DE9217999U1 - Compressed air system of a motor vehicle with a duty cycle monitoring/warning device for the air compressor - Google Patents

Compressed air system of a motor vehicle with a duty cycle monitoring/warning device for the air compressor

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Description

1.2952 10.03.19931.2952 10.03.1993

Druckluftanlage eines Kraftfahrzeuges mit einer Einschaltdauer-Überwachungs-/Warn-Einrichtung für den LuftpresserCompressed air system of a motor vehicle with a duty cycle monitoring/warning device for the air compressor

BeschreibungDescription

Die Neuerung betrifft eine Druckluftanlage eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Lastkraftwagen oder Omnibus, mit Merkmalen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The innovation relates to a compressed air system of a motor vehicle, in particular a truck or bus, with features corresponding to the preamble of claim 1.

Der ein- oder zweizylindirge Luftpresser ist eines der teuersten Aggregate einer solchen Druckluftanlage. Normalerweise ist der Luftpresser intermittierend betrieben, d.h. er ist nur dann wirksam, wenn der Druck in den Druckluftvorratsbehältern unter ein vorbestimmtes Niveau abgesunken ist, um diese wieder entsprechend aufzufüllen. Hierdurch ergeben sich Einschaltzeiten des Luftpressers, die normalerweise nicht zu einer Überlastung desselben führen. Sobald jedoch an bestimmten Stellen der Druckluftanlage Druckluftleckagen zum Beispiel infolge eines defekten Schalt-, Regel-, Steuer-, Einblaseventiles oder undichter Druckluftleitungen ergeben, welche eine überproportionale Abströmung von Druckluft in die Atmosphäre bewirken, arbeitet der Luftpresser praktisch nicht mehr intermittierend, sondern im Dauerbetrieb. Dies kann zu einer Überhitzung desselben und in der Folge davon zu Beschädigungen oder gar zu dessen Ausfall führen. Seitens des defekten Druckluftanlagenteiles wiederum kann der Dauerbetrieb des Luftpressers in nachteiligerweise zum Beispiel zur Verkokung des betreffenden Gerätes und der Druckluftleitungen, zu einer überhöhten ölförderung und Verölung der Anlage führen. Besonders nachteilig ist beispielsweise auch der Ausfall des Lufttrockners, weil dann keine Wasserabscheidung aus der geförderten Druckluft mehr möglich ist. Im übrigen bedeutet der Dauerbetrieb des Luftpressers einen erhöhten Kraftstoffverbrauch des antreibenden Fahrzeugmotors. The one or two-cylinder air compressor is one of the most expensive units in such a compressed air system. The air compressor is normally operated intermittently, i.e. it is only effective when the pressure in the compressed air reservoirs has fallen below a predetermined level in order to refill them accordingly. This results in the air compressor being switched on for periods that do not normally lead to it being overloaded. However, as soon as compressed air leaks occur at certain points in the compressed air system, for example as a result of a defective switching, regulating, control or blow-in valve or leaky compressed air lines, which cause a disproportionate flow of compressed air into the atmosphere, the air compressor practically no longer works intermittently, but in continuous operation. This can lead to it overheating and, as a result, to damage or even failure. On the part of the defective compressed air system component, the continuous operation of the air compressor can, for example, lead to coking of the device in question and the compressed air lines, excessive oil production and oil contamination of the system. The failure of the air dryer is also particularly disadvantageous, because it is then no longer possible to separate water from the compressed air being pumped. Furthermore, the continuous operation of the air compressor means increased fuel consumption of the driving vehicle engine.

Es ist daher Aufgabe der Neuerung, bei einer Druckluftanlage der eingangs genannten Art Vorkehrungen zu treffen, mit denen ein auf einen Defekt in der Druckluftanlage zurückgehender nachteiliger Dauerbetrieb des Luftpressers vermeidbar ist.The aim of the innovation is therefore to take precautions in a compressed air system of the type mentioned above to avoid disadvantageous continuous operation of the air compressor due to a defect in the compressed air system.

