DE60103065T2

DE60103065T2 - Druckentlastungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60103065T2
Application number: DE60103065T
Authority: DE
Inventors: Philip Edward Tonkin
Original assignee: Wabco Automotive UK Ltd
Current assignee: Wabco Automotive UK Ltd
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: US20040080123A1; BR0112845A; EP1305198A1; DE60103065D1; WO2002009994A1; EP1305198B1; GB0018764D0; US7147228B2

Description

Diese Erfindung betrifft ein Mittel zur Entlastung von überschüssigem Druck in einem Luftbremssystem eines Fahrzeugs, und insbesondere ein Mittel zur Druckentlastung in einem Trockenmittelkanister eines Lufttrockners.
Luftbremssysteme von Fahrzeugen enthalten einen Lufttrockner zwischen dem Luftkompressor und den Luftverbrauchern. Dieser Trockner umfasst üblicherweise einen Ventilblock und einen austauschbaren geschlossenen Kanister mit Trockenmaterial. Typischerweise besteht der Kanister aus einem Stahlpressteil in Form eines schalenförmigen Körpers, und in den das Trockenmittel eingefüllt wird, und einer mit dem Körper mittels einer Überwalzung verbundenen Endplatte. Es können gewisse Innenunterteilungen vorgesehen sein.
Typischerweise weist die Endplatte konzentrische Einlass- und Auslassöffnungen auf und ist mit einem Ventilblock mittels eines Schraubinnengewindes angebracht. Ein äußerer elastomerer Ring, wie er zum Beispiel in EP-A-0234229 offenbart ist, ergibt die notwendige Abdichtung zwischen der Endplatte und dem Ventilblock.
Die Konstruktion eines solchen Behälters ist auch in Bezug auf austauschbare Ölfilter von Fahrzeugen bekannt.
Es sind Sicherheitsvorrichtungen im System vorgesehen, um zu gewährleisten, dass Ausgangsdruck des Kompressors auf ein sicheres Maß beschränkt ist. Üblicherweise wird der Kompressor durch einen Steuermechanismus entlastet, bevor das Sicherheitslimit erreicht wird, und ein separates Druckablassventil sieht ein zweites Sicherheitsschutzniveau bei einem bestimmten Grenzdruck vor.
Es besteht eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit, dass die Kompressorentlastungseinrichtung und das Druckablassventil gleichzeitig ihren Betrieb versagen, möglicherweise bedingt durch schlechte Wartung des Systems. Unter diesen Umständen kann ein Druckanstieg ein Versagen einer der Komponenten hinter dem Kompressor verursachen. Eine der stärker sicherheitskritischen Komponenten ist der Lufttrocknerkanister, nicht zuletzt weil der Luftdruck über eine relativ große Querschnittsfläche wirkt, und die entwickelten Kräfte ziemlich groß sein können. Zum Beispiel führt ein Nominaldruck von 12 bar, der auf eine Kanisterquerschnittsfläche von 10000 mm² einwirkt, zu einer Nettokraft von über 1 Tonne.
Es ist ein Mittel erforderlich zum Ablassen überschüssigen Drucks am Trockenmittelbehälter zu geringen Kosten, auf kontrollierte Weise und bevorzugt auf eine Art, die rückstellbar ist, nachdem der Drucküberschuss abgelassen wurde.
Gemäß der Erfindung wird eine kreisförmige Dichtung für die Stirnseite eines im Wesentlichen zylindrischen Behälters zur Verfügung gestellt, wobei die Dichtung einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist und eine Ausnehmung in seiner einen Seite, um die Fläche des Querschnitts zu reduzieren.
Im Gebrauch bildet der Bereich der Ausnehmung der Dichtung einen schwachen Teil, der elastisch durchschlägt, um überschüssigen Druck abzulassen. Die Dichtung ist bevorzugt geeignet, dass sie sich zurücksetzt, um fortgesetzten Betrieb des Fahrzeugs zu ermöglichen, aber alternativ kann die Dichtung als sichtbares Zeichen eines Fehlers im durchgeschlagenen Zustand bleiben. Im letzteren Fall ist die Dichtung geeignet, dass sie durch leichtes Aufschrauben des Kanisters zurückgesetzt wird, wodurch inhärente Nachgiebigkeit der Dichtung bewirkt, dass sie ihren unverformten Zustand annimmt. Der Kanister kann dann erneut angezogen werden, um die Integrität des Luftsystems wiederherzustellen.
Es ist vorgesehen, dass Deformation der Dichtung bei einem Durchschlagen ihre Elastizität etwas reduziert, so dass wiederholte Durchschlagvorgänge bei zunehmend geringeren Drücken auftreten, wenn der Fehler nicht repariert wird, und schließlich ein minimaler Betriebsdruck nicht mehr im System gehalten wird.
Herkömmlich wird ein Versagen beim Erreichen eines Minimaldrucks dem Fahrer durch einen Summer oder dergleichen in der Fahrerkabine angezeigt.
Wenn es möglich ist, dass die Dichtung sich zurücksetzt, oder zurückgesetzt werden kann, ist das Fahrzeug nicht unmittelbar funktionsunfähig, sondern kann seine Fahrt ins Depot fortsetzten, wo eine dauerhafte Reparatur vorgenommen werden kann.
