DE1141899B - Verfahren zum Erzeugen eines veraenderlichen Druckes, insbesondere in Personenfahrzeug-Federbalgkoerpern, die als pneumatische Federungen ausgebildet sind - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

J18043 Π/63 c

ANMELDETAG: 29. A P R I L 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 27. DEZEMBER 1962

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen eines veränderlichen Druckes, insbesondere in Personenfahrzeug-Federbalgkörpern, die als pneumatische Federungen ausgebildet sind, bei denen in einem geschlossenen Kreislauf der verlangte Höchstdruck mittels eines in einem beheizten Verdampfer befindlichen verdampfenden Mediums und der erwünschte niedrigste Druck von einem in einem gekühlten Kondensator kondensierenden Medium erzeugt wird und jeder beliebige Zwischendrack dadurch erreicht wird, indem ein entsprechender Teil des in den Federbalgkörpern sich befindenden Mediums in den Kondensator expandiert oder von dem Verdampfer in die Federbälge geleitet wird.

Es ist bekannt, zur Verbesserung des Fahrkomforts z. B. bei Schienenfahrzeugen statt der Abfederung mittels Stahlfedern zwischen Fahrgestell und Fahrzeugaufbau mehrere Federbalgkörper anzuordnen, die beispielsweise mit einem Preßluftaggregat in Verbindung stehen. Derartige Vorrichtungen unterliegen in hohem Maße der Verschmutzungsgefahr durch Öl und sind auf Grund der zahlreichen beweglichen Teile teuer und störanfällig.

Es sind auch bereits Gasfederungen bekannt, bei denen ein Medium im Regelbereich der Feder kondensierbar bzw. lösbar ist und beim Regeln aus einem Verdampferraum höheren Druckes zuströmt bzw. in einen Kondensier- oder Lösungsraum niedrigen Druckes abströmt.

Zur Durchführung dieses Verfahrens ist es bekannt, eine Lösungsmittelpumpe vorzusehen, um das flüssige Medium vom Kondensator wieder in den Verdampfer zu fördern. Eine Lösungsmittelpumpe unterliegt auf Grund der beweglichen Teile einem gewissen Verschleiß und weist daher eine mehr oder weniger hohe Störungsanfälligkeit auf. Im wesentlichen treten hierbei also die gleichen Mängel auf wie bei dem Kompressor eines Luftfedersystems. Außerdem hat die Pumpe einen gewissen, wenn auch geringen, Energieverbrauch. Weiterhin ist eine Lösungsmittelpumpe, die zur Förderung sehr flüchtiger, halogenierter Kohlenwasserstoffe dienen soll, auf Grund von möglichen Undichtigkeiten und den dadurch entstehenden Füllungsverlusten eine potentielle Störungsquelle.

Es sind auch bereits Gasfederungen bekannt, bei denen der Einsatz einer Lösungsmittelpumpe nicht erforderlich ist. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Verdampfer vorgesehen, von denen jeweils nur einer beheizt wird, während der andere in offener Verbindung mit dem Kondensator steht. Die Flüssigkeit, die im Kondensator niedergeschlagen ist, soll zu dem letztgenannten Verdampfer abfließen, was sie jedoch

Verfahren zum Erzeugen
eines veränderlichen Druckes,
insbesondere in Personenfahrzeug-Federbalgkörpern, die als pneumatische
Federungen ausgebildet sind

Anmelder:

Ideal-Standard G. m. b. H.,
Bonn, Poppeisdorf er Allee 114

Cornells Doomernik, Düsseldorf,
ist als Erfinder genannt worden

nur dann kann, wenn dessen Temperatur unter der Kondensationstemperatur liegt. Sobald der beheizte Verdampfer leer ist, wird auf den kalten Verdampfer umgeschaltet, der sich mittlerweile mehr oder weniger mit Kondensat gefüllt hat. Dieser Ausführung ist ein wesentlicher technischer Nachteil zu entnehmen, denn, wenn im Augenblick des Umschaltens oder kurze Zeit später durch eine Belastungserhöhung der Federbälge die Steuereinrichtung eine Verbindung zwischen dem Verdampfer und den Federbälgen herstellt, so ist der im Augenblick kalte Verdampfer nicht in der Lage, das zum Ausgleich der Belastungserhöhung erforderliche Medium hohen Druckes zu liefern. Durch diese zwangläufige Erscheinung ist eine den Belastungsänderungen entsprechende Regelung nicht gegeben, da der Verdampfer während der Aufwärmzeit nicht oder nur zum Teil arbeitsfähig ist.

