DE1141899B

DE1141899B - Method for generating a variable pressure, in particular in passenger vehicle bellows, which are designed as pneumatic suspensions

Info

Publication number: DE1141899B
Application number: DEJ18043A
Authority: DE
Inventors: Cornelis Doomernik
Original assignee: Ideal Standard GmbH
Current assignee: Ideal Standard GmbH
Priority date: 1960-04-29
Filing date: 1960-04-29
Publication date: 1962-12-27

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

J18043 Π/63 cJ18043 Π / 63 c

ANMELDETAG: 29. A P R I L 1960REGISTRATION DATE: 29 A P R I L 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 27. DEZEMBER 1962NOTICE THE REGISTRATION ANDOUTPUTE EDITORIAL: DECEMBER 27, 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.The invention relates to a method for generating a variable pressure, in particular in passenger vehicle bellows, which are designed as pneumatic suspensions, in which in the required maximum pressure in a closed circuit by means of a heated evaporator evaporating medium and the desired lowest pressure of one in one cooled Condenser condensing medium is generated and any intermediate rack thereby is achieved by a corresponding part of the medium located in the bellows body expanded into the condenser or passed from the evaporator into the bellows.

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.It is known to improve driving comfort, for. B. in rail vehicles instead of cushioning to arrange several bellows by means of steel springs between the chassis and the vehicle body, which for example, are in connection with a compressed air unit. Such devices are subject to in high risk of contamination by oil and are due to the numerous moving parts expensive and prone to failure.

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.Gas suspensions are also already known in which a medium can be condensed in the control range of the spring or is detachable and, when regulating, flows into or from an evaporator chamber of higher pressure flows off a condensation or solution space of low pressure.

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.To carry out this process, it is known Provide a solvent pump to bring the liquid medium from the condenser back into the evaporator to promote. A solvent pump is subject to a certain amount of wear and tear due to the moving parts and therefore has a more or less high susceptibility to failure. Essentially occur here thus the same defects as in the compressor of an air suspension system. In addition, the Pump a certain, albeit small, energy consumption. Furthermore, a solvent pump is those for pumping very volatile, halogenated hydrocarbons should serve, due to possible leaks and the resulting filling losses a potential source of interference.

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 jedochThere are already gas suspensions known in which the use of a solvent pump is not is required. In this embodiment, two evaporators are provided, of which only one is heated while the other is in open communication with the condenser. The liquid, which is precipitated in the condenser should flow to the latter evaporator, but what they do

Verfahren zum Erzeugen
eines veränderlichen Druckes,
insbesondere in Personenfahrzeug-Federbalgkörpern, die als pneumatische
Federungen ausgebildet sindMethod of generating
a variable pressure,
especially in passenger vehicle bellows, which are called pneumatic
Suspensions are formed

Anmelder:Applicant:

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

Cornells Doomernik, Düsseldorf,
ist als Erfinder genannt wordenCornells Doomernik, Düsseldorf,
has been named as the inventor

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.can only if its temperature is below the condensation temperature. Once the heated If the evaporator is empty, the cold evaporator is switched to, which is now more or less filled with condensate. This design shows a major technical disadvantage, because if at the moment of switching or a short time later due to an increase in the load on the bellows the control device establishes a connection between the evaporator and the bellows, so the currently cold evaporator is not able to compensate for the increase in load to deliver the required medium of high pressure. This inevitable phenomenon is one of the load changes Corresponding regulation is not given because the evaporator is not or only partially operational during the warm-up time.

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.Furthermore, thermally controllable gas suspensions are known in which due to the height difference between the chassis and the vehicle body in a type of heat accumulator liquid for the purpose of evaporation is injected or steam is passed through a nozzle to the condenser. The promotion the liquid from the condenser to the accumulator is carried out by means of a pump. A pump is defeated however, as already mentioned, a certain amount of wear and tear and is more or less susceptible to failure on. In addition, this gas suspension requires a relatively large amount of automatic parts necessary.

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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die genannten Mängel zu beseitigen.The invention has set itself the task of eliminating the deficiencies mentioned.

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.This goal is achieved in an advantageous manner by that the expanding medium from the bellows in a low pressure condenser after Condensation passed into a collecting tank having a lower temperature and from there at Demand is brought by heating above the pressure level in the evaporator, whereby at the same time one valve between the low-pressure condenser and the collecting tank is closed and another between Collection container and evaporator is opened.

