JPH073244B2 - 圧縮空気系統から凝縮水を除去する方法とそれを実施するための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、空気正圧を交互に付勢でき休止状態において
大気圧がかけられる自動車の圧縮空気系統、特に負圧も
付勢でき且つ正圧の付勢によって機械式作用を行う少な
くとも一つの負荷（圧縮空気消費体）を有する空気圧式
ドア閉鎖補助装置用の圧縮空気系統からの凝縮水を除去
する方法と、この方法を実施するための装置に関する。

［従来の技術］ 自動車のドアを開閉する際にその利用者を支援するよう
な空気圧式閉鎖補助装置を持った閉鎖装置は、既に知ら
れている（ドイツ連邦共和国特許第3710347A1号公報参
照）。その場合、可逆式の空気圧ポンプにはそれぞれ、
ドアの閉鎖を支援するためおよびドアの開放を支援する
ためにそのポンプの搬送方向に応じて、一方では正圧で
付勢され他方では負圧で付勢され、各運転方向において
機械式作用を行うような二つの作動室を持った単一の複
動形操作装置が付属されている。上述の公報には、凝縮
液を除去する意味で空気圧系統を空にすることは記載さ
れておらず、また一方では非常に高い正圧を発生しなけ
ればならず、他方ではポンプ運転時間が機械的作用を行
わせるために必要な時間幅に限られているので、空気圧
系統を空にすることはできない。更に、その閉鎖補助装
置は専らドアの開閉を支援する要求に基づいて投入され
る。

空気貯蔵タンク、空気乾燥機およびこの空気乾燥機に対
する再生装置を有するような常に運転される圧力発生機
を持った圧縮空気設備が知られている（ドイツ連邦共和
国特許第3203152A1号公報参照）。その空気乾燥機の再
生装置は、乾燥過程における空気の圧力と再生空気の圧
力との圧力差を再生効果を良くすべく大きくするため
に、無負荷・圧縮空気流で貫流されるベンチュ・ノズル
の負圧側の切換弁によって接続される。

この公知の空気設備は多数の弁を有している。空気乾燥
機を逆流再生するために、ベンチュリ・ノズルに生ずる
非常に小さな負圧だけでは凝縮水を気化するには不十分
であるので、常に貯蔵タンクからの圧縮空気も用立てね
ばならない。

空気正圧および大気圧で交互に付勢される空気圧系統に
おいて、空気正圧によってその温度における空気の水蒸
気・飽和曲線が超されたとき、系統構造部品の内壁に凝
縮水が付着することは、一般に知られている。これは、
空気が等温において低い圧力の場合に高い圧力の場合よ
りも単位容積当たりにおいて多量の水分子を有するとい
う物理的事実に基づいている。系統圧力を大気圧レベル
まで膨張しても、系統内に存在する空気中に凝縮水を無
条件で完全に再び気化することはできず、更に少なくと
も凝固点以下の温度では問題が生ずる。

更にまた、残留水分を気化するために乾燥室を水ジェッ
トポンプによって空にできるような洗濯乾燥機が知られ
ている（ドイツ連邦共和国特許第3321245A1号公報参
照）。この公報には乾燥室および負荷に正圧を付勢する
ことは記載されていない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、冒頭に述べた形式の圧縮空気系統から
出発して、空気正圧で交互に付勢および消勢され休止状
態において大気圧がかけられる系統から凝縮水を簡単に
且つ確実に除去できる方法を提供し、更にこの方法を実
施するための装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によればこの目的は、少なくとも時間間隔をおい
て正圧を付勢した直後に圧縮空気系統が空にされ、少な
くとも一つの負荷が機械式作用を行わないことによって
達成され、また請求項７および８に記載の装置によって
達成される。

［発明の効果］ 系統に正圧を付勢した際にその系統構造部品の内壁に凝
着した凝縮水は、その系統が正圧の付勢直後に負圧が付
勢されたとき、再び急速に気化される。この一時的に空
にした後ではじめて、圧縮空気系統はその休止状態にお
いて大気圧にされる。

特にこの方法は、負荷が配管を介して正圧発生機及び負
圧発生機に接続され、連続的に正圧を付勢する必要がな
いような小さな容量の圧縮空気系統に対して好適に使用
でき、例えば自動車の空気圧式ドア閉鎖補助装置に対し
て適している。

圧縮空気系統の負圧の付勢は必要に応じて大きな時間間
隔で行われる。（乾燥雰囲気において凝縮液が少量の場
合）か、あるいは正圧が付勢される毎に行われる。

自動車の電気・空気圧式中央鎖錠装置のジュアルポンプ
を制御するための装置も知られている（ドイツ連邦共和
国特許第3641276A1号公報参照）。この公知の制御装置
は、系統を迅速に再び大気圧レベルにするために、ジュ
アルポンプを各運転サイクル後に定格回転数でそれまで
と逆の回転方向に駆動する。かかる公知の装置の場合、
正圧が小さいために凝縮水は有害なほど多量には生じな
い。系統をジュアルポンプにより負圧を付勢すること
は、閉鎖・操作要素を正圧付勢方向と逆向きの操作過程
を開始するためにしか行われないので、負圧の付勢によ
って望ましくない操作過程が行われないようにするため
に、ジュアルポンプは正圧の付勢に続く逆転運転の際に
適時に遮断されねばならない。

請求項２から請求項４には、本発明に基づく方法の有利
な実施態様が記載され、請求項７から請求項13には、こ
の方法を実施するための有利な装置が記載されている。

本発明に基づく装置の場合にはドイツ連邦共和国特許第
3641276A1号公報で公知の装置と異なって、ジュアルポ
ンプの負圧は、操作過程に対して採用されるのではな
く、単に空気を乾燥するためないし凝縮水を除去するた
めに採用される。勿論そのような処置は、負圧を付勢す
ることによって圧縮空気系統に存在する操作要素により
望ましくない操作過程が行われないときだけしか意味を
なさない。

［実施例］ 以下図面に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明
する。

第１図には電動式ジュアルポンプ２、その制御回路３お
よび単一の負荷４を持った単純な圧縮空気系統１が示さ
れている。その負荷４は例えば自動車（図示せず）にお
ける空気圧式ドア閉鎖補助装置用の調整素子５を持った
操作要素である。調整素子５はドア錠あるいはテールゲ
ート錠の閉鎖部材に図示していない方式で連続的にある
いはただ一時的に連結される。圧力発生機２により操作
要素に正圧が付勢されたとき、この操作要素は、閉鎖部
材を調整素子５によってドア閉鎖方向に押圧することに
より、機械式作用をする。

かかる用途において、負圧が付勢されたとき調整素子５
が調整方向において操作される構造部品から切り離され
るか、ないしは一時的にしかこの部品に連結されないよ
うにすることは、容易に考えられる。

このことが不可能であるときは、この目的は例えば負圧
の付勢中に調整素子５を機械式に鎖錠する（この鎖錠は
負圧自体によって直接に制御されるかあるいは負圧の発
生を投入した際に電気的に制御される）ことによって達
成される。

しかし特別なドア閉鎖補助装置の場合には、調整素子に
よって移動でき且つこれに固く連結された構造部品が、
ドアが再び開かれるまで直接あるいは間接的にドア錠に
よって機械式に拘束されることによって、調整素子は簡
単に鎖錠できる。

即ち図示した実施例において、ジュアルポンプ２による
負圧の付勢によって生ずる左向きの調整素子５の動き
は、少なくともこれによって移動できる構造部品（図示
せず）を動かしてはならない。即ち操作要素に負圧が付
勢された際に、操作要素によって機械式作用は行われな
い。

ジュアルポンプ２の制御回路３は押しボタンスイッチ６
によって始動パルスを受け、ジュアルポンプ２を正圧発
生運転させる。圧縮空気系統１における圧力スイッチ７
によってジュアルポンプ２が停止された後、制御回路３
はジュアルポンプ３を公知のようにして、例えば所定の
時間幅に亘ってあるい圧力スイッチ７が相応した切換信
号を発するまで、負圧発生運転させる。その場合に生ず
る調整素子５の僅かな調整運動は、上述したように問題
ではないが、圧縮空気系統１が空にされることにより一
時的にその中に負圧が生じ、この負圧は凝縮している水
を再び気化させる。ジュアルポンプ２は休止状態におい
て貫流できる。これが最終的に停止した後で、ジュアル
ポンプ２を通って空の圧縮空気系統１の中に大気が入り
込み、圧縮空気系統１は再び大気圧となる。

他の図面において第１図と同じ作用をする構造部品に
は、第１図と同一符号が付けられている。

第２図は複数の負荷４を持った圧縮空気系統１′を示し
ている。この圧縮空気系統１′において電動式正圧ポン
プ８および電動式負圧ポンプ９は制御回路３によって作
動される。ここでは制御回路３は複数のパルス端子６′
を有しており、制御回路３はこれらの入力端子６′を介
して正圧ポンプ８の作動を制御する。更に圧縮空気系統
１′には電磁式の４ポート・２位置切換弁10と３ポート
・２位置切換弁11がポンプ８、９と負荷４との間に配置
されている。これらの両切換弁10、11は制御回路３によ
って電気式に制御される。４ポート・２位置切換弁10は
負圧ポンプ９を負荷４あるいは正圧ポンプ８のいずれか
に接続し、３ポート・２位置切換弁11は正圧ポンプ８あ
るいは負圧ポンプ９のいずれかを負荷４に接続する。十
分な圧力が形成され（これは圧力スイッチ７によって放
置される）且つ正圧ポンプ８が遮断された後、３ポート
・２位置切換弁11は制御回路３によって切り換えられ、
負圧ポンプ９が時限付きで投入される。これにより圧縮
空気系統１′内に発生された負圧は、凝縮水を気化させ
る。必要に応じて３ポート・２位置切換弁11を不動作休
止状態に戻した後で、４ポート・２位置切換弁10も切り
換えられ、正圧ポンプ８から生ずる凝縮水も除去するた
めに、この正圧ポンプ８にも負圧がかけられる。この過
程は負荷４が空になる毎に、あるいは周期的に大きな時
間間隔でも行える。その時間間隔はそれ自体公知の湿度
センサーなどによって決定される。最後に負圧ポンプ９
が再び遮断され、４ポート・２位置切換弁10もその休止
位置に戻され、圧縮空気系統１は正圧ポンプ８を通して
大気に短絡され、再び大気圧となる。圧縮空気系統１を
空にする速度を速めるために、正圧ポンプ８を介しての
短絡接続は、圧縮空気系統１′を通気するためないしそ
の中にある空気を大気圧レベルに膨張するために、（例
えば監視時間幅の経過後に）負圧ポンプ９が運転に切り
換えられる前にも利用される。これによって負圧ポンプ
によって搬送すべき空気量は低減される。負荷４は、例
えば使用する際に必要に応じて正圧ポンプ８が投入され
る空気圧式工具でもよい。その場合、例えば既存の正圧
タンクは空にされないようにし、圧縮空気系統１′を空
にする運転の際に閉鎖される逆止め弁などを介して、圧
縮空気系統から切り離される。

上述した両方の実施例の場合、負圧がかかっても各圧縮
空気系統１、１′が貫流できないが、第３図に示したよ
うに負圧発生機からできるだけ離して逆止め弁を設置す
ることによって、圧縮空気系統の逆流が可能となり、そ
れに伴って再び気化した凝縮水を吸収している空気を吸
い出すことができる。この実施例では少なくとも一つの
負荷４′に、絞り作用をする概略的に図示した逆止め弁
12が一体に設けられている。この逆止め弁12は負荷４′
に正圧がかかったときに閉鎖するが、負圧がかかったと
きには開放する。勿論適当な方法で負荷に設置すること
もできる。更に逆止め弁12は公知のようにして、負圧が
所定の敷居値に達したときに始めて開き、例えば弾性バ
イアス圧によってその閉鎖位置に保持されているように
作ることができる。

第２図の実施例と同様に、それぞれ１つの正圧ポンプ８
および一つの負圧ポンプ９が設けられている。ここでは
両方のポンプ８、９はそれぞれ電磁式２ポート・２位置
切換弁13、14を介して圧縮空気系統１″に接続されてお
り、これらの切換弁13、14の出力端は結合点15で互いに
結合されている。その結合点15と負荷４′との間に３ポ
ート・２位置切換弁16が設けられている。この切換弁16
は負荷４′を、いずれか一方のポンプ８又は９の運転に
並行して励磁されているときに結合点15に接続するか、
消磁されているとき即ち両方のポンプ８、９が休止状態
にあるとき大気に接続する。３ポート・２位置切換弁16
の大気接続口は、絞りが後置接続されている空気フィル
タ17を有している。

既に上述したように圧縮空気系統を空にする前にこれを
通気するか大気圧に膨張することは、正圧ポンプ８の遮
断と負圧ポンプ９の投入との間で監視時間幅が保持さ
れ、その間に通気弁が上述したように圧縮空気系統を大
気に接続することによっても同様に簡単に行える。

ここで示した実施例の電気式制御は、第２図に示した実
施例とほぼ同じであり、従ってここでは繰り返して説明
しない。この実施例でも正圧ポンプ８並びに負荷４から
凝縮水を除去することができる。

第３図における配置構造の空気乾燥作用は、先に述べた
実施例に比べて著しく大きい。従ってこの逆止め弁付き
の配置構造は、非常に多量の凝縮水が生ずると予想され
る場合に有利に採用される。勿論第１図および第２図の
配置構造にも負荷側に逆止め弁を装備することができ
る。逆止め弁を配置する場合特に、できるだけ圧縮空気
系統全体を通して逆流するようにするために、逆止め弁
は負圧発生機からできるだけ離して設けるようにする。

負荷がピストン式駆動装置として作られている場合、調
整ピストンが片側から作用されるシール舌片を有してい
ることにより、逆止め弁は簡単な形態で負荷に一体に設
けられる。

第４図は、かかるシール舌片を持った調整ピストンの実
施例を示している。単動形操作要素として作られた調整
素子５付きの負荷４′は、円筒状ハウジング4.1を有し
ている。このハウジング4.1の接続短管4.2は圧縮空気系
統（図示せず）に接続される。調整素子５はハウジング
カバー4.3を貫通してハウジング4.1から引き出されてい
る。ハウジングカバー4.3における管通路は適当なバッ
キンリング5.1によってあるいはローリングベローズに
よって調整素子５に対してシールされている。調整素子
５はハウジング4.1内を線形移動できる調整ピストン5.2
に機械的に固く結合されている。調整ピストン5.2は環
状シール舌片5.3を有している。このシール舌片5.3は、
接続短管4.2に正圧が付勢されたときハウジング4.1の内
壁に接し、負圧が付勢されたときその内壁から少なくと
も所々で離れる。その場合、シール舌片5.3の材料及び
形状により決められたその変形抵抗により、「逆止め
弁」の開放敷居値も与えられる。簡単な実施例におい
て、かかるシール舌片は自転車の空気入れに使用されて
いる。ハウジングカバー4.3には調整素子５のパッキン
リング5.1付きの貫通路のそばに、絞り孔18およびフラ
ッタ弁19で閉じられる出口孔20も設けられている。調整
ピストン5.2はその接続短管4.2の側の面に間隔リブ5.4
を有し、調整ピストン5.2の反対側面に間隔突起5.5が設
けられている。これらの間隔リブ5.4および間隔突起5.5
は、公知のように調整ピストン5.2がハウジング4.1の底
に平面衝突することを阻止する。

調整ピストン5.1が正圧により右向きに移動されると
き、空気は調整ピストン5.2の後ろで出口孔20およびフ
ラッタ弁19を通って容易に逃げられる。これによって大
きな移動速度が得られる。調整ピストン5.2が負圧で付
勢されハウジングカバー4.3から遠ざかると、フラッタ
弁19は出口孔20を閉鎖し、これにより空気は絞り孔18だ
けを通して調整ピストン5.2の後ろの室に入り込む。そ
の場合絞り孔18を通ってシール舌片5.1を通過して接続
短管4.2に向かってっくり逆流できる。間隔リブ5.4は、
調整ピストン5.2がハウジング4.1の左側の底に接してい
るときも、その逆流を可能にしている。同時にこれはシ
ール舌片5.3とハウジング4.1の底との接触を阻止してい
る。

