DE3233545A1

DE3233545A1 - Druckluftfuellvorrichtung fuer druckluftspeicher

Info

Publication number: DE3233545A1
Application number: DE19823233545
Authority: DE
Inventors: Siegfried Beck; Günther Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Henzler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-09-10
Filing date: 1982-09-10
Publication date: 1984-03-15
Also published as: FR2532997B1; FR2532997A1

Description

R. 180l+9 He
20.8.1982

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Druckluftfüllvorrichtung für Druckluftspeicher Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Druckluftfüllvorrichtung für Druckluftspeicher, insbesondere in Druckluftversorgungsystemen von Pneumatikaggregaten, die Druckluftbremsen, pneumatische Türbetätiger od. dgl., in Nutzfahrzeugen, nach der Gattung des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Druckluftfüllvorrichtung dieser Art erfolgt die Zu- und Abschaltung des Luftkompressors oder Luftverdichters durch eine elektrische Kupplung, die den Luftkompressor mit einem standig laufenden Antriebsaggregat, z.B. bei Nutsfahrzeugen dem Fahrzeugmotor , verbindet oder von diesem trennt. Dabei wird z.B. die Kupplung bei Erreichen

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• 5.

des Betriebsdruckes von 8 bar in den Druckluftspeichern gelöst und bei einem Betriebsdruck von 7 bar wieder eingelegt. Beim Einlegen der Kupplung muß der Luftkompressor gegen ein großes Widerstandsmoment anfahren, da er sofort gegen einen Betriebsdruck von 7 bar in den Druckluftspeichern und damit in den Druckluftleitungen fördern muß. Die Kupplung wird dabei bei jedem Einrasten schlagartig sehr stark belastet. Dieses hohe Anlaufmoment mit steiler Anstiegsflanke führt langfristig zu irreparablen Schäden an der Kupplung und verkürzt deren Lebensdauer beträchtlich.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Druckluftfüllvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die erfindungsgemäße Entlüftung des dem Luftkompressor nachgeschalteten Pufferraums in der Aussetzphase des Luftkompressors, der Luftkompressor beim Anfahren, d.h. beim Einlegen der Kupplung, mit nur einem geringen Widerstandsmoment anläuft, da in dem entlüfteten Pufferraum der von der nachgeschalteten Druckluftleitung gebildet wird, ein Betriebsdruck von 0 bar Überdruck herrscht. Die Belastung der Kupplung beim Einlegen wird damit sehr stark herabgesetzt und damit die Lebensdauer beträchtlich erhöht.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Druckluftfüllvorrichtung möglich.

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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dabei ans Anspruch 2. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann der ohnehin für die Aussetzregelung des Luftkompressors erforderliche elektropneumatisch^ Schalter zugleich zur Steuerung des Entlüftungsventils verwendet werden, wobei sich zwangsläufig die gewünschte Synchronisation der Aussetzregelung des Luftkompressors und der Entlüftungsregelung des Entlüftungsventils derart ergibt, daß Entlüftungsphase des Entlüftungsventils und Aussetzphase des Luftkompressors einerseits und Sperrphase des Entlüftungsventils und Förderphase des Luftkompressors andererseits zusammenfallen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 5. Durch diese Maßnahme kann eine raumsparende Ventilkombination für jeden Einsatzzweck realisiert werden.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung ein Blockschaltbild einer Druckluftfüllvorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Druckluftfüllvorrichtung ist zum Füllen von Druckluftspeichern in Druckluftversorgungssystemen von Pneumatikaggregaten vorgesehen, wie sie von Druckluftbremsen,

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pneumatischen Türbetätigern od. dgl. in Nutzfahrzeugen dargestellt werden. Die hier nicht dargestellten Druckluftspeicher eines Druckluftversorgungssystems werden über ein an sich bekanntes Schutzventil 10 gefüllt, an dem z.B. bei einer Druckluft-Bremsanlage von Nutzfahrzeugen die beiden Betriebsbremskreise, der Feststellbrems- und Anhängerkreis und ein Nebenverbraucherkreis angeschlossen sind.

Die Druckluftfüllvorrichtung weist einen Luftkompressor 11 auf, der im Aussetzbetrieb arbeitet. Aussetzbetrieb bedeutet, daß der Luftkompressor 11 nur intervallmäßig Luft fördert und entsprechend dem in den Druckluftspeichern herrschenden Betriebsdruck zugeschaltet (Förderphase) bzw. abgeschaltet (Aussetzphase) wird. Zum Zu- und Abschalten des Luftkompressors 11 ist eine elektromagnetische Kupplung 12 vorgesehen, die den Luftkompressor 11 mit einem Antriebsmotor 13 verbindet bzw. von diesem löst. Bei einem Nutzfahrzeug wird der Antriebsmotor 13 von dem Fahrzeugmotor dargestellt.

Der Ausgang des Luftkompressors 11 ist über eine Druckluftleitung 14 mit einem Entlüftungsventil 15 verbunden. Zur Reinigung der Druckluft ist in der Druckluftleitung 14 noch ein Luftfilter 16 angeordnet.

Die Druckluftleitung 14 stellt einen als Anlaufpuffer wirkenden Pufferraum dar, der von dem Entlüftungsventil 15, das in zwei Schaltstellungen umsteuerbar ist, wahlweise abgesperrt oder entlüftet werden kann. Das Entlüftungsventil 15 ist dabei derart gesteuert, daß es in der Förderphase des Luftverdich-

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ters 11 seine in der Zeichnung dargestellte Sperrstellung einnimmt und in der Aussetzphase des Luftkompressors 11 in seine Entlüftungsstellung umgeschaltet ist. Das Entlüftungsventil 15 ist hier als 3/2-Wege-Magnetventil mit Federrückstellung ausgebildet.

Zur Steuerung des Luftkompressors 11 und des EntLüftungsventils 15 ist ein elektropneumatischer Umschalter 17 vorgesehen, dessen einer elektrischer Ausgang mit der elektromagnetischen Kupplung 12 des Luftkompressors 11 und dessen anderer elektrischer Ausgang 19 mit der Erregerwicklung des Entlüftungsventils 15 verbunden ist, während der Eingang 20 des Umschalters 17 an dem Pluspol einer Spannungsquelle liegt. Die pneumatische Steuerleitung 21 des Umschalters 17 ist an dem· Eingang des Schutzventils 10 angeschlossen, der über ein Rückschlagventil 22 an die Druckluftleitung 14 angeschlossen ist. Das Rückschlagventil 22 ist dabei so angeordnet, daß es die Strömungsrichtung vom Schutzventil 10 aus absperrt und von der Druckluftleitung 14 aus freigibt. In der in der Zeichnung dargestellten Stellung des Umschalters 19 ist lediglich das nichtdargestellte Einrückrelais für die Kupplung 12 erregt, die Kupplung eingelegt und der Luftkompressor 11 arbeitet in Förderphase. In der anderen Schaltstellung des Umschalters 17 ist die Kupplung gelöst und das Entlüftungsventil 15 in die andere Schaltstellung umgeschaltet.

An die Druckluftleitung 14 ist noch ein Überdruckventil 23 angeschlossen, das verhindert, daß bei einem Schadensfall der Druck in der Druckluftleitung über den zulässigen Betriebsdruck ansteigt.

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Das Entlüftungsventil 15, das Rückschlagventil 22, das Schutzventil 10 und das Überdruckventil 23 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 24 angeordnet, das in der Zeichnung durch eine strichpunktierte Umrandung schematisch dargestellt ist. Auch der elektropneumatische Umschalter 17 ist mit in das Ventilgehäuse räumlich integriert. Die zu den einzelnen Ventilen 15,22 und 23 im Ventilgehäuse 24 führenden Druckluft Zuführungskanäle bilden ebenfalls einen Teil des dem Luftkompressor nachgeschalteten Pufferraums .

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Druckluftfüllvorrichtung ist wie folgt:

In der Förderphase des Luftkompressors 11 nehmen das Entlüftungsventil 15 und der elektropneumatische Umschalter 17 die in der Zeichnung dargestellte Stellung ein. Die Kupplung 12, deren Einrückmagnet über den Umschalter 17 an das elektrische Netz angeschlossen ist, verbindet den Luftkompressor 11 mit dem Antriebsmotor 13. Der Luftkompressor 11 fördert Luft, die über die Druckleitung 14 durch das Luftfilter 16 an den Ventilsitzen des Entlüftungsventils 15 und des Überströmventils 23 und über das Rückschlagventil an dem Ventilsitz des Schutzventils 10 ansteht. Das Schutzventil 10 öffnet erst bei einem Betriebsdruck von 7 bar. Ist dieser Betriebsdruck am Ventilsitz des Schutzventils 10 erreicht, öffnet dieses und die Luftspeicher des Druckluftversorgungssystems werden gefüllt, wobei zunächst der Druck am Ventilsitz des Schutzventils etwas abfällt und sobald die Druckluftspeicher den Betriebsdruck von 7 bar ebenfalls erreicht haben, wieder zunimmt.

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Steigt der Druck in den Druckluftspeichern und damit der Druck am Ventilsitz des Schutzventils auf den maximal zulässigen Betriebsdruck von 8 bar, so wird der elektropneumatische Umschalter 17 auf seinen Ausgang 19 umgeschaltet. Damit wird der Magnetanker der elektromagnetischen Kupplung 12 vom Netz getrennt und die Kupplung gelöst, wodurch der Luftkompressor 11 vom Antriebsmotor 13 getrennt ist. Zugleich wird die Erregerwicklung des Entlüftungsventils 15 an das Netz gelegt und damit das Entlüftungsventil 15 aus seiner Sperrstellung in seine Entlüftungsstellung überführt. Die Druckluftleitung 14 zwischen dem Luftverdichter 11 und der Ventilanordnung wird entlüftet. Am Ventilsitz des Schutzventils 10 steht wegen der Sperrwirkung des Rückschlagventils 22 nach wie vor der-maximale Betriebsdruck von 8 bar an.

