Druckluft am Unimog

  • Hallo liebe Freunde des Unimogs,


    in Zusammenhang mit unserem Workshop "Druckluft" vom 04.01.2018 haben wir eine kleine Zusammenfassung für das Forum erstellt.


    Druckluft am Unimog

    Autoren: Arne Suhr, Gerold Hahn, Dr. Peter A. Weiss

    13.02.2018


    Gliederung:

    1) Einführung Druckluftanlage

    2) Bremsanlage

    2a: Bremsanlage Druckluftseitig (Kreis 1 + 2)

    2b: Bremsanlage Hydraulisch

    3) Federspeicher-Feststellbremsanlage bzw. „Handbremse“, Notlöseeinrichtung Anhängersteuerventil (Kreis 3)

    4) Druckluftversorgung Anhänger, Anhängersteuerventil

    5) Nebenverbraucher (Kreis 4)

    6) Fremdanschluss Druckluftanschlüsse / Schnellkupplung / Kupplungskopf

    7) Wartung, Lufttrockner


    Dieser Thread soll eine kurze und leicht verständliche Einführung bzw. Erklärung der grundlegenden Funktionen der Druckluftanlage am Unimog darstellen. Um den Inhalt möglichst auch für Neulinge lesenswert wie auch direkt begreiflich zu machen, wurde hier auf kompliziertere technische Details verzichtet, in den vertiefenden Threads im Forum wird selbstverständlich dann genauer auf die einzelnen Bauteile eingegangen. Fragen zum Druckluftsystem (wie auch dem Bremssystem) sind natürlich immer willkommen und auch ausdrücklich erwünscht.


    1. Einführung Druckluftanlage


    Die in diesem Thread besprochenen Grundlagen gelten für nahezu alle Nutzfahrzeuge mit einer Druckluftanlage. Sofern es für den Unimog an der einen oder anderen Stelle eine Ausnahme gibt, so wird explizit darauf hingewiesen.


    Hier gleich die erste unimog-spezifische Besonderheit: Die Druckluftanlage des Unimogs arbeitet wie nahezu alle anderen Luftdruckanlagen an Nutzfahrzeugen mit einem Betriebsdruck von 8 Bar, der Vorratsdruck in den Druckspeichern beträgt allerdings 16 Bar!

    Grund für diese sehr spezielle Auslegung ist das Ziel, die Vorratsbehälter für die Bremsluft so klein wie möglich zu gestalten, um so ein Maximum an Bodenfreiheit gewährleisten zu können. Daimler hat deshalb hier einen „Trick“ angewandt: Da der Druck proportional zu der in einem Behälter gespeicherten Luftmenge ist, kann bei doppeltem Luftdruck das Volumen eines Luftspeichers um die Hälfte der Größe reduziert werden, die bei „einfachem“ Druck erforderlich wäre, ohne dabei einen Nachteil im Betrieb in Kauf nehmen zu müssen.

    Druckluftanlagen in Kraftfahrzeugen haben üblicherweise 4 Druckluftkreise, die gegeneinander über das Vierkreisschutzventil gegen Druckverlust abgesichert sind:


    Kreis 1: Bremskreis 1

    Kreis 2: Bremskreis 2

    Kreis 3: Federspeicher-Feststellbremse und Anhängerversorgung

    Kreis 4: Nebenverbraucher (Allrad/Differentialsperren, Luftfedersitze, Horn, etc.)


    An den Aggregaten dieser Druckluftanlagen weist ein numerischer Code auf die Art des Anschlusses hin. Diese Bezeichnungen sind standardisiert und bedeuten:


    0 = Ansaugung Kompressor (aus der Umgebungsluft)

    1 = Energie Eingang

    2 = Energie Ausgang

    3 = Entlüftung (in die Umgebungsluft)

    4 = Anschluss Steuerleitung


    Häufig wird dieser Code noch um eine Zählnummer ergänzt (siehe Bild eines 4/2-Wegeventils):


    Man erkennt den Anschluss für den Energie-Eingang (1) sowie zwei Energie-Ausgänge (21) und (22). Wenn an Teilen einer Druckluftanlage Ziffern angebracht sind, bestimmt immer die erste Ziffer die Art des Eingangs/Ausgangs und die zweite die Zählnummer.