凝縮水を気化するために必要な負圧は、その逆流を絞り
孔18において強く絞ることによって生ずる。ひどく汚れ
た環境下においてかかる操作要素を採用する場合、単純
な狭い絞り孔の代わりに、空気フィルタとしても作用す
る焼結体絞りがかめ込まれた円筒状孔が設けられる。

勿論、本発明は上述したピストン式駆動装置の利用に限
定されるものではない。本発明は、圧縮空気系統におい
てその系統の逆流貫流が望まれるような多くの場所に採
用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は凝縮水を十分に除去することができるジュアル
ポンプ付きの圧縮空気系統の概略系統図、第２図は別個
に設けられた負圧発生機によって正圧発生機および負荷
から凝縮水を除去することができる圧縮空気系統の概略
系統図、第３図は圧縮空気系統において負圧発生機から
離れて逆止め弁が配置され、圧縮空気系統の逆流および
それに伴って再び気化された凝縮水を含んだ空気の搬出
ができるような圧縮空気系統の概略系統図、第４図は一
体形の逆止め弁として作用するシール舌片を持った操作
要素・ピストン式駆動装置の断面図である。 １……圧縮空気系統、２……ジュアルポンプ、３……制
御装置、４……負荷、５……調整素子、７……圧力スイ
ッチ、８……正圧ポンプ、９……負圧ポンプ、11……切
換弁、12……逆止め弁、13、14……切換弁、18……絞り
孔。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気正圧を交互に付勢でき休止状態におい
   て大気圧がかけられる自動車の圧縮空気系統、特に負圧
   も付勢でき且つ正圧の付勢によって機械式作用を行う少
   なくとも一つの負荷を有する空気圧式ドア閉鎖補助装置
   用の圧縮空気系統から凝縮水を除去する方法において、 少なくとも時間間隔をおいて正圧を付勢した直後に圧縮
   空気系統が空にされ、少なくとも一つの負荷が機械式作
   用を行わないことを特徴とする圧縮空気系統から凝縮水
   を除去する方法。
2. 【請求項２】少なくとも一つの負荷を空気正圧で付勢し
   た直後に、休止状態に移行する前に大気圧下において圧
   縮空気系統が空にされることを特徴とする請求項１記載
   の方法。
3. 【請求項３】凝縮水の除去が、空にされた圧縮空気系統
   の絞られた逆流貫流によって支援されることを特徴とす
   る請求項１又は２記載の方法。
4. 【請求項４】可逆式圧力発生機特にジュアルポンプが使
   用される方法において、圧縮空気系統を空にするための
   圧力発生機が、電気式制御装置によって正圧発生に直ぐ
   に続いて負圧発生に切り換えられることを特徴とする請
   求項１又は２記載の方法。
5. 【請求項５】圧縮空気系統内にある空気が、空気正圧の
   付勢後に且つ空にされる前に、圧縮空気系統を大気に接
   続することによって膨張されることを特徴とする請求項
   １ないし４のいずれか１つに記載の方法。
6. 【請求項６】正圧の付勢終了時点と圧縮空気系統を空に
   する開始時点との間に、所定の監視時間幅が維持される
   ことを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】正圧並びに負圧を発生するために使用され
   る可逆式ジュアルポンプ（２）として形成された圧力発
   生機と、この圧力発生機に配管を介して結合され正圧の
   付勢によって機械式作用を行う少なくとも一つの負荷と
   を有しているような、空気正圧を交互に付勢でき休止状
   態において大気圧がかけられる自動車の圧縮空気系統、
   特に空気圧式ドア閉鎖補助装置用の圧縮空気系統から凝
   縮水を除去する請求項１記載の方法を実施するための装
   置において、 ジュアルポンプ（２）を正圧を発生する毎にその後で時
   限付きで圧縮空気系統（１）を空にするための負圧発生