Weiterhin sind thermisch regelbare Gasfederungen bekannt, bei denen auf Grund des Höhenunterschiedes zwischen Fahrgestell und Fahrzeugaufbau in einer Art von Wärmeakkumulator Flüssigkeit zwecks Verdampfung eingespritzt wird bzw. Dampf über eine Düse zum Kondensator geleitet wird. Die Förderung der Flüssigkeit vom Kondensator zum Akkumulator erfolgt mittels einer Pumpe. Eine Pumpe unterliegt jedoch, wie bereits erwähnt, einem gewissen Verschleiß und weist eine mehr oder weniger hohe Störungsanfälligkeit auf. Im übrigen ist bei dieser Gasfederung ein relativ großer Aufwand an Automatikteilen erforderlich.

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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die genannten Mängel zu beseitigen.

Erreicht ist dieses Ziel in vorteilhafter Weise dadurch, daß das von den Federbälgen in einen Niederdruckkondensator expandierende Medium nach der Kondensation in einen eine tiefere Temperatur aufweisenden Sammelbehälter geleitet und von dort bei Bedarf durch Beheizung über das im Verdampfer liegende Druckniveau gebracht wird, wodurch gleichzeitig ein Ventil zwischen Niederdruckkondensator und Sammelbehälter geschlossen und ein anderes zwischen Sammelbehälter und Verdampfer geöffnet wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist auf einfache Art und Weise eine Drucksteuerung in Federbalgkörpern möglich. Eine nach diesem Verfahren hergestellte Vorrichtung ist auf Grund der wenigen sich bewegenden Teile relativ billig und nicht störanfällig. Der Sammelbehälter wird praktisch als thermische Pumpe betrieben. Hat sich dieser Behälter ganz oder teilweise mit Kondensat gefüllt bzw. hat sich der Verdampfer entleert, so wird die Verbindung zwischen dem Kondensator und dem Sammelbehälter unterbrochen, während das im Sammelbehälter befindliche Medium durch Beheizung auf einen Druck gebracht wird, der über dem Verdampferdruck liegt. Hierdurch öffnet sich ein Ventil zwischen dem Sammelbehälter und dem Verdampfer, und die Flüssigkeit strömt zum Verdampfer ab. Bei dieser Arbeitsweise sind beide für die Regelbarkeit bei Belastungsänderungen erforderlichen Bauelemente, nämlich Verdampfer und Kondensator, während der ganzen Zeit voll funktionsfähig. Der Verdampfer kann ungeachtet dessen, ob der Sammler beheizt wird oder ob gerade neues flüssiges Medium zufließt, weiter Hochdruckdampf erzeugen, ohne in seiner Funktion gehemmt zu werden. Während der Beheizung wird auch die Wirkung des Kondensators in keiner Weise beeinträchtigt. Sollte der Kondensator genau in dieser Zeit betrieben werden, so kann das anfallende Kondensat sich in einem Vorratsbehälter ansammeln, ohne die Kondensatorrohre aufzufüllen und dadurch die Leistungsfähigkeit des Kondensators zu verringern. Wenn die Heizperiode beendet ist, so wird das Ventil zwischen dem Verdampfer und dem Sammler schließen, weil ein Druckausgleich zwischen Verdampfer und Sammler eingetreten ist, wodurch in der Leitung zwischen diesen beiden Bauelementen keine Strömung mehr erfolgt. Auf Grund der Kühlfläche des Sammlers wird der Mediumdruck in diesem abgebaut werden. Die Fläche des Sammlers ist so gewählt, daß eine Unterschreitung der Kondensationstemperatur ohne weiteres möglich ist, so daß das Ventil zwischen Sammler und Vorratsbehälter geöffnet wird, wodurch das im Vorratsbehälter angesammelte Kondensat abfließt.