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Diese Aufgabe ist bei einer Druckluftanlage der gattungsgemäßen Art neuerungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved in a compressed air system of the generic type according to the innovation by the features specified in the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments of this solution are specified in the subclaims.

Dadurch, daß der Druckluftanlage gemäß der Neuerung eine kombinierte pneumatisch-elektrische Überwachungs-M/arn-Einrichtung zugeordnet ist, die über den erfaßten Förderdruck die Einschaltdauer des Luftpressers erfaßt und mit einem Einschaltdauer-Grenzwert vergleicht und bei einem, auf einem Defekt in der Druckluftanlage beruhenden Überschreiten dieses Einschaltdauer-Grenzwertes eine im Umfeld des Fahrers installierte Warneinrichtung aktiviert, gegebenenfalls auch den Luftpresser stillsetzt, ist gewährleistet, daß der Luftpresser nicht über eine zulässige Zeitdauer hinweg ununterbrochen betrieben wird. Damit sind Überhitzungen und hoher Verschleiß desselben ebenso vermeidbar wie überdurchschnittlich hoher Kraftstoffverbrauch des antreibenden Fahrzeugmotors und nachteilige Folgen in der Druckluftanlage selbst.The fact that the compressed air system is assigned a combined pneumatic-electrical monitoring device according to the innovation, which uses the measured delivery pressure to measure the operating time of the air compressor and compares it with a limit value for the operating time and, if this limit value for the operating time is exceeded due to a defect in the compressed air system, activates a warning device installed in the driver's vicinity and, if necessary, also shuts down the air compressor, ensures that the air compressor is not operated continuously for a permissible period of time. This means that overheating and high wear on the air compressor can be avoided, as can above-average fuel consumption of the driving vehicle engine and adverse consequences for the compressed air system itself.

Nachstehend ist die neuerungsgemäße Lösung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 und 2 jeweils schematisch einen Ausschnitt aus einer Druckluftanlage eines Kraftfahrzeuges, soweit für das Verständnis der Neuerung notwendig. In beiden Figuren sind gleiche bzw. einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen angezogen. The solution according to the innovation is explained in more detail below using two exemplary embodiments shown in the drawing. In the drawing, Fig. 1 and 2 each show a schematic section of a compressed air system of a motor vehicle, insofar as necessary for understanding the innovation. In both figures, identical or corresponding components are marked with the same reference numerals.

Die Druckluftanlage ist Teil eines Kraftfahrzeuges, bei dem es sich insbesondere um einen Lastkraftwagen oder Omnibus handelt. Als Teil derselben ist in der Zeichnung mit 1 ein Luftpresser bezeichnet, der vom Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs her antreibbar ist. Der diesbezügliche Antriebsstrang ist mit 2 bezeichnet. Der Luftpresser 1 fördert, wenn in Betrieb, Druckluft über seine Ausgangsdruckleitung 3 in das System der Druckluftanlage. Dieses Druckluftsystem umfaßt Druckluftvorratsbehälter 4 mit vorgeschaltetem Lufttrockner 5 mit zugehörigem Spülvolumen 51 (nur in Fig. 2 dargestellt) sowie eine Anzahl von Schalt-, Regel- und/oder Steuerventilen, von denen in der Zeichnung lediglich ein Mehrkreisschutzventil 6, an dem Bremsdruckleitungen zu den Druckluftvoratsbehältern 4 abgehen, ein Druckregler 7 mit Abblasegeräuschdämpfer T und ein Druckbe-The compressed air system is part of a motor vehicle, which is in particular a truck or bus. As part of the system, an air compressor is designated in the drawing with 1, which can be driven by the drive unit of the motor vehicle. The corresponding drive train is designated with 2. When in operation, the air compressor 1 delivers compressed air via its output pressure line 3 into the system of the compressed air system. This compressed air system comprises compressed air reservoir 4 with an upstream air dryer 5 with the associated flushing volume 5 1 (only shown in Fig. 2) and a number of switching, regulating and/or control valves, of which only a multi-circuit protection valve 6, from which brake pressure lines to the compressed air reservoirs 4 branch off, a pressure regulator 7 with blow-off noise damper T and a pressure

3 1.29523 1.2952

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grenzungsventil 8 dargestellt sind. Generell hat die Druckluftanlage, was die Leitungswege und die darin verwendeten Schalt-, Regel-, und Steuerventile, Lufttrockner, Vorratsbehälter anbelangt einen üblichen, je nach Fahrzeug oder Fahrzeugtyp aber verschiedenen Aufbau.limit valve 8. In general, the compressed air system has a standard structure in terms of the pipe routes and the switching, regulating and control valves, air dryers and storage tanks used in it, but this structure varies depending on the vehicle or vehicle type.

Dieser üblichen Druckluftanlage ist neuerungsgemäß eine kombinierte pneumatisch-elektrische Überwachungs-/Wam-Einrichtung zugeordnet, die über den erfaßten Förderdruck die Einschaltdauer des Luftpressers 1 erfaßt und mit einem Einschaltdauer-Grenzwert vergleicht und bei einem, auf einem Defekt in der Druckluftanlage beruhenden Überschreiten dieses Einschaltdauer-Grenzwertes eine im Umfeld des Fahrers installierte Warneinrichtung 9 aktiviert, gegebenenfalls auch den Luftpresser 1 stillsetzt. Unter Einschaltdauer-Grenzwert ist dabei ein Dauerbetrieb des Luftpressers mit maximaler Leistung über einen vorbestimmten Zeitraum zu verstehen.According to the new system, this conventional compressed air system is assigned a combined pneumatic-electrical monitoring/warning device, which uses the detected delivery pressure to detect the duty cycle of the air compressor 1 and compares it with a duty cycle limit value. If this duty cycle limit value is exceeded due to a defect in the compressed air system, it activates a warning device 9 installed in the driver's vicinity and, if necessary, also shuts down the air compressor 1. The duty cycle limit value is understood to mean continuous operation of the air compressor at maximum power over a predetermined period of time.

Dabei kann die Überwachungs-/Warn-Einrichtung die Einschaltdauer des Luftpressers 1 über einen beispielsweise an der Ausgangsdruckleitung 3 des letzteren (wie aus Fig. 1 ersichtlich) oder einem mit dieser verbundenen Schalt-, Regel-, Steuerventil bzw. dem Lufttrockner angeschlossenen Druckgeber 10 pneumatisch erfaßt werden. Dieser Druckgeber 10 wandelt das pneumatisch erzeugte Signal in ein entsprechendes elektrisches Signal um und leitet dieses an eine elektrische bzw. elektronische Auswerteinrichtung 11 weiter. In den dargestellten Ausführungsbeispielen weist die Auswerteinrichtung 11 ein auf den Einschaltdauer-Grenzwert des Luftpressers 1 eingestelltes Zeitglied 12 auf, das bei Überschreiten der vorgegebenen Zeitdauer durch Betätigung eines Schalters 13 einen Stromkreis 14 schließt, über den die Warneinrichtung 9 aktiviert, gegebenenfalls auch der Luftpresser 1 stillgesetzt wird.The monitoring/warning device can pneumatically detect the duty cycle of the air compressor 1 via a pressure sensor 10 connected, for example, to the outlet pressure line 3 of the latter (as shown in Fig. 1) or to a switching, regulating, control valve or the air dryer connected to it. This pressure sensor 10 converts the pneumatically generated signal into a corresponding electrical signal and forwards this to an electrical or electronic evaluation device 11. In the exemplary embodiments shown, the evaluation device 11 has a timer 12 set to the duty cycle limit value of the air compressor 1, which closes an electric circuit 14 when the specified time is exceeded by actuating a switch 13, via which the warning device 9 is activated and, if necessary, the air compressor 1 is also shut down.