Bevorzugt erstreckt sich die Ausnehmung radial von der Dichtung und in der bevorzugten Ausführungsform ist sie auf der radialen Innenseite der Dichtung vorgesehen. Die Ausnehmung kann die radiale Wanddicke über einen bestimmten Bogen auf 50–80 % reduzieren. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Ausnehmung in Form eines Bogens vor. In einer alternativen Ausführungsform weist die Ausnehmung eine sich im Wesentlichen im Umfang erstreckende Wand an ihrer Basis auf. Eine Ausnehmung kann sowohl auf der Innenseite und der Außenseite der Dichtung vorgesehen sien. Es können mehrere Ausnehmungen vorgesehen sein, und sie können symmetrisch und/oder im Umfang ausgerichtet sein. Die Ausnehmung kann, entweder ganz oder teilweise, auf einer axial zugewandten Seite der Dichtung vorgesehen sein; es können zwei oder mehr Ausnehmungen vorgesehen sein, um zu gewährleisten, dass die Dichtung nicht ungleichmäßig ist.
In der bevorzugten Ausführungsform sind Mittel vorgesehen, um anzuzeigen, dass die Dichtung ausgelöst hat. Solche Mittel können gefärbtes Fluid umfassen, das angeordnet ist, so dass es Fahrzeugkomponenten im Bereich des Kanisters markiert. Das Fluid ist bevorzugt in einem zerstörbaren Beutel um die Dichtung enthalten oder in Mikrobeuteln, die in der Dichtung im Bereich der Schwachstelle(n) enthalten sind.
Andere Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform ersichtlich, die nur als Beispiel in den begleitenden Zeichnungen gezeigt ist, in denen:
1 eine schematische Aufrissansicht eines Luftrocknerkanisters und eines Ventilblocks im Teilschnitt ist.
2 eine vergrößerte Schnittansicht einer gefalzten Kantenverbindung zeigt.
3 eine Draufsicht einer Dichtung gemäß der Erfindung zeigt;
4 eine vergrößerte Teilansicht der Dichtung von 3 zeigt;
5 eine vergrößerte Teilansicht einer alternativen Dichtung zeigt; und
6 einen Aufriss der Dichtung von 5 von der Innenseite zeigt.
1 stellt einen Ventilblock (10) mit einem Einlassweg (11) und Auslasswegen (12) dar. Die Einlass- und Auslasswege können alternativ umgekehrt sein. Eine männliche Gewindeverbindung definiert teilweise den Einlassweg (11).
Ein austauschbarer Kanister umfasst eine hohle becherartige Schale (13), die durch eine Endplatte (14) geschlossen ist. Die Schale und Platte sind am Umfang überwalzt, wie es in 2 gezeigt ist, so dass leckdichte Verbindung ausgebildet ist. Die Endplatte weist eine Einlassöff nung (15) mit Innengewinde auf, und eine Mehrzahl von Auslassöffnungen (16) zur Verbindung mit den Auslasswegen (12).
Im Kanister hält ein durchbrochenes zylindrisches Sieb (17) eine ringförmige Ladung an Trockenmittelmaterial (18). Eine kreisförmige Dichtung (19) mit rechteckigem Querschnitt dichtet die Endplatte (14) zum Ventilblock (10) ab.
Im Gebrauch wird dem Kanister ein Luftunterdruck von 7–12 bar zugeführt, wobei die Luft getrocknet wird, während sie durch das Trockenmittel (18) zum Auslassweg (12) läuft. Es tritt kein signifikanter Druckabfall durch das Material (18) auf und dementsprechend ist die Gewindeverbindung ausreichend, um Auslass- und Einlassstrom zu trennen. Die äußere Dichtung (19) ist jedoch wesentlich, um die Verbindung zwischen dem Kanister und dem Ventilblock leckfrei zu halten.
Ein Teil des Umfangs der Dichtung (19) ist ausgespart, wie es durch die bogenförmige Ausnehmung (21) der 3 und 4 dargestellt ist. Dieser schwache Teil ist geeignet, überschüssigen Druck im Kanister durch Verzformung abzugeben, wobei im Gebrauch der schwache Teil ermöglicht, dass Überdruck nach außen abgeblasen wird. Durch sorgfältige Auslegung wird die inhärente Nachgiebigkeit der Dichtung so angeordnet, dass Zurücksetzen der Dichtung durch Aufschrauben des Kanisters von Hand in geringem Grad und erneutes Anziehen möglich sind, was auf diese Weise fortgesetzten sicheren Betrieb des Bremssystems erlaubt. Im Falle, dass die Dichtung sich nicht zurücksetzt, warnt das übliche Druckmangelwarnsignal den Fahrzeugfahrer, dass für den Bremsenbetrieb ungenügender Druck vorhanden ist.
Die Dichtung kann mit einer speziellen Umfangsform vorgesehen sein, um Lage auf dem Ventilkörper in einer bestimmten Orientierung zu gewährleisten. Diese Anordnung gewährleistet, dass Hochdruckentlastung in eine sichere Richtung angeordnet werden kann und/oder dass Freisetzung eines Indikators, Farbstoff oder dergleichen in eine bevorzugte Richtung erfolgen kann.
5 stellt eine alternative Ausführungsform dar, die eine kreisförmige Dichtung 22 in rechteckigen Querschnitt mit einer Halbtiefenausnehmung 23 auf der betrachteten Oberseite aufweist. Die Ausnehmung weist eine kreisförmige Innenseite 24 auf, die an jedem Ende in einer im Wesentlichen rechtwinkligen Ecke mit einer konvexen Mischfläche 25 endet. Die Dichtung ist zum Beispiel 113 mm im Durchmesser und die Ausnehmung erstreckt sich über weniger als 10 % des Umfangs. Es können mehrere solcher Ausnehmungen um den Umfang der Dichtung in gleichem Abstand vorgesehen sein, und Ausnehmungen können wie betrachtet sowohl in der oberen und unteren Fläche vorgesehen sein.
5 stellt etwas schematisch auch einen Mikrobeutel 26 dar, der in der Dichtung 22 im Bereich der Ausnehmung vorgesehen ist, und geeignet ist, bei signifikanter Deformation der Dichtung zu platzen, wie es beim Herausnehmen auftreten kann. Der Mikrobeutel 26 enthält ein gefärbtes Fluid, das über benachbarte Komponenten spritzen oder tropfen kann, um anzuzeigen, dass die Dichtung durchgeschlagen hat.

Claims

Kreisförmige elastomere Dichtung für die Stirnseite eines im Wesentlichen zylindrischen Behälters, wobei die Dichtung einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist und eine Ausnehmung in seiner einen Seite, um die Fläche des Querschnitts zu reduzieren, um dadurch einen schwachen Teil vorzusehen, der im Falle eines bestimmten radialen Druckdifferentials zur radialen Verformung in der Lage ist.
Dichtung nach Anspruch 1, worin die Ausnehmung sich in einer im Umfang erstreckenden Seite der Dichtung befindet.
Dichtung nach Anspruch 2, worin die Ausnehmung sich in einer Innenseite der Dichtung befindet.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Ausnehmung sich in einer axial gerichteten Seite der Dichtung befindet.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Ausnehmung gewölbt ist.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Ausnehmung eine sich im Umfang erstreckende Wand aufweist.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die Ausnehmung weniger als 25 % der Querschnittsfläche der Dichtung umfasst.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Ausnehmung eine Tiefe von weniger als 50 % der Dicke der Dichtung in einer der radialen und axialen Richtungen aufweist.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und ferner mit einem Beutel voll gefärbtem Fluid, wobei der Beutel im Bereich der Ausnehmung liegt und bei Verformung des schwachen Teils zerstörbar ist.
Dichtung nach Anspruch 9, worin der Beutel im rechteckigen Querschnitt liegt.