CS211707B1

CS211707B1 - Pressure control for air pressure systems,especially automotive vehicle brakes

Info

Publication number: CS211707B1
Application number: CS418678A
Authority: CS
Inventors: Klaus Hofmann; Arnold Manz; Klaus Reimann; Klaus Schoenbeck
Original assignee: Klaus Hofmann; Arnold Manz; Klaus Reimann; Klaus Schoenbeck
Priority date: 1977-06-24
Filing date: 1978-06-26
Publication date: 1982-02-26
Also published as: DD132328B1; SU935352A1; DD132328A1; HU182503B

Description

Vynález se týká regulátoru tlaku pro tlakovzdušná zařízení, zejména pro brzdy motorových vozidel.The invention relates to a pressure regulator for compressed-air devices, in particular for motor vehicle brakes.

Jsou již známé regulátory tlaku, pracující na principu jednoduchého přetlakového ventilu.Pressure regulators operating on the principle of a simple pressure relief valve are already known.

Hlavní nevýhoda těchto regulátorů spočívá v tom, že kompresor musí pracovat neustále proti tlaku, není odlehčován a tak se spotřebovává zbytečně mnoho energie a dochází k jeho nadměrnému opotřebovávání.The main disadvantage of these controllers is that the compressor must work constantly against pressure, is not relieved and thus consumes unnecessarily a lot of energy and leads to excessive wear.

Jsou rovněž známé regulátory tlaku, u kterých je regulační a vlastní pracovní jednotka funkčně oddělena. Hlavní součástí regulačního ústrojí je v takovém případě membrána, která je přišroubována v tělese, je zatížena pružinou a svým středem uzavírá příslušný otvor. Jakmile tlak, který přichází ze zásobníku energie a který působí na prstencovou plochu membrány, nadzdvihne membránu proti síle pružiny, proudí tlakový vzduch středově uspořádaným otvorem a začne působit na vlastní pracovní jednotku, která vypouští tlakový vzduch přicházející ze zdroje energie, do okolního ovzduší. Při nadzdvižené membráně nepůsobí potom tlak vzduchu toliko na prstencovou plochu, ale na celou plochu membrány.Pressure regulators are also known in which the control unit and the operating unit are functionally separated. In this case, the main part of the regulating device is a diaphragm which is screwed into the body, is loaded by a spring and closes its respective opening with its center. As the pressure coming from the energy reservoir acting on the annular surface of the diaphragm lifts the diaphragm against the force of the spring, the compressed air flows through the centrally arranged opening and acts on the actual working unit which discharges the compressed air coming from the energy source into the ambient air. When the diaphragm is raised, the air pressure is applied not only to the annular surface but to the entire diaphragm surface.

Hlavní nevýhoda těchto regulátorů spočívá v tom, že funkční oddělení regulační a pracovní jednotky vyžaduje relativně velké rozměry a že pro zajištění spolehlivosti spínací funkce pracovní jednotky je třeba tlakový vzduch, který se přivede středovým otvorem, po uzavření tohoto otvoru membránou opět odvést malým otvorem do okolního ovzduší, jak je to patrno například ze zveřejněné přihlášky vynálezu NSR č. 1, 780 1 91. Z toho vyplývá, že při naplněném zařízení se tímto otvorem trvale odpouští tlakový vzduch ze zdroje energie, nebo musí být tento malý otvor za cenu dalších konstrukčních nákladů při naplněném zařízení přídavně uzavírán, jak je to popsáno například ve vyložené přihlášce vynálezu NSR číslo 1 480 619 a ve zveřejněné přihlášce vynálezu NSR č. 2 233 210. .The main disadvantage of these controllers is that the functional separation of the control unit and the working unit requires relatively large dimensions and that in order to ensure the reliability of the switching function of the working unit, the compressed air is forced through the central opening. air, as can be seen, for example, from German Patent Application No. 1, 780-191. It follows that, when the device is filled, this orifice permanently discharges compressed air from the energy source, or the small orifice must be at the cost of additional construction costs. when the device is filled, it is additionally closed, as described, for example, in German Laid-Open Patent Application No. 1,480,619 and in German Laid-Open Patent Application No. 2,233,210.

