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Die Erfindung betrifft eine Niveauregelanlage für ein Kraftfahrzeug, durch die ein Fahrzeugaufbau gegenüber mindestens einer Fahrzeugachse abgefedert ist, die zumindest die folgenden Bestandteile enthält:
- – Luftfedern
- – einen Kompressor mit einem Kompressoreingang und einem Kompressorausgang
- – Druckluftleitungen
- – einen Atmosphäreneinlass
- – einen Atmosphärenauslass, wobei mit Hilfe des Kompressors über den Atmosphäreneinlass Druckluft in jede Luftfeder überführbar ist.
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Derartige Niveauregelanlagen sind aus dem Stand der Technik, z. B. der
DE 35 42 975 C2 und der
DE 199 59 556 C1 seit langem bekannt. Moderne Kraftfahrzeuge werden häufig mit Niveauregelanlagen ausgestattet, z. B. um das Niveau des Fahrzeugaufbaus unabhängig vom Beladungszustand des Fahrzeuges konstant zu halten. Für jeden Kraftfahrzeugtyp wird vom Hersteller eine sogenannte „Wattiefe” festgelegt, die bestimmt, bis zu welcher Tiefe dieser Kraftfahrzeugtyp maximal im Wasser stehen darf. Der Kompressoreingang wird bei einem Kraftfahrzeug mit Niveauregelanlage immer oberhalb der Wattiefe angeordnet. Hierdurch ist sichergestellt, dass mit dem Kompressor der Niveauregelanlage auch dann kein Wasser oder Eis angesaugt wird, wenn das Kraftfahrzeug bis zur Wattiefe im Wasser steht. Einer Schädigung des Kompressors bzw. anderer Bestandteile der Niveauregelanlage ist somit sicher vorgebeugt. Es ist jedoch festzustellen, dass der Kompressor wegen des begrenzten Bauraumes in modernen Kraftfahrzeugen häufig im unteren Bereich des Fahrzeugchassis angeordnet ist. Eine Verlegung des Kompressoreingangs oberhalb der Wattiefe erfolgt deshalb häufig mit Hilfe einer Druckluftleitung. Durch die Druckluftleitung und das aufwendige Verlegen dieser im Fahrzeug entstehen zusätzliche Kosten in der Niveauregelanlage, ohne deren Funktion zu erweitern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Niveauregelanlage zu schaffen, bei der der Kompressoreingang in einer beliebigen Lage des Kraftfahrzeuges positioniert werden kann, ohne dass der Kompressor oder andere Bestandteile der Niveauregelanlage Schaden nimmt, wenn das Kraftfahrzeug bis zur Wattiefe im Wasser steht.
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Gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 wird bei einer gattungsgemäßen Niveauregelanlage die Aufgabe dadurch gelöst, dass in einer ersten Druckluftleitung, die den Atmosphäreneinlass mit dem Kompressoreingang verbindet, ein Wasserfilter liegt, welcher ein Eindringen von Wasser in den Kompressor verhindert, wenn sich der Atmosphäreneinlass unter Wasser befindet.
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Durch den Wasserfilter wird das Eindringen von Wasser oder Eis in den Kompressor zumindest soweit unterbunden, dass Wasser oder Eis nur noch in einem für den Kompressor unschädlichen Umfang in diese gelangt. Vorzugsweise wird der Wasserfilter so ausgebildet, dass überhaupt kein Wasser oder Eis in den Kompressor gelangen kann.
