DE19714513A1 - Druckluftbeschaffungsanlage für Fahrzeuge mit einer Einrichtung zum Erkennen von Schubphasen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckluftbeschaffungsanlage für Fahrzeuge mit einer Einrichtung zum Erkennen von Schubphasen für das Fahrzeug, insbesondere für Druckluftbremsanlagen von Straßenfahrzeugen, die einen mit einer Energiespar-Ab­ schalteinrichtung ausgestatteten, insbesondere einen über eine Abschaltkupplung antreibbaren Kompressor und einen von diesem aufladbaren Druckluftvorratsbehäl­ ter aufweist, wobei die Energiespar-Abschalteinrichtung von einem Druckregler, Go­ vernor oder dergleichen, welch er einen vom Druck in einem Raum, dem der im Druckluftvorratsbehälter herrschende Druck zuführbar ist, entgegen der Kraft einer Regelfeder beaufschlagten Regelkolben aufweist, bei Erreichen einer Regeldruck­ höhe im Druckluftvorratsbehälter auf "keine Druckluftförderung" und bei Unterschrei­ ten dieser Regeldruckhöhe auf "Druckluftförderung" schaltbar ist.

Werden im Fahrbetrieb eines Fahrzeug es insbesondere der vorstehend genannten Art Schubphasen, wie zum Beispiel längeres Fahren in Gefällstrecken, erkannt, wäh­ rend welchen das Fahrzeug keiner Antriebs-, sondern vielmehr einer Bremsleistung bedarf, so ist es vorteilhaft, wenigstens einen Teil der ansonsten als Bremsleistung zu vernichtenden Hangabtriebs-Energie zum Aufpumpen der Druckluftanlage, also der Druckluftaufladung des Druckluftvorratsbehälters durch den Kompressor mit sei­ ner Energiespar-Abschalteinrichtung für seine Leerlaufphasen zu nutzen; die Ener­ giespar-Abschalteinrichtung kann beispielsweise eine Abschaltkupplung, eine Scha­ draumregelung, eine Ansaugdrosselung für den Kompressor, ein Regenerierungs­ steuerung für eine Lufttrockneranlage oder dergleichen in einzelner oder kombinier­ ter Anordnung umfassen.

Anstelle der erwähnten Energie des Hangabtriebes kann unter Inkaufnahme kurzer Schaltphasen auch die Energie von Negativbeschleunigungen des Fahrzeuges ge­ nutzt werden.

Bisher vorgeschlagene, derartige Einrichtungen sehen zwei parallel geschaltete Go­ vernore oder Druckregler mit unterschiedlichen Abschaltdrücken von beispielsweise 8,5 und 12,5 bar vor, vor. Falls von der zumeist in eine Fahrelektronik integrierten Einrichtung zum Erkennen von Schubphasen ein Nichtvorliegen einer Schubphase erkannt wird, wird mittels eines Magnetventils nur der Governor bzw. Druckregler mit dem niedrigeren Abschaltdruck (Niederdruckgovernor bzw. -druckregler) eingesetzt und der andere, auf den höheren Druck eingestellte Governor bzw. Druckregler (Hochdruckgovernor bzw. -druckregler) stillgelegt. Wird dagegen von der genannten Einrichtung das Vorliegen einer (für eine längere Zeit anhaltenden) Schubphase si­ gnalisiert, wird mittels des Magnetventils der Niederdruckgovernor bzw. -druckregler stillgelegt und die Luftbeschaffungsanlage mit dem Hochdruckgovernor bzw. -druckregler betrieben; während dieser Schubphase wird der Druckluftvorratsbehälter vermittels des vom Hangabtrieb des Fahrzeuges angetriebenen Kompressors bis maximal auf die Abschaltdruckhöhe des Hochdruckgovernors bzw. -druckreglers aufgeladen und so, bezogen auf die Fahrzeugbremsen, verschleißfrei genutzt. Die Nachteile dieses parallelen Governor- bzw. Druckreglerprinzips liegen in dem hohen Verrohrungs- und Befestigungsaufwand.

Eine weitere Möglichkeit zur Druckregelung bei Schubphasenbetrieb wäre der Ein­ satz eines Drucksensors. Mittels einer Auswerteelektronik könnte dann ein Magnet­ ventil die Steuerung des Energiesparkompressors übernehmen. Der Nachteil dieses Systems tritt bei Ausfall, Unterbrechung oder Störung der Stromversorgung auf: Entweder bleibt infolge Ausfalls der Druckluftbeschaffung das Fahrzeug sofort oder nach kurzer Zeit liegen oder es muß für eine Rückfallebene mittels einer mechani­ schen, teueren und aufwendigen Notdruckregelung gesorgt werden.

