DE102010052570B4

DE102010052570B4 - Magnetventil, Druckluftaufbereitungseinrichtung, Verfahren zum Betrieb einer Druckluftaufbereitungseinrichtung, sowie Fahrzeug

Info

Publication number: DE102010052570B4
Application number: DE102010052570.7A
Authority: DE
Inventors: Detlev Eggebrecht; Yves Hansen
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2019-11-28
Anticipated expiration: 2030-11-26
Also published as: DE102010052570A1

Abstract

Elektrisch betätigbares Magnetventil für eine Druckluftaufbereitungseinrichtung, mit einem Anker (32), welcher beweglich in einer Magnetspule (33) aufgenommen ist und gegen die Rückstellkraft einer Rückstellfeder (27, 28) von einem Versorgungsventilsitz (35) abhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (12, 12', 20) ein Druckbegrenzungsmittel aufweist, welches gegen einen am Versorgungsventilsitz (35) herrschenden Systemdruck (Psys) auf den Anker (32) wirkt und derart eingestellt oder einstellbar ist, dass der Anker (32) bei Anliegen eines Maximalwerts (Pmax) des Systemdrucks (Psys) von dem Versorgungsventilsitz (35) abhebt.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch betätigbares Magnetventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Druckluftaufbereitungseinrichtung mit einem derartigen Magnetventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer Druckluftaufbereitungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13 und ein Fahrzeug gemäß Anspruch 15.
Moderne Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, weisen pneumatisch betriebene Einrichtungen auf, bspw. Druckluftbremskreise oder elektronisch gesteuerte Luftfedersysteme (ECAS). Diese Druckluftverbraucherkreise müssen im Betrieb des Kraftfahrzeugs mit Druckluft versorgt werden. Die Druckluft wird von einer Einrichtung zur Druckluftzufuhr bereitgestellt, insbesondere einem Kompressor, welcher Luft aus der Atmosphäre ansaugt. Da die in der Luft enthaltene Luftfeuchtigkeit kondensieren und dadurch Korrosion verursachen kann, was die Lebensdauer von Bauelementen erheblich verkürzen kann, wird die Druckluft vor der Bereitstellung für die Druckluftverbraucherkreise aufbereitet.
Zur Steuerung der Druckluftaufbereitung und der Druckluftzufuhr in die Systemdruckleitung werden bei einer elektronischen Luftaufbereitung elektrisch betätigbare Magnetventile verwendet, bei denen herkömmlich ein Anker beweglich in einer Magnetspule aufgenommen ist und gegen die Rückstellkraft einer Rückstellfeder von einem Versorgungsventilsitz abhebbar ist, so dass Druckluft durch den Versorgungsventilsitz strömen kann.
Um den Systemdruck auf einen vorgesehenen Maximalwert zu begrenzen und dadurch die Funktionsfähigkeit der angeschlossenen Druckluftverbraucherkreise zu gewährleisten, sind bei Druckluftaufbereitungseinrichtungen Druckbegrenzungsmittel vorgesehen. Sind elektronisch gesteuerte Luftfedersysteme zu versorgen, so ist die Einhaltung des Höchstdrucks der Luftfeder besonders wichtig, da ein zu hohes Druckniveau in der Luftfeder und damit eine zu hohe Lage des gefederten Fahrzeugaufbaus für die konkrete Fahrsituation eines Fahrzeugs Sicherheitsrisiken begründen kann.
EP 1 651 492 B1 offenbart eine Druckluftaufbereitungseinrichtung mit einer Druckleitung, an die ein Kompressor angeschlossen ist und in der eine Aufbereitungseinheit angeordnet ist. Die Aufbereitungseinheit umfasst einen Lufttrockner, welcher der durchströmenden Druckluft Feuchtigkeit entzieht. Die aufbereitete Druckluft wird in eine an die Druckleitung angeschlossene Systemdruckleitung gefördert, welche durch ein Rückschlagventil gegen Rückströmung von Druckluft in eine Rückleitung gesichert ist.
Die Druckluftzufuhr in die Systemdruckleitung ist bei der bekannten Einrichtung von einer Steuereinheit durch elektrische Betätigung eines Magnetventils steuerbar, welches in einer bestromten Schaltstellung die Systemdruckleitung mit einem pneumatischen Steuerelement des Kompressors verbindet. Schaltet das Magnetventil für die Kompressorsteuerung den Systemdruck zum Kompressor durch, so wird dadurch der Kompressor und damit die Druckluftförderung zur Systemdruckleitung abgeschaltet. Das Magnetventil zur Kompressorsteuerung ist im stromlosen Grundzustand entlüftet, wodurch der Kompressor eingeschaltet ist. Wenn der Kompressor ausgeschaltet werden soll, weil bspw. sämtliche Verbraucherkreise mit Druckluft aufgefüllt sind, schaltet die Steuereinheit das Magnetventil um, so dass der Kompressor ausgeschaltet wird.
Zur Regeneration ihres Lufttrockners umfasst die bekannte Druckluftaufbereitungseinrichtung ein weiteres Magnetventil, dessen Versorgungsanschluss mit der Systemdruckleitung verbunden ist. Das Magnetventil für die Regenerationssteuerung verbindet bei elektrischer Betätigung ein pneumatisch betätigbares Entlüftungsventil mit der Systemdruckleitung, wodurch der Kompressor nicht mehr in die Systemdruckleitung, sondern über das Entlüftungsventil in eine Entlüftungsleitung fördert. Gleichzeitig mit der Steuerung der Druckluftzufuhr strömt trockene Luft aus der Systemdruckleitung und damit aus den Behältern der Druckluftverbraucherkreise über das Magnetventil für die Regeneration durch den Lufttrockner. Die rückströmende Luft wird mittels einer Blende zwischen Magnetventil und Lufttrockner entspannt, regeneriert das Trockenmittel des Lufttrockners und strömt durch das geöffnete Entlüftungsventil ab.
Aus der Systemdruckleitung der bekannten Druckluftaufbereitungseinrichtung werden Betriebsbremskreise eines Fahrzeugs sowie elektronisch gesteuerte Luftfederkreise eines Fahrzeugs mit Druckluft versorgt.
Die bekannte Druckluftaufbereitungseinrichtung weist als Druckbegrenzungsmittel ein Überdruckventil auf, welches an die Druckleitung angeschlossen ist. Im Normalbetrieb schaltet das Magnetventil für die Kompressorsteuerung den Kompressor und damit die Druckluftzufuhr in die Systemdruckleitung ab, sobald der Systemdruck einen vorgegebenen Maximalwert erreicht. Versagt diese Abschaltung, beispielsweise bei Ausfall der elektrischen Versorgung des Magnetventils für die Kompressorsteuerung, öffnet das Überdruckventil und verhindert eine unerwünschte Überhöhung des Systemdrucks. Dem elektronisch gesteuerten Luftfederkreis ist außerdem ein separates Magnetventil zugeordnet, welches von einer Steuereinheit der Druckluftaufbereitungseinheit schaltbar ist und einen Lufttransfer zwischen der Luftfeder und den Systemdruckbehältern ermöglicht.
Aus DE 103 01 119 A1 ist ein Luftfederungssystem mit einer gattungsgemäßen Druckluftaufbereitungseinrichtung bekannt, bei der das Entlüftungsventil zur Entlüftung der Druckleitung, welches von einem elektrisch betätigbaren Magnetventil pneumatisch vorgesteuert wird, zusätzlich als Überdrucksicherungsventil ausgebildet ist.
Mit Druckbegrenzungsmitteln im Entlüftungsventil ist jedoch eine genaue Einstellung des Maximalwerts des Systemdrucks in der Systemdruckleitung nicht möglich. Solche Druckluftaufbereitungseinrichtungen sind daher zur Versorgung von elektronisch gesteuerten Luftfedersystemen mit den entsprechenden Anforderungen an die Einhaltung bestimmter Höchstwerte wenig geeignet.
DE 35 42 974 A1 offenbart eine Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge mit Luftfedern, bei der Druckluft von einem Kompressor über eine Druckleitung mit darin angeordnetem Lufttrockner zur Luftfeder gefördert wird. Die bekannte Einrichtung weist ein Druckbegrenzungsventil auf, welches in der Druckleitung zwischen Kompressor und Luftfeder angeordnet ist und mit einem dem Druck der Luftfeder entsprechenden Druck steuerbar ist. Durch das Druckbegrenzungsventil ist die Druckleitung der bekannten Anordnung sperrbar.
Um bei jedem Belastungszustand eines Fahrzeugs oder auch bei Schaltfehlern in der Ventilanordnung zu verhindern, dass ein vorgegebener Maximaldruck in den Luftbälgen der Luftfedern überschritten werden kann, weist die bekannte Anordnung ein separates Sicherheitsventil für die Luftfeder auf, welches mit dem Druck der Luftfeder steuerbar ist und durch das der Druck der Luftfeder reduzierbar ist.
Auch bei dem aus DE 102 23 405 B4 bekannten Luftfedersystem für ein Kraftfahrzeug soll das Entlüftungsventil in der Entlüftungsleitung den Systemdruck begrenzen, indem sein Stellglied mit dem in der Entlüftungsleitung herrschenden Druck beaufschlagt wird und bei einem festgelegten Überdruck selbsttätig öffnet. Für den Fall, dass der Druck in der Luftfeder sehr schnell abgesenkt werden muss, sieht die bekannte Anordnung ein elektromagnetisches Schaltventil vor, welches in einem Bypass zwischen Systemdruckleitung und Druckleitung angeordnet ist. Die Öffnung des Bypass durch das zusätzliche Schaltventil ermöglicht eine Rückströmung von Druckluft, das heißt eine Entlüftung der Luftfeder.
Die bekannten Anordnungen zusätzlicher Ventile als Druckbegrenzungsventile oder Sicherheitsventile zum Schutz von Luftfedern vor zu hohem Druck führen zu erhöhtem baulichem Aufwand und damit größeren Herstellungskosten und Gewicht der Druckluftaufbereitungseinrichtung.
Darüber hinaus besteht bei Druckluftaufbereitungseinrichtungen in Fahrzeugen das Bedürfnis, selbst bei einem Ausfall elektrischer Stromversorgung die Systemverfügbarkeit der Druckluftaufbereitungseinrichtung wenigstens bis zum Eintreffen des Fahrzeugs in einer Werkstatt aufrecht zu erhalten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige und die Systemverfügbarkeit gewährleistende Druckluftaufbereitung für Fahrzeuge mit präziser Begrenzung des Maximalwerts des Systemdrucks in der Systemdruckleitung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Magnetventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Druckluftaufbereitungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Magnetventile einer Druckluftaufbereitungseinrichtung, mit denen die Druckluftzufuhr zu den Druckluftverbraucherkreisen steuerbar ist, aus der Systemdruckleitung versorgt werden und daher den Systemdruck begrenzen. Die Magnetventile, die aus der Systemdruckleitung versorgt werden, können daher die Funktion von Sicherheitsventilen in Luftfedersystemen, das heißt die in Luftfedersystemen erforderliche Sicherheitsfunktion übernehmen, wenn das Magnetventil bei Erreichen des vorgesehenen Maximalwerts des Systemdrucks selbsttätig schaltet. Erfindungsgemäß wird dies durch ein elektrisch betätigbares Magnetventil mit einem Druckbegrenzungsmittel erreicht, welches gegen einen am Versorgungsventilsitz des Magnetventils herrschenden Systemdruck auf den Anker des Magnetventils wirkt und derart eingestellt oder einstellbar ist, dass der Anker bei Anliegen eines Maximalwerts des Systemdrucks von dem Versorgungsventilsitz abhebt.
Der Versorgungsventilsitz ist zwischen einem Versorgungsanschluss und einem Arbeitsanschluss des Magnetventils angeordnet. Unter Versorgungsanschluss ist dabei derjenige Anschluss des Magnetventils zu verstehen, welcher Druckluft führt und über den bei durchgängig geschaltetem Magnetventil der Arbeitsanschluss mit Druckluft versorgt wird. Das Magnetventil kann demnach mit elektrischen Steuersignalen einer Steuereinheit gesteuert werden und wird daneben durch den Systemdruck bei Erreichen des Maximalwerts des Systemdrucks und dem damit ansprechenden Druckbegrenzungsmittel unabhängig von Stellbefehlen zwangsgesteuert.
Um ein selbsttätiges Schalten des Magnetventils bei Erreichen des vorgesehenen Maximalwerts des Systemdrucks zu gewährleisten, wird die auf den Anker des Magnetventils wirkende Rückstellkraft auf einen Öffnungsdruck des Ventils eingestellt, welcher dem vorgesehen Maximalwert des Systemdrucks entspricht. Bei Erreichen des Maximalwerts wird die auf den Anker wirkende Rückstellkraft überwunden und ein Durchtritt für die Druckluft am Versorgungsventilsitz ermöglicht.
Durch die Anordnung des Druckbegrenzungsmittels in einem Magnetventil, welches auf die Druckluftzufuhr zu Druckluft verbrauchenden Einrichtungen, insbesondere Druckluftaufbereitungseinrichtungen oder Luftfedersystemen, wirkt, kann in diesen Einrichtungen auf separate Druckbegrenzungseinrichtungen oder Sicherheitsventile verzichtet werden. Aufgrund der verringerten Anzahl von Ventilen können die Herstellungskosten der Druckluftaufbereitungseinrichtung bzw. einer Druckluft verbrauchenden Einrichtung reduziert werden. Darüber hinaus benötigen Einrichtungen mit dem erfindungsgemäßen Magnetventil einen kleineren Bauraum und haben ein geringeres Gewicht als bekannte Anordnungen mit separaten Druckbegrenzungs- bzw. Sicherheitsventilen.
Das erfindungsgemäß mit einem Druckbegrenzungsmittel versehene Magnetventil ist in einer Druckluftaufbereitungseinrichtung ein Vorsteuer-Magnetventil, mit dem eine Funktion mit Wirkung auf die Druckluftzufuhr gesteuert wird, indem das Vorsteuer-Magnetventil den Systemdruck durchschaltet.
Mit der Sicherheitsventilfunktion begrenzt das erfindungsgemäße Magnetventil mit Druckbegrenzungsmittel nicht nur den Druck in den Verbraucherkreisen, sondern auch den Druck in dem Lufttrockner, so dass durch Druck bedingte Beschädigungen beispielsweise einer Trocknerkartusche vermieden sind. Außerdem begrenzt das erfindungsgemäße Magnetventil auch den Druck des Kompressors und verhindert ein Überhitzen des Kompressors und die damit verbundene Gefahr der Bildung unerwünschter Crack-Produkte.
Das Druckbegrenzungsmittel in dem erfindungsgemäßen Magnetventil umfasst vorteilhaft die Rückstellfeder, welche auf den Anker des Magnetventils wirkt. Die Rückstellkraft der Rückstellfeder entspricht dabei dem Differenzbetrag der Druckkraft des vorgesehenen Maximalwerts des Systemdrucks und der auf den Anker in Richtung der Rückstellkraft wirkenden Kräfte, so dass das Magnetventil bei Anliegen des Maximalwerts des Systemdrucks pneumatisch anspricht. In einer einfachen Ausgestaltung hat die Rückstellfeder eine Federkraft, welche der Druckkraft des Systemdrucks auf den Anker bei Anliegen des Maximalwerts des Systemdrucks entspricht.
Um den Toleranzbereich des Ansprechdrucks des Magnetventils zu verkleinern, umfasst das Druckbegrenzungsmittel vorteilhaft ein auf die Vorspannung der Rückstellfeder wirkendes Distanzmittel. Dadurch können auch Magnetventile, die einen für den Anwendungsfall zu hohen Öffnungsdruck haben, genau auf den vorgesehenen Maximalwert des Systemdrucks zum Ansprechen des Magnetventils eingestellt werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist dabei an dem Anker des Magnetventils eine der Rückstellfeder entgegenwirkende Vorspannfeder angeordnet. Durch die Vorspannfeder mit einer entsprechenden auf den Anker wirkenden Federkraft kann der Öffnungsdruck genau eingestellt werden. Vorteilhaft umfasst das Distanzmittel dabei eine oder mehrere in dem Ventilgehäuse des Magnetventils angeordnete Distanzscheiben, an denen sich die Vorspannfeder abstützt, so dass durch Hinzufügen oder Entfernen von Distanzscheiben der mechanische Öffnungsdruck auf den jeweils vorgesehenen Maximalwert des Systemdrucks im konkreten Verwendungsfall insbesondere in einer Druckluftaufbereitungseinrichtung einstellbar ist.
Ist das Distanzmittel ein Stellgewinde, mit dem ein Ventilgehäuse des Magnetventils und eine Stellhülse, welche den Versorgungsventilsitz trägt, relativ zueinander beweglich verbunden sind, so kann die effektiv auf den Anker wirkende Rückstellkraft über die Lage des Versorgungsventilsitzes stufenlos eingestellt werden. Vorteilhaft ist dabei die Stellhülse mit dem Versorgungsventilsitz in das Ventilgehäuse des Magnetventils einschraubbar.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist das Magnetventil mit dem Druckbegrenzungsmittel als 3/2-Wegeventil ausgebildet, wobei eine dem Versorgungsventilsitz zugeordnete Versorgungskammer und eine Entlüftungskammer über einen Spalt zwischen dem Anker und einer Ankerführung in fluidischer Verbindung stehen. Durch die gedrosselte Entlüftung der Versorgungskammer über den engen Spalt kann das Magnetventil stufenlos öffnen, wobei der Signaldruck zur pneumatischen Steuerung des Steuerelements, bspw. des Entlüftungsventils in der Entlüftungsleitung einer Druckluftaufbereitungseinrichtung, steigt und dabei den mechanisch bedingten Ansprechdruck des Steuerelements, bspw. den Öffnungsdruck des Entlüftungsventils, stufenlos herabsetzt. Die Summe des Systemdrucks und des auf das Entlüftungsventil wirkenden Signaldrucks führen entgegen der mechanisch wirkenden Rückstellkraft zu einem Öffnen des angeschlossenen Entlüftungsventils.
Der Arbeitsanschluss, der über die Versorgungskammer mit dem Versorgungsventilsitz mit dem Versorgungsanschluss verbindbar ist und über eine Drucksteuerleitung das pneumatische Signal für das Steuerelement überträgt, wird bei Schließen des Versorgungsventilsitzes entlüftet. Die entlüftete und damit drucklose Drucksteuerleitung steht dadurch sofort für eine erneute pneumatische Signalübertragung zur Verfügung.
Um ein Durchschalten des Magnetventils bei Anliegen des vorgesehenen Maximalwerts des Systemdrucks zu erreichen, also einen Wechsel zwischen zwei Schaltstellungen des Magnetventils im Sinn eines Schwarz/Weiß-Schaltverhaltens, wird das Magnetventil so ausgestaltet, dass die Druckdifferenz auf den beiden Seiten des Versorgungsventilsitzes maximal ist. Dies wird vorteilhaft dadurch erreicht, dass die Versorgungskammer und die Entlüftungskammer gedrosselt verbunden sind. Die gedrosselte Ausbildung der Verbindung zwischen der Versorgungskammer und der Entlüftungskammer des Magnetventils sorgt dafür, dass sich unmittelbar nach dem Abheben des Ankers des Magnetventils von dem Versorgungsventilsitz unter dem Anker ein Staudruck entwickelt, welcher die Übertragung des pneumatischen Signals ermöglicht. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung stehen die Versorgungskammer und die Entlüftungskammer über einen Spalt zwischen dem Anker und einer Ankerführung in fluidischer Verbindung, welcher mit einem gegenüber dem Durchmesser des Versorgungsventilsitzes engen Drosselquerschnitt ausgebildet ist. Auf diese Weise ist bei einer kompakten Ausführung des Magnetventils eine Drosselung der fluidischen Verbindung zwischen Versorgungskammer und Entlüftungskammer gegeben.
Um einen raschen Aufbau von Staudruck in der Versorgungskammer und damit ein rasches Durchschalten des Ankers zu fördern, wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in einer fluidischen Verbindung zwischen der Versorgungskammer und einem Arbeitsanschluss des Magnetventils eine Drossel angeordnet.
Vorteilhaft wird der Versorgungsventilsitz mit einem kleineren Durchmesser ausgebildet als ein der Entlüftungskammer zugeordneter Entlüftungsventilsitz, wodurch sich eine Schaltspanne entsprechend der Druckdifferenz zwischen dem pneumatischen Öffnungsdruck des Magnetventils und dem Schließdruck ergibt. Dadurch kann das Magnetventil entsprechend einer sog. Governor-Funktion unabhängig von der elektrischen Ansteuerung den Durchfluss druckabhängig steuern. Die Governor-Funktion stellt dabei eine Rückfallebene zur Aufrechterhaltung der Betriebsfähigkeit des Magnetventils bzw. der mit dem Magnetventil ausgestatteten Einrichtung, insbesondere einer Druckluftaufbereitungseinrichtung, nach einem möglichen Ausfall der elektrischen Versorgung des Magnetventils zur Verfügung. Auf dem Entlüftungsventilsitz liegt der Anker in der zweiten Schaltstellung auf, in welcher der Anker den Versorgungsventilsitz zur Durchschaltung des pneumatischen Signals freigibt. Die Durchmesser der Ventilsitze und die Federkräfte der Rückstellfeder und ggf. der Vorspannfeder werden so gewählt, dass sich ein gewünschtes Betriebsdruckfenster entsprechend dem Öffnungs- und Schließdruck des Magnetventils ergibt. Damit arbeitet das erfindungsgemäße Magnetventil wie ein herkömmliches Governor-Ventil und kann in einer Druckluftaufbereitungseinrichtung - wie nachfolgend näher erläutert ist - mit und ohne elektrische Versorgung die Druckluftzufuhr und/oder die Regeneration eines Lufttrockners steuern.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Magnetventils in einer Druckluftaufbereitungseinrichtung zur Steuerung der Druckluftzufuhr in eine Systemdruckleitung. Dabei kann das erfindungsgemäße Magnetventil sowohl zur Steuerung des Kompressors oder zur Steuerung einer Regeneration eines Lufttrockners verwendet werden. Das Magnetventil wird dabei als Vorsteuerventil für ein pneumatisch betätigbares Steuerelement verwendet.
Das Magnetventil schaltet bei Beaufschlagung mit einem Öffnungsdruck, der dem vorgesehenen Maximalwert des Systemdrucks der Druckluftaufbereitungseinrichtung entspricht, selbsttätig. Dafür werden in der Druckluftaufbereitungseinrichtung solche Magnetventile verwendet, welche durch das Druckbegrenzungsmittel einen Öffnungsdruck entsprechend dem vorgesehen Maximalwert des Systemdrucks aufweisen. Der vorgesehene Maximalwert des Systemdrucks richtet sich dabei nach den Bedürfnissen und Anforderungen der angeschlossenen Druckluftverbraucherkreise, beispielsweise eines Luftfedersystems. Die erfindungsgemäße Eigenschaft des Magnetventils, bei Vorliegen des Maximalwerts des Systemdrucks selbsttätig zu öffnen, kann auf einfache Weise erreicht werden, indem bei der Herstellung des Magnetventils Rückstellfedern mit einer Rückstellkraft entsprechend dem vorgesehenen Maximalwert des Systemdrucks ausgewählt und angeordnet werden und/oder Einrichtungen zur Einstellung der Rückstellkraft vorgesehen werden.
Durch das Druckbegrenzungsmittel im Magnetventil wird der Druck in der Systemdruckleitung begrenzt und damit die Systemkomponenten geschützt. Sobald der Druck in der Systemdruckleitung den Maximalwert überschreitet, wird die Systemdruckleitung durch Abheben des Ankers von dem Versorgungsventilsitz des Magnetventils mit dem an das Magnetventil angeschlossenen Steuerelement verbunden, wodurch die Druckluftzufuhr in die Systemdruckleitung unterbunden wird.
Darüber hinaus ist durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Magnetventils mit dem Druckbegrenzungsmittel, welches auf den Maximalwert des Systemdrucks der Druckluftaufbereitungseinrichtung abgestimmt ist, grundsätzlich die Möglichkeit eines Weiterbetriebs der Druckluftaufbereitungseinrichtung bei einem möglichen Ausfall der elektrischen Versorgung der Magnetventile gegeben (Limp-Home-Funktion). Die pneumatische Druckbegrenzung wirkt nämlich durch die erfindungsgemäße Anordnung im Magnetventil auf dasselbe Ventilglied, mit dem im elektrischen Betrieb die Druckluftzufuhr in die Systemdruckleitung steuerbar ist. Das Magnetventil, an das das pneumatisch betätigbare Steuerelement mit Wirkung auf die Druckluftzufuhr angeschlossen ist, spricht unabhängig von der elektrischen Versorgung und daher auch nach dessen Ausfall bei Erreichen des Maximalwerts des Systemdrucks an. Der Systemdruck wird dadurch bei Erreichen des Maximalwerts durch selbsttätiges Ansprechen des Magnetventils mechanisch zwangsgesteuert. Auch bei Ausfall elektrischer Versorgung ist daher ein Überschreiten des Maximalwerts ausgeschlossen ist, so dass eine Rückfallebene bei Ausfall elektrischer Ventilbetätigung gegeben ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist durch das vom Magnetventil gesteuerte Steuerelement die Druckluftzufuhr vom Kompressor ein- und ausschaltbar. Als Magnetventil für die Kompressorsteuerung wird nach der Erfindung ein direkt gesteuertes Magnetventil verwendet, welches bei Beaufschlagung mit dem vorgesehenen Maximalwert des Systemdrucks der Druckluftaufbereitungseinrichtung selbsttätig schaltet. Das Steuerelement kann dabei ein pneumatischer Steuerschalter des Kompressors, eine Kompressorkupplung, ein pneumatisches Ventil in der Druckleitung oder jede andere Art von Zufuhrsteuerelement sein, mittels dem bei pneumatischer Betätigung durch das Magnetventil für die Kompressorsteuerung die Zufuhr des Druckluftstroms in die Druckleitung unterbunden wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Steuerelement ein pneumatisch betätigbares Entlüftungsventil, welches in einer in Förderrichtung vor der Aufbereitungseinheit aus der Druckleitung abzweigenden Entlüftungsleitung angeordnet ist. Wird das Magnetventil, von dem das Entlüftungsventil gesteuert wird, in die durchgängige Stellung geschaltet, indem der Anker des Ventils von dem Versorgungsventilsitz abhebt, öffnet das Entlüftungsventil die Entlüftungsleitung, so dass die Druckleitung entlüftet wird und daher keine Druckluftzufuhr in die Systemdruckleitung erfolgt. Die Erfindung hat dabei erkannt, dass nicht nur durch Abschaltung des Kompressors mit dem erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsmittel im Magnetventil, sondern auch durch Öffnen der Entlüftungsleitung die Druckluftförderung in die Systemdruckleitung abgestellt wird. Auch als Magnetventil zur Vorsteuerung des Entlüftungsventils kann daher erfindungsgemäß ein Magnetventil verwendet werden, welches bei Beaufschlagung mit einem Druck, der dem vorgesehenen Maximalwert des Systemdrucks der Druckluftaufbereitungseinrichtung entspricht, selbsttätig schaltet, um den Systemdruck in der Systemdruckleitung zu begrenzen und damit die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu lösen.
Besonders vorteilhaft wird durch das dem Entlüftungsventil zugeordnete Magnetventil gleichzeitig eine Regenerationsleitung gesteuert, welche in Förderrichtung des Kompressors hinter der Aufbereitungseinheit in die Druckleitung einmündet. Auf diese Weise wird bei einer Betätigung des Magnetventils und entsprechendem Abheben des Ankers von dem Versorgungsventilsitz die Regenerationsleitung geöffnet, so dass trockene Luft aus den Systembehältern über die Systemdruckleitung und die geöffnete Regenerationsleitung durch die Aufbereitungseinheit strömt und dabei den Trockner der Aufbereitungseinheit regeneriert. Der Regenerationsluftstrom wird über die gleichzeitig geöffnete Entlüftungsleitung abgeführt. Das Magnetventil steuert somit über das Entlüftungsventil die Regeneration des Lufttrockners.
Die Erfindung hat erkannt, dass für eine pneumatisch wirkende Begrenzung der Druckluftzufuhr mit einem erfindungsgemäßen Magnetventil jene Ventile herangezogen werden können, welche die Regeneration des Lufttrockners steuern. Bei Einleitung einer Regeneration des Lufttrockners muss nämlich die Entlüftungsleitung geöffnet werden, so dass während der Regenration auch die Druckluftförderung in die Systemdruckleitung abgestellt ist. Als Magnetventil zur Regenerationssteuerung wird daher erfindungsgemäß ein Magnetventil verwendet, welches bei Beaufschlagung mit einem Druck, der dem vorgesehenen Maximalwert des Systemdrucks der Druckluftaufbereitungseinrichtung entspricht, selbsttätig schaltet. Sowohl durch elektrische Betätigung als auch durch mechanisches Ansprechen des Druckbegrenzungsmittels unterbindet das Magnetventil für die Regenerationssteuerung also durch Entlüften der Druckleitung eine weitere Druckluftzufuhr in die Systemdruckleitung.
Vorteilhaft ist an die Systemdruckleitung ein Luftfedersystem eines Fahrzeugs angeschlossen, wobei der Maximalwert des Systemdrucks, auf den das Druckbegrenzungsmittel des Magnetventils eingestellt ist, einem Höchstdruck des Luftfedersystems entspricht. Dadurch wird sichergestellt, dass das Druckniveau in dem Luftfedersystem nicht den vorgesehenen Höchstdruck des Luftfedersystems überschreiten kann, so dass Anforderungen an den sicheren Betrieb der Luftfeder erfüllt sind. Wenn sich bei einem Wechsel der Fahrbedingungen eines Fahrzeugs Druckspitzen in den Federbälgen des Luftfedersystems ergeben sollten, spricht das Druckbegrenzungsmittel des Magnetventils bei jeder Überschreitung des Maximalwerts des Systemdrucks an und leitet die Regeneration des Lufttrockners ein. Die dabei zum Lufttrockner zurück strömende Druckluft reduziert dabei das Druckniveau im Luftfedersystem. Das Magnetventil für die Regenerationssteuerung begrenzt damit nicht nur den Systemdruck, sondern erlaubt auch ein Abströmen von Druckluft aus dem Luftfedersystem. Sie übernimmt somit neben der Druckbegrenzung auch die Funktion separater Sicherheitsventile in bekannten Luftfedersystemen.
Durch das erfindungsgemäße mechanische Öffnen unabhängig von der elektrischen Versorgung integriert die erfindungsgemäße Anordnung des Druckbegrenzungsmittels in das Magnetventil für die Regenerationssteuerung außerdem eine mechanische Rückfallebene bei einem Ausfall der elektrischen Versorgung des Magnetventils in die Druckluftaufbereitungseinrichtung. Unabhängig von der elektrischen Stromversorgung öffnet das Druckbegrenzungsmittel das Magnetventil für die Regenerationssteuerung und leitet somit regelmäßig eine Regeneration des Lufttrockners ein, wenn der vorgesehene Maximalwert des Systemdrucks in der Systemdruckleitung erreicht wird.
Außerdem beendet das Magnetventil für die Regenerationssteuerung die Regeneration und schließt das Entlüftungsventil, sobald der Druck im System unter den Einschaltdruck gesunken ist, wodurch ein neues Fördern ins System gestartet wird. Auf diese Weise kann selbst bei einem Störfall in der elektrischen Stromversorgung ein Notbetrieb der Druckluftaufbereitungseinrichtung und damit des Fahrzeugs aufrechterhalten werden, bis eine Werkstatt aufgesucht werden kann. Das Magnetventil für die Regenerationssteuerung ermöglicht im Notbetrieb einen regelmäßigen Wechsel zwischen einem Regenerationsbetrieb und einem Förderbetrieb, wobei ein erhöhter Luftverbrauch zugunsten der Aufrechterhaltung des Betriebs des Fahrzeugs hingenommen wird.
Das erfindungsgemäße Magnetventil mit Druckbegrenzungsmitteln stellt somit bei einer Verwendung als Magnetventil für die Regenerationssteuerung eine Governor-Funktion bereit, also eine druckabhängige Steuerung neben einer elektrischen Steuerung. Es kann daher auf separate Governor-Einrichtungen verzichtet werden und die entsprechenden zusätzlichen Kosten der Druckluftaufbereitungseinrichtung vermieden werden.
Ist ein separates pneumatisches Governor-Ventil vorgesehen, welches in einer Verbindung zwischen der Systemdruckleitung und der Regenerationsdruckleitung und/oder dem Entlüftungsventil angeordnet ist, so kann das erfindungsgemäß Druck begrenzende Magnetventil mit kleinen Querschnitten ausgestaltet werden, da es allein die Signalübertragung an das angeschlossene Steuerelement sichern muss. Das Governor-Ventil wird durch das Magnetventil vorgesteuert und pneumatisch betätigt, sobald das Magnetventil schaltet, das heißt elektrisch betätigt wird oder bei Erreichen des Maximalwerts des Systemdrucks in der Systemdruckleitung selbsttätig mechanisch anspricht.
Vorteilhaft wird der Öffnungsdruck des Magnetventils durch entsprechende Einstellung der Rückstellkraft höher gewählt bzw. eingestellt als ein Betriebsdruckbereich, innerhalb welchem das Magnetventil die Druckluftzufuhr in einem elektrischen Betrieb steuert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass im elektrischen Normalbetrieb die Druckluftzufuhr gezielt über elektrische Stellsignale in einem optimalen Betriebsdruckbereich gesteuert werden kann. Die druckabhängige Steuerung beeinflusst als Rückfallebene (Limp-Home-Funktion) bei Ausfall der elektrischen Stromversorgung nicht den elektrischen Steuerbetrieb, da der Öffnungsdruck des Magnetventils außerhalb des Betriebsdruckbereichs liegt.
Der mechanische Öffnungsdruck des Magnetventils, d.h. der vorgesehene Maximalwert des Systemdrucks in der Systemdruckleitung, liegt vorteilhaft nur geringfügig über der oberen Grenze des Betriebsdruckbereichs, so dass einerseits die Druckbegrenzung realisiert ist. Andererseits wird auch bei Ausfall der elektrischen Stromversorgung und Zwangssteuerung über die Druckbegrenzung der optimale Betriebsdruckbereich nicht wesentlich verlassen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den Ausführungsbeispielen, die nachstehend anhand der Zeichnung erläutert sind. Es zeigen:

1 ein pneumatisches Schaltbild einer Druckluftaufbereitungseinrichtung,
2 ein pneumatisches Schaltbild einer weiteren Druckluftaufbereitungseinrichtung,
3 eine Schnittdarstellung eines Magnetventils für eine Druckluftaufbereitungseinrichtung nach 1 oder 2,
4 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Magnetventils für eine Druckluftaufbereitungseinrichtung nach 1 oder 2 und
5 eine graphische Darstellung des Verlaufs des Systemdrucks und der elektrischen Ansteuerung der Magnetventile einer Druckluftaufbereitungseinrichtung.

1 zeigt eine Druckluftaufbereitungseinrichtung 1 mit einer Druckleitung 2, an die ein Kompressor 3 angeschlossen ist. In der Druckleitung 2 ist eine Aufbereitungseinheit 4 angeordnet, welche einen Lufttrockner 5 umfasst. Der Lufttrockner 5 entzieht der vom Kompressor 3 zugeführten Druckluft die darin enthaltene Feuchtigkeit und Schmutzpartikelfracht. Zusätzlich kann die Aufbereitungseinheit 4 noch weitere Einrichtungen zur Aufbereitung der zugeführten Druckluft enthalten, bspw. ein Filter.
An die Druckleitung 2 ist eine Systemdruckleitung 6 angeschlossen, in welche die über die Aufbereitungseinheit 4 geführte Druckluft förderbar ist und welche durch ein Rückschlagventil 7 gegen Rückströmung von trockener Druckluft in die Druckleitung 2 gesichert ist.
Aus der Systemdruckleitung 6 werden im gezeigten Ausführungsbeispiel sowohl Betriebsbremskreise B1, B2 eines nicht dargestellten Fahrzeugs als auch dessen elektronisch gesteuertes Luftfedersystem (ECAS) gespeist. Zusätzlich können auch weitere Druckluftverbraucherkreise an die Systemdruckleitung 6 angeschlossen sein. In nicht gezeigten Ausführungsbeispielen sind an die Systemdruckleitung ausschließlich Betriebsbremskreise angeschlossen oder die Druckluftaufbereitungseinrichtung ist allein einem Luftfedersystem zugeordnet.
Die Druckluftaufbereitungseinrichtung 1 weist eine Entlüftungsleitung 8 auf, welche in Förderrichtung 9 des Kompressors 3 vor dem Lufttrockner 5 aus der Druckleitung 2 abzweigt. Die Entlüftungsleitung 8 mündet in die Umgebung oder in eine nicht dargestellte Entlüftungseinrichtung, welche in der Darstellung durch einen Schalldämpfer 10 repräsentiert ist.
In Förderrichtung 9 hinter dem Lufttrockner 5 mündet in die Druckleitung 2 eine Regenerationsleitung 11, welche über ein unten näher beschriebenes Magnetventil 12 für die Regenerationssteuerung mit der Systemdruckleitung 6 verbindbar ist. In der Regenerationsleitung 11 sind ein Rückschlagventil 13 und eine Drossel 14 angeordnet. Das Rückschlagventil 13 sichert dabei eine Durchströmbarkeit der Regenerationsleitung 11 ausschließlich in Richtung der Druckleitung 2. Gibt das Magnetventil 12 für die Regenerationssteuerung die Regenerationsleitung 11 frei, so kann trockene Luft aus den Systembehältern der Druckluftverbraucherkreise über die Regenerationsleitung 11 strömen und wird von der Drossel 14 vor dem Eintritt in den Lufttrockner 5 entspannt.
Die Regenerationsluft durchströmt den Lufttrockner 5 entgegen der Förderrichtung 9 des Kompressors 3 und wird durch die Entlüftungsleitung 8 abgeführt, welche zu diesem Zweck geöffnet wird. Dazu ist in der Entlüftungsleitung 8 ein pneumatisch betätigbares Entlüftungsventil 15 angeordnet, welches im unbetätigten Zustand die Entlüftungsleitung 8 sperrt. Der pneumatische Steuereingang 16 des Entlüftungsventils 15 ist über eine Drucksteuerleitung 17 mit der Regenerationsleitung 11 verbunden. Gibt das für die Regenerationssteuerung verwendete Magnetventil 12 die Regenerationsleitung 11 frei, so wird gleichzeitig das Entlüftungsventil 15 betätigt, so dass die Druckleitung 2 entlüftet wird und die Regenerationsluft nach der Regeneration des Lufttrockners 5 über die Entlüftungsleitung 8 abströmen kann.
Das Entlüftungsventil 15 und der Abschnitt der Entlüftungsleitung 8 zwischen dem Entlüftungsventil 15 und der Druckleitung 2 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel Teil der Aufbereitungseinheit 4. Die Baugruppe der Aufbereitungseinheit 4 umfasst neben dem Entlüftungsventil 15 und dem Lufttrockner 5 auch die Rückschlagventile 7, 13 in der Systemdruckleitung 6 bzw. der Regenerationsleitung 11 sowie auch die Drossel 14. Auch die Drucksteuerleitung 17 für das Entlüftungsventil 15 ist in der Aufbereitungseinheit 4 untergebracht. Die Aufbereitungseinheit 4 weist einen der Regenerationsleitung 11 zugeordneten Anschluss 18 zum Anschluss des Magnetventils 12 für die Regenerationssteuerung auf. Ein Anschluss 19 der Aufbereitungseinheit 4 ist dem Entlüftungsventil 15 zugeordnet und wird in der Druckluftaufbereitungseinrichtung 1 mit dem Schalldämpfer 10 bzw. einer entsprechenden Entlüftungsanlage verbunden.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die beschriebene Gestaltung der Aufbereitungseinheit 4 beschränkt. Vielmehr kann insbesondere der Lufttrockner 5 in der Druckleitung 2 ein Bauteil ohne integrierte Ventile sein bzw. der Lufttrockner 5 allein die Aufbereitungseinheit bilden, wobei die weiteren Bauteile der oben beschriebenen Bauteile der Aufbereitungseinheit 4 baulich unabhängig vom Lufttrockner 5 angeordnet sein können.
Die Druckluftzufuhr vom Kompressor 3 ist mittels eines pneumatischen Zufuhrsteuerelements ein- und ausschaltbar, welches in Abhängigkeit von der Schaltstellung eines Magnetventils 20 für die Kompressorsteuerung mit der Systemdruckleitung 6 verbindbar ist. Das pneumatische Steuerelement ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein druckbetätigbarer Steuerschalter 21 des Kompressors, welcher über eine Drucksteuerleitung 22 mit dem Magnetventil 20 für die Kompressorsteuerung verbunden ist.
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel steuert das Magnetventil 12 für die Regenerationssteuerung das Entlüftungsventil 15 und die Regenerationsleitung 11 mit der darin angeordneten Drossel und Rückschlagventil zweigt unabhängig von dem Magnetventil 12 aus der Systemdruckleitung 6 ab. In einem weiteren Ausführungsbeispiel steuert das Magnetventil 20 für die Kompressorsteuerung zusätzlich zum Kompressor das Entlüftungsventil, wobei das Magnetventil 12 für die Regenerationssteuerung die Regenerationsleitung 11 beherrscht.
Sowohl das Magnetventil 12 für die Regenerationssteuerung als auch das Magnetventil 20 für die Kompressorsteuerung sind als 3/2-Wegeventil ausgebildet. Der Versorgungsanschluss 23 des Magnetventils 12 für die Regenerationssteuerung und der Versorgungsanschluss 24 des Magnetventils 20 für die Kompressorsteuerung sind an die Systemdruckleitung 6 angeschlossen. Jedes Magnetventil 12, 20 weist einen Entlüftungsanschluss 25, 26 auf, welcher mit der Entlüftungsleitung 8 verbunden ist. In der gezeigten unbestromten Schaltstellung der Magnetventile 12, 20 ist der jeweilige Arbeitsanschluss 29, 30 mit dem jeweiligen Entlüftungsanschluss 25, 26 verbunden. Wird das jeweilige Magnetventil 12, 20 elektrisch betätigt, so wechselt das Magnetventil 12, 20 entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellfeder 27, 28 in die zweite Schaltstellung, in der eine Verbindung des Arbeitsanschlusses 29, 30 mit dem Versorgungsanschluss 23, 24 besteht, also der Systemdruck durchgeschaltet ist.
Wird das Magnetventil 12 für die Regenerationssteuerung elektrisch betätigt, so wird die Regenerationsleitung 11 mit der Systemdruckleitung 6 verbunden und der in der Regenerationsleitung 11 herrschende Systemdruck über die Drucksteuerleitung 17 zum Entlüftungsventil 15 durchgeschaltet. Wird das Magnetventil 20 für die Kompressorsteuerung elektrisch betätigt, so wird die Drucksteuerleitung 22 mit der Systemdruckleitung 6 verbunden und der Systemdruck zum pneumatischen Steuerschalter 21 des Kompressors 3 durchgeschaltet und der Kompressor 3 abgeschaltet.
Sowohl das Magnetventil 12 für die Regenerationssteuerung als auch das Magnetventil 20 für die Kompressorsteuerung veranlassen somit bei Betätigung eine Abschaltung der Druckluftzufuhr in die Systemdruckleitung 6, so dass der Systemdruck nicht weiter ansteigt. Bei einer Betätigung des Magnetventils 12 für die Regenerationssteuerung wird nämlich die Druckleitung 2 vor dem Lufttrockner 5 entlüftet, so dass keine Druckluft in die Systemdruckleitung 6 gelangen kann. Vielmehr wird der Lufttrockner von trockener Luft aus der Regenerationsleitung 11 entgegen der Förderrichtung 9 des Kompressors durchströmt. Bei einer Betätigung des Magnetventils 20 für die Kompressorsteuerung wird der Kompressor 3 abgeschaltet, so dass gleichfalls keine Druckluft in die Systemdruckleitung 6 gefördert wird.
Die Wirkung der Betätigung der Magnetventile 12, 20 auf den Systemdruck in der Systemdruckleitung 6 ist in einem beispielhaft dargestellten Druckverlauf in 5 dargestellt. In dem graphischen Schaubild gemäß 5 sind neben dem Verlauf des Systemdrucks Psys der Verlauf des Betätigungsstroms IR für das Magnetventil für die Regenerationssteuerung und der Betätigungsstrom IK für das Magnetventil für die Kompressorsteuerung dargestellt. Die Betätigungsströme IR, IK sind dabei entweder in einem eingeschalteten Status + oder einem ausgeschalteten Status -.
In einem ersten Zeitintervall F befindet sich die Druckluftaufbereitungseinrichtung im Förderbetrieb, wobei der Kompressor eingeschaltet ist und Druckluft über die Aufbereitungseinheit in die Systemdruckleitung fördert. Dem entsprechend steigt der Systemdruck Psys tendenziell an, wobei zwischenzeitlich und beispielhaft der Systemdruck Psys fällt, was einen Druckluftverbrauch durch die an die Systemdruckleitung 6 angeschlossenen Druckluftverbraucherkreise repräsentiert. Zur Regeneration des Lufttrockners wird im Zeitintervall R der Betätigungsstrom IR für das Magnetventil für die Regenerationssteuerung eingeschaltet. Dadurch wird die Regenerationsleitung und die Entlüftungsleitung geöffnet, so dass Druckluft aus der Systemdruckleitung entgegen der Förderrichtung des Kompressors durch den Lufttrockner strömt. Dabei fällt der Systemdruck Psys bis zum Ende des Regenerationsvorgangs. Am Ende des Zeitintervalls R für die Regeneration wird der Betätigungsstrom IR für das Magnetventil für die Regenerationssteuerung wieder abgeschaltet, wodurch die Druckluftaufbereitungseinrichtung wieder die Betriebsart im anschließenden Zeitintervall F wechselt und beispielsweise in den Förderbetrieb schaltet.
Der Systemdruck Psys wird innerhalb eines Betriebsdruckbereichs gesteuert, welcher durch einen oberen Abschaltdruck PA begrenzt ist. Sobald der Systemdruck Psys den Abschaltwert PA erreicht, wird dem Magnetventil für die Kompressorsteuerung im Zeitintervall A der Betätigungsstrom IK zugeführt, so dass der Kompressor abgeschaltet wird. Sobald durch Verbrauch von Druckluft der Systemdruck Psys wieder fällt, wird der Betätigungsstrom IK für das Magnetventil für die Kompressorsteuerung wieder abgeschaltet, so dass sich der Kompressor wieder einschaltet und im Zeitintervall F wieder Druckluft in die Systemdruckleitung fördert.
Der dargestellte Verlauf des Systemdrucks Psys ist beispielhaft. Insbesondere kann auch innerhalb des Betriebsdruckbereichs, d.h. unterhalb des Abschaltwerts PA eine Abschaltung des Kompressors erfolgen, bspw. wenn dies in bestimmten Fahrsituationen des Fahrzeugs Kraftstoffersparnis verspricht.
Als wenigstens eines der Magnetventile 12, 20, welche die Druckluftzufuhr zur Systemdruckleitung 6 steuern, wird ein direktgesteuertes elektrisches Magnetventil verwendet, welches bei Anliegen eines Öffnungsdrucks, der dem vorgesehenen Maximalwert Pmax des Systemdrucks Psys der Druckluftaufbereitungseinrichtung entspricht, selbsttätig schaltet. Dafür weist das jeweilige Magnetventil ein Druckbegrenzungsmittel auf, welches nachstehend noch näher anhand der 3 und 4 beschrieben ist. Das betreffende Magnetventil und sein Druckbegrenzungsmittel sind derartig ausgebildet, dass das Magnetventil bei Anliegen eines Maximalwerts Pmax (5) den Versorgungsventilsitz öffnet, den Systemdruck durchschaltet und damit die Druckluftzufuhr zur Systemdruckleitung 6 unterbindet.
Sowohl das Magnetventil für die Regenerationssteuerung als auch das Magnetventil für die Kompressorsteuerung sind dabei für die Anordnung eines Druckbegrenzungsmittels geeignet, um den Systemdruck Psys auf den Maximalwert Pmax zu begrenzen, da beide Magnetventile bei Betätigung die Druckluftzufuhr in die Systemdruckleitung abschalten. Ohne weitere Druckluftzufuhr steigt der Systemdruck Psys nicht weiter an und wird damit effektiv auf den Maximalwert Pmax begrenzt, bei dem das Druckbegrenzungsmittel in dem Magnetventil anspricht.
Das Druckbegrenzungsmittel ist derart ausgebildet, dass der Anker des Magnetventils bei Anliegen des Maximalwerts Pmax des Systemdrucks Psys von dem Versorgungsventilsitz abhebt. Wie in 5 dargestellt ist, liegt der Maximalwert Pmax oberhalb des Abschaltwerts PA, bei dem im elektrischen Betrieb die Druckluftzufuhr durch Abschalten des Kompressors unterbunden wird. Auf diese Weise ist der Systemdruck Psys im elektrischen Steuerbetrieb bis zum Abschaltwert PA frei steuerbar, da das Druckbegrenzungsmittel erst außerhalb des Betriebsdruckbereichs anspricht. Bleiben die Magnetventile auch bei Erreichen des Abschaltdrucks PA unbetätigt, bspw. bei einem Ausfall 31 der elektrischen Versorgung der Magnetventile, kann der Systemdruck Psys bei eingeschaltetem Kompressor über den Abschaltdruck PA hinaus steigen. Das Druckbegrenzungsmittel in dem Magnetventil verhindert jedoch ein weiteres Ansteigen des Systemdrucks Psys bei Erreichen des Maximalwerts Pmax durch Abschalten der Druckluftzufuhr.
Die Lage des Maximalwerts Pmax des Systemdrucks Psys oberhalb des Abschaltdrucks PA für die elektrische Steuerung des Systemdrucks stellt insbesondere für den Fall des Ausfalls 31 der elektrischen Stromversorgung sicher, dass der Systemdruck Psys nicht den vorgesehenen Maximalwert Pmax übersteigt. Der Maximalwert Pmax wird an dem Druckbegrenzungsmittel so eingestellt, dass der Systemdruck den gegebenen Höchstdruck des elektrisch gesteuerten Luftfedersystems (ECAS) nicht übersteigt. Dadurch werden die Anforderungen an den sicheren Betrieb des Luftfedersystems (ECAS) sichergestellt. Der Maximalwert Pmax des Systemdrucks Psys wird je nach Einsatzfall und Auslegung der Druckluftaufbereitungseinrichtung in einem Fenster zwischen etwa 10 und 20 bar, im Ausführungsbeispiel auf 15 bar, eingestellt. Der Höchstdruck im Luftfedersystem ist vorteilhaft höher als das Druckniveau der anderen Druckluftverbraucherkreise.
Der Maximalwert Pmax des Systemdrucks Psys liegt knapp oberhalb des Abschaltwerts PA, so dass einerseits auch bei Stromausfall der für die Druckluftverbraucherkreise vorgesehene maximale Systemdruck nicht überschritten wird und anderseits der Betriebsdruckbereich durch einen möglichst hohen Abschaltwert PA ausgeschöpft wird.
3 zeigt eine geschnittene Ansicht eines Magnetventils 12 für die Regenerationssteuerung gemäß den Ausführungsbeispielen von Druckluftaufbereitungseinrichtungen gemäß 1 oder 2. Alternativ oder zusätzlich kann aber auch das in 3 gezeigte Magnetventil in der Druckluftaufbereitungseinrichtung gemäß 1 als Magnetventil 20 für die Kompressorsteuerung eingesetzt werden.
Das Magnetventil 12 für die Regenerationssteuerung weist ein Druckbegrenzungsmittel auf und schaltet daher unabhängig von der elektrischen Betätigung bei Erreichen eines Maximalwerts des Systemdrucks in dem Versorgungsanschluss 23 pneumatisch. Dabei gibt das Magnetventil 12 für die Regenerationssteuerung eine fluidische Verbindung zwischen dem Versorgungsanschluss 23 und einem Arbeitsanschluss 29 frei. Das Magnetventil 12 weist einen Anker 32 auf, welcher längsbeweglich in einer Magnetspule 33 aufgenommen ist. Der Anker 32 ist dabei in einer rohrförmigen Ankerführung 34 längsbeweglich geführt. Der Anker 32 bildet das Ventilglied des Magnetventils 12 und liegt in der gezeigten ersten Schaltstellung ohne elektrische Betätigung auf einem dem Versorgungsanschluss 23 zugeordneten Versorgungsventilsitz 35 auf. Der Versorgungsventilsitz 35 liegt innerhalb einer Versorgungskammer 36, welche innerhalb eines Ventilgehäuses 37 begrenzt ist.
Wird der elektrische Betätigungsstrom an die Magnetspule 33 angelegt, so hebt die Magnetkraft der Magnetspule 33 den Anker 32 gegen die Rückstellkraft der Rückstellfeder 27 von dem Versorgungsventilsitz 35 ab. Auf diese Weise wird eine Strömungsverbindung zwischen dem Versorgungsanschluss 23 und einem Arbeitsanschluss 29 im Ventilgehäuse 37 freigegeben. Die Rückstellfeder 27 stützt sich im gezeigten Ausführungsbeispiel an einer radialen Schulter 38 der Ankerführung 34 ab.
Das Magnetventil 12 ist als 3/2-Wegeventil ausgebildet, wobei auf der dem Versorgungsventilsitz 35 gegenüberliegenden Seite des Ankers 32 ein Entlüftungsventilsitz 39 ausgebildet ist. Der Entlüftungsventilsitz 39 bildet den Endabschnitt des Entlüftungsanschlusses 25 des Magnetventils 12. In Einbaulage des Magnetventils 12 ist an den Entlüftungsanschluss 25 die Entlüftungsleitung der Druckluftaufbereitungseinrichtung angeschlossen. In der gezeigten ersten Schaltstellung ist zwischen dem Entlüftungsventilsitz 39 und dem Anker 32 eine Entlüftungskammer 41 ausgebildet, welche über einen Spalt 42 zwischen dem Anker 32 und der Ankerführung 34 mit der Versorgungskammer 36 fluidisch kommuniziert. In dieser Schaltstellung wird der Arbeitsanschluss 29 und die an den Arbeitsanschluss 29 angeschlossene Drucksteuerleitung entlüftet. Wird der Anker 32 durchgeschaltet, so liegt der Anker 32 auf dem Entlüftungsventilsitz 39 dichtend auf.
Die Rückstellfeder 27 ist Teil des Druckbegrenzungsmittels und derart ausgelegt, dass ihre Rückstellkraft bei Anliegen des vorgesehenen Maximalwerts des Systemdrucks der Druckluftaufbereitungseinrichtung überwunden wird und der Anker 32 von dem Versorgungsventilsitz 35 abhebt. Die Rückstellkraft der Rückstellfeder 27 entspricht der Differenz der Druckkraft des Maximalwerts des Systemdrucks und der auf den Anker 32 in Richtung der Rückstellkraft wirkenden Kräfte. Der mechanische Öffnungsdruck des unbestromten Magnetventils 12 ist durch ein Distanzmittel eingestellt, welches die effektive Rückstellkraft der Rückstellfeder 27 beeinflusst. Dies wird im Ausführungsbeispiel durch Einstellung der axialen Lage des Versorgungsventilsitzes 35 in Bewegungsrichtung des Ankers 32 erreicht. Durch das Distanzmittel kann der Öffnungsdruck des Magnetventils 12 genau auf den vorgesehenen Maximalwert des Systemdrucks der Druckluftaufbereitungseinrichtung eingestellt werden.
Das Distanzmittel ist ein Stellgewinde zwischen einem Ventilgehäuse 37 und einer Stellhülse 43, welche den Versorgungsventilsitz 35 trägt. Durch Relativbewegung der Stellhülse 43 gegenüber dem Ventilgehäuse 37 ist die Lage des Versorgungsventilsitzes 35 einstellbar. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Stellhülse in das Ventilgehäuse 37 einschraubbar. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Stellhülse 43 fest mit dem Gerätegehäuse des Magnetventils verbunden und das Ventilgehäuse 37 drehbar und einschraubbar, so dass die Lage des Versorgungsventilsitzes 35 einstellbar ist.
Die Lage des Versorgungsventilsitzes 35 kann auch bereits bei der Herstellung des Magnetventils 12 berücksichtigt werden.
Das Ventilgehäuse 37 ist als offene Kartusche ausgebildet, so dass die Stellhülse 43 von außen zugänglich ist. Die Stellhülse 43 ist dabei gegenüber dem Ventilgehäuse 37 abgedichtet. Über die Stellhülse 43 kann der Ventilsitz 35 variabel in der Versorgungskammer 36 verschoben werden und dadurch die Rückstellkraft der Rückstellfeder 27, d.h. der mechanische Öffnungsdruck des Magnetventils 12 eingestellt werden.
Der Spalt 42 zwischen dem Anker 32 und der Ankerführung 34 ist mit einem gegenüber dem Durchmesser des Versorgungsventilsitzes 35 engen Drosselquerschnitt ausgebildet und so schmal ausgeführt, dass die fluidische Verbindung zwischen der Versorgungskammer 36 und der Entlüftungskammer 41 gedrosselt ist. Dadurch entsteht nach dem Abheben des Ankers 32 von dem Versorgungsventilsitz 35 in der Versorgungskammer 36 ein Staudruck, welcher über den Arbeitsanschluss 29 auf das angeschlossene Steuerelement wirkt, also im Fall des Magnetventils 12 für die Regenerationssteuerung auf das Entlüftungsventil 15 (1). Der Staudruck liegt in der Drucksteuerleitung 17 zum Entlüftungsventil 15 an und setzt stufenlos den Öffnungsdruck des Entlüftungsventils herab.
Ein Durchschalten bei pneumatischer Betätigung des Magnetventils von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung, in der der Anker 32 den Entlüftungsventilsitz 39 abdichtet und den Systemdruck zum Arbeitsanschluss durchschaltet, wird durch derartige konstruktive Gestaltung erreicht, dass eine möglichst hohe Druckdifferenz zwischen der Versorgungskammer 36 und der Entlüftungskammer 41 vorliegt. Die zum Durchschalten erforderliche Druckdifferenz kann durch entsprechend schmale Ausgestaltung des Spaltes 42 erreicht werden. Darüber hinaus wird der rasche Aufbau von Staudruck in der Versorgungskammer 36 dadurch unterstützt, dass eine Verbindung zwischen der Versorgungskammer 36 und dem Arbeitsanschluss 29 als Drossel 44 ausgebildet ist.
Der Durchmesser D1 des Versorgungsventilsitzes 35 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel kleiner als der Durchmesser D2 des Entlüftungsventilsitzes 39. Durch die unterschiedlichen Durchmesser des Entlüftungsventilsitzes 39 und des Versorgungsventilsitzes 35 wird eine Schaltspanne geschaffen zwischen dem Maximalwert des Systemdrucks, bei dem das Magnetventil in die zweite Schaltstellung wechselt und den Versorgungsventilsitz 35 freigibt, und einem Schließdruck, bei dem das Magnetventil wieder in die erste Schaltstellung schaltet und dem Versorgungsventilsitz 35 abdichtet. Die Schaltspanne entspricht somit dem Maximalwert des Systemdrucks, bei dem das Magnetventil 12 öffnet, abzüglich dem Schließdruck. Die Schaltspanne wird dabei zusätzlich durch Hystereseerscheinungen unterstützt und wird durch geeignete Abstimmung der Durchmesser D1, D2 der Ventilsitze und der auf den Anker 32 wirkenden Federkräfte entsprechend dem gewünschten Maximal- und Schließdruck eingestellt.
Bei dem in 1 dargestellten Einsatz des Magnetventils 12 zur Steuerung der Regeneration des Lufttrockners bestimmt die Schaltspanne die Menge der zum Zweck der Regeneration durch den Lufttrockner zurückströmenden Regenerationsluftmenge. Die Schaltspanne, d.h. die Abstimmung der Durchmesser D1, D2 der Ventilsitze und der Federkräfte des Magnetventils 12 wird entsprechend dem jeweiligen Einsatzfall, d.h. der gewünschten Regenerationsluftmenge, gewählt. Mit einer derartigen Ausbildung übernimmt das Magnetventil 12 in einer Druckluftaufbereitungseinrichtung die Funktion eines druckabhängig gesteuerten Governor-Ventils zur Steuerung der Regeneration. Das Magnetventil 12 mit Druckbegrenzungsmittel und Governor-Funktion stellt nämlich eine mechanische Rückfallebene bei einem Ausfall der elektrischen Stromversorgung des Magnetventils 12 zur Verfügung (Limp-Home-Funktion) und regeneriert den Lufttrockner regelmäßig auch ohne elektrische Betätigung.
Die druckabhängige Steuerung des Magnetventils entsprechend der beschriebenen Schaltspanne stellt über die Governor-Funktion eine unabhängig funktionierende Steuerung neben die elektrische Betätigung des Magnetventils 12. Auch bei Ausfall der elektrischen Versorgung der Magnetventile oder der elektrischen Steuereinheit der Magnetventile wird die regelmäßige Regeneration des Lufttrockners sichergestellt und dadurch eine Weiterfahrt des Fahrzeugs ermöglicht. Zudem wird auch ohne separates Druckbegrenzungs- oder Sicherheitsventil der Systemdruck auf den vorgesehenen Maximalwert begrenzt, so dass ein sicherer Betrieb von elektrisch gesteuerten Luftfedersystemen gewährleistet ist.
Bei einer Anordnung des gezeigten Magnetventils für die Kompressorsteuerung können der Versorgungsventilsitz 35 und der Entlüftungsventilsitz 39 gleiche Durchmesser D1, D2 aufweisen, da die Integration der Governor-Funktion nicht erforderlich ist und die Funktion des Magnetventils als Sicherheitsventil zur Begrenzung des Systemdrucks ausreicht.
In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Magnetventil 12' mit einem Druckbegrenzungsmittel gezeigt, welches in der Druckluftaufbereitungseinrichtung gemäß 1 als Magnetventil 12 für die Regenerationssteuerung und/oder als Magnetventil 20 für die Kompressorsteuerung verwendet werden kann. Das Magnetventil 12' entspricht bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede dem Aufbau des Magnetventils 12 gemäß 3. Für gleiche Merkmale sind die jeweils gleichen Bezugszeichen wie in 3 verwendet.
Der Anker 32 des Magnetventils 12' wird von einer Rückstellfeder 27 innerhalb der Versorgungskammer 36 auf dem Versorgungsventilsitz 35 gehalten, welcher im Unterschied zu dem Magnetventil 12 gemäß 3 an einem in die Versorgungskammer 36 einragenden Sockel 45 eines geschlossenen Ventilgehäuses 46 ausgebildet ist. Der Sockel 45 erhebt sich aus einem Boden 47 des Ventilgehäuses 46.
Das Distanzmittel, welches auf die Vorspannung der Rückstellfeder 27 wirkt und damit den Öffnungsdruck des Magnetventils 12'entsprechend dem vorgesehenen Maximalwert des Systemdrucks der Druckluftaufbereitungseinrichtung bestimmt, umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Vorspannfeder 48. Die Vorspannfeder 48 stützt sich einerseits an dem Anker 32 und andererseits an dem Boden 47 des Ventilgehäuses 46 ab. Zwischen der Vorspannfeder 48 und dem Boden 47 sind eine oder mehrere Distanzscheiben 49 in das Ventilgehäuse 46 eingelegt. Durch die axiale Höhe der Distanzscheiben 49 wird die Vorspannung der Vorspannfeder 48 derart eingestellt, dass sie in Abstimmung mit der Rückstellkraft der Rückstellfeder 27 eine effektiv auf den Anker 32 wirkende Rückstellkraft generiert, welche dem vorgesehenen Öffnungsdruck des Magnetventils 12' entspricht.
Die Distanzschreiben 49 und die Vorspannfeder 48 können bei der Montage des Magnetventils 12' leicht in das Ventilgehäuse 46 eingelegt und über den Sockel 45 zentriert werden. Alternativ zu einer Montage einer Vorspannfeder 48 mit Distanzscheiben 49 kann auch bei der Herstellung des Magnetventils 12' eine Vorspannfeder 48 mit geeigneter Federcharakteristik eingesetzt werden. Die Distanzscheiben 49 können bedarfsweise zur Änderung und Einstellung des Öffnungsdrucks des Magnetventils 12' auch nachgerüstet werden.
Alternativ zur Ausgestaltung des Magnetventils 12, 12' für die Regenerationssteuerung mit einem Druckbegrenzungsmittel kann auch das Magnetventil 20 für die Kompressorsteuerung mit einem Druckbegrenzungsmittel zur Abschaltung der Druckluftzufuhr in die Systemdruckleitung 6 bei Erreichen des Maximalwerts des Systemdrucks ausgestattet sein.
2 zeigt ein pneumatisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Druckluftaufbereitungseinrichtung 1', welche bis auf die nachfolgend beschriebenen Unterschiede dem Aufbau der Druckluftaufbereitungseinrichtung 1 gemäß 1 entspricht. Für jeweils gleiche Merkmale sind die gleichen Bezugszeichen wie in 1 verwendet.
Die Druckaufbereitungseinrichtung 1' weist ein zusätzliches, druckabhängig gesteuertes Governor-Ventil 50 auf, welches als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist. Das Governor-Ventil 50 ist in einer Verbindung zwischen der Systemdruckleitung 6 und der Regenerationsleitung 11 sowie dem Entlüftungsventil 15 angeordnet und wird von dem Magnetventil 12 für die Regenerationssteuerung vorgesteuert. Für die Vorsteuerung ist ein Versorgungsanschluss 51 des Governor-Ventils 50 mit der Systemdruckleitung 6 verbunden und ein Entlüftungsanschluss 52 an die Entlüftungsleitung 8 angeschlossen. Ein Arbeitsanschluss 53 ist an die Regenerationsleitung 11 angeschlossen. Eine Rückstellfeder 54 hält das Governor-Ventil 50 in der gezeigten ersten Schaltstellung, in welcher der Arbeitsanschluss 53 mit dem Entlüftungsanschluss 52 verbunden ist und somit die Regenerationsleitung 11 entlüftet ist.
Ein pneumatischer Steuereingang 55 des Governor-Ventils 50 wirkt entgegen der Rückstellfeder 54 und ist über eine Vorsteuerleitung 56 an den Arbeitsanschluss 29 des Magnetventils 12 für die Regenerationssteuerung angeschlossen. Das Magnetventil 12 für die Regenerationssteuerung kann daher mit seiner durchgängigen Schaltstellung den Systemdruck über die Vorsteuerleitung 56 zum Steuereingang 55 des Governor-Ventils 50 durchschalten. Die Rückstellfeder 54 ist dabei derart ausgelegt, dass der Systemdruck die Rückstellkraft der Rückstellfeder 54 überwindet und das Governor-Ventil 50 in die zweite Schaltstellung zwingt.
Das Magnetventil 12 für die Regenerationssteuerung steuert in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Druckluftaufbereitungseinrichtung 1' die Öffnung der Regenerationsleitung 11 und damit auch des Entlüftungsventils 15 mittelbar über das pneumatisch betätigbare Governor-Ventil 50. Es ist dabei selbst nicht an die Regenerationsleitung 11 angeschlossen. Das Magnetventil 12 dient in der Druckluftaufbereitungseinrichtung 1' im Wesentlichen der pneumatischen Signalübertragung im Rahmen der Vorsteuerung des Governor-Ventils und benötigt für die Signalübertragung lediglich geringe Durchtrittsquerschnitte. Das Magnetventil 12 für die Regenerationssteuerung kann daher sehr klein und kostengünstig dimensioniert sein. Der Durchfluss von Regenerationsluft findet am Governor-Ventil 50 statt.
Das vorsteuernde und daher klein dimensionierbare Magnetventil 12 zur Regenerationssteuerung entspricht in seinem Aufbau dem Magnetventil gemäß 3 oder 4 und weist das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsmittel auf. Sobald der Systemdruck in der Systemdruckleitung 6 den durch das Druckbegrenzungsmittel bestimmten Maximalwert erreicht, schaltet das Magnetventil 12 den Systemdruck zum Governor-Ventil 50 durch, so dass eine Regeneration und dabei eine Abschaltung der weiteren Druckluftzufuhr in die Systemdruckleitung 6 eingeleitet wird.
Alle in der vorgenannten Figurenbeschreibung, in den Ansprüchen und in der Beschreibungseinleitung genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.

Claims

Elektrisch betätigbares Magnetventil für eine Druckluftaufbereitungseinrichtung, mit einem Anker (32), welcher beweglich in einer Magnetspule (33) aufgenommen ist und gegen die Rückstellkraft einer Rückstellfeder (27, 28) von einem Versorgungsventilsitz (35) abhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (12, 12', 20) ein Druckbegrenzungsmittel aufweist, welches gegen einen am Versorgungsventilsitz (35) herrschenden Systemdruck (Psys) auf den Anker (32) wirkt und derart eingestellt oder einstellbar ist, dass der Anker (32) bei Anliegen eines Maximalwerts (Pmax) des Systemdrucks (Psys) von dem Versorgungsventilsitz (35) abhebt.
Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsmittel die Rückstellfeder (27, 28) umfasst, wobei die Rückstellkraft der Rückstellfeder (27, 28) dem Differenzbetrag der Druckkraft des Maximalwerts (Pmax) des Systemdrucks und der auf den Anker (32) in Richtung der Rückstellkraft wirkenden Kräfte entspricht.
Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsmittel ein auf die Vorspannung der Rückstellfeder (27, 28) wirkendes Distanzmittel umfasst.
Magnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzmittel ein Stellgewinde ist, mit dem das Ventilgehäuse (37; 46) des Magnetventils (12, 12', 20) und eine Stellhülse (43), welche den Versorgungsventilsitz (35) trägt, relativ zueinander beweglich verbunden sind und/oder das Ventilgehäuse (37; 46) eine der Rückstellfeder (27, 28) entgegen auf den Anker (32) wirkende Vorspannfeder (48) umfasst, wobei die Vorspannung der Vorspannfeder (48) durch eine oder mehrere in dem Ventilgehäuse (37; 46) angeordnete Distanzscheiben (49) einstellbar ist, an denen sich die Vorspannfeder (48) abstützt.
Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (12, 12', 20) als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist, wobei eine dem Versorgungsventilsitz (35) zugeordnete Versorgungskammer (36) und eine Entlüftungskammer (41) über einen Spalt (42) zwischen dem Anker (32) und einer Ankerführung (34) in fluidischer Verbindung stehen.
Magnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungskammer (36) und die Entlüftungskammer (41) gedrosselt verbunden sind, wobei der Spalt (42) zwischen dem Anker (32) und der Ankerführung (34) mit einem gegenüber einem Durchmesser des Versorgungsventilsitzes (35) engen Drosselquerschnitt ausgebildet ist und/oder in einer Verbindung zwischen der Versorgungskammer (36) und einem Arbeitsanschluss (29, 30) des Magnetventils (12, 12', 20) eine Drossel (44) angeordnet ist, dass sich nach dem Öffnen des Versorgungsventilsitzes (35) ein Staudruck in der Versorgungskammer (36) aufbaut.
Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsventilsitz (35) mit einem kleineren Ventilsitzdurchmesser ausgebildet ist als ein der Entlüftungskammer (41) zugeordneter Entlüftungsventilsitz (39).
Druckluftaufbereitungseinrichtung mit wenigstens einem elektrisch betätigbaren Magnetventil (12, 12', 20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Druckleitung (2), an die eine Einrichtung zur Druckluftzufuhr, insbesondere ein Kompressor (3), anschließbar ist und in der eine Aufbereitungseinheit (4) angeordnet ist, mit einer an die Druckleitung (2) angeschlossenen Systemdruckleitung (6), in die Druckluft förderbar ist und welche gegen Rückströmung von Druckluft in die Druckleitung (2) gesichert ist, wobei die Druckluftzufuhr in die Systemdruckleitung (6) durch elektrische Betätigung des Magnetventils (12, 12', 20) über ein pneumatisch betätigbares Steuerelement steuerbar ist, welches in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Magnetventils (12, 12', 20) mit der Systemdruckleitung (6) verbindbar ist, und mit einem Druckbegrenzungsmittel, dem ein Maximalwert (Pmax) für den Systemdruck (Psys) in der Systemdruckleitung (6) vorgegeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (12, 12', 20) das Druckbegrenzungsmittel aufweist, wobei das Druckbegrenzungsmittel gegen den Systemdruck (Psys) auf einen Anker (32) des Magnetventils (12, 12', 20) wirkt und derart eingestellt oder einstellbar ist, dass der Anker (32) bei Anliegen eines Maximalwerts (Pmax) des Systemdrucks (Psys) von einem Versorgungsventilsitz (35) abhebt.
Druckluftaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch das vom Magnetventil (20) gesteuerte Steuerelement die Druckluftzufuhr vom Kompressor (3) ein- und ausschaltbar ist.
Druckluftaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement ein pneumatisch betätigbares Entlüftungsventil (15) ist, welches in einer in Förderrichtung (9) der Druckluft zur Systemdruckleitung (6) vor der Aufbereitungseinheit (4) aus der Druckleitung (2) abzweigenden Entlüftungsleitung (8) angeordnet ist.
Druckluftaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch das dem Entlüftungsventil (15) zugeordnete Magnetventil (12) gleichzeitig eine Regenerationsleitung (11) steuerbar ist, welche in Förderrichtung (9) hinter der Aufbereitungseinheit (4) in die Druckleitung (2) einmündet.
Druckluftaufbereitungseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass über das Magnetventil (12) ein pneumatisch betätigbares Governor-Ventil (50) vorsteuerbar ist, welches in einer Verbindung zwischen der Systemdruckleitung (6) und der Regenerationsleitung (11) und/oder dem Entlüftungsventil (15) angeordnet ist.
Verfahren zum Betrieb einer Druckluftaufbereitungseinrichtung mit wenigstens einem Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei über eine Druckleitung (2), an die eine Einrichtung zur Druckluftzufuhr, insbesondere ein Kompressor (3) anschließbar ist, Druckluft durch eine Aufbereitungseinheit (4) in eine Systemdruckleitung (6), welche gegen Rückströmung von Druckluft in die Druckleitung (2) gesichert ist, gefördert werden kann, wobei das Magnetventil (12, 12', 20) bei elektrischer Betätigung ein pneumatisch betätigbares Steuerelement steuert, welches in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Magnetventils (12, 12', 20) mit der Systemdruckleitung (6) verbunden und dadurch betätigt wird, und wobei der Systemdruck (Psys) in der Systemdruckleitung (6) auf einen vorgegebenen Maximalwert (Pmax) begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (12, 12', 20) den Systemdruck (Psys) begrenzt, wobei ein Anker (32) des Magnetventils (12, 12', 20) entgegen einer Rückstellkraft vom Systemdruck (Psys) beaufschlagt ist und bei Anliegen des Maximalwerts (Pmax) von einem Versorgungsventilsitz (35) abhebt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf den Anker (32) wirkende Rückstellkraft auf einen Öffnungsdruck des Magnetventils (12, 12', 20) eingestellt wird, welcher dem vorgesehenen Maximalwert (Pmax) in der Systemdruckleitung (6) entspricht, wobei der Maximalwert (Pmax) höher ist als ein Betriebdruckbereich, in dem das Magnetventil (12, 12', 20) die Druckluftzufuhr in einem elektrischen Betrieb steuert.
Fahrzeug mit einem elektrisch betätigbaren Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder einer Druckluftaufbereitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11.