Alternativ zu den dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Auswerteinrichtung jedoch auch Teil eines beliebigen elektronischen Steurgerätes des Kraftfahrzeuges sein, das die Einschaltdauer-Signale des Druckgebers 10 als Istwerte zugeführt bekommt, diese per Programm mit dem abgespeicherten Einschaltdauer-Grenzwert vergleicht und bei Überschreiten desselben einen Befehl an die angeschlossene Warneinrichtung 9 für deren Aktivierung, gegebenenfalls auch einen Befehl an den Luftpresser 1 für dessen Abschaltung ausgibt.As an alternative to the embodiments shown, the evaluation device can also be part of any electronic control device of the motor vehicle, which receives the duty cycle signals from the pressure sensor 10 as actual values, compares these with the stored duty cycle limit value by program, and if the limit value is exceeded, issues a command to the connected warning device 9 to activate it, and if necessary also a command to the air compressor 1 to switch it off.

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Die Auswerteinrichtung kann mit dem elektrischen bzw. elektronischen Steuerorgan eines Schalt-, Regel-, oder Steuerventiles, Druckreglers oder Lufttrockners kombiniert sein, d.h. mit diesem zusammengebaut, an dieses angebaut oder in dieses eingebaut bzw. integriert sein.The evaluation device can be combined with the electrical or electronic control element of a switching, regulating or control valve, pressure regulator or air dryer, i.e. assembled with it, attached to it or built into or integrated into it.

Die Warneinrichtung kann auf eine optische oder/und akustische Warnsignalerzeugung und -abgabe ausgerichtet sein. Für eine optische Warnung des Fahrers kann am Armaturenbrett des Fahrzeuges eine Warnleuchte oder Anzeigevorrichtung dauernd oder intermittierend betrieben angesteuert sein. Für eine alleinige oder zusätzliche akustische Warnung des Fahrers kann in dessen Umfeld ein Summer oder Lautsprecher vorgesehen sein, der entweder einen Dauerwarnton oder einen wörtlich gesprochenen Warnhinweis ausgeben kann.The warning device can be designed to generate and emit an optical and/or acoustic warning signal. To provide a visual warning to the driver, a warning light or display device on the vehicle's dashboard can be activated continuously or intermittently. For a sole or additional acoustic warning to the driver, a buzzer or loudspeaker can be provided in the driver's vicinity, which can emit either a continuous warning tone or a verbal warning.

Claims (7)

1.2952 10.03.19931.2952 10.03.1993 SchutzansprücheProtection claims 1. Druckluftanlage eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Lastkraftwagen oder Omnibus, mit einem Druckluft in ein Leitungssystem mit eingebauten Schalt-, Regel-, Steuerventilen, Speichern, gegebenenfalls auch einem Lufttrockner und dergleichen fördernden, vom Antriebsmotor her angetriebenen Luftpresser, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftanlage eine kombinierte pneumatisch-elektrische Überwachungs-/Warn-Einrichtung zugeordnet ist, die über den erfaßten Förderdruck die Einschaltdauer des Luftpressers (1) erfaßt und mit einem Einschaltdauer-Grenzwert vergleicht und bei einem, auf einem Defekt in der Druckluftanlage beruhenden Überschreiten dieses Einschaltdauer-Grenzwertes eine im Umfeld des Fahrers installierte Warneinrichtung (9) aktiviert, gegebenenfalls auch den Luftpresser (1) stillsetzt.1. Compressed air system of a motor vehicle, in particular a truck or bus, with an air compressor driven by the drive motor that delivers compressed air into a line system with built-in switching, regulating, control valves, accumulators, possibly also an air dryer and the like, characterized in that the compressed air system is assigned a combined pneumatic-electrical monitoring/warning device that uses the detected delivery pressure to record the duty cycle of the air compressor (1) and compares it with a duty cycle limit value and, if this duty cycle limit value is exceeded due to a defect in the compressed air system, activates a warning device (9) installed in the driver's vicinity, possibly also shutting down the air compressor (1). 2. Druckluftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungs-/Warn-Einrichtung die Einschaltdauer des Luftpressers (1) über einen an der Ausgangsdruckleitung (3) des letzteren oder einem mit dieser verbundenen Schalt-, Regel-, Steuer- oder Trockner-Organ (5, 7) angeschlossenen Druckgeber (10) pneumatisch erfaßt.2. Compressed air system according to claim 1, characterized in that the monitoring/warning device pneumatically detects the operating time of the air compressor (1) via a pressure sensor (10) connected to the outlet pressure line (3) of the latter or to a switching, regulating, control or drying device (5, 7) connected thereto. 3. Druckluftanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatisch erzeugte Signal des Druckgebers (10) von diesem in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt und an eine elektrische bzw. elektronische Auswerteinrichtung (11) weitergeleitet wird.3. Compressed air system according to claim 2, characterized in that the pneumatically generated signal of the pressure sensor (10) is converted by the latter into a corresponding electrical signal and is forwarded to an electrical or electronic evaluation device (11). 4. Druckluftanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinrichtung ein auf den Einschaltdauer-Grenzwert des Luftpressers (1) eingestelltes Zeitschaltglied (12) aufweist, das bei Überschreiten der vorgegebenen Zeitdauer einen Stromkreis (14) schließt, über den die Warneinrichtung (9) aktiviert, gegebenenfalls auch der Luftpresser (1) stillgesetzt wird.4. Compressed air system according to claim 3, characterized in that the evaluation device has a timer (12) set to the duty cycle limit value of the air compressor (1), which closes an electric circuit (14) when the predetermined time period is exceeded, via which the warning device (9) is activated and, if necessary, the air compressor (1) is also shut down. 1.2952 10.03.19931.2952 10.03.1993 5. Druckluftanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinrichtung (11) Teil eines beliebigen elektronischen Steuergerätes des Kraftfahrzeuges ist, das die Einschaltdauer-Signale des Druckgebers (10) als Istwerte zugeführt bekommt, diese per Programm mit dem abgespeicherten Einschaltdauer-Grenzwert vergleicht und bei Überschreiten desselben einen Befehl an die angeschlossene Warneinrichtung (9) für deren Aktivierung, gegebenenfalls auch einen Befehl an den Luftpresser (1) für dessen Abschaltung ausgibt.5. Compressed air system according to claim 3, characterized in that the evaluation device (11) is part of any electronic control device of the motor vehicle, which receives the duty cycle signals of the pressure sensor (10) as actual values, compares these with the stored duty cycle limit value by program and, if the latter is exceeded, issues a command to the connected warning device (9) for its activation, and if necessary also a command to the air compressor (1) for its switching off. 6. Druckluftanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinrichtung (11) mit dem elektrischen bzw. elektronischen Steuerorgan eines Schalt-, Regel- oder Steuerventiles oder des Lufttrockners kombiniert, zusammen-, an- oder eingebaut bzw. integriert ist.6. Compressed air system according to claim 3, characterized in that the evaluation device (11) is combined, assembled, installed or integrated with the electrical or electronic control element of a switching, regulating or control valve or the air dryer. 7. Druckluftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Warneinrichtung (9) auf eine optische, z.B. mittels armaturenbrettseitiger Warnleuchte oder Anzeigevorrichtung, oder/und akustische Warnsignalerzeugung und -abgabe, z.B. mittels eines Summers oder Lautsprechers, ausgerichtet ist.7. Compressed air system according to one of the preceding claims, characterized in that the warning device (9) is designed to generate and emit an optical warning signal, e.g. by means of a warning light or display device on the dashboard, and/or an acoustic warning signal, e.g. by means of a buzzer or loudspeaker.
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