Zum Einhalten genauer Ein- und Abschaltdrücke, unabhängig vom Druckluftbedarf der Energiespar-Abschalteinrichtung, der Länge und Größe der Steuerleitung zu die­ ser, dem Druckluftverbrauch eventuell sonstiger, vom Ausgangsdruck des Governors zu schaltender Geräte und eventueller Undichtigkeiten, wurde mit einer älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung der Anmelderin, deren Aktenzeichen am Ende der Beschreibung angegeben ist, vorgeschlagen, im Governor ein feinfühliges, klein­ querschnittiges Vorsteuerventil mit Rundschiebersteuerung und ein von diesem an­ steuerbares Relaisventil mit großem Durchströmungsquerschnitten und Druck­ luftnachspeisung vorzusehen, wobei selbstverständlich auch gewisse, konstruktive Änderungsmöglichkeiten bestehen. Der Governor nach dieser älteren Patentanmel­ dung weist im wesentlichen ein Gehäuse mit einem vom Druck im Druckluftvorrats­ behälter beaufschlagten Eingangsanschluß und mit einem den Ausgangsdruck füh­ renden Ausgangsanschluß auf, wobei der Ausgangsdruck bei Überschreiten der Re­ geldruckhöhe im Druckluftvorratsbehälter einen niedrigen, bei Unterschreiten dage­ gen einen hohen, zumindest annähernd dem Druck im Druckluftvorratsbehälter ent­ sprechenden Druckwert aufweist, und wobei das ebenfalls im Gehäuse befindliche, den eingangs erwähnten Raum sowie den Regelkolben aufweisende Vorsteuerventil bei Überschreiten der Regeldruckhöhe im durch Gehäusebohrungen mit dem Ein­ gangsanschluß verbindbaren Raum das ebenfalls im Gehäuse befindliche Relais­ ventil zum Erstellen des Ausgangsdruckes am Ausgangsanschluß pneumatisch an­ steuert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Druckluftbeschaffungsanlage der eingangs ange­ gebenen Art mit einfachen Mitteln und kostengünstig derart auszubilden, daß beim Erkennen von Schubphasen vermittels der Energiespar-Abschalteinrichtung der Kompressor auf Druckluftförderung geschaltet und somit der Druckluftvorratsbehälter aufgeladen und/oder auch eine Lufttrocknungsanlage regeneriert wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung für eine Druckluftbeschaffungsanlage der eingangs genannten Art gelöst durch eine dem Raum vorgeschaltete Umschaltein­ richtung, welche bei Erkennen einer Schubphase durch die Einrichtung zum Erken­ nen von Schubphasen den ansonsten mit dem Druckluftvorratsbehälter verbundenen Raum von diesem abtrennt und in die Atmosphäre entlüftet.

In den Unteransprüchen sind nach der Erfindung weitere, vorteilhafte Ausbildungs­ möglichkeiten einer wie vorstehend angegeben nach der Erfindung ausgebildeten Druckluftbeschaffungsanlage mit ihren Merkmalen gekennzeichnet. Dabei ist hervor­ zuheben, daß bei Verwendung eines Governors mit einem der vorstehend erwähn­ ten, älteren Patentanmeldung entsprechendem Grundaufbau eine besonders vorteil­ hafte Ausführungsform erzielbar ist, wie sie aus Unteranspruch 5 hervorgeht. Der besondere Vorteil ist hierbei darin zu sehen, daß das Magnetventil lediglich einen Vorsteuerdruck für das den Ausgangsdruck überwachende Relaisventil schalten muß und dementsprechend kleinquerschnittig ausbildbar ist.

In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine nach der Erfin­ dung ausgebildete Druckluftbeschaffungsanlage dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 ein Schnittbild durch einen Governor in Kombination mit der erfindungskennzeichnenden Umschalteinrichtung, wobei die Ventile der Umschalteinrichtung lediglich mit ihren Symbolbildern dargestellt sind, und

Fig. 2 ein nur Symbolbilder für alle seine Teile zeigendes Schaltbild für eine Druckluftbeschaffungsanlage mit einem der Fig. 1 entsprechenden Governor mit Umschalteinrichtung,
wobei einander entsprechende Teile in den Fig. 1 und 2 mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind.

Der für eine Druckluftbeschaffungsanlage nach der Erfindung besonders vorteilhaft zu verwendende Governor gemäß der erwähnten, älteren Patentanmeldung weist gemäß Fig. 1 ein Gehäuse 1 mit einem Eingangsanschluß 2 und einem Ausgangsan­ schluß 3 auf; an den Eingangsanschluß 2 ist ein in Fig. 1 nicht dargestellter, einer Druckluftanlage zugehörender Druckluftvorratsbehälter, der von einem Kompressor aufladbar ist, oder dergleichen, beispielsweise der Kompressor selbst, und an den Ausgangsanschluß 3 ein Schalteingang einer Energiespar-Abschalteinrichtung für den Kompressor, welche bei Druckluftbeaufschlagung wirksam wird, anzuschließen. Am Gehäuse 1 ist ein topfartiges Deckelteil 4 gehaltert, in welchem sich eine vermit­ tels einer Verschraubung 5 in ihrer Vorspannung justierbare Regelfeder 6 befindet.

Die Regelfeder 6 stützt sich auf einen ebenfalls topfartigen, im Deckelteil 4 ver­ schieblich geführten Federteller 7 ab, der auf einem Regelkolben 8 aufliegt und in Regelfederbelastungsrichtung am Gehäuse 1 abfangbar ist. Der Regelkolben 8 ist vermittels einer Dichtung 9 abgedichtet verschieblich in einer entsprechenden Boh­ rung des Gehäuses 1 geführt und begrenzt regelfederabgewandt einen Raum 10, der über später genauer zu beschreibende Gehäusebohrungen 11 mit dem Ein­ gangsanschluß 2 in Verbindung steht. In zentrale Bohrungen des somit als Ringkol­ ben ausgebildeten Regelkolbens 8 und des Federtellers 7 greift axial verschieblich ein Ventilrohr 12 ein, im Regelkolben 8 befindet sich in einer Innenringnut eine ge­ gen das Ventilrohr 12 verschieblich dichtende O-Ringdichtung 13. Das Ventilrohr 12 durchragt den Raum 10 und abgedichtet verschieblich eine diesen von einem Beauf­ schlagungsraum 14 trennende Gehäusewand 15 und ist unter Abdichtung seines Innenraumes 16 mit einem den Beaufschlagungsraum 14 gegenüberliegend zur Ge­ häusewand 15 begrenzenden Schaltkolben 17 verbunden. Unterhalb des Schaltkol­ bens 17 befindet sich in einem gewissen Abstand ein nicht näher bezeichneter An­ schlag, der die Abwärtsbewegung des Schaltkolbens 17 begrenzt. Eine Feder 18 belastet den Schaltkolben 17 in Richtung zum Beaufschlagungsraum 14. In den In­ nenraum 16 des Ventilrohres 12 münden zueinander axial versetzt zwei Querboh­ rungen 19 und 20 ein, deren eine Querbohrung 19 von der O-Ringdichtung 13 über­ schleifbar ist und je nach Hubstellung des Schaltkolbens 17 und des Regelkolbens 8 in später noch näher zu erläuternder Weise oberhalb oder unterhalb der O-Ringdich­ tung 13, also in den die Regelfeder 6 aufnehmenden Raum 21 oder den Raum 10, und deren andere Querbohrung 20 ständig in den Beaufschlagungsraum 14 mündet.

Vermittels der Querbohrung 19 bildet also das Ventilrohr 12 mit der O-Ringdichtung 13 ein Rundschieberventil 12, 13, welches seinerseits zusammen mit dem Regelkol­ ben 8 und der Regelfeder 6 ein Vorsteuerventil bildet.

Der Raum 21 steht über eine rückschlagventilartig wirkende, das Eindringen von Verschmutzungen verhindernde und an ihrem Innenrand am Gehäuse 1 gehalterte Ringmembrane 22 mit der Atmosphäre in Verbindung.

Der Schaltkolben 17 ist an seiner dem Beaufschlagungsraum 14 abgewandten Seite topfartig ausgebildet und endet mit einem ringförmigen Ventilsitz 23, dem eine an einem Rohrkörper 25 gehalterte Doppelventildichtung 24 gegenübersteht. Der Raum 26 außerhalb des Ventilsitzes 23 steht mit dem Ausgangsanschluß 3 in Verbindung und der Doppelventildichtung 24 steht radial außerhalb des Ventilsitzes 23 ein ge­ häusefester Ventilsitz 27 gegenüber. Eine im den Ventilsitz 27 umgebenden Raum 29 befindliche Feder 28 belastet die Doppelventildichtung 24 in Richtung zu den Ventilsitzen 23 und 27. Die beiden Ventilsitze 23 und 27 sowie die Doppelventildich­ tung 24 stellen also Ventilteile eines Doppelventils 23, 24, 27 dar, wobei dessen Durchströmungsquerschnitt wesentlich größer als derjenige des vorstehend be­ schriebenen Rundschieberventils 12, 13 ist. Die Feder 28 befindet sich in dem auch den Rohrkörper 25 umgebenden Raum 29, der mit dem Eingangsanschluß 2 ver­ bunden ist. Am der Doppelventildichtung 24 abgewandten Ende trägt der Rohrkörper 25 eine kolbenartige Dichtung 30 zum Gehäuse 1, deren Durchmesser etwa demje­ nigen des Ventilsitzes 23 entspricht und welche somit der pneumatischen Entlastung des Doppelventils 23, 24, 27 dient. Das Doppelventil 23, 24, 27 bildet zusammen mit dem Schaltkolben 17 ein Relaisventil. Der Innenraum 31 des Rohrkörpers 25 steht einerseits mit dem vom Ventilsitz 23 umschlossenen Raum und andererseits über ein Membranentlüftungsventil 32 mit der Atmosphäre in Verbindung.

Bei drucklosem oder unterhalb einer unteren Druckgrenze einer Regeldruckhöhe liegendem Druck am Eingangsanschluß 2 nehmen die Teile des Governors die aus der Zeichnung ersichtlichen Lagen ein: Die Doppelventildichtung 24 liegt unter der Kraft der Feder 28 am Ventilsitz 27 an und die Feder 18 hält den Schaltkolben 17 in dessen oberer Stellung, während die Regelfeder den Regelkolben 8 in dessen unte­ rer, am Gehäuse 1 abgefangener Stellung hält. Der Beaufschlagungsraum 14 ist dabei durch die Querbohrung 20, den Innenraum 16, die sich in einem bestimmten Abstand oberhalb der O-Ringdichtung 13 befindende Querbohrung 19, den Raum 21 und über die Ringmembrane 22 in die Atmosphäre entlüftet. Der bestimmte Abstand ist dabei größer als der vorerwähnte Abstand des Schaltkolbens 17 zu dem unter ihm befindlichen Anschlag. Der Ausgangsanschluß 3 ist durch den Raum 26, den offenen Ringspalt zwischen dem Ventilsitz 23 und der Doppelventildichtung 24 und den Innenraum 31 mit dem Membranentlüftungsventil 32 verbunden, so daß in ihnen Atmosphärendruck herrscht. Im Raum 28 und durch die als in ihrem Durchgang of­ fen angenommenen Bohrungen 11 im Raum 10 herrschen der am Eingangsan­ schluß anstehende Druck.

Der am Ausgangsanschluß 3 anstehende Atmosphärendruck hält die Energiespar-Ab­ schalteinrichtung und damit den Kompressor auf Druckluftförderung geschaltet, wodurch der Druck am Eingangsanschluß 2 ansteigt. Sobald der Druck am Ein­ gangsanschluß 2 eine obere Druckgrenze der Regeldruckhöhe, die um eine be­ stimmte Differenzdruckhöhe über der vorerwähnten, unteren Druckgrenze liegt, überschreitet, reicht dieser auch im Raum 10 herrschende Druck aus, den Regelkol­ ben 8 entgegen der Vorspannung der Regelfeder 6 so weit anzuheben, daß die O-Ringdichtung 13 die Querbohrung 19 überschleift. Der Beaufschlagungsraum 14 wird hierdurch von der Entlüftung zur Atmosphäre abgetrennt und ebenfalls mit dem im Raum 10 herrschenden Druck des Eingangsanschlusses 2 beaufschlagt, wodurch sich der Schaltkolben 17 unter Aufsetzen des Ventilsitzes 23 auf die Doppelventil­ dichtung 24 und deren Mitnahme unter deren Absenken vom Ventilsitz 27 abwärts bewegt; der vorerwähnte, nicht näher beschriebener Anschlag begrenzt dabei die Abwärtsbewegung des Schaltkolbens 17. Der Schaltkolben 17 nimmt hierbei das Ventilrohr 12 nach unten mit, wodurch sich der Vertikalabstand zwischen der O-Ringdichtung 13 und der sich unterhalb dieser befindenden Querbohrung 19 vergrö­ ßert und sich ein Todhub für das Rückschalten des Schieberventils 12, 13 ergibt. Das Umschalten des Doppelventils 23, 24, 27 trennt den Raum 26 mit dem Ausgangsan­ schluß 3 von der Entlüftung durch das Membranentlüftungsventil 32 ab und druck­ beaufschlagt beide, insbesondere den Ausgangsanschluß 3, durch einen großen Durchströmungsquerschnitt aus dem Raum 29 und dem Eingangsanschluß 2. Im Ausgangsanschluß 3 erfolgt daher, auch bei relativ hohem Druckluftverbrauch an diesem, der beispielsweise durch eine lange und voluminöse, angeschlossene Steu­ erleitung und/oder hohen Schalt-Druckluftbedarf der angeschlossenen Energiespar-Ab­ schalteinrichtung bedingt sein kann, ein rascher und kräftiger Druckanstieg bis zur oberen Druckgrenze, wodurch die Energiespar-Abschalteinrichtung rasch und voll­ ständig schaltet und den Kompressor abschaltet, so daß der Druck am Eingangsan­ schluß 2 nicht weiter ansteigt, vielmehr durch Druckluftverbrauch anderer Geräte absinkt.

Sobald der am Eingangsanschluß anstehende Druck die untere Druckgrenze der Regeldruckhöhe unterschreitet, ist der Regelkolben 8 durch die Kraft der Regelfeder 6 so weit nach unten bewegt worden, daß die O-Ringdichtung 13 die Querbohrung 19 wieder nach unten überschleift, wodurch in Umkehrung zum vorbeschriebenen Vorgang der Beaufschlagungsraum 14 vom Eingangsanschluß 2 abgetrennt und in die Atmosphäre entlüftet wird. Da die Querbohrung 19 sich um den vorerwähnten Todhub tiefer als beim zuvor beschriebenen, aufwärts gerichteten Überschleifvor­ gang befindet, ist der unter dem Regelkolben 8 anstehende Druck bei diesem ab­ wärts gerichteten Überschleifvorgang um einen entsprechenden Differenzdruck niedriger als beim zuvor beschriebenen Überschleifvorgang. Der noch unter dem Schaltkolben 17 anstehende Druck des Eingangsanschlusses hebt, unterstützt durch die Kraft er Feder 18, den Schaltkolben in die dargestellte Lage an, wobei unter der Kraft der Feder 28 die Doppelventildichtung 24 bis zur Anlage am Ventilsitz 27 folgt und sodann der Ventilsitz 23 sich von ihr abhebt. Damit werden der Raum 26 und der Ausgangsanschluß 3 vom Eingangsanschluß 2 abgetrennt und großquerschnittig durch das Membranentlüftungsventil 32 entlüftet, so daß im Ausgangsanschluß 3 und am Steuereingang der Energiespar-Abschalteinrichtung ein rascher und starker Druckabfall erfolgt, der Kompressor fördert dann wieder Druckluft.

Es ist für die Fertigung und den Raumbedarf des Governors günstig, wenn dieser möglichst einachsig aufgebaut ist. So sind der Regelkolben 8 mit dem Rundschie­ berventil 12, 13, der Schaltkolben 17 und das Doppelventil 23, 24, 27 sowie die Fe­ dern 18 und 28 gleichachsig im Gehäuse 1 angeordnet.

Es ist hervorzuheben, daß das Rundschieberventil 12, 13 kleinquerschnittig und weitgehend pneumatisch entlastet sein kann, wodurch es vom Regelkolben 6 leicht schaltbar ist, so daß es sehr genau bei den erwähnten Drücken schaltet; diese Drüc­ ke sind durch Justieren der Vorspannung der Regelfeder 6 vermittels der Verschrau­ bung 5 einstellbar. Das Rundschieberventil 12, 13 stellt zusammen mit dem Regel­ kolben 8 das bereits erwähnte, genau arbeitendes Vorsteuerventil dar, welches das ebenfalls bereits erwähnte, den Schaltkolben 17 und das von diesem schaltbare Doppelventil 23, 24, 27 umfassende Relaisventil steuert. Durch das Bemessen der Abstände der Querbohrung 19 zur O-Ringdichtung 13 und des Schaltkolbens 17 zu seinem Anschlag bei drucklosem Governor ist eine Schalthysterese zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert der Regeldruckhöhe, also dem Ein- und Aus­ schalten des Zusatzgerätes, bestimmt, welche genau eingehalten wird; hierdurch wird ein unzuträglich oftmaliges Schalten vermieden. Das großquerschnittige Dop­ pelventil 23, 24, 27 gewährleistet ein rasches und vollständiges Schalten der Ab­ schaltkupplung, unabhängig vom hierzu erforderlichen Druckluftbedarf und ohne Beeinträchtigung der Schaltgenauigkeit des Governors. Weiterhin wirkt das Doppel­ ventil 23, 24, 27 nachspeisend, bei Druckluftverlust am Ausgangsanschluß 3 durch Undichtigkeiten der an ihm angeschlossenen Abschaltkupplung bzw. der Steuerlei­ tung zu dieser wird durch Nachspeisen von Druckluft aus dem Eingangsanschluß 2 der Druck unvermindert aufrechterhalten.

Es sind bauliche Abwandlungen des Governors möglich, beispielsweise kann das Rundschieberventil 12, 13 durch eine andere Ventilbauart, beispielsweise ein klein­ querschnittiges Hub-Doppelventil ersetzt werden. Umgekehrt kann das Doppelventil 23, 24, 27 durch ein Schieberventil oder eine andere Ventilbauart ersetzt werden. Auch können die Anordnungen der Ventilsitze und der Ventildichtungen des Doppel­ ventils vertauscht werden, wobei sich dann an den Stellen der Ventilsitze 23 und 27 Ventildichtungen befinden. Die Feder 18 ist im Ausführungsbeispiel wesentlich schwächer als die Feder 28 gewählt, diese Federn können anders abgestimmt wer­ den und bezüglich des Schaltkolbens 17 sich in Serien- oder Parallelanordnung be­ finden. Im Ausführungsbeispiel ist der Schaltkolben 17 vermittels des mechanisch mit ihm verbundenen Ventilrohres 12 mechanisch mit dem das Rundschieberventil 12, 13 beinhaltenden Vorsteuerventil gekoppelt; anstelle dieser mechanischen Kop­ pelung kann auch eine pneumatische Koppelung vorgesehen werden. Schließlich ist es möglich, den Governor baulich mit anderen Geräten zu kombinieren bzw. in diese zu integrieren.

Insoweit entspricht der Governor der vorstehend genannten, älteren Patentanmel­ dung.

Gemäß Fig. 1 ist der Durchgang durch die Gehäusebohrungen 11 im Gehäuse 1 un­ terbrochen, die beiden Enden der Gehäusebohrungen 11 münden in Rohrleitungs­ anschlüsse 33 und 34 des Gehäuses 1 ein. Vom Rohranschluß 33 geht eine Steuer­ leitung 35 und vom Rohanschluß 34 eine Steuerleitung 36 aus, die beide zu einem Magnetventil 37 mit Entlüftung 39 führen. Im unerregten, stromlosen Zustand seiner Erregungsspule 38 ist das Magnetventil 37 geöffnet und hält die beiden Steuerlei­ tungen 35 und 36 miteinander verbunden, wodurch ein Durchgang durch die Gehäu­ sebohrungen 11 freigegeben wird. Im erregten Zustand dagegen trennt das Magnet­ ventil 37 die beiden Steuerleitungen 35 und 36 voneinander ab und entlüftet die Steuerleitung 36 durch seine Entlüftung 39 in die Atmosphäre, wodurch der Durch­ gang durch die Gehäusebohrungen 11 unterbrochen und der Raum 10 durch die Steuerleitung 36 in die Atmosphäre entlüftet wird.

Die Erregungsspule 38 des Magnetventils 37 ist über den Schaltkontakt 40 eines elektrischen Druckschalter 41 an eine elektrische Signalleitung 42 angeschlossen, welche zu einer nicht dargestellten Einrichtung zum Erkennen von Schubphasen des Fahrzeuges führt. Der Druckschalter 41 ist pneumatisch an die Steuerleitung 35 und damit über den Rohrleitungsanschluß 33, einen Teil der Gehäusebohrungen 11 und den Eingangsanschluß 2 an den in Fig. 1 nicht gezeigten Druckluftvorratsbehälter angeschlossen und wird somit vom in diesem herrschenden Druck wie folgt geschal­ tet: Bei Unterschreiten einer Maximaldruckhöhe für den Druckluftvorratsbehälter, die oberhalb der Regeldruckhöhe von beispielsweise ca. 8,5 bar bei beispielsweise ca. 12,5 bar liegen kann, in der Steuerleitung 35 hält der Druckschalter 41 seinen Schaltkontakt 40 geschlossen, so daß das Magnetventil 37 erregt wird, falls die Si­ gnalleitung 42 ein Spannungssignal führt; bei Erreichen oder Überschreiten der Ma­ ximaldruckhöhe dagegen hält der Druckschalter 41 seinen Schaltkontakt 40 geöffnet, so daß das Magnetventil 37 jedenfalls, unabhängig von einer Signalführung in der Signalleitung 42, unerregt gehalten wird. Die Einrichtung zum Erkennen von Schub­ phasen steuert in die Signalleitung 42 ein Spannungssignal nur dann ein, wenn sie für das Fahrzeug eine Schubphase erkennt.

Das Magnetventil 37 stellt zusammen mit dem Druckschalter 41 eine Umschaltein­ richtung 37, 41 für den Governor dar, welche diesen zwischen einem niedrigen und einem hohen Schaltdruck, welcher der Regel- bzw. der Maximaldruckhöhe ent­ spricht, umzuschalten vermag.

Es ergibt sich somit, daß im Normalbetrieb außerhalb von Schubphasen des Fahr­ zeuges das Magnetventil 37 unerregt und die Steuerleitungen 35 und 36 miteinander verbunden sind, wodurch der Governor bei offenem Durchgang durch die Gehäuse­ bohrungen 11 wie vorstehend beschrieben die Druckluftaufladung des Druckluftvor­ ratsbehälters bis auf Regeldruckhöhe steuert.

Wenn die Einrichtung zum Erkennen von Schubphasen anspricht und in die Signal­ leitung 42 ein Spannungssignal einspeist, gelangt dieses durch den geschlossenen Schaltkontakt 40 des Druckschalters 41 zum Magnetventil 37 und erregt dieses. Die Steuerleitungen 35 und 36 werden daher voneinander abgetrennt und die Steuerlei­ tung 36 wird zusammen mit dem Raum 10 in die Atmosphäre entlüftet, während die Steuerleitung 35 verschlossen verbleibt. Die Druckabsenkung im Raum 10 veranlaßt den Governor, wie vorstehend beschrieben auf eine Entlüftung des Ausgangsan­ schlusses 3 zu Schalten, der Kompressor beginnt daher Druckluft in den Druckluft­ vorratsbehälter zu fördern. Der Druck im Druckluftvorratsbehälter kann dabei den oberen Grenzwert der Regeldruckhöhe überschreiten, da der Governor infolge der Entlüftung seiner Kammer 10 nicht zurückschalten kann. Erst wenn der Druck im Druckluftvorratsbehälter und damit in der Steuerleitung 35 die Maximaldruckhöhe erreicht, öffnet der Druckschalter 41 seinen Schaltkontakt 40 und unterbricht die Er­ regung des Magnetventils 37; sollte die Schubphase des Fahrzeuges vor Erreichen dieser Maximaldruckhöhe unterbrochen werden, so fällt das Spannungssignal in der Signalleitung 42 weg und die Erregung des Magnetventils 37 wird zu diesem Zeit­ punkt beendet. Mit Beendigung der Erregung des Magnetventils 37 wird der Raum 10 wieder druckluftbeaufschlagt, wobei, falls diese den oberen Grenzwert der Regel­ druckhöhe zumindest erreicht, der Governor durch Druckbeaufschlagen seines Aus­ gangsanschlusses 3 die Druckluftförderung-des Kompressors beendet. Im Druckluft­ vorratsbehälter kann also ein über die Regeldruckhöhe erhöhter Druck herrschen, was einer durch Nutzen der Energie des Hangabtriebes des Fahrzeuges - die Ener­ gie kann bei etwa ebener Straße auch aus einer Negativbeschleunigung des Fahr­ zeuges gewonnen sein - gesteigerten Druckluftmenge entspricht.

Falls durch Stromausfall, -unterbrechung oder eine sonstige Störung der Signallei­ tung 42 während Schubphasen kein Spannungssignal mehr zuführbar ist oder die­ ses abbricht, wird jedenfalls das Magnetventil 37 stromlos und öffnet die Verbindung zwischen den Steuerleitungen 35 und 36. Der Governor wird hierbei wie vorstehend beschrieben so betrieben, daß in den Druckluftvorratsbehälter jedenfalls Regel­ druckhöhe eingespeist wird und die Druckluftversorgung des Fahrzeuges voll auf­ rechterhalten bleibt, es fällt also lediglich das Ausnutzen der Hangabtriebsenergie zur Druckluftbeschaffung aus.

Die Fig. 2 zeigt einen Energiesparkompressor 43, also einen mit einer Energiespar-Ab­ schalteinrichtung kombinierten Kompressor, der über eine Ansaugleitung 44 an­ gesaugte Luft komprimiert durch eine Förderleitung 45 und eine Lufttrocknungsein­ richtung 46 zu einem Druckluftvorratsbehälter 47 zu fördern vermag; aus dem Druckluftvorratsbehälter 47 werden nicht gezeigte Druckluftverbraucher wie üblich, beispielsweise über ein Vierkreisschutzventil 48, mit Druckluft versorgt.

Der Governor ist mit dem Magnetventil 37 und dem Druckschalter 41 zu einer vermit­ tels einer strichpunktierten Umrandung symbolisierten Druckregeleinheit 49 zusam­ mengefaßt. Vom Druckluftvorratsbehälter 47 führt eine Rohrleitung 50 zum Ein­ gangsanschluß 2' der Druckregeleinheit 49, welcher innerhalb dieser mit dem Ein­ gangsanschluß 2 des Relaisventils 51 des aus diesem und dem Vorsteuerventil 52 bestehenden Governors verbunden ist. Der Ausgangsanschluß 3 des Relaisventils 51 ist innerhalb der Druckregeleinheit 49 mit deren Ausgangsanschluß 3' verbun­ den, von welchem eine Rohrleitung 53 zu einem Steuereingang 54 für die im weite­ ren nicht gezeigte Energiespar-Abschalteinrichtung am Energiesparkompressor 43 und zu einem Steuereingang 55 für die Regenerationssteuerung an der Luft­ trocknungseinrichtung 46 führt. Die Feder 28 belastet das Relaisventil 51 entgegen einer Schaltdruckbeaufschlagung seitens des Vorsteuerventils 52. Das Vorsteuer­ ventil 52 ist von der Regelfeder 6 entgegen dem Druck in der zum Magnetventil 37 führenden Steuerleitung 36 belastet. Vom Magnetventil 37 führt die Steuerleitung 35 zu einer Verbindung zwischen den Eingangsanschlüssen 2' und 2, die Steuerleitun­ gen 35 und 36 verlaufen innerhalb der Druckregeleinheit 49. Der Druckschalter 41 ist ebenfalls pneumatisch an die genannte Verbindung angeschlossen, er schaltet den elektrischen Durchgang von der Signalleitung 42 zur Erregungsspule 38 des Ma­ gnetventils 37. Das Vorsteuerventil 52 kann auf den oberen Grenzdruck der Regel­ druckhöhe von beispielsweise ca. 8,5 bar und der Druckschalter 41 auf die Maxi­ maldruckhöhe von beispielsweise ca. 12,5 bar eingestellt sein; damit entsprechen der sich aus Fig. 2 ergebende Funktionsaufbau und auch die Funktionsweise der Druckluftversorgungsanlage nach Fig. 2 vollständig der Beschreibung zu Fig. 1, weite­ re Ausführungen hierzu erübrigen sich daher.

In Abänderung von den gezeigten Ausführungsbeispielen kann der in der Anlage vorherrschende Druck anstelle durch den Druckschalter 41 durch einen Drucksensor abgefragt werden, zur Sicherheit können auch der Druckschalter 42 und der Druck­ sensor vorgesehen werden.

Nach dem Erfindungsprinzip ausgebildete Druckregelungen, insbesondere Druckre­ geleinheiten 49 sind auch integriert in andere Einrichtungen insbesondere in Luft­ trocknungseinrichtungen, und/oder in Verbindung mit elektronischen Druckregelun­ gen mittels einer Auswerteelektronik einsetzbar.

Kurzfassung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckluftbeschaffungsanlage, die insbesondere für Straßenfahrzeuge mit einer Druckluftbremse vorgesehen ist. Um während Schubphasen des Fahrzeuges die Schubenergie zur Drucklufterzeugung zu nutzen, ist ein von einem Governor steuerbarer Energiesparkompressor 43 vorgesehen, wobei der Governor vermittels einer Umschalteinrichtung 37, 41 mit einem Magnet­ ventil 37 und einem Druckschalter 41 zwischen einer Regeldruckhöhe und einer höheren Maximaldruckhöhe für den Druckluftvorratsbehälter 47 umschaltbar ist. Die Umschalteinrichtung 37, 41 ist von einer Einrichtung zum Erkennen von Schubpha­ sen des Fahrzeuges gesteuert, die nur während Schubphasen ein Spannungssignal abgibt. Das Spannungssignal wird über den bei Maximaldruckhöhe öffnenden Druckschalter 41 dem im unerregten Zustand geöffneten Magnetventil 37 zuge­ führt, das geöffnet den Governor auf Regeldruckhöhe geschaltet hält; hierdurch ist eine Druckluftversorgung auch bei Stromausfall gesichert.

Das Aktenzeichen der vorstehend mehrmals erwähnten, älteren, jedoch nicht vor­ veröffentlichten, deutschen Patentanmeldung ist 197 11 739.2.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

;

2

' Eingangsanschluß

3

;

3

' Ausgangsanschluß

4

Deckelteil

5

Verschraubung

6

Regelfeder

7

Federteller

8

Regelkolben

9

Dichtung

10

Raum

11

Gehäusebohrungen

12

Ventilrohr

13

O-Ringdichtung

12

,

13

Rundschieberventil

14

Beaufschlagungsraum

15

Gehäusewand

16

Innenraum

17

Schaltkolben

18

Feder

19

Querbohrung

20

Querbohrung

21

Raum

22

Ringmembrane

23

Ventilsitz

24

Doppelventildichtung

25

Rohrkörper

26

Raum

23

,

24

,

27

Doppelventil

27

Ventilsitz

28

Feder

29

Raum

30

Dichtung

31

Innenraum

32

Membranentlüftungsventil

33

Rohrleitungsanschluß

34

Rohrleitungsanschluß

35

Steuerleitung

36

Steuerleitung

37

Magnetventil

38

Erregungsspule

39

Entlüftung

40

Schaltkontakt

41

Druckschalter

37

,

41

Umschalteinrichtung

42

Signalleitung

43

Energiesparkompressor

44

Ansaugleitung

45

Förderleitung

46

Lufttrocknungseinrichtung

47

Druckluftvorratsbehälter

48

Vierkreisschutzventil

49

Druckregeleinheit

50

Rohrleitung

51

Relaisventil

52

Vorsteuerventil

53

Rohrleitung

54

Steuereingang

55

Steuereingang

Claims (7)

1. Druckluftbeschaffungsanlage für Fahrzeuge mit einer Einrichtung zum Erken­ nen von Schubphasen für das Fahrzeug, insbesondere für Druckluftbremsan­ lagen von Straßenfahrzeugen, die einen mit einer Energiespar-Abschaltein­ richtung ausgestatteten, insbesondere einen über eine Abschaltkupplung an­ treibbaren Energiesparkompressor (43) und einen von diesem aufladbaren Druckluftvorratsbehälter (47) aufweist, wobei die Energiespar-Abschaltein­ richtung von einem Druckregler, Governor oder dergleichen, welcher einen vom Druck in einem Raum (10), dem der im Druckluftvorratsbehälter (47) herrschende Druck zuführbar ist, entgegen der Kraft einer Regelfeder (6) be­ aufschlagten Regelkolben (8) aufweist, bei Erreichen einer Regeldruckhöhe im Druckluftvorratsbehälter (47) auf "keine Druckluftförderung" und bei Unter­ schreiten dieser Regeldruckhöhe auf "Druckluftförderung" schaltbar ist, ge­ kennzeichnet durch eine dem Raum (10) vorgeschaltete Umschalteinrich­ tung (37, 41), welche bei Erkennen einer Schubphase durch die Einrichtung zum Erkennen von Schubphasen den ansonsten mit dem Druckluftvorratsbe­ hälter (47) verbundenen Raum (10) von diesem abtrennt und in die Atmo­ sphäre entlüftet.

2. Druckluftbeschaffungsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vom Druck im Druckluftvorratsbehälter (47) gesteuerte Abschaltvorrichtung, welche bei Erreichen einer über der Regeldruckhöhe liegenden Maxi­ maldruckhöhe im Druckluftvorratsbehälter (47) die Umschalteinrichtung (37, 41) stets, auch während Schubphasen, in ihre den Raum (10) mit dem im Druckluftvorratsbehälter (47) herrschenden Druck beaufschlagende Schaltstel­ lung schaltet.

3. Druckluftbeschaffungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umschalteinrichtung (37, 41) ein dem Raum (10) vorge­ schaltetes Magnetventil (37) mit Entlüftung (39) aufweist, dessen Erregung von der Einrichtung zum Erkennen von Schubphasen überwacht schaltbar ist und welches im unerregten Zustand auf Druckluftdurchgang und im erregten Zustand auf Absperren und Entlüften des Raumes (10) geschaltet ist.

4. Druckluftbeschaffungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltvorrichtung einen vom Druck im Druckluftvorratsbehälter (48) beaufschlagten Druckschalter (41) aufweist, dessen Schaltkontakt (40) bei Beaufschlagen mit einem unterhalb der Maximaldruckhöhe liegenden Druck geschlossen und bei Erreichen der Maximaldruckhöhe geöffnet ist und der in einer elektrischen Signalleitung (42) von der Einrichtung zum Erkennen von Schubphasen der Erregungsspule (38) des Magnetventils (37) vorgeschaltet ist.

5. Druckluftbeschaffungsanlage nach Anspruch 3 oder 4, mit einem Governor, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß der vermittels ei­ nes Ausgangsdruckes pneumatisch die Energiespar-Abschalteinrichtung schaltende Governor ein Gehäuse (1) mit einem vom Druck im Druckluftvor­ ratsbehälter (47) beaufschlagten Eingangsanschluß (2) und mit einem den Ausgangsdruck führenden Ausgangsanschluß (3) aufweist, wobei der Aus­ gangsdruck bei Überschreiten der Regeldruckhöhe im Druckluftvorratsbehäl­ ter (47) einen niedrigen, bei Unterschreiten dagegen einen hohen, zumindest annähernd dem Druck im Druckluftvorratsbehälter (47) entsprechenden Druckwert aufweist, und mit einem im Gehäuse (1) befindlichen, den Raum (10) und den Regelkolben (8) aufweisenden, kleinquerschnittigen Vorsteuer­ ventil (52), welches bei Überschreiten der Regeldruckhöhe im durch Gehäu­ sebohrungen (11) mit dem Eingangsanschluß (2) verbindbaren Raum (10) ein ebenfalls im Gehäuse (1) befindliches, großquerschnittiges Relaisventil (51) zum Erstellen des Ausgangsdruckes am Ausgangsanschluß (3) pneumatisch ansteuert, und daß das Magnetventil (37) den Druckluftdurchgang durch die Gehäusebohrungen (11) überwacht.

6. Druckluftbeschaffungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusebohrungen (11) im Gehäuse (1) eine Unterbrechung aufwei­ sen und daß die beiden an die Unterbrechung angrenzenden Gehäuseboh­ rungsenden zu je einem Rohrleitungsanschluß (33, 34) des Gehäuses (1) füh­ ren, an welche über pneumatische Steuerleitungen (35, 36) das Magnetventil (37) angeschlossen ist.

7. Druckluftbeschaffungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Governor mit seinem Vorsteuerventil (52) und seinem Relaisventil (51), das Magnetventil (37) und der Druckschalter (41) zu einer Druckregeleinheit (49) zusammengefaßt sind.