DE102008045713A1

DE102008045713A1 - Drucklufteinrichtung eines Fahrzeugs mit geschlossenem Druckluftkreislauf

Info

Publication number: DE102008045713A1
Application number: DE200810045713
Authority: DE
Inventors: Friedbert Röther; Michael Herges; Herbert Klinger; Falk Dr. Hecker; Robert Braun; Uwe Fischer
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2028-09-05
Also published as: DE102008045713B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drucklufteinrichtung (1) eines Fahrzeugs mit zwei Kreisen mit unterschiedlichen Drücken und mit wenigstens einem vom Kreis (54) mit dem höheren Druck über wenigstens eine Ventileinrichtung (10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88) beaufschlagbaren Druckluftverbraucher (18, 20, 22, 24, 80, 82), wobei ein Entlüftungsanschluss der Ventileinrichtung (10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88) und/oder ein Entlüftungsanschluss des Druckluftverbrauchers (18, 20, 22, 24, 80, 82) an den Kreis (44) mit dem niedrigeren Druck angeschlossen ist, welcher mit einer durch ein bewegliches Element (124s (98) in Verbindung steht und die Druckkammer (96) mit einer Saugseite (102) eines Luftkompressors (104) verbindbar ist, dessen Druckseite (116) mittelbar oder unmittelbar mit einem Druckanschluss der wenigstens einen Ventileinrichtung in Verbindung steht. Die Erfindung sieht vor, dass der Sammelbehälter (98) derart ausgeführt ist, dass seine Druckkammer (96) unter einem von der Entlüftung der Ventileinrichtung (10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88) und/oder des Druckluftverbrauchers (18, 20, 22, 24, 80, 82) herrührenden Entlüftungsdruck steht, der größer als der Atmosphärendruck ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Drucklufteinrichtung eines Fahrzeugs mit zwei Kreisen mit unterschiedlichen Drücken und mit wenigstens einem vom Kreis mit dem höheren Druck über wenigstens eine Ventileinrichtung beaufschlagbaren Druckluftverbraucher, wobei ein Entlüftungsanschluss der Ventileinrichtung und/oder ein Entlüftungsanschluss des Druckluftverbrauchers an den Kreis mit dem niedrigeren Druck angeschlossen ist, welcher mit einer durch ein bewegliches Element begrenzten Druckkammer eines Sammelbehälters in Verbindung steht und die Druckkammer mit einer Saugseite eines Luftkompressors verbunden ist, dessen Druckseite mittelbar oder unmittelbar mit einem Druckanschluss der wenigstens einen Ventileinrichtung in Verbindung steht, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine gattungsgemäße Drucklufteinrichtung ist aus der GB-A-2 344 389 bekannt. Sie beinhaltet einen Niederdruckspeicher und einen Hochdruckspeicher sowie einen Bremszylinder, dessen Hochdruckkammer durch eine Membran von einer Niederdruckkammer getrennt ist. Der Hochdruckspeicher ist mit der Hochdruckkammer des Bremszylinders, der Niederdruckspeicher mit der Niederdruckkammer des Bremszylinders sowie die Hochdruckkammer mit der Niederdruckkammer durch eine Ventilanordnung verbindbar. Weiterhin ist ein Einlass eines Kompressors mit dem Niederdruckspeicher und ein Auslass des Kompressors mit dem Hochdruckspeicher verbunden.
Damit beinhaltet die bekannte Drucklufteinrichtung einen Kreis höheren Drucks mit der Hochdruckkammer des Bremszylinders, dem Hochdruckspeicher und der Druckseite des Kompressors sowie einen Kreis niedrigeren Drucks mit der Niederdruckkammer des Bremszylinders, dem Niederdruckspeicher sowie der Saugseite des Kompressors.
Beim Zuspannen der Bremse wird Druckluft aus dem Hochdruckspeicher der Hochdruckkammer des Bremszylinders zugeführt (Belüften), beim Lösen der Bremse wird Druckluft aus der Hochdruckkammer des Bremszylinders in dessen Niederdruckkammer geleitet und von dort in den Niederdruckspeicher (Entlüften). In belüftetem Zustand des Niederdruckspeichers ist das Druckniveau im Niederdruckspeicher niedriger als der Umgebungsdruck und wird mit beispielsweise 0,1 bar angegeben.
Durch die Rückgewinnung von Luft aus dem Kreis mit dem höheren Druck zwecks Wiederverwendung in dem Kreis niedrigeren Drucks wird Energie eingespart.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Drucklufteinrichtung der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, dass sie noch energieeffizienter arbeitet.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Generell lässt es sich nicht vermeiden, dass in den Kreisen der Drucklufteinrichtung Ölpartikel mitgeführt werden, welche bei hohen Austrittstemperaturen an der Druckseite des Luftkompressors zum Ausbilden von Ölkohle und Crackprodukten neigen, welche die pneumatischen Komponenten schädigen können. Günstig ist folglich eine möglichst kleine Temperatur der Druckluft an der Druckseite des Luftkompressors, um eine Bildung von Ölkohle und Crackprodukten zu vermeiden.
Generell ist bei isentroper Verdichtung in einem Luftkompressor die Austrittstemperatur T₂ der Luft an der Druckseite des Luftkompressors unter anderem vom Verhältnis des Drucks p₂ der Luft an der Druckseite zum Druck p₁ der Luft an der Saugseite abhängig: T₂ = T₁(p₂/p₁)^χ-1/χ (1)wobei χ der Insentropenexponent ist.
Die Austrittstemperatur T₂ der Luft an der Druckseite des Luftkompressors ist daher umso geringer, desto kleiner das Verhältnis p₂/p₁, d. h. das Verhältnis zwischen dem Druck p₂ an der Druckseite und dem Druck p₁ an der Saugseite des Luftkompressors ist, was insbesondere durch einen möglichst hohen Druck p₁ der Luft an der Saugseite des Luftkompressors erreicht werden kann.
Die Erfindung basiert daher auf dem Gedanken, dass der Sammelbehälter derart ausgeführt ist, dass seine Druckkammer in einem druckbeaufschlagten Zustand unter einem von der Entlüftung der Ventileinrichtung und/oder des wenigstens einen Druckluftverbrauchers herrührenden Entlüftungsdruck steht, der größer als der Atmosphärendruck ist. Dann ist der Druck p₁ an der Saugseite des Luftkompressors relativ hoch, was in einer vorteilhaft niedrigen Temperatur T₂ auf der Druckseite resultiert, was anhand von Gleichung (1) leicht nachvollziehbar ist.
Unter dem druckbeaufschlagten Zustand soll dabei der Betriebszustand der Drucklufteinrichtung verstanden werden, in welchem die Druckkammer unter den Entlüftungsdruck gesetzt ist, wie er am Entlüftungsanschluss der wenigstens einen Ventileinrichtung ansteht, wenn der Verbraucher, beispielsweise ein Bremszylinder im Betrieb entlüftet wird. Da die Ventileinrichtung den Kreis mit dem niedrigeren Druck und damit auch die Druckkammer des Sammelbehälters bei von der Entlüftung abweichenden Funktionszuständen der Ventileinrichtung wie beispielsweise Belüften gegen die Umgebung absperrt, kann dieser Entlüftungsdruck in dem Kreis mit dem niedrigeren Druck annährend konstant gehalten werden.
Den Gegensatz dazu bildet der drucklose Zustand der Kreise vor der Inbetriebnahme der Drucklufteinrichtung, in dem in der Druckkammer, im Verbraucher, der Ventileinrichtung, in den Leitungen und allen anderen druckführenden Elementen noch Umgebungsdruck herrscht. Dieser Zustand liegt bei einer pneumatischen Bremsanlage eines Nutzfahrzeugs beispielsweise im fabrikneuen Zustand oder nach längerer Stillstandszeit vor, wenn die Druckluftvorratsbehälter aufgrund unvermeidlicher Leckagen in der Druckluftanlage entlüftet sind.
Weiterhin lassen sich durch die Rückgewinnung von Luft aus dem Kreis höheren Drucks in den Kreis niedrigeren Drucks folgende Vorteile erzielen:

• Die wiedergewonnene Luft wurde bereits gereinigt und getrocknet, wodurch eine Luftaufbereitungseinrichtung mit weniger Energie betrieben und das Wartungsintervall für die Lufttrocknerkartusche verlängert werden kann. Außerdem kommen Bremszylinder als Verbraucher nicht mehr mit verschmutzter und feuchter Luft in Berührung, so dass als Bremszylinder Kolbenzylinder anstatt bisher üblicher Membranzylinder verwendet werden können.
• Die Entlüftungsgeräusche der Ventileinrichtung dringt nicht mehr in die Umgebung, weil die abgelassene Druckluft nicht mehr ins Freie, sondern in den Kreis mit dem niedrigeren Druck rückgeführt wird, so dass Schalldämpfer entfallen und gesetzliche Lärmbegrenzungsvorschriften ohne zusätzlichen Aufwand eingehalten werden können.
• Falls an der Druckseite des Luftkompressors eine höhere Temperatur T₂ zugelassen wird, kann der Luftkompressor einen relativ hohen Druck p₂ an seiner Druckseite liefern, wodurch pneumatische Komponenten in der Ventileinrichtung oder im Verbraucher wie beispielsweise Druckkolben in ihren Dimensionen reduziert werden können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung möglich.
Bevorzugt saugt die Saugseite des Luftkompressors abhängig vom aktuellen Druck in der Druckkammer des Sammelbehälters entweder aus der Druckkammer oder aus der Umgebung Luft an, derart, dass bei einem in der Druckkammer herrschenden Druck, der kleiner als der Entlüftungsdruck ist, solange Luft aus der Umgebung angesaugt wird, bis der Entlüftungsdruck erreicht ist, und dass bei einem in der Druckkammer herrschenden Druck, der gleich dem Entlüftungsdruck oder größer als der Entlüftungsdruck ist, Luft aus der Druckkammer des Sammelbehälters ansaugt wird. Wie oben bereits erwähnt, handelt es sich bei dem Entlüftungsdruck um einen Druck, wie er am Entlüftungsanschluss der wenigstens einen Ventileinrichtung ansteht, wenn der Verbraucher, beispielsweise ein Bremszylinder im Betrieb entlüftet wird.
Gemäß einer Weiterbildung kann der Kreis mit dem höheren Druck wenigstens einen dem Luftkompressor und der wenigstens einen Ventileinrichtung zwischengeordneten Vorratsluftbehälter zur Speicherung von Druckluft unter Vorratsdruck beinhalten. Solche Vorratsluftbehälter sind insbesondere von pneumatischen Bremseinrichtungen von Nutzfahrzeugen umfasst, wobei jeder Bremskreis über einen eigenen solchen Vorratsluftbehälter verfügt.
Dann saugt bei drucklosen Kreisen die Saugseite des Luftkompressors beispielsweise solange Luft aus der Umgebung an, bis der Druck in dem wenigstens einen Vorratsluftbehälter einen definierten Zwischen-Vorratsdruck erreicht hat und dass nach Erreichen des definierten Zwischen-Vorratdrucks in dem wenigstens einen Vorratsluftbehälter die Saugseite des Druckluftkompressors mit der Druckkammer des Sammelbehälters verbunden wird, um den Druck in dem wenigstens einen Vorratsluftbehälter auf einen definierten End-Vorratsdruck zu erhöhen, der größer als der Zwischen-Vorratsdruck ist und für den Betrieb beispielsweise einer pneumatischen Bremseinrichtung benötigt wird.
Der mit dem Kreis mit dem größeren Druck in Verbindung stehende Druckanschluss der wenigstens einen Ventileinrichtung ist bevorzugt ein Steuerdruck anschluss zur Zuführung von Druckluft beispielsweise unter einem von einem Vorratsdruck abgeleiteten Steuerdruck oder ein Vorratsdruckanschluss zur Zuführung von Druckluft unter Vorratsdruck.
Weiterhin kann eine in Strömungsrichtung der Luft gesehen vor der Saugseite oder nach der Druckseite des Luftkompressors angeordnete Luftaufbereitungseinrichtung vorgesehen sein, unter anderem zum Trocknen der Luft, wobei eine Umschalteinrichtung zur Versorgung der Saugseite des Luftkompressors mit Luft entweder aus der Druckkammer des Sammelbehälters oder aus der Umgebung bevorzugt in die Luftaufbereitungseinrichtung integriert ist.
Gemäß einer Weiterbildung kann die wenigstens eine Ventileinrichtung ein Druckregelmodul einer pneumatischen Bremsanlage eines Nutzfahrzeugs und der wenigstens eine Verbraucher einen Bremszylinder der Bremsanlage beinhalten.
Alternativ oder zusätzlich kann die wenigstens eine Ventileinrichtung ein Luftfederventil einer Luftfederungseinrichtung und der wenigstens eine Verbraucher einen Luftfederbalg der Luftfederungseinrichtung beinhalten.
Der Sammelbehälter ist bevorzugt derart ausgebildet, dass der Druck in der Druckkammer im wesentlichen konstant gehalten werden kann. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass der Sammelbehälter wenigstens einen Zylinder-Kolben-Trieb mit einem gegen den Druck in der Druckkammer wirkenden federbelasteten Kolben als bewegliches Element beinhaltet, wobei die Federrate der Feder und deren eventuelle Vorspannung entsprechend gewählt ist. Alternativ könnte der Sammelbehälter auch eine Druckkammer beinhalten, welche durch eine flexible Membran als bewegliches Element von einer weiteren Druckkammer des Sammelbehälters getrennt ist.