Sinkt der Betriebsdruck infolge Einschaltens von Luftaggregaten auf den minimal zulässigen Betriebsdruck von 7 bar ab, so wird der elektropneumatische Umschalter 17 über seine Rückstellfeder wieder, die in der Zeichnung dargestellte Schalterstellung zurückgeführt. Das Entlüftungsventil 15 kehrt unter der Wirkung seiner Rückstellfeder wieder in seine in der Zeichnung dargestellte Sperrstellung zurück,und die Druckluftleitung 14 wird abgesperrt. Die Kupplung wird wieder eingelegt und der Motor 13 treibt den Luftkompressor 11 an. Beim Anlauf des Luftkompressors 11 bildet die Druckluftleitung 14 zusammen mit den Druckluftzuführungskanälen der Ventile 22,15 und im Ventilgehäuse 24 einen Pufferraum, in welcher ein Überdruck von 0 bar herrscht, so daß der Luftkompressor 11 gegen ein nur sehr geringes Widerstandsmoment anläuft. Wegen des relativ kleinen Puffervolumens der

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Druckluftleitung 14 wird der Druck von 7 bar in der Druckluftleitung sehr schnell erreicht, so daß das Schutzventil 10 wieder öffnet und die Luftspeicher, wie vorstehend beschrieben, solange gefüllt werden, bis der Betriebsdruck von 8 bar erreicht ist, wonach die vorstehend beschriebene Aussetzphase des Luftkompressors wieder einsetzt.

Das Überdruckventil 23, dessen Öffnungsdruck geringfügig über dem maximalen Betriebsdruck von 8 bar liegt, öffnet nur im Schadensfall, wenn der Druck über den maximal zulässigen Betriebsdruck ansteigt, und bläst Luft über die Lüftung ins Freie ab.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann das Entlüftungsventil 15 auch als 2/2-Wegeventil ausgebildet sein. Auch kann auf die elektromagnetische Kupplung 12 verzichtet werden, wenn als Antriebsmotor für den Luftkompressor 13 ein Elektromotor verwendet wird, der über den elektropneumatisehen Umschalter 17 ein- bzw. ausgeschaltet wird.

Leerseite

Claims

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

Druckluftfüllvorrichtung für Druckluftspeicher, insbesondere in Druckluftversorgungssystemen von Pneumatikaggregaten, wie Druckluftbremsen, pneumatische Türbetätiger od. dgl., in Nutzfahrzeugen, mit einem im Aussetzbetrieb arbeitenden Luftkompressor, der mit Erreichen eines maximalen Betriebsdrucks der Druckluftspeicher abgeschaltet (Aussetzphase) und bei Überschreiten eines minimalen Betriebsdrucks zugeschaltet (Förderphase) wird, dadurch gekenn^ zeichnet, daß dem Luftkompressor (11) ein als Anlaufpuffer wirkender Pufferraum (14) nachgeschaltet ist, daß an dem Pufferraum (14) ein in zwei Schaltstellungen umsteuerbares Entlüftungsventil (15) angeschlossen ist und daß das Entlüftungsventil (15) derart gesteuert ist, daß in der Förderphase das Entlüftungsventil (15) in seiner Sperrstellung und in der Aussetzphase in seiner Entlüftungsstellung steht.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem pneumatischgesteuerten Schalter zum Zu- und Abschalten des Luftkompressors, dadurch gekennzei chnet, daß das Entlüftungsventil (15) als Magnetventil mit Federrückstellung und der Schalter als elektropneumat is eher Umschalter (17) ausgebildet ist, dessen einer elektrischer Ausgang (18) mit dem Luftkompressor (11) und dessen anderer elektrischer Ausgang (18) mit dem Entlüftungsventil(15) derart verbunden sind,, daß in der einen Schalterstellung der Luftkompressor (11) zugeschaltet ist (Förderphase) und in der anderen Schalterstellung das Entlüftungsventil (15) erregt ist (Aussetzphase).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Steuerleitung (21) des- elektropneurnatisehen Umschalters (17) am Ausgang eines den Pufferraum ( 14) begrenzenden Rückschlagventils (22) angeschlossen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rückschlagventil (22) ein an sich bekanntes Schutzventil (10) zum Anschließen eines Druckluftversorgungssystems nachgeschaltet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (15), das Rückschlagventil (22) und das Schutzventil (10) in einem gemeinsamen Ventilgehäuse (24) angeordnet sind.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzei chnet, daß der elektropneumatische Umschalter (17) am Ventilgehäuse (24) angeordnet ist und sein Steuerkanal (21) in diesem verläuft.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Pufferraum (14) ein Überdruckventil (23) angeschlossen ist, das vorzugsweise in das Ventilgehäuse (24) integriert ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferraum (14) von dem den Luftkompressor (11) mit dem Ventilgehäuse (14) verbindenden Druckluftleitungsabschnitt (14) und in dem Ventilgehäuse (14) verlaufenden Druckluftzuführungskanälen zu den Einzelventilen (15,22,23) gebildet wird.