   運転に切り換えるジュアルポンプ（２）の制御回路
   （３）、所定の正圧敷居値に到達した際にジュアルポン
   プ（２）を切り換えるためおよび所定の負圧敷居値に到
   達した際にジュアルポンプ（２）を遮断するために前記
   制御回路（３）に導入される圧力敷居値信号を発生する
   ための前記制御回路（３）に接続されている圧縮空気系
   統（１、１′）における圧力切換装置（７）、および専
   ら正圧を付勢した際に機械式作用を行う少なくとも一つ
   の単動駆動形の負荷（４）を有していることを特徴とす
   る装置。
8. 【請求項８】正圧発生機と、負圧発生機と、正圧発生機
   並びに負圧発生機に結合でき正圧の付勢によって機械式
   作用を行う少なくとも一つの負荷とを有しているよう
   な、空気正圧を交互に付勢でき休止状態において大気圧
   がかけられる自動車の圧縮空気系統、特に空気圧式ドア
   閉鎖補助装置用の圧縮空気系統から凝縮水を除去する請
   求項１記載の方法を実施するための装置において、 前記正圧発生機（８）並びに負圧発生機（９）を互いに
   独立して電動式に作動するための制御回路（３）、圧縮
   空気系統（１′、１″）を正圧発生機（８）並びに負圧
   発生機（９）に交互に接続するための前記制御回路
   （３）により電気式に制御される切換装置（11、13、1
   4）、所定の正圧敷居値に到達した際に正圧発生機
   （８）を遮断し、切換装置（11、13、14）を切り換えお
   よび負圧発生機（９）を投入するために前記制御回路
   （３）に導入される電気式圧力敷居値信号を発生するた
   めの前記制御回路（３）に電気接続された圧縮空気系統
   （１、１″）における圧力切換装置（７）、および専ら
   正圧を付勢した際に機械式作用を行う少なくとも一つの
   単動駆動式の負荷（４）を有していることを特徴とする
   装置。
9. 【請求項９】負圧発生機（９）から離され負荷の近くに
   配置された少なくとも一つの逆止め弁（12、5.3）を有
   し、この逆止め弁が、空になった圧縮空気系統（１″）
   の逆流貫流を許すことを特徴とする請求項７又は８記載
   の装置。
10. 【請求項１０】制御回路（３）によって切り換えられる
    圧縮空気系統（１″）に対する通気弁（16）を有し、こ
    の通気弁が、圧力発生機（２、８、９）の運転と平行し
    て圧縮空気系統（１″）を大気から分離する位置に切り
    換えられ、休止位置において圧縮空気系統（１″）を大
    気に接続することを特徴とする請求項７ないし９のいず
    れか１つに記載の装置。
11. 【請求項１１】圧縮空気負荷に一体にされた少なくとも
    一つの逆止め弁（12、5.3）を有していることを特徴と
    する請求項９記載の装置。
12. 【請求項１２】ハウジング（4.1）および接続短管（4.
    2）を持ったピストン調整装置として形成された少なく
    とも一つの圧縮空気負荷（４）が、調整ピストン（5.
    2）とハウジング（4.1）の内壁との間に逆止め弁（12）
    として作用するシール舌片（5.3）を有しており、調整
    ピストン（5.2）の接続短管（4.2）と反対側においてハ
    ウジング（4.1、4.3）に絞り孔（18）が開けられている
    ことを特徴とする請求項11記載の装置。
13. 【請求項１３】少なくとも一つの圧縮空気負荷のハウジ
    ング（4.1）に絞り孔（18）に並行して出口孔（20）が
    設けられ、この出口孔（20）がフラッタ弁（19）で閉鎖
    できることを特徴とする請求項12記載の装置。
14. 【請求項１４】絞り孔（18）が大きく狭められているこ
    とを特徴とする請求項12又は13記載の装置。
15. 【請求項１５】絞り孔が逆流貫流空気を浄化するための
    焼結体絞りをはめ込まれていることを特徴とする請求項
    12又は13記載の装置。