In der Zeichnung ist die Erfindung in Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigen die

Abb. 1 und 2 schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Darin ist in Abb. 1 mit 1 ein Hochdruckverdampfer bezeichnet, der z. B. mit einem halogenierten Kohlenwasserstoff gefüllt ist und von dem ablaufenden Maschinenkühlwasser durchströmt wird. Der Druck des verdampfenden Mediums wird durch einen Kühlwasserregler 7 konstant gehalten. Das Medium gelangt über Leitungen 8 in einen Hochdruckvorratsbehälter 9, von dem es über Leitungen 10 und einen Steuerbehälter 11 in die Federbalgkörper 3 geleitet wird. Zwischen dem Steuerbehälter 11 und dem Hochdruckvorratsbehälter 9 ist ein vorzugsweise automatisch betätigtes Regelventil 12 angeordnet, das sich bei einer erwünschten Druckerhöhung in den Federbalgkörpern 3 öffnet. Ist eine Druckverminderung erwünscht, so öffnet sich das Regelventil 13, so daß ein entsprechender Teil des sich in den Federbalgkörpern 3 befindenden Mediums über den Niederdruckvorratsbehälter 14 in den Niederdruckkondensator 2 expandiert und kondensiert.

Das verflüssigte Medium gelangt über einen Aufnahmebehälter 15 und ein Rückschlagventil 5 in einen Flüssigkeitssammler 4. Der Sammelbehälter 4 weist auf Grund seiner Kühloberfläche eine tiefere Temperatur auf als der Niederdruckkondensator 2. Wenn der Flüssigkeitsspiegel in dem Hochdruckverdampfer 1 auf Grund des Abwandems des Mediums zur Niederdruckseite einen bestimmten Stand erreicht hat, wird von einem mit dem Verdampfer 1 zusammenwirkenden Niveauschalter 16 ein automatisches Ventil 17 geöffnet, wodurch heißes Kühlwasser mit dem Sammelbehälter 4 mittelbar in Berührung kommt. Hierdurch steigt der Druck und die Temperatur im Sammelbehälter 4 an, wodurch das Rückschlagventil 5 geschlossen wird. Ist das Niveau über den Druck im Hochdrackverdampfer angestiegen, so öffnet sich das Rückschlagventil 6 zwischen Sammelbehälter 4 und Hochdruckverdampfer 1, so daß das Medium wieder in den Verdampfer 1 gelangt. Ist der Flüssigkeitsspiegel im Verdampfer wieder auf einen bestimmten Stand angestiegen, so schließt der Niveauschalter 16 das Ventil 17, und der Druck in dem Sammelbehälter 4 wird durch Kühlung wieder so weit herabgesetzt, bis die Temperatur unter der im Niederdruckkondensator 2 liegt, sämtliche mit dem Gas in Berührung stehenden Teile sind isoliert, um eine vorzeitige Kondensation zu unterbinden.

In Abb. 2 wird auf die Vorratsbehälter 9 und 14 verzichtet. Der in Abb. 1 dargestellte Sammelbehälter 4 ist durch ein Rohrbündelapparat 4 ersetzt, und statt des Rückschlagventils 5 findet ein automatisches Ventil S' Anwendung.

Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten und beschriebenen Ausführungen nur Beispiele zur Verwirklichung der Erfindung und diese nicht darauf beschränkt. Insbesondere in Hinsicht auf das Anwendungsgebiet sind noch andere Möglichkeiten gegeben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zum Erzeugen eines veränderlichen Druckes, insbesondere in Personenfahrzeug-Federbalgkörpern, die als pneumatische Federungen ausgebildet sind, bei denen in einem geschlossenen Kreislauf der verlangte Höchstdruck mittels eines in einem beheizten Verdampfer befindlichen verdampfenden Mediums und der erwünschte niedrigste Druck von einem in einem gekühlten Kondensator kondensierenden Medium erzeugt wird und jeder beliebige Zwischendruck dadurch erreicht wird, indem ein entsprechender Teil des in den Federbalgkörpern sich befindenden Mediums in den Kondensator expandiert oder von dem Verdampfer in die Federbälge geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das von den Fedbrbälgen (3) in den Niederdruckkondensator (2) expandierende Medium nach der Kondensation in einen eine tiefere Temperatur aufweisenden

   Sammelbehälter (4) geleitet und von dort bei Bedarf durch Beheizung über das im Verdampfer (1) liegende Druckniveau gebracht wird, wodurch gleichzeitig ein Ventil (5) zwischen Niederdruckkondensator (2) und Sammelbehälter (4) geschlossen und ein anderes (6) zwischen Sammelbehälter und Verdampfer (1) geöffnet wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1057 830,1057 831.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen