DE102005059952A1 - Luft-Trocknungsmasse für insbesondere einen Lufttrockner in einer Druckluftbremsanlage eines Fahrzeuges - Google Patents

Abstract

Eine Luft-Trocknungsmasse aus einzelnen, von der zu entfeuchtenden Luft umströmbaren Partikeln, insbesondere für einen beziehungsweise in einem Lufttrockner in einer Druckluftbremsanlage eines Fahrzeuges, soll einen hohen Trocknungswirkungsgrad besitzen, kostengünstig herstellbar sein und einen möglichst geringen Wirkungsgradverlust bei langen Betriebszeiten aufweisen. DOLLAR A Zu diesem Zweck zeichnet sich eine solche Trocknungsmasse durch folgende Merkmale aus: DOLLAR A - Die Partikelgrößen liegen unterhalb von 1 mm, DOLLAR A - die Partikel sind durch ein Zusatzmaterial als Träger in einer vordefinierbaren, die Partikel-Dichte der Trocknungsmasse bestimmenden Verteilung fixiert.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Luft-Trocknungsmasse für insbesondere einen Lufttrockner in einer Druckluftbremsanlage eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Bei bekannten Luft-Trocknungsmassen dieser Art liegt das Trocknungsmaterial in der Form einer Kugelschüttung vor, das heißt die einzelnen Partikel sind als kleine Kügelchen mit einem möglichst gleichmäßigen Durchmesser von üblicherweise etwa 1,6–2,5 mm ausgebildet. Bei Lufttrocknern für Druckluftbremsanlagen von Fahrzeugen, wie sie in der Praxis üblicherweise eingesetzt und beispielsweise aus DE 196 27 889 B4 bekannt sind, lagert die Kugelschüttung in einem zylindrischen Behälter mit durchlässigen Stirnseiten für eine Luftdurchströmung in Achsrichtung. Eine dieser beiden Stirnseiten ist in Zylinderachsrichtung für eine Druckbeaufschlagung der Kugelschüttung in Richtung einer Schüttvolumenverkleinerung federbelastet verschiebbar gelagert. Hierdurch liegen die einzelnen, kugelförmigen Partikel in der Kugelschüttung unter Druck aneinander, so dass die einzelnen Partikelkügelchen gegeneinander immobil in der Schüttung gehalten sind.
• Insbesondere bei Trocknern in Bremsanlagen von Fahrzeugen unterliegen die Kugelschüttungen erheblichen Erschütterungen, durch die es zu geringen Relativbewegungen zwischen den Partikeln der Kugelschüttung kommt. Diese Relativbewegung führt wiederum zu einem Materialabrieb an den kugelförmigen Partikeln der Kugelschüttung. Dieser Abrieb ist nicht nur unerwünscht, weil er in der Form eines Feinstaubes die Funktionsfähigkeit der Bremsanlage beeinträchtigen kann, sondern auch, weil er, selbst wenn er durch Filter an einem Verlassen aus der Lufttrocknungsmasse beziehungsweise dem Lufttrockner, in dem die Masse gelagert ist, gehindert werden kann, zu einer zumindest bereichsweisen Verstopfung der Strömungswege innerhalb der Kugelschüttung führt.
• Bei einem Einsatz als Trocknungsmasse in Form einer Kugelschüttung müssen die einzelnen Partikel eine etwa gleichmäßig große Kugelform besitzen, um eine definierte Kugelschüttdichte erreichen zu können. Eine bestimmte Kugelschüttdichte ist einzuhalten, da diese den, von einem Lufttrockner erreichbaren, von dem Hersteller eines Lufttrockners zu garantierenden Wirkungsgrad bestimmt. Bestehen die Partikel beispielsweise aus Zeolith, so lassen sich diese Partikel in einer solchen gleichmäßigen Kugelform wirtschaftlich lediglich aus synthetisch erzeugten Zeolithen herstellen und nicht aus natürlichen Zeolithen, das heißt aus in der Natur bereits vorliegendem Zeolithmaterial. Dies ergibt sich daraus, dass natürlich vorliegende Zeolithe nicht derart feinkörnig ausgebildet sind, dass hieraus rela tiv kleine Partikelkügelchen mit im wesentlichen gleichem Durchmesser herstellbar sind.
• Die Erfindung beschäftigt sich in erster Linie mit dem Problem, den Wirkungsgrad einer Lufttrocknungsmasse aus hygroskopischen Partikeln zum einen grundsätzlich zu erhöhen, das heißt bereits im Neuzustand der Trocknungsmasse und darüber hinaus ein Absinken des Wirkungsgrades nach längerer Betriebszeit möglichst gering zu halten beziehungsweise ganz zu vermeiden. Weiterhin soll das Trocknungsmaterial erfindungsgemäß möglichst kostengünstig zur Verfügung gestellt und in Lufttrockner eingesetzt werden können.
• Gelöst wird dieser Erfindungskomplex bereits grundsätzlich durch eine Ausbildung einer gattungsgemäßen Luft-Trocknungsmasse nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patenanspruchs 1.
• Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, durch den Einsatz einer Trocknungsmasse in möglichst kleinen Partikelgrößen eine insgesamt sehr große, aktive Oberfläche der Trocknungsmasse zu erhalten. Erfindungsgemäß wurde nämlich festgestellt, dass die Trocknungsaktivität hygroskopischer Partikel im wesentlichen von deren oberflächennahen Bereichen ausgeht. Dies bedeutet, dass bei bisher in Kugelschüttungen eingesetzten Partikeln in einem Durchmesser von min destens 1,6 mm, das heißt einer Durchmessergröße, unterhalb der solche Kügelchen bisher aus den eingangs genannten Gründen nicht eingesetzt wurden, im wesentlichen trocknungsmäßig inaktiv verbleibende Kernbereiche besitzen. Von dieser Erkenntnis als erstem Schritt der Erfindung ausgehend besteht die weitere erfindungsgemäße Überlegung darin, kleinste Partikel, durch die insgesamt eine große aktive, hygroskopisch wirkende Oberfläche geschaffen werden kann, in einer solchen Form einsetzen zu können, dass die kleinen Partikel, wenn sie in einer Vielzahl zu einer Trocknungsmasse eines größeren Volumens zusammengefasst sind, eine trocknungsaktive Oberfläche innerhalb der Trocknungsmasse bilden, die möglichst nahe derjenigen liegt, die sich aus einer Summation der einzelnen Partikeloberflächen ergäbe. Dies bedeutet anders ausgedrückt, dass die erfindungsgemäß sehr klein ausgebildeten Partikel nicht in der Form eines, eine im wesentlichen kompakte Masse bildenden Schüttgutes vorliegen dürfen. Erfüllt wird diese spezielle erfindungsgemäße Forderung durch Fixierung der einzelnen Partikel in einem als Träger dienenden Zusatzmaterial in einer vorgebbaren Verteilung, wodurch sich eine bestimmte Partikel-Dichte der Trocknungsmasse recht genau einstellen lässt. Durch die erfindungsgemäß gegebene Fixierung der Partikel in einem möglichst formstabilen Zusatzmaterial als Träger bleiben die einzelnen Partikel auch bei auf die Trocknungsmasse insgesamt einwirkenden Erschütterungen vor einem Abrieb durch Reibung gegeneinander verschont. Damit wird eine Verstopfung der Luftströmungswege durch Abriebmaterial der hygroskopischen Partikel vermieden. Dies stellt wiederum einen gleichbleibend hohen Trocknungswirkungsgrad über lange Betriebszeiten sicher. Als Partikel aus hygroskopischem Material eignen sich insbesondere Zeolithe sowie Silikagel. Bei Zeolithen ist in erster Linie an solche mit einem beliebigen, stöchiometrischen Aluminium-Silikat Verhältnis gedacht.
• Das Zusatzmaterial kann Bahnenmaterial sein, an beziehungsweise in das die erfindungsgemäß kleinen Partikel eingelagert werden. Eine feste Einlagerung kann durch die Verwendung von Bindemittel erzielt werden. Als Bahnenmaterial kann Vlies eingesetzt werden, wobei dieses Material gegebenenfalls mit einem anderen Material kombiniert werden kann. Bei einer solchen Kombination ist insbesondere an ein Schichtmaterial mit unterschiedlichen Schichtmaterialien gedacht.
• Bahnenmaterial mit erfindungsgemäß eingelagerten Partikeln kann spiralförmig aufgewickelt in einen Lufttrockner für eine Luftdurchströmung in Spiralachsrichtung eingesetzt werden. Ein besonderer Vorteil einer derart eingesetzten Lufttrocknungsmasse besteht darin, dass diese Masse anders als eine Partikelmasse, die in einer Kugelschüttung nach dem vorbekannten Stand der Technik vorliegt, zur Imobilisierung der einzelnen Partikel nicht durch beispielsweise eine Feder druckbelastet werden muss. Bereits durch diesen Unterschied ist die Gefahr eines Abriebs der in der Trocknungsmasse vorliegenden Partikel erfindungsgemäß erheblich gemindert.
• Besonders vorteilhaft ist es, die erfindungsgemäße Trocknungsmasse aus natürlichen, das heißt in der Natur vorlie gendem, Zeolith herzustellen, da dies äußerst kostengünstig möglich ist und zwar insbesondere im Vergleich zu synthetisch hergestelltem Zeolith.
• Sehr günstig lassen sich Lufttrockner für insbesondere Bremsanlagen in Fahrzeugen herstellen und betreiben, die mit einer erfindungsgemäßen Trocknungsmasse ausgerüstet sind. Dies gilt insbesondere für Trocknungsmassen, die aus spiralförmig geformtem Bahnenmaterial mit eingelagerten Partikeln bestehen.
• Das als Träger dienende Zusatzmaterial, in das die Partikel eingelagert sind, fixiert die Partikel, damit die Partikel in einer bestimmten Verteilung und Menge bei einer gegenseitig vordefinierbaren und im Betrieb einhaltbaren Zuordnung gelagert werden können. Das Trägermaterial kann daher beliebiger Art sein, sofern es die vorgenannte Funktion ausreichend erfüllt. Dabei kommt es insbesondere darauf an, dass eine Lagerung der Partikel vorliegt, die eine Umströmung eines größtmöglichen Oberflächenbereiches betriebssicher auch über lange Betriebszeiten gewährleistet.
• Die kleinen Partikel können insbesondere integrierter Bestandteil von Fasermaterial sein, wobei die Einlagerung bereits bei der Faserherstellung selbst erfolgen kann. Fremdpartikel in Fasermaterial bereits bei deren Herstellung in dieses einzulagern ist an sich bekannt, so dass ein solches Herstellungsverfahren hier nicht näher erläutert werden muss.
• Alle in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Form miteinander kombiniert erfindungswesentlich sein.

Claims (11)

1. Luft-Trocknungsmasse aus einzelnen, von der zu entfeuchtenden Luft umströmbaren hygroskopischen Partikeln, insbesondere für einen beziehungsweise in einem Lufttrockner in einer Druckluftbremsanlage eines Fahrzeuges, gekennzeichnet durch die Merkmale, – die Partikelgrößen liegen unterhalb von 1 mm, – die Partikel sind durch ein Zusatzmaterial als Träger in einer vordefinierbaren, die Partikel-Dichte der Trocknungsmasse bestimmenden Verteilung fixiert.
2. Luft-Trocknungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelgrößen kleiner als 0,5 mm sind.
3. Luft-Trocknungsmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelgrößen kleiner als 0,1 mm sind.
4. Luft-Trocknungsmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das die Partikel aus Silikagel und/oder Zeolith bestehen.
5. Luft-Trocknungsmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmaterial als Bahnenmaterial ausgebildet ist.
6. Luft-Trocknungsmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bahnenmaterial zumindest teilweise aus Vlies besteht.
7. Luft-Trocknungsmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel durch ein Bindemittel an dem Zusatzmaterial fixiert sind.
8. Luft-Trocknungsmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Form eines Bahnenmaterials ausgebildete Zusatzmaterial in einem Lufttrockner spiralförmig aufgewickelt für eine Luftdurchströmung in Richtung der Spiralachse einbringbar ist.
9. Luft-Trocknungsmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel aus natürlichem, das heißt in der Natur vorliegendem, Zeolith hergestellt sind.
10. Luft-Trocknungsmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel Bestandteil eines Fasermaterials, in das sie bereits bei dessen Herstellung integriert sind.
11. Lufttrockner mit einer Luft-Trocknungsmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche.