einem solchen Fall ist es zweckmäßig den verbraucherseitigen Druck ebenfalls mit einer Druckmeß- bzw. Kraftmeßeinrichtung, die einen elektrischen Steuerausgang aufweist, zu überwachen und den elektrischen Steuerausgang der Druckmeß- bzw. Kraftmeßeinrichtung mit dem elektrischen Steuereingang der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung zu verbinden.

Claims

Einrichtung zum Erzeugen von Druckgas mit folgenden Merkmalen: a) Es ist ein von einer Antriebseinrichtung antreibbarer Verdichter mit einem Verdichtungsraum (25), einem Saugraum (10) und einem Druckraum (6) vorgesehen, wobei der Verdichtungsraum (25) mit dem Saugraum (10) über ein Saugventil (21, 12, 54) und mit dem Druckraum (6) über ein Druckventil (3) verbindbar ist; b) der Druckraum (6) ist über einen Druckmittelanschluss (4) und eine Druckmittelleitung (5) mit einem, insbesondere als Druckluft-Vorratsbehälter (44) ausgebildeten Verbraucher verbindbar; c) es ist eine Einrichtung (23, 51) vorgesehen, welche die Verdichter-Förderung unterbricht, wenn der verbraucherseitige Druck einen vorbestimmte Höhe errreicht hat; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: d) es ist eine Sensierungseinrichtung (26) mit einem Steuerausgang (38) vorgesehen, die so ausgebildet ist, dass sie am Steuerausgang (38) ein Steuersignal erzeugt, wenn der Druck im Druckraum (6) oder im Verdichtungsraum (25) oder die Betriebstemperatur in oder an einem vorbestimmten Teil des Verdichters einen vorgegebenen Wert erreicht bzw. überschreitet; e) der Steuerausgang (38) der Sensierungseinrichtung (26) ist mit einem Steuereingang (16, 52) der Einrichtung (23, 51) verbunden, über den die Einrichtung (23, 51) im Sinne einer Unterbrechung der Verdichter-Förderung beim Auftreten des Steuersignals am Steuerausgang (38) der Sensierungseinrichtung (26) ansteuerbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung als ein steuerbares Ventil ausgebildet ist, über welches der Verdichtungsraum (25) mit einer Druckmittelsenke verbindbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung als schaltbare Kupplung (51) zum Verbinden des Verdichters mit einer Antriebseinrichtung (49) bzw. zum Trennen der Verbindung von Verdichter und Antriebseinrichtung (49) ausgebildet ist.
Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung (23, 51) ein druckmittelbetätigbares Schaltglied oder Stellglied zum Betätigen der Einrichtung (23, 51) aufweist, mit einem pneumatischen Steuereingang.
Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung (23, 51) ein elektrisch oder elektromagnetisch betätigbares Schalt- oder Stellglied aufweist, mit einem elektrischen Steuereingang.
Einrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensierungseinrichtung eine temperaturempfindliche Einrichtung mit einem elektrischen Steuerausgang aufweist, der mit dem elektrischen Steuereingang der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung verbunden ist, wobei die temperaturempfindliche Einrichtung im oder am Verdichter angeordnet ist.
Einrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensierungseinrichtung eine Druck- oder Kraftmesseinrichtung mit einem vom Druck des Druckraumes (6) oder vom Druck des Verdichtungsraumes (25) beaufschlagten Druck- oder Kraftmessglied und mit einem elektrischen Steuerausgang aufweist, welche so ausgebildet ist, dass sie am elektrischen Steuerausgang ein vom Druck des Druckraumes (6) oder vom Druck des Verdichtungsraumes (25) des Verdichters abhängiges elektrisches Steuersignal erzeugt, und dass der elektrische Steuerausgang der Druck- oder Kraftmesseinrichtung mit dem elektrischen Steuereingang der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung verbunden ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) die Sensierungseinrichtung weist eine Druck- oder Kraftmesseinrichtung mit einem vom Druck des Druckraumes (6) oder vom Druck des Verdichtungsraumes (25) beaufschlagten Druck- oder Kraftmessglied und einem elektrischen Steuerausgang zur Abgabe eines von diesem Druck abhängigen elektrischen Signals sowie sowie ein elektrisch oder elektromagnetisch betätigbares Ventil mit einem ersten Druckmitteleingang, einem zweiten Druckmitteleingang, einem als Steuerausgang dienenden Druckmittelausgang und einem elektrischen Steuereingang auf; b) der erste Druckmitteleingang ist mit dem Steuereingang (46) eines Druckregel ventils (45), welches zwischen dem Druckraum (6) oder dem Verdichtungsraum (25) des Verdichters und dem Verbraucher (44) angeordnet ist, verbunden, der zweite Druckmitteleingang ist mit dem Druckraum (6) oder mit dem Verdichtungsraum (25) oder mit einer anderen Druckmittelquelle verbunden, der Steuerausgang ist mit dem pneumatischen Steuereingang (16, 52) der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung (23, 51) verbunden und der elektrische Steuereingang ist mit dem elektrischen Steuerausgang der Druck- oder Kraftmesseinrichtung verbunden; c) das Ventil ist so ausgebildet, dass es bei Vorhandensein eines elektrischen Signals der Druck- oder Kraftmesseinrichtung den pneumatischen Steuereingang (16, 52) der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung (23, 51) mit dem Druckraum (6) oder mit dem Verdichtungsraum (25) oder mit der anderen Druckmittelquelle und bei Fehlen dieses elektrischen Signals den pneumatischen Steuereingang (16, 52) der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung (23, 51) mit dem Steuerausgang (46) des Druckregelventils (45) verbindet.
Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) die Sensierungseinrichtung weist eine im oder am Verdichter angeordnete temperaturempfindliche Einrichtung mit einem elektrischen Steuerausgang zum Erzeugen eines von der Temperatur des Verdichters abhängigen elektrischen Signals sowie ein elektrisch oder elektromagnetisch betätigbares Ventil mit einem ersten Druckmitteleingang, einem zweiten Druckmitteleingang, einem als Steuerausgang dienenden Druckmittelausgang und einem elektrischen Steuereingang auf; b) der erste Druckmitteleingang ist mit dem Steuerausgang (46) eines Druckregelventils (45), welches zwischen dem Druckraum (6) oder dem Verdichtungsraum (25) des Verdichters und dem Verbraucher (44) angeordnet ist, verbunden, der zweite Druckmitteleingang ist mit dem Druckraum (6) oder mit dem Verdichtungsraum (25) oder mit einer anderen Druckmittelquelle verbunden, der Steuerausgang ist mit dem pneumatischen Steuereingang (16, 52) der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung (23, 51) verbunden und der elektrische Steuereingang ist mit dem elektrischen Steuerausgang der temperaturempfindlichen Einrichtung verbunden; c) das Ventil ist so ausgebildet, dass es bei Vorhandensein eines elektrischen Signals der temperaturempfindlichen Einrichtung den pneumatischen Steuereingang (16, 52) der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung (23, 51) mit dem Druckraum (6) oder mit dem Verdichtungsraum (25) oder mit der anderen Druckmittelquelle und bei Fehlen dieses elektrischen Signals den pneumatischen Steuereingang (16, 52) der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung (23, 51) mit dem Steuerausgang (46) des Druckregelventils (45) verbindet.
Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) die Sensierungseinrichtung weist einen gegen die Kraft eines Federelementes (36) bewegbaren Steuerkolben (39) auf, der mit seiner dem Federelement (36) abgewandten Seite eine mit dem Druckraum (6) oder mit dem Verdichtungsraum (25) des Verdichters verbundene Steuerkammer (28) begrenzt; b) es ist ein vom Steuerkolben (39) betätigbares Ventil vorgesehen, über welches der Steuereingang (16, 52) der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung (23, 51) mit einer Druckmittelquelle verbindbar ist; c) der Steuerkolben (39) und das Ventil sind so ausgebildet und so zueinander angeordnet, dass das Ventil vom Steuerkolben (39) in eine den Steuereingang (16, 52) der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung (23, 51) mit der Druckmittelquelle verbindende Stellung gebracht wird, wenn die Kraft des Druckes in der Steuerkammer (28) die entgegengerichtet auf den Steuerkolben (39) einwirkende Kraft des Federelementes (36) überwindet.
Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil als druckmittelbetätigtes 3/2-Wegeventil mit einem ersten Druckmittelanschluss (27), einem zweiten Druckmittelanschluss (34), einem als Steuerausgang (38) dienenden dritten Druckmittelanschluss und einem Steuereingang ausgebildet ist, wobei der erste Druckmittelanschluss (27) und der Steuereingang mit dem Druckraum (6) oder mit dem Verdichtungsraum (25) des Verdichters, der zweite Druckmittelanschluss (34) mit einem Steuerausgang (46) eines Druckregelventils (45), welches zwischen dem Druckraum (6) oder dem Verdichtungsraum (25) des Verdichters und dem Verbraucher (44) angeordnet ist, und der Steuerausgang (38) mit dem Steuereingang (16, 52) der Einrichtung (23, 51) zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung verbunden ist.
Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (39), die Steuerkammer (28), das Federelement (36) und das Ventil zu einem Steuerventil (26) zusammengefasst sind.
Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) Die Sensierungseinrichtung (26) besteht aus einem Steuerventil mit einem gegen die Kraft eines Federelementes (36) bewegbaren Steuerkolben (39), einer von der dem Federelement (36) abgewandten Seite des Steuerkolbens (39) begrenzten Steuerkammer (28), einem mit der Steuerkammer (28) verbundenen ersten Druckmittelanschluss (27), einem zweiten Druckmittelanschluss (34) und einem dritten Druckmittelanschluss (38); b) der erste Druckmittelanschluss (27) ist mit dem Druckraum (6) oder mit dem Verdichtungsraum (25) des Verdichters verbunden, der zweite Druckmittelanschluss (34) steht mit einem Steuerausgang (46) eines Druckregelventils (45) in Verbindung, über welches der Druckraum (6) des Verdichters mit der Druckmittelquelle (44) oder mit einer Druckmittelsenke verbindbar ist, und der dritte Druckmittelanschluss (38) ist mit dem Steuereingang (17) der Einrichtung zum Unterbrechen der Verdichter-Förderung (23, 51) verbunden; c) die Druckmittelanschlüsse (27, 34, 38) sind so zueinander und so zum Steuerkolben (39) angeordnet, dass der erste Druckmittelanschluss (27) bzw. die Steuerkammer (28) mittels eines vom Steuerkolben (39) betätigten Ventilgliedes gegen den zweiten Druckmittelanschluss (38) und gegen den dritten Druckmittelan schluss (34) abgesperrt ist und der dritte Druckmittelanschluss (38) mit dem zweiten Druckmittelanschluss (34) verbunden ist, wenn die Kraft des auf den Steuerkolben (39) einwirkenden Druckes aus dem Druckraum (6) oder aus dem Verdichtungsraum (25) des Verdichters kleiner ist als die entgegengerichtet auf den Steuerkolben (39) einwirkende Kraft Federelementes (36) und dass der erste Druckmittelanschluss (27) bzw. die Steuerkammer (28) mit dem dritten Druckmittelanschluss (38) verbunden ist und der dritte Druckmittelanschluss (38) gegen den zweiten Druckmittelanschluss (34) mittels des Ventilgliedes abgesperrt ist, wenn die auf den Steuerkolben (39) einwirkende Kraft des Druckes aus dem Druckraum (6) oder aus dem Verdichtungsraum (25) des Verdichters größer ist als die entgegengerichtet auf den Steuerkolben (39) einwirkende Kraft des Federelementes (36).
Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied vom Steuerkolben (39) gebildet wird.
Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der äußeren Mantelfläche des Steuerkolbens (39) ein federndes oder federbelastetes Bauteil (31) vorgesehen ist, welches sich auf die Innenwand des den Steuerkolben (39) aufnehmenden Gehäuses (35) des Steuerventils (26) zu erstreckt und mit wenigstens einer Ausnehmung (30) in der Innenwand des Gehäuses (35) nach Art einer Schnapp- oder Rastverbindung zusammenwirkt.