Regulační interval regulátoru tlaku, případně spínací a vypínací tlak je závislý na po· měru průměrů středového vrtání a otvoru, v němž je upnuta membrána. Vzhledem k tomu, že středové vrtání není možné udělat libovolně malé, vzniká při malém požadovaném regulačním intervalu poměrně velký průměr otvoru pro upnutí membrány. To pochopitelně zvětšuje plochu membrány, která zase vyžaduje větší a silnější pružiny. Tím vším se podstatně zvětšuje požadavek na prostor a rostou výrobní náklady. Neehceme-li se s tim smířit, je třeba se spokojit s relativně velkým regulačním intervalem.The regulating interval of the pressure regulator or the switching and stopping pressure depends on the diameter of the center bore diameter and the hole in which the diaphragm is clamped. Since the central bore cannot be made arbitrarily small, a relatively large diameter of the diaphragm clamping hole results in a small control interval required. This obviously increases the area of the membrane, which in turn requires larger and thicker springs. All of this greatly increases the space requirement and increases production costs. If we do not want to accept this, we have to settle for a relatively large control interval.

Účelem vynálezu je dosažení takové regulace tlaku u tlakovzdušných zařízeni, u které by bylo možné dosáhnout libovolného regulačního intervalu a přitom by se odstranily uvedené nedostatky, zejména trvalé odpouštěni tlakového vzduchu.The purpose of the invention is to achieve a pressure control of compressed air devices in which any control interval can be achieved while at the same time eliminating the above mentioned drawbacks, in particular the permanent discharge of compressed air.

Vynález si klade za úkol vytvořit neperiodicky pracující regulátor tlaku, který by měl jednoduchou konstrukci, pro který by bylo třeba jen malého zastavovacího prostoru a který by připouštěl libovolné regulační intervaly.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a non-periodically operating pressure regulator having a simple design, requiring only a small stopping space and allowing any control intervals.

Tento úkol řeší regulátor tlaku pro tlakovzdušná zařízení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v tělese ventilu je uspořádán seřizovači pružinou nastavitelný velký píst s těsněním a s ním pevně spojený malý píst s těsněním, který má menší průměr. Na malém pístu je uspořádán ventil s axiální vůlí. Pod ventilem, utěsňujícím vrtání, je uspořádán plovací píst, který utěsňuje velké vrtání, spojené s okolním ovzduším a opatřené sedlem ventilu, který je opřen o tlačnou pružinu, dosedající na dno tělesa ventilu. Mezi plovoucím pístem a stěnou tělesa ventilu je upravena prstencová štěrbina, tvořící škrcení. Mezi přípojkou ke zdroji energie a plovoucím pístem je uspořádáno příčné vrtání, které vede před sedlo ventilu. Mezi příčným vrtáním a prostorem naplněným tlakovým vzduchem je vytvořena odbočka se zpětným ventilem.The object of the invention is to provide a pressure regulator for compressed air devices according to the invention, characterized in that a large piston with a seal and a small piston with a seal having a smaller diameter are fixed to the valve body by means of an adjusting spring. An axial clearance valve is provided on the small piston. Below the valve sealing the bore there is a float piston which seals a large bore connected to the ambient air and provided with a valve seat which is supported by a compression spring abutting the bottom of the valve body. An annular gap is provided between the floating piston and the wall of the valve body forming a choke. A transverse bore extends in front of the valve seat between the power supply connection and the floating piston. A branch with non-return valve is formed between the transverse bore and the space filled with compressed air.

Podle vhodného vytvoření vynálezu je mezi příčným vrtáním a zdrojem energie pevně uspo řádána kondenzační a filtrační jednotka, přičemž z této kondenzační a filtrační jednotky vede příčné vrtání k plovoucímu pístu před sedlo ventilu.According to a preferred embodiment of the invention, a condensation and filter unit is fixed between the transverse bore and the power source, and from this condensation and filter unit the transverse bore leads to a floating piston in front of the valve seat.

Výhody tohoto uspořádání spočívají v tom, že změnou průměru ventilu, vestavěného s axiální vůlí, malého pístu a změnou axiální vůle lze libovolně volit regulační interval, aniž by bylo třeba měnit průměr velkého pístu nebo seřizovači pružinu. Další výhoda spočívá v tom, že regulační a pracovní jednotka jsou funkčně kombinovány.The advantages of this arrangement are that by varying the diameter of the valve integrated with the axial clearance, the small piston and by changing the axial clearance, the control interval can be freely selected without the need to change the diameter of the large piston or the adjustment spring. A further advantage is that the control and working unit are functionally combined.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladech provedení ve spojení s výkresovou částí. Na obr. 1 je znázorněn regulátor tlaku pro tlakovzdušné brzdové zařízení, na obr. 2 je znázorněn regulátor tlaku se samočinným odvodňováním, na obr. 3 je znázorněn regulátor tlaku podle obr. 1 v pozměněné formě. V tělese £ ventilu je uložen velký píst 2, který je tlačen seřizovači pružinou £ směrem dolů. Seřizovači pružina £ je nastavitelná seřizovacím šroubem £. Velký píst 2 je pevně spojen s malým pístem 6 tyčí £.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Fig. 1 shows a pressure regulator for a compressed air brake device; Fig. 2 shows a pressure regulator with automatic dewatering; Fig. 3 shows a pressure regulator according to Fig. 1 in an altered form. A large piston 2 is mounted in the valve body 6 and is pushed downward by the adjusting spring. The adjustment spring 6 is adjustable by the adjustment screw 6. The large piston 2 is rigidly connected to the small piston 6 of the rods 6.

Velký píst 2 i malý píst 6 jsou proti válcové kluzné ploše utěsněny těsněními £8 a £2· Těsnění 18 a 19 mohou být buň jednostranná nebo oboustranná. Pod malým pístem 6 je upevněn s axiální vůlí ventil £, který uzavírá vrtání £ v plovoucím pístu 8. Sedlo £0 ventilu, které je uspořádáno na plovoucím pístu 8, uzavírá velké vrtání 11 . Mezi plovoucím pístem 8 a spodní částí tělesa £ ventilu je upravena tlačná pružina 12. Od zdroje energie k plovoucímu pístu 8 vede příčné vrtání 1 3. Mezi plovoucím pístem 8 a tělesem £ ventilu je uspořádána prstencová štěrbina 20. Válcové plochy tělesa £ ventilu, malý píst 6 a plovoucí píst 8 vytvářejí válcový prostor 21 naplněný tlakovým vzduchem.Both the large piston 2 and the small piston 6 are sealed against the cylindrical sliding surface by seals 8 and 8. The seals 18 and 19 may be single-sided or double-sided. Underneath the small piston 6, a valve 6 is mounted with axial clearance which closes the bore 6 in the floating piston 8. The valve seat 60, which is arranged on the floating piston 8, closes the large bore 11. A transverse bore 13 extends from the power source to the floating piston 8 between the floating piston 8 and the bottom of the valve body 8. An annular gap 20 is provided between the floating piston 8 and the valve body 20. The cylindrical surfaces of the valve body 6, small the piston 6 and the floating piston 8 form a cylindrical space 21 filled with compressed air.

Z příčného vrtání 13 vede přes zpětný ventil 15 odbočka 14 do prstencového prostoru 16. naplněného tlakovým vzduchem a odtud vede vrtání 17 k zásobníku energie.From the transverse bore 13, via a check valve 15, the branch 14 leads to an annular space 16 filled with compressed air and from there the bore 17 leads to the energy storage device.

Jestliže není v zařízeni tlak, uzavírá seřizovači pružina J přes velký píst 2, tyč 3, malý píst 6 a ventil 2 vrtání 2 dále přes plovoucí píst 8 a sedlo 10 ventilu velké vrtání 11.If there is no pressure in the device, the adjusting spring J closes the large bore 11 via the large piston 2, the rod 3, the small piston 6 and the bore valve 2 further through the floating piston 8 and the valve seat 10.

Při plnění zařízení tlakovým vzduchem proudí tlakový vzduch pres příčné vrtání 13, odbočkou 1 4. zpětný ventil 15 a vrtání 17 do zásobníků energie.When filling the device with compressed air, the compressed air flows through the transverse bore 13, branch 14 of the non-return valve 15 and bore 17 into the energy storage tanks.

Současně proudí tlakový vzdueh prstencovou štěrbinou 20 do válcového prostoru 21. Válcový prostor 21 je příčným vrtáním 13 a odbočkou 14 spojen s prstencovým prostorem 1 6, takže v průběhu plnění je v obou prostorech 16, 21 stejný tlak· Tím působí stejný tlek také na obě strany malého pístu 6, takže nejprve na něj nijak nepůsobí. Jakmile se dosáhne předem stanoveného tlaku, pohybuje se velký píst 2 směrem vzhůru tak dlouho, až překoná axiální vůli mezi malým pístem 3 a ventilem 2·At the same time, the pressure gap flows through the annular gap 20 into the cylindrical space 21. The cylindrical space 21 is connected to the annular space 16 by a transverse bore 13 and a branch 14, so that during filling the same pressure is applied. the side of the small piston 6, so that it does not act on it at first. As soon as the predetermined pressure is reached, the large piston 2 moves upwards until it overcomes the axial clearance between the small piston 3 and the valve 2.

Tlak, který působí na velký píst 2 proti tlaku působícímu na ventil 2,^se P^řes ventil odvětrá. Tlak vzduchu, který je pro toto odvětrání potřebný, je tedy určen prstencovou plochou, ktorá so vytvoří mezi průměrem velkého pístu 2 a průměrem ventilu 2> případně průměrem vrtání _§> jakož i silou seřizovači pružiny J.The pressure on the large piston 2 against the pressure on the valve 2 ^is vented ^{through the} valve. The air pressure required for this venting is thus determined by the annular surface which is created between the diameter of the large piston 2 and the diameter of the valve 2 or the bore diameter as well as the force of the adjusting spring J.

Jakmile ventil 2 odvětrá vrtání j), proudí tlakový vzduch z válcového prostoru 21 do okolního ovzduší. Protože přes prstencovou štěrbinu 20 může přicházet jen menší množství tlakového vzduchu, než jaké uniká přes vrtání 9, je válcový prostor 21 bez tlaku. Tím může tlačná pružina 12 a příčným vrtáním 13 působící tlakový vzduch nadzdvihnout plovoucí píst 8, takže sedlo 10 ventilu se otevře a to množství vzduohu, které přichází příčným vrtáním 13. proudí velkým vrtáním 11 do okolního ovzduší. Tak je i příčné vrtání 13 bez tlaku.As the valve 2 ventes the bore 6, compressed air flows from the cylindrical space 21 into the ambient air. Since only a smaller amount of compressed air can come through the annular gap 20 than escapes through the bore 9, the cylindrical space 21 is depressurized. Thereby, the compression spring 12 and the compressed air applied by the transverse bore 13 can lift the floating piston 8 so that the valve seat 10 is opened and that the amount of air coming from the transverse bore 13 flows through the large bore 11 into the ambient air. Thus, the transverse bore 13 is also depressurized.

Tlačná pružina 12 zatlačí plovoucí píst 8 proti ventilu 2 tak daleko vzhůru, že se přemůže axiální vůle ventilu 2 v protisměru a ventil 2 dosedne proti dorazu na plochu malého pístu 3· Tím je sedlo 10 ventilu s vůlí, které je k dispozici na ventilu 2> otevřeno.The compression spring 12 pushes the floating piston 8 against the valve 2 so far upwards that the axial clearance of the valve 2 in the opposite direction is overcome and the valve 2 abuts against the stop on the surface of the small piston 3. This is the valve seat 10 with the clearance available on the valve 2 > open.

Vzhledem k tomu, že v této fázi je-.válcový-prostor 21 bez tlaku, působí na malý píst tlak vznikající v prstencovém prostoru 16 pouze na jedné straně. Tlak, který je v prstencovém prostoru 16 při uzavření sedla 10 ventilu k dispozici, je určen prstencovou plochou, tvořenou velkým pístem 2 a malým pístem 6, jakož i axiální vůlí, kterou je třeba překonat, a charakteristikou seřizovači pružiny J. Pokud se mezera na sedle 10 ventilu zmenší tak, že odtéká méně vzduchu, než přitéká, vytvoří se v příčném vrtání 13 opět tlak, který dále vzroste ve válcovém prostoru 21 , čímž působí na plovoucí píst 8 s ventilem 2 síla, která uzavře sedlo 10 ventilu.Since the cylindrical space 21 is depressurized at this stage, the small piston exerts a pressure in the annular space 16 only on one side. The pressure available in the annular space 16 when the valve seat 10 is closed is determined by the annular area formed by the large piston 2 and the small piston 6, as well as the axial clearance to be overcome and the characteristic of the adjusting spring J. The valve seat 10 decreases so that less air flows out than it flows, again in the transverse bore 13 a pressure builds up which further increases in the cylindrical space 21, thereby exerting a force on the floating piston 8 with the valve 2 to close the valve seat 10.

Je samozřejmě možné také plovoucí píst 8 radiálně utěsnit a prstencovou štěrbinu 20 nahradit definovaným, na obr. neznázorněným škrticím vrtáním.It is, of course, also possible to radially seal the floating piston 8 and replace the annular gap 20 with a defined throttle bore, not shown in FIG.

Malý píst 6 lze vytvořit tak malý, že vznikne řešení znázorněné na obr. 3. V takovém případě se upraví těsnění 19 již ne na malém pístu 6, nýbrž mezi tělesem 2 ventilu a tyčí 3·The small piston 6 can be made so small that the solution shown in FIG. 3 is formed. In this case, the seal 19 is no longer provided on the small piston 6, but between the valve body 2 and the rod 3.

Regulátor tlaku podle obr. 2 je doplněn kondenzační a filtrační jednotkou 22. Prstencový prostor 16 je přes zpětný ventil 15 spojen s vrtáním 23 a příčné vrtání 13 je spojeno s vrtáním 24 kondenzační a filtrační jednotky 22. Tlakový vzduch, dodávaný zdrojem energie, vstupuje přes vrtání 25 do kondenzační a filtrační jednotky 22.The pressure regulator of FIG. 2 is supplemented by a condensing and filtering unit 22. The annular space 16 is connected to the bore 23 via a check valve 15 and the transverse bore 13 is connected to the bore 24 of the condensing and filtering unit 22. bore 25 into the condensation and filtration unit 22.

Zvláštnost proti obr. 1 spočívá v tom, že při otevření sedla 10 ventilu se voda, usazená v kondenzační a filtrační jednotce 22, dostává velkým vrtáním 11 rovněž do okolního ovzduší.A special feature of FIG. 1 is that when the valve seat 10 is opened, the water deposited in the condensation and filter unit 22 also gets into the ambient air by large bore 11.

Tak se využívají ventily regulátoru tlaku současně pro samočinné odvodňování, případně odkalování kondenzační a filtrační jednotky 22.Thus, the pressure regulator valves are used simultaneously for the automatic dewatering of the condensing and filter unit 22.

Claims

Pressure regulator for compressed air equipment, in particular for motor vehicle brakes, characterized in that, on the one hand, a large piston (2), adjustable by means of an adjusting spring (3), with a seal (18) and a small piston fixed thereto (6) with a gasket (19) having a smaller diameter, on the one hand a small piston (6), an axial clearance valve (7), and a floating piston (7) below the valve (7) sealing the bore (9) 8), which seals a large bore (11) associated with the ambient air and provided with a valve seat (10) and which is supported by a compression spring (12) abutting the bottom of the valve body (1) and between the floating piston (8) 1) and a wall of the valve body (1) is provided with an annular gap (20), creating a throttling. On the one hand, a transverse bore (13) extending in front of the valve seat (10) is arranged between the power supply connection and the floating piston (8). between transverse drilling (13) and a branch (14) with a non-return valve (15) formed in the annular space (16) filled with compressed air.

Pressure regulator according to claim 1, characterized in that a condensation and filter unit (22) is fixed between the transverse bore (13) and the power source (I), and a transverse bore (13) is guided from the condensation and filter unit (22). 24) to the floating piston (8) in front of the valve seat (10).