    Die Druckluft für das Fahrzeug wird im Kompressor generiert und über einen Druckregler (und sofern vorhanden, zusätzlich durch einen Luft-trockner mit integriertem Druckregler) dem Vierkreisschutzventil zugeführt. Der Druckregler stellt sicher, dass in den Vorratsspeichern der Kreise 1 und 2 der vom Hersteller gefordert Wert für den Maximaldruck des Luftvorrats - im Fall der meisten Unimogs sind dies 16 Bar - nicht überschritten wird. Bei Überschreiten dieses Drucks bläst das Ventil des Druckreglers deutlich hörbar die überschüssige Luft ab.

    Im Unimog verbaute Vierkreisschutzventile haben auf Grund des erhöhten Drucks im Druckluftvorrat 7 anstelle von sonst üblichen 5 Anschlüssen. Vom Kompressor her erfolgt über über Anschluss 1 die primäre Versorgung mit Druckluft. Bis zum Öffnen der Überströmventile für die Kreise 3 und 4 bei einem Druck zwischen 6,5 und 7 bar, erfolgt über die Anschlüsse 21 und 22 des Vierkreisschutzventils ausschliesslich die Befüllung der Vorratsbehälter für die Bremskreise 1 und 2. Diese vorrangige Befüllung des Druckluftsvorrats stellt sicher, dass ein für mehrere Vollbremsungen ausreichender Druckluftvorrat in den Bremskreisen vorhanden ist. Nach dem Öffnen der Überströmventile für Kreise 3 und 4 erfolgt deren Füllung mit Druckluft bis zu einem Druck von 8 bar. Das Vierkreisschutzventil stellt darüber hinaus sicher, dass dieser Druck in den Kreisen 3 und 4 nicht überschritten wird. In dem Druckbereich zwischen 8 und 16 bar werden ausschliesslich die Druckluftspeicher der Kreise 1 bzw. 2 befüllt.


    An dieser Stelle ist es wichtig zu betonen, dass auch der Betriebsbruck der Druckluftkreise 1 und 2 (=Betriebsbremskreise) bei 8 bar liegt. Deshalb wird die Druckluft aus den Vorratsspeichern (= max. 16 bar) mit Hilfe von Druckminderungsventilen auf den Betriebsdruck von 8 bar gedrosselt und im Bedarfsfall über die Eingänge 11 und 12 des Vierkreisschutzventils in das System eingespeist. Das Vierkreisschutzventil sichert die einzelnen Druckluftkreise gegeneinander ab, damit bei Ausfall eines Druckluftkreises die nicht-betroffenen Druckluftkreise nicht ebenfalls direkt ausfallen. Dies ist besonders wichtig für die Funktion der Bremse, die deswegen redundant mit 2 Druckluftkreisen betrieben wird.


    2. Bremsanlage


    Die Bremsanlage des Unimogs hat wiederum aus Gründen der Kompaktheit eine pneumatisch/hydraulische Bremsanlage, also einen druckluftseitigen Teil, der für die Übertragung des Bremsimpulses an die Bremskraftregelung verantwortlich ist, sowie einen hydraulischen Teil, der die Bremskraft dann an die einzelnen Räder überträgt.


    2a) Bremsanlage Druckluftseitig


    Die Druckluftkreise 1 + 2 versorgen die Aggregate der Betriebsbremsanlage (BBA) mit Druckluft. Am Motorwagenbremsventil („Bremspedal“) steht an den Anschlüssen 11 (sprich: eins – eins) und 12 (sprich: eins – zwei) ein Betriebsdruck von 8 Bar an.

    Bei der Betätigung des Bremspedals wird, je nach gewünschter Stärke/Bremswirkung, ein Teil des Betriebsdrucks vom Motorwagen-Bremsventil (MWB), über die Anschlüsse 21 (sprich: zwei – eins) und 22 (sprich: zwei – zwei) an die Betriebsbremsanlage (BBA) weitergeleitet; z.B. 3 Bar, das entspricht einer „Teilbremsung“.

    Dieser nun eingesteuerte Luftdruck steht beim Unimog nun sowohl am Hauptbremszylinder (HBZ) der Radbremse des Fahrzeuges, als auch an den Anschlüssen 41 (sprich: vier – eins) und 42 (sprich vier – zwei) des Anhängersteuerventils (Anh.St.V.) an.


    2b) Bremsanlage Hydraulisch


    Der eingesteuerte Bremsdruck des MWB aus den Anschlüssen 21 und 22 betätigt über die Anschlüsse 11 und 12 (vergleiche Anschlussbezeichnungen Energieeingang/Energieausgang) druckluftseitig den Hauptbremszylinder (HBZ).

    Im HBZ werden mittels Druckstangen die Hydraulikkolben der beiden Bremskreise (Kolben I bzw. Kolben II) betätigt. Diese drücken die Bremsflüssigkeit über die Hydraulikbremsleitungen in die Radbremszylinder (bei Trommelbremse), bzw. die Bremssättel (bei Scheibenbremsen).

    Wichtig:

    Der Bremsdruck (hydraulisch) des Bremskreises der Vorderachse ist ungeregelt, d.h. der vom HBZ erzeugte hydraulische Druck wird direkt an die Radbremse der Vorderachse weitergeleitet.

    Im Gegensatz dazu wird der Bremsdruck des Hinterachs-Bremskreises mittels eines „Automatischen-Lastabhängigen-Bremsdruckreglers“ (ALB), je nach Beladungszustand soweit geregelt, dass - nach Möglichkeit und in Abhängigkeit vom Untergrund - ein Blockieren der Hinterräder vermieden wird.


    3) Federspeicher-Feststellbremsanlage bzw. „Handbremse“, Notlöseeinrichtung


    Druckluftkreis 3 wird über den Ausgang 23 des Vierkreisschutzventils mit Druckluft versorgt.

    Hier nun die Besonderheit der Feststellbremse: Im Unterschied zur BBA, welche pneumatisch/hydraulisch durch BELÜFTEN funktioniert, arbeitet die Feststell-Bremsanlage (FBA) pneumatisch/mechanisch durch ENTLÜFTEN.

    Bei „gelöster Feststellbremse“ wirkt der Betriebsdruck des Kreises 3 pneumatisch gegen die Federkraft der Federspeicher und drückt deren Federn zusammen. Damit wirken die Federkräfte nicht auf die Bremsbeläge der Radbremse und die Feststellbremse ist gelöst.

    Beim Betätigen der Feststellbremse (auch häufig als „Handbremse“ bezeichnet) werden mittels des Feststellbremsventils zwei Federspeicher entlüftet, wodurch die nun freigesetzte Kraft der Federn in dem Federspeicher MECHANISCH auf die Bremssättel der Hinterräder wirken und das Fahrzeug am Weiterfahren hindern.

    Durch Lösen der FBA wird der Vorratsdruck des Kreises 3 (8 Bar) welcher an Anschluss 1 anliegt, über die Anschlüsse 21 + 22 sowohl an den Federspeicher, als auch an das Anhänger-Steuer-Ventil (Anschluss 43) weitergeleitet.

    Wichtig:

    Eine nicht unrelevante Zusatzfunktion der „Handbremse“ ist die sogenannte Hilfs-Brems-Anlage (HBA).

    Die HBA ermöglicht durch behutsames! Betätigen des Handbremsventils zwischen „gelöst“ bis kurz vor „Federspeicher entlüftet“ ein bedingt regelbares Entlüften der Anschlüsse 21 + 22 des Hauptbremsventils über Anschluss 3.

    Die Funktion ermöglicht es bei Totalausfall der BBA das Fahrzeug noch halbwegs sicher zum Stehen zu bringen, vor allem: ohne eventuell blockierende Hinterachse.


    Notlösevorrichtung des Federspeichers:

    Diese Vorrichtung ist nur (UND NUR!) dafür vorgesehen, um das Fahrzeug bei einem Totalausfall der Druckluftanlage bergen oder abschleppen zu können.

    ! NIEMALS ! Niemals, also auch nicht zu Testzwecken sollte die Notlöseeinrichtung „mal so zum Schauen“ aktiviert, bzw. ausgelöst werden.

    Der Federspeicher kann dadurch nachhaltig beschädigt werden!

    Dieses „Feature“ ist wie der Name sagt für NOTFÄLLE gedacht.


    4) Druckluftversorgung Anhänger, Anhängersteuerventil:


    Das Anhängersteuerventil steuert die Druckluft für die Bremsen eines Anhängers in Abhängigkeit von den Betriebszuständen der Bremsanlage des Zugfahrzeugs. Über die Steueranschlüsse 41, 42 und 43 bekommt das Anhängersteuerventil Informationen (Steuerdrücke) über die Betriebszustände der Bremsanlagen (BBA, FBA), über den Anschluss 11 erfolgt, von Anschluss 23 des Vierkreisschutzventils kommend, die Versorgung mit 8 Bar Druckluft. Der Anschluss 12 des Anhängersteuerventils stellt die Versorgung des Druckluftvorrats des Anhängers über den Vorratsanschluss (rot) sicher, die eigentliche Bremsluft wird über den Anschluss 22 und den gelben Kupplungsanschluss (Steueranschluss) an den Anhänger abgegeben.

    Während die Steueranschlüsse 41 und 42 des Anhängerbremsventils der Steuerung der Druckluft für die Betriebsbremse des Anhängers dienen, erfolgt das Öffnen bzw. Schließen der Feststellbremse des Anhängers über den Steueranschluss 43.

    Die Konstruktion des Anhängersteuerventils stellt sicher, dass der Steuerdruck aus Bremskreis 1 des Zugfahrzeugs als Bremsdruck an die Betriebsbremse des Anhängers weitergegeben wird. Bei einem Defekt in Bremskreis 1 wirkt konstruktionsbedingt automatisch der Steuerdruck des Bremskreises 2 auf die Bremsanlage des Anhängers.

    Wird die Feststellbremse des Zugfahrzeugs betätigt, wird der Anschluss 43 am Anhängerbremsventil ebenfalls drucklos und der Druckluftvorrat bläst in die Umgebung ab, was zu einer Betätigung der Feststellbremse des Anhängers führt.


    5) Nebenverbraucher


    Bei den meisten Unimog-Baureihen sind Teile der Gangschaltung, der Schaltung des Allrad-Antriebs, sowie der Differentialsperren an den Druckluftkreis 4 angeschlossen, ebenso wie die Luftversorgung von luftgefederten Fahrersitzen. Bei Fahrzeugen mit Watanlage, die überwiegend bei Militärfahrzeugen verbaut wurde, ist diese auch in den Druckluftkreis 4 eingebundenen. Bei Fahrzeugen mit Watanlage sollte man bedenken, dass die Entlüftung der mit Druck beaufschlagten Baugruppen – Achsen, Schubrohre, Getriebe, wie auch Scheinwerfer - zentral erfolgt und deshalb zusätzliche Entlüftungsleitungen zu dem zentralen, hinter dem Fahrerhaus gelegenen Entlüftungskasten führen.


    6) Fremdanschluss, Druckluftanschlüsse / Schnellkupplung / Kupplungskopf


    Wenn der Motor des Unimogs nicht läuft, kann der riemengetriebene Kompressor die Druckluftkreise nicht mit Druckluft versorgen und der Unimog somit nicht fahren bzw. bremsen. Damit ein Unimog beim Ausfall des Motors oder des Kompressors (oft auch als Luftpresser bezeichnet) abgeschleppt werden kann, ist an der - in Fahrtrichtung gesehen - rechten Vorderseite ein Füllanschluss in Form einer Schnellkupplung für das Druckluftsystem des Unimogs angebracht. Über diesen Anschluss kann das Zugfahrzeug den Unimog mit Druckluft versorgen. Dieser Anschluss ist mit einem Rückschlagventil versehen und dient ausschließlich zum Füllen! Der Anschluss führt auch nicht – sofern verbaut – über den Lufttrockner, sondern direkt zum Vierkreisschutzventil. Man sollte also darauf achten, dass möglichst trockene und ölfreie Luft zugeführt wird, wenn man diesen Anschluss zum Befüllen des Systems nutzt – z.B. mit Hilfe eines Kompressors. Andererseits ist das Befüllen mit Kompressor eine gute Alternative zum Füllen durch Motor-Laufen-Lassen, bei zu niedrigem Druck in einer schlecht belüfteten Garage.

    Adapter für eine solche Befüllmöglichkeit findet man hier (Link) beschrieben!

    An verschiedenen Stellen des Druckluftsystems sind darüber hinaus Prüfanschlüsse vorhanden. Insbesondere den Anschluss an den Druckluftvorratskesseln kann man auch für den Abgriff von Druckluft z.B. zum Reifen füllen verwenden (Bild). Wichtig ist, dass Schutzkappen auf den Prüfanschlüssen vorhanden sind. Die meisten früheren Militär-Unimogs hatten/haben einen Reifenfüllschlauch, der auf einen solchen Prüfanschluss aufgeschraubt werden kann.


    Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Bremsschnellkupplung mit einer Druckluftkupplung für NW 7,2 Stecknippel zu versehen. Damit kann dann am roten hinteren Bremsanschluss aus dem Anhängerdruckluftvorrat Luft abgegriffen werden.


    7) Wartung / Lufttrockner


    Noch ein paar Hinweise zur Wartung der Druckluftanlage: Verschmutzungen in der Druckluft, vor allem in der Form von Wasser oder Rost beeinträchtigen die Funktion der Anlage erheblich, bis hin zum Ausfall der ganzen Anlage. Entsprechend wichtig ist es, die Lufttrocknerpatrone regelmässig zu wechseln! Hier der Link zu der Wechselanleitung:

    Wartung | U1300L u.a. | Austausch der Lufttrockner-Patrone

    Die Kosten einer Patrone stehen in keinem Verhältnis zu den Kosten eines Ventils, das ersetzt werden muss, denn Rep-Sätze gibt es für die Ventile typischerweise aus Haftungsgründen nicht mehr.

    Regelmäßig sollten auch die Differentialsperren gewartet werden, denn ein Festsetzen dieser Kupplungen erfordert die Demontage der gesamten Achse!


    Sollten weitere Fragen zum Thema Druckluft auftreten, einfach fragen.


    Viele herzliche Grüße

    Euer Team von "mog-and-friends.de"

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    "Die gefährlichste aller Weltanschauungen ist die Weltanschauung der Leute, welche die Welt nicht angeschaut haben"
    Alexander von Humboldt (1769-1859)


    "Spezifikationen sind für die Schwachen und Ängstlichen!"
    Klingonischer Softwareentwickler (2292 - 2379)

  • Hallo zusammen,


    die Einführung zur Druckluft ist nun soweit fertig und wir haben ihn als einführende Lektüre nun hier oben "angepinnt".

    Gerne können auftretende Fragen und weitere Infos hier im Thread besprochen werden.


    Sollten Themen aufkommen die eines eigenen Threads in dem Zusammenhang bedürfen -> feel free, einfach einen neuen Thread dazu aufmachen.


    Viele Grüße

    Gero

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