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.With the method according to the invention is easy Way pressure control in bellows bodies is possible. One after this procedure The device produced is relatively cheap and not prone to failure due to the few moving parts. The collecting tank is practically operated as a thermal pump. Has this container all over or partially filled with condensate or if the evaporator has emptied, the connection between the condenser and the sump interrupted while the one in the sump Medium is brought to a pressure by heating, which is above the evaporator pressure. Through this a valve opens between the collecting container and the evaporator, and the liquid flows to the Evaporator off. In this way of working, both are required for controllability in the event of changes in load Components, namely evaporator and condenser, fully functional the entire time. The vaporizer can be used regardless of whether the collector is being heated or whether there is new liquid Medium flows in, continue to generate high-pressure steam without being inhibited in its function. The effect of the capacitor is not impaired in any way during the heating process. Should the condenser can be operated exactly in this time, so the condensate can be in a Accumulate reservoirs without filling up the condenser tubes and thereby the efficiency of the capacitor. When the heating season is over, the valve is between the The evaporator and the collector close because the pressure between the evaporator and the collector is equalized has occurred, as a result of which there is no longer any flow in the line between these two components. Due to the cooling surface of the collector, the medium pressure in it will be reduced. the The surface of the collector is chosen so that the condensation temperature is easily undershot is possible, so that the valve between the collector and reservoir is opened, whereby the in Reservoir accumulated condensate drains.

In der Zeichnung ist die Erfindung in Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigen dieIn the drawing, the invention is shown in exemplary embodiments, namely show the

Abb. 1 und 2 schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.Fig. 1 and 2 schematic representations of the method according to the invention.

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.It is denoted in Fig. 1 with 1, a high pressure evaporator z. B. with a halogenated hydrocarbon is filled and is traversed by the draining machine cooling water. The pressure the evaporating medium is kept constant by a cooling water regulator 7. The medium arrives via lines 8 into a high-pressure storage tank 9, from which it is via lines 10 and a control tank 11 is passed into the bellows body 3. Between the control tank 11 and the high pressure storage tank 9, a preferably automatically actuated control valve 12 is arranged, which is in a desired pressure increase in the bellows body 3 opens. If a pressure reduction is desired, so the control valve 13 opens, so that a corresponding part of the bellows body 3 is located Medium expands via the low-pressure reservoir 14 into the low-pressure condenser 2 and condensed.

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.The liquefied medium passes through a receptacle 15 and a check valve 5 into a Liquid collector 4. The collecting container 4 has a lower temperature due to its cooling surface on than the low pressure condenser 2. When the liquid level in the high pressure evaporator 1 has reached a certain level due to the migration of the medium to the low-pressure side an automatic valve 17 from a level switch 16 cooperating with the evaporator 1 opened, whereby hot cooling water comes into indirect contact with the collecting container 4. Through this the pressure and the temperature in the collecting container 4 rise, whereby the check valve 5 closes will. If the level has risen above the pressure in the high-deck evaporator, it opens Check valve 6 between collecting container 4 and high pressure evaporator 1, so that the medium again enters the evaporator 1. Is the liquid level in the evaporator back to a certain level has risen, the level switch 16 closes the valve 17 and the pressure in the collecting container 4 is reduced again by cooling until the temperature is below that in the low-pressure condenser 2, all those in contact with the gas Parts are insulated to prevent premature condensation.

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.In Fig. 2, the reservoirs 9 and 14 are omitted. The collecting container shown in Fig. 1 4 is replaced by a tube bundle apparatus 4, and instead of the check valve 5 there is an automatic one Valve S 'application.

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.As already mentioned, the embodiments shown and described are only examples for implementation of the invention and not limited thereto. Especially with regard to the area of application there are other possibilities.

Claims

PATENT CLAIM:

Method for generating a variable pressure, in particular in passenger vehicle bellows, which are designed as pneumatic suspensions, in which the required maximum pressure in a closed circuit by means of an evaporating medium located in a heated evaporator and the desired lowest pressure of a condensing medium in a cooled condenser Medium is generated and any intermediate pressure is achieved in that a corresponding part of the medium located in the bellows body expands into the condenser or is passed from the evaporator into the bellows, characterized in that the bellows (3) in the low-pressure condenser (2) expanding medium after condensation in a lower temperature

Collecting container (4) and from there, if necessary, by heating via the in the evaporator (1) lying pressure level is brought, whereby at the same time a valve (5) between the low pressure condenser (2) and collecting container (4) closed and another (6) between collecting container and evaporator (1) is opened.

Considered publications: German Auslegeschriften No. 1057 830,1057 831.

1 sheet of drawings