Genaueres geht aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.
Zeichnungen
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur ein Schaltschema einer Drucklufteinrichtung eines Nutzfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsform einer Drucklufteinrichtung 1 ist für ein Nutzfahrzeug, insbesondere für eine Zugmaschine einer Zugfahrzeug-Anhänger-Kombination vorgesehen und beinhaltet beispielsweise eine elektro-pneumatische Bremseinrichtung 2 sowie eine Luftfederungseinrichtung 4.
Die an sich bekannte elektro-pneumatische Bremseinrichtung 2 ist beispielsweise eine elektronische Bremseinrichtung (EBS) und umfasst für eine Vorderachse 6 und eine Hinterachse 8 jeweils zwei Druckregelmodule (DRM) 10, 12, 14, 16, welche den Bremsdruck in den Rädern zugeordneten Bremszylindern 18, 20, 22, 24 auf einen Bremssolldruck einregeln. Hierzu werden die Druckregelmodule 10, 12, 14, 16 von einem hier nicht gezeigten elektronischen Bremssteuergerät angesteuert, das Solldruckwerte repräsentierende elektrische Signale von einem hier nicht gezeigten elektrischen Fußbremsmodul erhält. Jedes der Druckregelmodule 10, 12, 14, 16 ist über einen Arbeitsanschluss und eine Druckluftleitung 26, 28, 30, 32 an den zugeordneten Bremszylinder 18, 20, 22, 24 angeschlossen.
Weiterhin verfügt jedes Druckregelmodul 10, 12, 14, 16 auch über einen Entlüftungsanschluss, der mit einer Druckluftleitung 34, 36, 38, 40 in Verbindung steht, welche einem Kreis der Drucklufteinrichtung 1 mit niedrigerem Druck angehört, hier symbolisiert durch eine Sammelleitung 44. Nicht zuletzt sind die Druckregelmodule 10, 12, 14, 16 achsweise über je einen Vorratsanschluss mit Druckluftleitungen 46, 48 verbunden, welche zu der Vorderachse 6 bzw. Hinterachse 8 zugeordneten Vorratsluftbehältern 50, 52 führen und einem Kreis 54 der Drucklufteinrichtung 1 mit höherem Druck angehören. Die Bremszylinder 18, 20 an der Vorderachse 6 sind beispielsweise aktive Bremszylinder für die Betriebsbremse, welche durch Belüften zuspannen und durch Entlüften lösen. An der Hinterachse 8 sind bevorzugt sog. Kombizylinder 22, 24 angeordnet, welche aktive Bremszylinder für die Betriebsbremse sowie angeflanschte passive Federspeicherbremszylinder für die Feststellbremse umfassen, die zum Zuspannen entlüftet und zum Lösen belüftet werden.
Weiterhin ist als Bestandteil der Bremseinrichtung 2 ein Anhängersteuermodul 56 vorhanden, das mittels einer Druckluftleitung 58 einerseits mit einem Vorratsluftbehälter 60 und andererseits durch Druckluftleitungen 62, 64 mit hier nicht gezeigten Kupplungsköpfen „Vorrat” und „Bremse” verbunden ist, zur Steuerung der Bremsen des Anhängers.
Nicht zuletzt umfasst die Bremseinrichtung 2 eine Feststellbremseinrichtung mit einem Handbremsventil 66, das einerseits über eine Druckluftleitung 68 an den Vorratsluftbehälter 60 und andererseits an ein Feststellbremsventil 70 angeschlossen ist, welches ebenfalls über eine Druckluftleitung 72 an den Vorratsluftbehälter 60 angeschlossen ist.
Sowohl das Anhängersteuermodul 56, das Handbremsventil 66 als auch das Feststellbremsventil 70 sind als weitere elektro-pneumatische Ventileinrichtungen der Bremseinrichtung 2, die über einen Entlüftungsanschluss verfügen, ebenfalls über Druckluftleitungen 74, 76, 78 an die Sammelleitung 44 des Kreises mit dem niedrigen Druck angeschlossen.
Von den Luftfederbälgen der Luftfederungseinrichtung 4 sind in der Figur exemplarisch lediglich zwei Luftfederbälge 80, 82 dargestellt, die beispielsweise der Vorderachse 6 zugeordnet sind. Tatsächlich sind aber beispielsweise je Rad ein Luftfederbalg vorhanden, im Falle einer Liftachse auch ein Liftbalg.
Die Luftfederbälge 80, 82 sind über Druckluftleitungen 84, 86 mit einem Luftfederventil 88 verbunden, das in bekannter Weise abhängig vom jeweiligen Niveau eines Fahrzeugaufbaus des Nutzfahrzeugs die Luftfederbälge 80, 82 be- oder entlüftet, um ein konstantes Niveau unabhängig von der Beladung einzustellen. Das Luftfederventil 88 ist einerseits über einen Vorratsanschluss und eine Druckluftleitung 90 an einen Vorratsluftbehälter 92 als Bestandteil des Kreises 54 mit dem höherem Druck und andererseits über einen Entlüftungsanschluss und eine Druckluftleitung 94 an die Sammelleitung 44 des Kreises mit dem niedrigeren Druck angeschlossen.
Die Sammelleitung 44 des Kreises mit dem niedrigeren Druck, an den die Entlüftungsanschlüsse der elektro-pneumatischen Ventileinrichtungen 10, 12, 14, 16, 56, 66, 70 der Bremseinrichtung 2 bzw. der Entlüftungsanschluss der Ventileinrichtung 88 der Luftfederungseinrichtung 4 angeschlossen sind, steht mit einer Druckkammer 96 eines Sammelbehälters 98 in Verbindung. In der Sammelleitung 44 des Kreises mit dem niedrigeren Druck herrscht daher der Druck, der auch in der Druckkammer 96 des Sammelbehälters 98 ansteht.
Die Vorratsluftbehälter 50, 52, 60, 92 stehen über Druckluftleitungen 106, 108, 110, 112 mit einer Luftaufbereitungseinrichtung (EAC) 114 in Verbindung, welche die von einer Druckseite 116 eines Luftkompressors 104 über eine Druckluftleitung 118 zugeführte Druckluft reinigt und sie insbesondere von Feuchtigkeit (Trocknung), Öl und Schmutz befreit. Die Luftaufbereitungseinrichtung 114 umfasst weiterhin einen hier nicht explizit gezeigten Druckregler, welcher die von der Druckseite 116 des Luftkompressors 104 herangeführte Druckluft eine einen Solldruck einregelt, der auch in den Vorratsluftbehältern 50, 52, 60, 92 herrscht und den höheren Druck des Kreises 54 bildet.
Andererseits ist die Druckkammer 96 des Sammelbehälters 98 über eine Druckluftleitung 100 an eine Umschalteinrichtung 115 innerhalb der Luftaufbereitungseinrichtung 114 angeschlossen.
Der Kreis 54 mit dem höheren Druck umfasst daher die Vorratsluftbehälter 50, 52, 60, 92 sowie alle diesen Druck zu den elektro-pneumatischen Ventileinrichtungen 10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88 führenden Druckluftleitungen 46, 48, 58, 68, 72, 84, 86, 90. Der Kreis mit dem niedrigeren Druck umfasst demgegen über die Sammelleitung 44, die Druckluftleitung 100, die Saugseite 102 des Luftkompressors 104, die Druckkammer 96 des Sammelbehälters 98 sowie alle den Druck in dieser Druckkammer 96 führenden Druckluftleitungen 34, 36, 38, 40, 74, 76, 78, 94, welche an die Entlüftungsanschlüsse der elektropneumatischen Ventileinrichtungen 10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88 angeschlossen sind.
Die Umschalteinrichtung 115 ist bevorzugt in die Luftaufbereitungseinrichtung 115 integriert und versorgt abhängig von ihrer jeweiligen Schaltstellung über eine Saugleitung 120 die Saugseite 102 des Luftkompressors 104 mit Luft entweder aus dem Kreis mit dem niedrigen Druck, genauer mit aus der Druckkammer 96 des Sammelbehälters 98 stammender und über die Druckleitung 100 zugeführter Luft, wie in der Figur gezeigt ist (erste Schaltstellung), oder über einen Luftfilter 122 aus der Umgebung (zweite Schaltstellung). Hierzu umfasst die Umschalteinrichtung 115 ein hier nicht gezeigtes elektronisches Steuergerät, das bevorzugt in das Steuergerät der Luftaufbereitungseinrichtung 114 integriert ist.
Der Sammelbehälter 98 umfasst bevorzugt einen Zylinder-Kolben-Trieb mit einem gegen den Druck in der Druckkammer 96 wirkenden federbelasteten Kolben 124. Die Federrate und eine eventuelle Vorspannung der Feder 126 sind derart gewählt, dass der in der Sammelleitung 44 des Kreises mit dem niedrigeren Druck herrschende Entlüftungsdruck annährend konstant gehalten werden kann. Das heißt, dass bei beispielsweise durch eine Entlüftung von wenigstens einer elektro-pneumatischen Ventileinrichtung 10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88 bedingt steigende Luftmenge in der Sammelleitung 44 der Kolben 124 gegen die Wirkung der Feder 126 in der Figur nach links gedrängt wird, wodurch sich das Volumen der Druckkammer 96 jedoch derart vergrößert, dass der Entlüftungsdruck dort annährend konstant bleibt.
Alternativ könnte der Sammelbehälter 98 auch eine Druckkammer 96 beinhalten, welche durch eine flexible Membran von einer weiteren Druckkammer des Sammelbehälters getrennt ist, wobei der Druck in der weiteren Druckkammer derart eingestellt ist, dass der Druck in der einen Druckkammer stets konstant bleibt.
Mit anderen Worten ist der Sammelbehälter 98 derart ausgeführt, dass seine Druckkammer 96 unter einem von der Entlüftung wenigstens einer elektropneumatischen Ventileinrichtung 10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88 herrührenden Entlüftungsdruck steht, welcher dort annährend zeitlich konstant gehalten wird und insbesondere größer als der in der Umgebung herrschende Atmosphärendruck ist. Dieser Entlüftungsdruck beträgt beispielsweise 2 bar.
Bevorzugt saugt die Saugseite 102 des Luftkompressors 104 durch die Umschalteinrichtung 115 abhängig vom aktuellen Druck in der Druckkammer 96 des Sammelbehälters 98 entweder aus der Druckkammer 96 oder aus der Umgebung über den Luftfilter 122 Luft an, derart, dass bei einem in der Druckkammer 96 herrschenden Druck, der kleiner als der Entlüftungsdruck ist, solange Luft aus der Umgebung angesaugt wird, bis der Entlüftungsdruck erreicht ist. Dieser Zustand einer drucklosen, d. h. lediglich unter Atmosphärendruck stehenden Druckkammer 96 liegt beispielsweise vor, wenn sich das Nutzfahrzeug im Neuzustand befindet oder über längere Zeit abgestellt wurde und die Drucklufteinrichtung 1 erst belüftet werden muss.
Demgegenüber wird bei einem in der Druckkammer 96 herrschenden Druck, der gleich dem Entlüftungsdruck oder größer als der Entlüftungsdruck ist, Luft aus der Druckkammer 96 des Sammelbehälters 98 ansaugt.
Hierzu ist in der Druckkammer 96 beispielsweise ein hier nicht explizit gezeigter Drucksensor angeordnet, welcher über eine elektrische Signalleitung den aktuell in der Druckkammer 96 herrschenden Druck an das elektronische Steuergerät der Umschalteinrichtung 115 meldet, welche dann einen hier nicht explizit gezeigten Aktuator, bevorzugt einen pneumatischen Aktuator zum Umschalten ansteuert.
Wie oben bereits erwähnt, handelt es sich bei dem Entlüftungsdruck um einen Druck, wie er an den Entlüftungsanschlüssen der elektro-pneumatischen Ventileinrichtungen 10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88 ansteht, wenn der zugeordnete Verbraucher, beispielsweise die Bremszylinder 18, 20, 22, 24 oder die Luftfederbälge 80, 82 im Betrieb entlüftet werden.
Was die Belüftung der Vorratsluftbehälter 50, 52, 60, 92 betrifft, so saugt bei drucklosen Kreisen die Saugseite 102 des Luftkompressors 104 beispielsweise solange Luft aus der Umgebung über den Luftfilter 122 an, bis der Druck in den Vorratsluftbehältern 50, 52, 60, 92 einen definierten Zwischen-Vorratsdruck erreicht hat, beispielsweise 9 bar. Hierzu wird der Aktuator der Umschalteinrichtung 115 entsprechend geschaltet.
Nach Erreichen des definierten Zwischen-Vorratdrucks in den Vorratsluftbehältern 50, 52, 60, 92, was über Drucksensoren messbar und über elektrische Signalleitungen an das Steuergerät der Umschalteinrichtung 115 gemeldet wird, wird die Saugseite 102 des Luftkompressors 104 über die nun umgeschaltete Umschalteinrichtung 115 mit der Druckkammer 96 des Sammelbehälters 98 verbunden, um den Druck in den Vorratsluftbehältern 50, 52, 60, 92 auf einen definierten End-Vorratsdruck zu erhöhen, der größer als der Zwischen-Vorratsdruck ist und für den Betrieb der Bremseinrichtung 2 bzw. der Luftfederungseinrichtung 4 benötigt wird und welcher beispielsweise 16 bar beträgt.
Während die elektro-pneumatischen Ventileinrichtungen (Druckregelmodule, Luftfederungsventil, etc.) und Verbraucher (Bremszylinder, Luftfederbälge etc.) des Stands der Technik daher über Entlüftungsanschlüsse verfügen, welche über Schalldämpfer in Freie führen, sind vorliegend die Entlüftungsanschlüsse der elektro-pneumatischen Ventileinrichtungen 10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88 allesamt an die Sammelleitung 44 des Kreises mit dem niedrigeren Druck bzw. an die Druckkammer 96 des Sammelbehälters 98 angeschlossen.
Die Verbraucher 18, 20, 22, 24 bzw. 80, 82 werden dabei bevorzugt mittelbar, d. h. über die sie steuernden elektro-pneumatische Ventileinrichtungen 10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88 entlüftet und die entlüftete Druckluft von dort in die Sammelleitung 44 des Kreis mit dem niedrigeren Druck eingespeist.
Alternativ könnten die Verbraucher 18, 20, 22, 24 bzw. 80, 82 auch direkt, d. h. über von den Verbrauchern 18, 20, 22, 24 bzw. 80, 82 direkt zu der Druckkammer 96 des Sammelbehälters 98 führende Druckluftleitungen entlüftet werden. Selbstverständlich können auch sowohl die Entlüftungsanschlüsse der Verbraucher 18, 20, 22, 24 bzw. 80, 82 als auch die Entlüftungsanschlüsse der sie steuernden elektro-pneumatischen Ventileinrichtungen 10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88 mit der Druckkammer 96 des Sammelbehälters 98 direkt verbunden sein.
Die Luftfederbälge 80, 82 sind so ausgebildet, dass der minimale Balgdruck automatisch auf den Entlüftungsdruck begrenzt wird, so dass das bei Luftfederbalgen übliche Restdruckventil entfallen kann.

1: Drucklufteinrichtung
2: Bremseinrichtung
4: Luftfederungseinrichtung
6: Vorderachse
8: Hinterachse
10: Druckregelmodul
12: Druckregelmodul
14: Druckregelmodul
16: Druckregelmodul
18: Bremszylinder
20: Bremszylinder
22: Bremszylinder
24: Bremszylinder
26: Druckluftleitung
28: Druckluftleitung
30: Druckluftleitung
32: Druckluftleitung
34: Druckluftleitung
36: Druckluftleitung
38: Druckluftleitung
40: Druckluftleitung
44: Sammelleitung
46: Druckluftleitung
48: Druckluftleitung
50: Vorratsluftbehälter
52: Vorratsluftbehälter
54: Kreis mit höherem Druck
56: Anhängersteuermodul
58: Druckluftleitung
60: Vorratsluftbehälter
62: Druckluftleitung
64: Druckluftleitung
66: Handbremsventil
68: Druckluftleitung
70: Feststellbremsventil
72: Druckluftleitung
74: Druckluftleitung
76: Druckluftleitung
78: Druckluftleitung
80: Luftfederbalg
82: Luftfederbalg
84: Druckluftleitung
86: Druckluftleitung
88: Luftfederventil
90: Druckluftleitung
92: Vorratsluftbehälter
94: Druckluftleitung
96: Druckkammer
98: Sammelbehälter
100: Druckluftleitung
102: Saugseite
104: Luftkompressor
106: Druckluftleitung
108: Druckluftleitung
110: Druckluftleitung
112: Druckluftleitung
114: Luftaufbereitungseinrichtung
116: Druckseite
118: Druckluftleitung
120: Saugleitung
122: Luftfilter
124: Kolben
126: Feder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- GB 2344389 A [0002]

Claims

Drucklufteinrichtung (1) eines Fahrzeugs mit zwei Kreisen mit unterschiedlichen Drücken und mit wenigstens einem vom Kreis (54) mit dem höheren Druck über wenigstens eine Ventileinrichtung (10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88) beaufschlagbaren Druckluftverbraucher (18, 20, 22, 24, 80, 82), wobei ein Entlüftungsanschluss der Ventileinrichtung (10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88) und/oder ein Entlüftungsanschluss des Druckluftverbrauchers (18, 20, 22, 24, 80, 82) an den Kreis (44) mit dem niedrigeren Druck angeschlossen ist, welcher mit einer durch ein bewegliches Element (124) begrenzten Druckkammer (96) eines Sammelbehälters (98) in Verbindung steht und die Druckkammer (96) mit einer Saugseite (102) eines Luftkompressors (104) verbindbar ist, dessen Druckseite (116) mittelbar oder unmittelbar mit einem Druckanschluss der wenigstens einen Ventileinrichtung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (98) derart ausgeführt ist, dass seine Druckkammer (96) unter einem von der Entlüftung der Ventileinrichtung (10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88) und/oder des Druckluftverbrauchers (18, 20, 22, 24, 80, 82) herrührenden Entlüftungsdruck steht, der größer als der Atmosphärendruck ist.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugseite (102) des Luftkompressors (104) abhängig vom aktuellen Druck in der Druckkammer (96) des Sammelbehälters (98) entweder aus der Druckkammer (96) oder aus der Umgebung Luft ansaugt, derart, dass bei einem in der Druckkammer (96) herrschenden Druck, der kleiner als der Entlüftungsdruck ist, solange Luft aus der Umgebung angesaugt wird, bis der Entlüftungsdruck erreicht ist, und dass bei einem in der Druckkammer (96) herrschenden Druck, der gleich dem Entlüftungsdruck oder größer als der Entlüftungsdruck ist, Luft aus der Druckkammer (96) des Sammelbehälters (98) ansaugt wird.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, der Kreis (54) mit dem höheren Druck wenigstens einen dem Luftkompressor (104) und der wenigstens einen Ventileinrichtung (10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88) zwischengeordneten Vorratsluftbehälter (50, 52, 60, 92) zur Speicherung von Druckluft unter Vorratsdruck beinhaltet.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei drucklosen Kreisen (44, 54) die Saugseite (102) des Luftkompressors (104) solange Luft aus der Umgebung ansaugt, bis der Druck in dem wenigstens einen Vorratsluftbehälter (50, 52, 60, 92) einen definierten Zwischen-Vorratsdruck erreicht hat und dass nach Erreichen des definierten Zwischen-Vorratdrucks in dem wenigstens einen Vorratsluftbehälter (50, 52, 60, 92) die Saugseite (102) des Luftkompressors (104) mit der Druckkammer (96) des Sammelbehälters (98) verbunden wird, um den Druck in dem wenigstens einen Vorratsluftbehälter (50, 52, 60, 92) auf einen definierten End-Vorratsdruck zu erhöhen, der größer als der Zwischen-Vorratsdruck ist.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckanschluss der wenigstens einen Ventileinrichtung (10, 12, 14, 16, 56, 66, 70, 88) ein Steuerdruckanschluss zur Zuführung von Druckluft unter einem vom End-Vorratsdruck abgeleiteten Steuerdruck oder ein Vorratsdruckanschluss zur Zuführung von Druckluft unter End-Vorratsdruck ist.
Drucklufteinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Strömungsrichtung der Luft gesehen vor der Saugseite (102) oder hinter der Druckseite (116) des Luftkompressors (104) an geordnete Luftaufbereitungseinrichtung (114) vorgesehen ist, unter anderem zum Trocknen der Luft.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschalteinrichtung (115) zur Versorgung der Saugseite (102) des Luftkompressors (104) mit Luft entweder aus der Druckkammer (96) des Sammelbehälters (98) oder aus der Umgebung in die Luftaufbereitungseinrichtung (114) integriert ist.
Drucklufteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ventileinrichtung ein Druckregelmodul (10, 12, 14, 16) einer pneumatischen Bremsanlage (2) eines Nutzfahrzeugs und der wenigstens eine Verbraucher einen Bremszylinder (18, 20, 22, 24) der Bremsanlage beinhaltet.
Drucklufteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ventileinrichtung ein Luftfederventil (88) einer Luftfederungseinrichtung (4) und der wenigstens eine Verbraucher einen Luftfederbalg (80, 82) der Luftfederungseinrichtung (4) beinhaltet.
Drucklufteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (98) derart ausgeführt ist, dass der Entlüftungsdruck in der Druckkammer (96) im wesentlichen konstant gehalten wird.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (98) wenigstens einen Zylinder-Kolben-Trieb mit einem gegen den Druck in der Druckkammer (96) wirkenden federbelasteten Kolben (124) als bewegliches Element beinhaltet.
Drucklufteinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (98) eine Druckkammer (96) beinhaltet, welche durch eine flexible Membran als bewegliches Element von einer weiteren Druckkammer des Sammelbehälters getrennt ist.