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Der Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass der Kompressor der Niveauregelanlage an einer beliebigen Stelle eines Kraftfahrzeuges positioniert werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass er durch Wasser oder Eis beschädigt wird. Insbesondere kann der Kompressor unterhalb der Wattiefe angeordnet werden, wobei aufgrund des Wasserfilters auf eine lange Druckluftleitung, mit deren Hilfe der Kompressoreingang über die Wattiefe verlegt wird, verzichtet werden kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Kompressor aufgrund des Wasserfilters auch dann nicht durch Wasser oder Eis beschädigt wird, wenn das Kraftfahrzeug ausnahmsweise bis über die Wattiefe hinaus im Wasser steht.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 enthält die Niveauregelanlage einen Lufttrockner mit einem Lufttrocknereingang und einem Lufttrocknerausgang. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass im normalen Betrieb der Niveauregelanlage, in dem Druckluft aus der Atmosphäre in die Niveauregelanlage gesaugt wird, die Druckluft über den Lufttrockner geführt und getrocknet wird. Somit ist einem Einfrieren der schaltbaren Wegeventile der Niveauregelanlage aufgrund von Luftfeuchtigkeit sicher vorgebeugt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 liegt der Lufttrockner in einer zweiten Druckluftleitung, die den Kompressorausgang mit den Luftfedern verbindet. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass der Lufttrockner in dieser Lage besonders wirkungsvoll ist, da dem Lufttrockner verdichtete Luft zugeführt wird. Aus der verdichteten Luft kann die Luftfeuchtigkeit von dem Trocknerbett des Lufttrockners besonders gut aufgenommen werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 zweigt von der zweiten Druckluftleitung eine dritte Druckluftleitung ab, die den Kompressor überbrückt und zum Atmosphärenauslass führt, wobei in der dritten Druckluftleitung ein schaltbares Ablassventil liegt, mit dem die dritte Druckluftleitung gesperrt oder durchgeschaltet werden kann. Über die dritte Druckluftleitung kann aus der Niveauregelanlage und insbesondere aus den einzelnen Luftfedern der Niveauregelanlage Druckluft in die Atmosphäre abgelassen werden. Hierbei wird während des Ablassvorganges der Kompressor der Niveauregelanlage nicht durchströmt. Der Vorteil der Weiterbildung ist also darin zu sehen, dass in der Niveauregelanlage nur ein Kompressor benötigt wird, der in der Richtung vom Kompressoreingang zum Kompressorausgang von Druckluft durchströmbar ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 zweigt die dritte Druckluftleitung zwischen dem Kompressorausgang und dem Lufttrocknereingang von der zweiten Druckluftleitung ab. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass während eines Ablassvorganges die Druckluft aus der Niveauregelanlage über den Lufttrockner geführt und dieser somit regeneriert wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 ist die dritte Druckluftleitung in einem ersten Punkt zwischen dem Wasserfilter und dem Kompressoreingang auf die erste Druckluftleitung geführt, so dass infolgedessen der Atmosphäreneinlass gleichzeitig als Atmosphärenauslass dient. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass keine separaten Druckluftleitungen für den Atmosphäreneinlass und Atmosphärenauslass zur Verfügung gestellt zu werden brauchen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 7 ist dadurch gekennzeichnet, dass
- – in einem zweiten Punkt der ersten Druckluftleitung, der zwischen dem ersten Punkt und dem Kompressoreingang liegt, eine vierte Druckluftleitung von der ersten Druckluftleitung abzweigt, die auf einer Druckluftleitung, die vom Kompressorausgang ausgeht, in einem dritten Punkt endet, der zwischen dem Kompressorausgang und einem schaltbaren Wegeventil in dieser Druckluftleitung liegt, und dass
- – in der vierten Druckluftleitung ein Rückschlagventil liegt, dass in Richtung des dritten Punktes sperrt.
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Bei der Druckluftleitung, auf der die vierte Druckluftleitung endet, kann es sich entweder um die zweite oder um die dritte Druckluftleitung handeln, wobei das Rückschlagventil die Funktion eines Überdruckventils übernimmt. Vorzugsweise wird die Lage des dritten Punktes so gewählt, dass er vor dem ersten schaltbaren Wegeventil liegt, das jeweils in der zweiten oder dritten Druckluftleitung liegt. Der Vorteil der Weiterbildung ist darin zu sehen, dass das Überdruckventil zwischen der ersten Druckluftleitung und der zweiten oder dritten Druckluftleitung liegt und keinen zusätzlichen Atmosphärenausgang aufweist. Vielmehr nutzt das Überdruckventil den Atmosphärenausgang, der durch den Wasserfilter geschützt ist. Für das Überdruckventil brauchen somit keine separaten Schutzvorkehrungen gegenüber Wasser getroffen werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 8 enthält der Wasserfilter zumindest ein mechanisches Schließelement. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass ein Wasserfilter mit einem mechanischen Schließelement einen bekannten und bewährten Aufbau aufweist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 9 enthält der Wasserfilter ein hydrophobiertes Material. Derartige Wasserfilter sind beispielsweise von der Firma Tufiltee unter der Produktbezeichnung Filterelemente bekannt. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass derartige Wasserfilter keine aufwändigen bewegten mechanischen Teile und keine Dichtfläche aufweisen, an der Leckagen entstehen können.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 10 ist der Wasserfilter in der Niveauanlage derart positioniert, dass sein Wasserablauf zumindest nahezu senkrecht nach unten zeigt. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass in den Wasserfilter eingedrungenes Wasser automatisch aus dem Wasserfilter abläuft, so dass keine zusätzlichen Maßnahmen für den Wasserablauf getroffen zu werden brauchen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 11 liegt in der ersten Druckluftleitung zwischen dem Wasserfilter und dem Kompressoreingang ein Partikelfilter. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass der Partikelfilter den Kompressor und weitere Bestandteile der Niveauregelanlage wirksam vor Partikeln schützt, die im normalen Betrieb der Niveauregelanlage angesaugt werden. Ein weiterer Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass der Partikelfilter genau wie der Kompressoreingang durch den Wasserfilter vor eindringendem Wasser oder Eis geschützt ist, da er in der ersten Druckluftleitung hinter dem Wasserfilter angeordnet ist.
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Ein Ausführungsbeispiel und weitere Vorteile der Erfindung werden im Zusammenhang mit den nachstehenden Figuren erläutert, darin zeigt:
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1 eine Niveauregelanlage in schematischer Darstellung
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2 einen Wasserfilter in schematischer Darstellung.
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1 zeigt eine Niveauregelanlage in schematischer Darstellung, wobei nur die für die nachfolgenden Erläuterungen notwendigen Bestandteile der Niveauregelanlage gezeigt sind. Derartige Niveauregelanlagen und deren Funktionalität sind aus dem Stand der Technik bereits seit langem bekannt, so dass auf den Aufbau der Niveauregelanlage nur kurz eingegangen werden soll. Die Niveauregelanlage enthält eine erste Druckluftleitung 1, die den Atmosphäreneinlass 6 mit dem Kompressoreingang 8 des Kompressors 10 verbindet. Der Kompressorausgang 12 ist über eine Druckluftleitung 2 mit den Luftfedern 14a bis 14b verbunden (in der 1 ist beispielhaft eine Niveauregelanlage mit zwei Luftfedern gezeigt, die an einer Achse des Kraftfahrzeuges angeordnet sind). Die Druckluftleitung 2 verzweigt sich in dem Punkt 16 in zwei einzelne Druckluftleitungen, die jeweils zu einer der Luftfedern 14a bis 14b führen. In jeder dieser einzelnen Druckluftleitungen liegt ein schaltbares Wegeventil 18a bis 18b. In der Druckluftleitung 2 liegt ein Lufttrockner 20 mit einem Lufttrocknereingang 22 und einem Lufttrocknerausgang 24 und ein Rückschlagventil 26, das in Richtung der Luftfedern 14a bis 14b öffnet. Das Rückschlagventil 26 wird von einer Druckluftleitung 28 überbrückt, in der eine Drossel 30 und ein Rückschlagventil 32 liegt, das in Richtung des Lufttrocknerausganges 24 öffnet.
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Über die bisher genannten Bestandteile hinaus enthält die Niveauregelanlage eine weitere Druckluftleitung 3, die in einem Punkt 34 zwischen dem Kompressorausgang 12 und dem Lufttrocknereingang 22 von der Druckluftleitung 2 abzweigt und den Kompressor 10 überbrückt. Die Druckluftleitung 3 endet in einem Punkt 36 auf der Druckluftleitung 1. In der Druckluftleitung liegt ein schaltbares Wegeventil 38, das in dem in der 1 gezeigten Grundzustand die Druckluftleitung 3 sperrt und in seinem anderen Schaltzustand die Druckluftleitung 3 durchschaltet.
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Von der ersten Druckluftleitung 1 zweigt in einem Punkt 40, der zwischen dem Punkt 36 und dem Kompressoreingang 8 liegt, eine vierte Druckluftleitung 4 ab. Die vierte Druckluftleitung 4 endet in einem Punkt 42, der zwischen dem schaltbaren Wegeventil 38 und dem Punkt 34 bzw. dem Kompressorausgang 12 liegt, in der Druckluftleitung 3. Alternativ kann die vierte Druckluftleitung 4 auch in einem Punkt 60 enden, der zwischen dem Kompressorausgang 12 und den schaltbaren Wegeventilen 18a und 18b liegt. In der vierten Druckluftleitung 4 liegt ein Rückschlagventil 44, das in Richtung des Punktes 42 sperrt bzw. in Richtung des Punktes 40 öffnet.
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In der Druckluftleitung 1 liegt ein Wasserfilter 46, der direkt mit dem Atmophäreneinlass 6 verbunden ist (d. h., dass zwischen dem Atmosphäreneinlass 6 und dem Wasserfilter 46 keine weiteren Bestandteile der Niveauregelanlage liegen). Der Wasserfilter 46 liegt derart in der Druckluftleitung 1, dass sämtliche Elemente und Punkte in der Druckluftleitung 1, die oben bereits genannt sind, zwischen dem Ausgang 48 des Wasserfilters 46 und dem Kompressoreingang 8 liegen. Dies gilt auch für den Partikelfilter 50, der zusätzlich zu dem Wasserfilter 46 in der Druckluftleitung 1 liegen kann.
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Im Folgenden wird erläutert, wie die in der 1 gezeigte Niveuanlage funktioniert, wobei beispielhaft auf die Luftfeder 14a Bezug genommen wird. Zum Befüllen der Luftfeder 14a wird von der (nicht gezeigten) Steuereinheit der Niveauregelanlage zunächst das Wegeventil 18a angesteuert, so dass dies von seinem in der 1 gezeigten Grundzustand in den Schaltzustand übergeht. Danach wird von der Steuereinheit der Kompressor 10 angesteuert, so dass dieser beginnt zu laufen. Daraufhin wird von dem Kompressor 10 über den Atmosphäreneinlass 6, den Wasserfilter 46, den Partikelfilter 50, den Lufttrockner 20, das Rückschlagventil 26 und das schaltbare Wegeventil 18a Druckluft in die Luftfeder 14a befördert. Die Steuereinrichtung steuert das Wegeventil 18a nicht mehr an, wenn an der Luftfeder 18a das gewünschte Niveau erreicht ist. Das Wegeventil 18a geht dann wieder in seinen Grundzustand über. Darüber hinaus wird der Kompressor 10 nicht mehr angesteuert, so dass dieser aufhört zu laufen.
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Zum Ablassen von Druckluft aus der Luftfeder 14a werden von der Steuereinheit die Wegeventile 18a und 38 angesteuert, so dass diese von ihrem in der 1 gezeigten Grundzustand in ihren Schaltzustand übergehen. Es kann dann Druckluft aus der Luftfeder 14a über das Wegeventil 18a, die Drossel 30, das Rückschlagventil 32, den Lufttrockner 20, das Wegeventil 38, den Partikelfilter 50 und über den Wasserfilter 46 in den Atmosphäreneinlass abgelassen werden 8 (der Atmosphäreneinlass 6 dient also gleichzeitig als Atmosphärenauslass). Zur Beendigung des Ablassvorganges werden von der Steuereinheit die schaltbaren Wegeventile 18a und 38 nicht mehr angesteuert, so dass diese wieder in ihren Grundzustand übergehen.
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Falls während eines Auffüllvorganges der Luftfeder 14a das Wegeventil 18a irrtümlicherweise nicht durchgeschaltet wird (z. B. weil es defekt ist), so baut sich vor den Wegeventilen 18a bis 18b aufgrund des Kompressorlaufes ein hoher Druck auf. Dieser Überdruck kann über das Rückschlagventil 44, das also die Funktion eines Überdruckventiles übernimmt, wie folgt abgeführt werden. Bei einem Überdruck in der Niveauregelanlage wird die Druckluft über den Wasserfilter 46, den Partikelfilter 50 und den Kompressor 10 in die Druckluftleitung 3 überführt. Wenn der Überdruck stark genug ist, öffnet sich das Rückschlagventil 44 in der Druckluftleitung 4, so dass die geförderte Druckluft über den Partikelfilter 50, den Wasserfilter 46 und den Atmosphäreneinlass 6 wieder abgeführt wird. Der Kompressor fördert also im Kreis und einer Beschädigung von Bauteilen in der Niveauregelanlage ist sicher vorgebeugt. Die gleiche Funktion wird erfüllt, wenn die vierte Druckluftleitung 4 im Punkt 60 auf der zweiten Druckluftleitung 2 anstatt im Punkt 42 auf der dritten Druckluftleitung 3 endet.
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Falls das Kraftfahrzeug, in das die Niveauregelanlage eingebaut ist, bis zur Wattiefe im Wasser steht, kann es dazu kommen, dass der Atmosphäreneinlass 6 sich unter Wasser befindet. Wird in diesem Fall von der Steuereinheit der Niveauregelanlage der Befehl gegeben, eine der Luftfedern 14a bis 14b mit Druckluft zu befüllen, so beginnt der Kompressor 10 zu laufen (s. oben). Der Wasserfilter 46 verhindert dann, dass von dem Kompressor 10 Wasser angesaugt wird und der Kompressor 10 bzw. andere Bestandteile der Niveauregelanlage durch das Wasser beschädigt werden. Der Wasserfilter 10 hält das in ihn eindringende Wasser nämlich zumindest zu einem so großen Anteil zurück, dass nur ein geringer Anteil von Wasser, der für die Niveauregelanlage unschädlich ist, durchgelassen wird. Vorzugsweise ist der Wasserfilter 46 so ausgebildet, dass er überhaupt kein Wasser durchlässt.
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Eventuell in den Wasserfilter 46 eingedrungenes Wasser kann über den Wasserablauf 52 des Wasserfilters 46 ablaufen, wenn sich der Atmosphäreneinlass 6 und der Wasserfilter 46 nicht mehr im Wasser befinden. Zur Sicherstellung des Wasserablaufes über den Wasserablauf 52 ist dieser nahezu senkrecht zum Untergrund (bzw. in Richtung der Gravitationskraft) ausgerichtet.
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2 zeigt ein Wasserfilter 46 mit einem mechanischen Schließelement in Form einer Kugel 54. Der Wasserfilter 46 ist als Trichter ausgebildet, dessen kleine Öffnung in der Druckluftleitung 1 endet, d. h., die kleine Öffnung entspricht dem Wasserfilterausgang 48 (s. auch 1). Die große Öffnung des trichterförmigen Wasserfilters 46 entspricht dem Atmosphäreneinlass 6, der gleichzeitig den Atmosphärenauslass bildet (s. Figurenbeschreibung zur 1). Ferner bildet die große Öffnung des Wasserfilters 46 gleichzeitig den Wasserablauf 52. Die große Öffnung des Wasserfilters 46 ist mit einem Gitter 56 versehen, dessen Öffnungen 58 so bemessen sind, dass die Kugel 54 nicht aus dem Wasserfilter 46 herausfallen kann. Der Wasserfilter 46 ist in der gezeigten Position an die Druckluftleitung 1 angeschlossen, so dass der Wasserablauf 52 senkrecht nach unten in Richtung der Gravitationskraft weist.
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Der Wasserfilter 46 funktioniert wie folgt: Wenn der gesamte Wasserfilter 46 (und somit auch der Atmosphäreneinlass 6; s. 1) unter Wasser liegt, führt dies dazu, dass die Kugel 54 in dem Wasserfilter 46 nach oben schwimmt. Die Kugel 54 verschließt dann der Wasserfilterausgang 48, so dass kein Wasser in die Druckluftleitung 1 und damit in die Niveauregelanlage gelangen kann (der Durchmesser der Kugel 54 ist größer als die lichte Öffnung des Wasserfilterausganges 48).
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Bezugszeichenliste
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- 1, 2, 3, 4
- Druckluftleitung
- 6
- Atmosphäreneinlass
- 8
- Kompressoreingang
- 10
- Kompressor
- 12
- Kompressorausgang
- 14a–14b
- Luftfeder
- 16
- Punkt
- 18a–18b
- schaltbares Wegeventil
- 20
- Lufttrockner
- 22
- Lufttrocknereingang
- 24
- Lufttrocknerausgang
- 26
- Rückschlagventil
- 28
- Druckluftleitung
- 30
- Drossel
- 32
- Rückschlagventil
- 34, 36
- Punkt
- 38
- schaltbares Wegeventil (Ablassventil)
- 40, 42
- Punkt
- 44
- Rückschlagventil
- 46
- Wasserfilter
- 48
- Wasserfilterausgang
- 50
- Partikelfilter
- 52
- Wasserablauf
- 54
- Kugel
- 56
- Gitter
- 58
- Öffnung
- 60
- Punkt
