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Die Erfindung betrifft einen Lufttrockner, beispielsweise für eine Druckluftaufbereitungsvorrichtung eines Fahrzeugs, bei dem ein eine Zuströmöffnung für zu trocknende Luft aufweisendes, von der zu trocknenden Luft durchströmbares Gehäuse mit einer Trocknungsmasse gefüllt ist, bei dem an einem Boden des Gehäuses ein darauf abgestütztes, von der Luft durchströmbares Vlies angeordnet ist, und bei dem unterhalb des Vlieses zumindest eine Ausströmöffnung zum Abströmen der getrockneten Luft vorhanden ist.
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Ein derartiger Lufttrockner ist aus der
DE 196 27 889 A1 bekannt. Bei diesem Lufttrockner ist ein Innentopf mit einem einen Ringraum bildenden Abstand in einem Außentopf durch eine Verrastung befestigt, die unter der Wirkung einer Druckfeder steht, wobei die Druckfeder zwischen einer Abschlusswand des Außentopfes und einer dieser zugewandten Begrenzungswand des Innentopfes angeordnet ist. Dabei ist der Außentopf in dem der Begrenzungswand gegenüberliegenden Endbereich durch einen Boden abgeschlossen, der den mit dem Ringraum in Verbindung stehenden Einlass für zu trocknende Luft und den mit einem Innenraum des Innentopfes in Verbindung stehenden Auslass für getrocknete Luft aufweist. Außerdem ist in dem Innentopf der mit einer Trocknungsmasse gefüllte und von der Luft durchströmbare Innenraum einerseits durch ein auf der Begrenzungswand abgestütztes Vlies und andererseits durch ein auf dem Boden abgestütztes Vlies begrenzt. An dem Boden ist auf der dem Innenraum zugewandten Seite eine Bodenscheibe vorgesehen, die gegenüber der Öffnung für den Auslass abgedichtet ist und ihrerseits Öffnungen für den Auslass aufweist. Die Bodenscheibe dient mit ihrem Umfangswulst als Abstützung und zur dichtenden Einspannung des den Innenraum bodenseitig begrenzenden Vlieses. Auf diese Weise wird verhindert, dass Trocknungsmassepartikel in den Raum unterhalb des Vlieses und von dort aus weiter in Richtung von Ventilen gelangen, um die Gefahr von Leckagen zu vermeiden. Bei diesem bekannten Lufttrockner handelt es sich um eine verhältnismäßig komplizierte Konstruktion, die allerdings den vorgesehenen Zweck erfüllt.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Abdichtung des Vlieses oberhalb der Öffnung zum Abströmen der getrockneten Luft zu vereinfachen und dennoch eine sichere Abdichtung gegen einen ausgangsseitigen Trocknungsmassedurchtritt zu gewährleisten, selbst wenn das Vlies mit größeren Toleranzen hinsichtlich seiner flächigen Ausdehnung hergestellt ist. Des Weiteren soll die Möglichkeit bestehen, ein vereinfachtes Gehäuse für den Lufttrockner verwenden zu können.
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Die Erfindung geht demnach aus von einem Lufttrockner, beispielsweise für eine Druckluftaufbereitungsvorrichtung eines Fahrzeugs, bei dem ein eine Zuströmöffnung für zu trocknende Luft aufweisendes, von der zu trocknenden Luft durchströmbares Gehäuse mit einer Trocknungsmasse gefüllt ist, bei dem an einem Boden des Gehäuses ein darauf abgestütztes, von der Luft durchströmbares Vlies angeordnet ist, und bei dem unterhalb des Vlieses zumindest eine Ausströmöffnung zum Abströmen der getrockneten Luft vorhanden ist.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist bei diesem Lufttrockner vorgesehen, dass eine Vliesscheibe ohne Einspannung auf den Boden des Gehäuses aufgelegt ist, und dass wenigstens am radialen Randbereich des Bodens wenigstens ein in die Vliesscheibe eindringender und/oder diese verformender, die Lage der Vliesscheibe relativ zum Boden des Gehäuses stabilisierender Vorsprung ringförmig angeordnet ist.
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Beim Zusammenbau des erfindungsgemäß ausgebildeten Lufttrockners wird zunächst die Vliesscheibe auf den Boden des Lufttrocknergehäuses abgelegt. Beim anschließenden Befüllen des Gehäuses mit einer Trocknungsmasse, beispielsweise einem Granulat, dringt der wenigstens eine ringförmig angeordnete axialen Vorsprung aufgrund der von der Trocknungsmasse auf das Vlies ausgeübten Druckkraft in die Vliesscheibe im Randbereich des Bodens des Gehäuses ein und/oder verformt diese stark und ergibt so eine sichere Dichtwirkung. Diese Dichtwirkung verhindert selbst dann, wenn aufgrund der Herstellungstoleranzen zwischen dem radialen Rand der Vliesscheibe und der Innenwand des Gehäuses im Bereich des Übergangs zum Boden ein freier Ringraum verbleibt, sicher einen Austritt von Trocknungsmasse aus dem Gehäuse.
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Die beschriebene Dichtwirkung ist auch gegeben, wenn der Durchmesser der Vliesscheibe größer ist als der Innendurchmesser des Gehäuses im Bereich des Übergangs zum Boden des Gehäuses, und dadurch ein Faltenwurf der Vliesscheibe an der Anlagefläche entsteht, da auch in einem solchen Fall Trocknungsmassepartikel durch den ringförmig angeordneten Vorsprung am Austritt um die Vliesscheibe herum gehindert sind.
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Aufgrund des ringförmig angeordneten und axial ausgerichteten Vorsprungs am Boden des Gehäuses lässt sich dieses Gehäuse auch mit unregelmäßigen Konturen ausbilden. Demnach muss der Innenraum des Gehäuses nicht kreisrund sein, sondern kann beispielsweise oval oder mehreckig mit abgerundeten Übergängen ausgeführt sein. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn durch eine fahrzeugtypindividuelle Gehäusegeometrie zu knappe Abstände zwischen dem Lufttrocknergehäuse und benachbarten Fahrzeugbauteilen vermieden werden können. Das Gehäuse lässt sich im Kunststoff-Gießverfahren herstellen, wobei ein aus gießtechnischen Gründen größerer Radius zwischen der Gehäusewand und dem Boden keinen Einfluss auf die Dichtwirkung durch den ringförmig angeordneten Vorsprung hat.
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Der wenigstens eine axial ausgerichtete Vorsprung ist in einer Ausführungsform als ein umlaufender, ununterbrochener Ring ausgebildet, und ist vorzugsweise in Richtung zu der Vliesscheibe spitzt auslaufend geformt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Zuströmöffnung für die zu trocknende Luft durch das bodenferne Ende des Gehäuses gebildet ist, dass ein vom Boden des Gehäuses zu einem Deckel ragendes Rohr vorhanden ist, dass die Vliesscheibe das Rohr ringförmig umgreift, und dass ein zweiter, zum Rohr radial benachbarter sowie am Boden des Gehäuses angeordneter, ringförmiger und in die Vliesscheibe eindringender und/oder dieser verformender sowie die Lage der Vliesscheibe relativ zum Rohr stabilisierender Vorsprung vorhanden ist. Das Rohr ist vorzugsweise im Zentrum des Gehäuses angeordnet.
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Zur zusätzlichen Stabilisierung der Vliesscheibe können auf dem Boden des Gehäuses zwischen dem radial äußeren und dem radial inneren ringförmigen Vorsprung weitere, aus einzelnen Spitzen bestehende axiale Vorsprünge angeordnet sein.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass auf dem Boden des Gehäuses zwischen dem radial äußeren und dem radial inneren ringförmigen Vorsprung als ringabschnittförmige Stege ausgebildete axiale Vorsprünge angeordnet sind.
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Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass die axiale Länge der ringförmigen Vorsprünge, der ringabschnittförmigen Stege und/oder der einzelnen Spitzen geringer ist als die axiale Länge der Vliesscheibe. Dadurch wird die Vliesscheibe von diesen Haltemitteln nicht vollständig durchstochen, so dass einerseits deren mechanische Integrität nicht beeinträchtigt ist und andererseits keine Öffnungen für einen ungehinderten Durchtritt von Luft und/oder Trocknungsmasse entstehen.
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Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass zwischen dem radial inneren und dem radial äußeren ringförmigen Vorsprung eine Abströmöffnung für die getrocknete Luft im Gehäuseboden ausgebildet ist. An diese Abströmöffnung ist eine Rohrleitung anbindbar, durch welche die getrocknete Luft beispielsweise zu einer Luftfeder einer Luftfederungsanlage eines Kraftfahrzeugs leitbar ist.
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Schließlich kann in weiterer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass radial zwischen der Außenseite des radial äußeren ringförmigen Vorsprungs und der Innenwand des Lufttrocknergehäuses ein Entlüftungskanal zur Ableitung von feuchter Luft aus dem Gehäuse zwecks Entfeuchtung der Trocknungsmasse angeordnet ist, der sich durch den Boden des Gehäuses bis oberhalb des bodenfernen Endes der Trocknungsmasse erstreckt. Zur Regeneration, also zur Entfeuchtung der Trocknungsmasse kann trockene Luft durch die bodenseitige Abströmöffnung in das Gehäuse und in die feuchte Trocknungsmasse geleitet werden. Nach einem Durchströmen der Trocknungsmasse unter Mitnahme von Feuchtigkeit gelangt die Luft an das bodenferne Ende der Trocknungsmasse und damit an das bodenferne Ende des Gehäuses, von wo diese feuchte Luft durch den Entlüftungskanal durch seine bodenseitige Öffnung nach außen in die Umgebungsluft ableitbar ist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt
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1 eine teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Lufttrockners,
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2 eine Draufsicht auf den geöffneten und unbefüllten Lufttrockner gemäß 1, und
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3 eine Draufsicht auf den geöffneten und unbefüllten Lufttrockner gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Der abgebildete Lufttrockner 1 weist ein Gehäuse 2 für eine kartuschenlose Füllung mit einer Trocknungsmasse 4, insbesondere ein Granulat, auf. Das Gehäuse 2 ist zylindrisch abgebildet, es kann jedoch auch oval oder mehreckig ausgeführt sein. Das Gehäuse 2 weist an einem Ende einen Boden 5 auf und ist an ihrem bodenfernen Ende 3 als Zuströmöffnung für zu trocknende Luft ausgebildet. An diesem bodenfernen Ende 3 des Gehäuses 2 kann eine zu einem Kompressor führende Rohrleitung oder er selbst direkt angeschlossen werden. Koaxial zum Gehäuse 2 und radial innerhalb desselben ist ein Rohr 11 angeordnet, das mit dem Boden 5 des Gehäuses 2 verbunden ist sowie radial innen einen Entlüftungskanal 3' aufweist, der den Boden 5 durchdringt.
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In diesem ersten Ausführungsbeispiel wird die zu trocknende Luft von dem nicht dargestellten Kompressor kommend koaxial zur Längsmittelachse des Lufttrockners 1 von oben zugeführt und gelangt am bodenfernen Ende 3 des Gehäuses 2 in den Lufttrockner 1 (siehe Strömungsrichtung 22).
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Nach ihrem Eintritt in das Gehäuses 2 strömt die zu trocknende Luft durch einen luftdurchlässigen Deckel 9 sowie eine Vliesschicht 14 in den Innenraum des Gehäuses 2, der von der Innenwand 13 des Gehäuses 2 umschlossen sowie mit der Trocknungsmasse 4 gefüllt ist. Der Deckel 9 wird von einer Feder 15 in Richtung zur Trocknungsmasse 4 beziehungsweise zum Gehäuseboden 5 mit deren Federkraft belastet.
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Der Boden 5 des Gehäuses 2 ist mit Ausströmöffnungen 6, 6' für die getrocknete Luft versehen, durch welche diese Luft beispielsweise zu Luftfedern einer an sich bekannten Luftfederungsanlage leitbar ist. Auf den Boden 5 des Gehäuses 2 ist eine Vliesscheibe 7 aufgelegt, die luftdurchlässig ist, jedoch die Ausströmöffnung 6, 6' vor dem Eindringen der als Granulat ausgeführten Trocknungsmasse 4 schützt.
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Um die nach einiger Betriebszeit des Lufttrockners 1 die mit Feuchtigkeit beladene Trocknungsmasse 4 zu trocknen, kann trockene Luft durch die Ausströmöffnung 6, 6' in das Lufttrocknergehäuse 2 und sozusagen im Gegenstrom durch die Trocknungsmasse 4 geleitet werden. Nach dem Verlassen der Trocknungsmasse 4 gelangt die nun feuchte Luft durch den im zentralen Rohr 11 ausgebildeten Entlüftungskanal 3' zur Umgebungsluft (siehe Strömungsrichtung 23).
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Wie die 1 und 2 verdeutlichen, wird die Abdichtung der Vliesscheibe 7 gegenüber dem Gehäuse 2 und dessen Boden 5 durch einen ersten, radial äußeren, ringförmigen Vorsprung 8 erreicht, während ein zweiter, radial innerer ringförmiger Vorsprung 10, der benachbart zum Rohr 11 am Boden 5 angeordnet ist, in diesem Bereich den gleichen Zweck erfüllt. Die als Granulat ausgebildete Trocknungsmasse 4 wird nach dem Befüllen des Gehäuses 2 durch mechanische Mittel verdichtet, beispielsweise durch Rütteln oder Schütteln des Gehäuses 2 und/oder durch periodisches Anschlagen von außen gegen das Gehäuse 2. Die mechanisch wirkenden Mittel zur Verdichtung der Trocknungsmasse 4 haben den Vorteil, dass die Trocknungsmasse 4 gleich während der Befüllung des Gehäuses 2 und vor dem Einlegen des Deckels 9 maximal verdichtet wird. Damit wird eine Hohlraumbildung innerhalb der Trocknungsmasse 4 bzw. des Gehäuses 2, welche die Trocknungsfunktion des Lufttrockners 1 negativ beeinflussen würde, verhindert. Anschließend wird der Deckel 9 aufgelegt und dieser nach dem Zusammenbau insbesondere durch eine Feder 15 in Richtung der Vliesschicht 14 und der Trocknungsmasse 4 gepresst. Auch der Druck der zugeführten, zu trocknenden Luft führt dazu, dass die Vliesscheibe 7 so auf die beiden ringförmigen axialen Vorsprünge 8, 10 des Bodens 5 gepresst wird, dass diese ringförmigen Vorsprünge 8, 10 in die Vliesscheibe 7 eindringen und/oder verformen, und dadurch eine sichere Abdichtung gegen einen Austritt der Trocknungsmasse 4 gewährleisten.
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Eine zusätzliche Lagestabilisierung der Vliesscheibe 7 lässt sich durch auf dem Boden 5 des Gehäuses 2 zwischen dem radial äußeren und dem radial inneren ringförmigen Vorsprung 8, 10 angeordnete sowie aus einzelnen Spitzen 12 bestehende Vorsprünge erreichen. Die ringförmigen Vorsprünge 8, 10 sind ebenfalls in Richtung der Vliesscheibe 7 zugespitzt ausgebildet, was das Eindringen in die Vliesscheibe 7 und die Abdichtwirkung verbessert. Erkennbar ist die axiale Länge der ringförmigen Vorsprünge 8, 10 sowie der einzelnen Spitzen 12 geringer als die axiale Länge der Vliesscheibe 7, so dass diese Haltemittel die Vliesscheibe 7 nicht vollständig durchdringen.
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Die Vliesscheibe 7 lässt sich mit verhältnismäßig großen Toleranzen hinsichtlich ihrer Flächenausdehnung herstellen, so dass ihr Außendurchmesser sowohl größer als auch kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 2 sein kann. Ebenso kann eine radial innen ausgebildete Öffnung in der Vliesscheibe 7 zur Aufnahme des Rohres 11 einen größeren oder kleineren Durchmesser als das Rohr 11 im Bereich des Bodens 5 aufweisen, da die Abdichtung der Vliesscheibe 7 nicht zum Gehäuse 2 und dem Rohr 11 hin, sondern zum Boden 5 des Gehäuses 2 mittels der ringförmigen Vorsprünge 8, 10 erfolgt. Selbst wenn bei der Herstellung des Gehäuses 2 aus gießtechnischen Gründen ein größerer Radius zwischen dem hohlzylindrischen Abschnitt des Gehäuses und dem Gehäuseboden 5 sowie zwischen dem Rohr 11 und dem Boden 5 ausgebildet ist, beeinträchtigt dies die Abdichtung der Vliesscheibe 7 gegenüber dem Boden 5 in keiner Weise.
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3 zeigt eine Draufsicht auf einen geöffneten und unbefüllten Lufttrockner 1' gemäß einer zweiten Ausführungsform, dessen Boden 5 radial außen einen weitgehend kreisförmig ausgebildeten und axial vom Boden 5 des Lufttrocknergehäuses 2 abstehenden dritten, radial äußeren Vorsprung 16 aufweist. Radial innerhalb des dritten Vorsprungs 16 ist mit Abstand ein kreisförmig ausgebildeter und axial vom Boden 5 abstehender vierter Vorsprung 17 ausgebildet. Radial innerhalb des vierten Vorsprungs 17 befindet sich ein Mitteldorn 19, der vergleichbar mit dem Rohr 11 des Lufttrockners 1 gemäß 1 axial bis zu dem Deckel 9 des Lufttrockners 1' reicht und diesen zentriert. Radial zwischen dem dritten Vorsprung 16 und dem vierten Vorsprung 17 sind ringabschnittförmige Stege 18, 18' ausgebildet, die axial vom Boden 5 abstehen. Die axiale Länge dieser Vorsprünge 16, 17 und Stege 18, 18' ist vorzugsweise gleich groß und beträgt beispielsweise 5 mm. Die axiale Länge der Vorsprünge 16, 17 und der Stege 18, 18' ist jedenfalls geringer als die axiale Länge der Vliesscheibe 7, so dass diese Haltemittel 16, 17, 18, 18' die Vliesscheibe 7 nicht vollständig durchdringen.
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Die in 1 gezeigte Vliesscheibe 7 liegt bei befülltem Gehäuse 2 demnach auch bei der Ausführungsform gemäß 3 unter dem Druck der Trocknungsmasse 4 auf dem Boden 5 des Gehäuses 2 auf, und die ringabschnittförmigen Stege 18, 18' sowie die beiden kreisförmigen Vorsprünge 16, 17 dringen dabei in die Vliesscheibe 7 ein und/oder verformen diese dabei abdichtend. Teile der auf der Oberseite der Vliesscheibe 7 angeordneten Trocknungsmasse 4 können dadurch nicht zu einer Ausströmöffnung 20 im Boden 5 des Lufttrocknergehäuses 2 gelangen, die radial zwischen den beiden kreisförmigen Vorsprüngen 16 und 17 ausgebildet ist. Durch diese Ausströmöffnung 20 ist die von der Trocknungsmasse 4 getrocknete Luft aus dem Lufttrockner 1' heraus führbar. Der Zustrom der feuchtigkeitsbelasteten Luft erfolgt auch bei diesem Lufttrockner 1' von einem Kompressor, der bodenfern oben an den Lufttrockner 1' angeflanscht ist, und dessen Druckluft axial durch den luftdurchlässigen Deckel 9 hindurch zu der Trocknungsmasse 4 geleitet wird (1).
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Wie 3 zeigt, weist der Lufttrockner 1' radial außerhalb des äußeren ringförmigen Vorsprungs 16 einen an die Innenseite des Gehäuses 2 angeformten Entlüftungskanal 21 auf, durch den im Regenerationsbetrieb mit Feuchtigkeit beladene Luft aus dem Lufttrockner 1' abführbar ist. Bei einem Regenerationsbetrieb des Lufttrockners 1' wird dessen Innenraum bzw. der dort befindlichen Trocknungsmasse 4 durch die Ausströmöffnung 20 im Gehäuseboden 5 trockene Luft zugeführt, die dann die in der Trocknungsmasse 4 gesammelte Feuchtigkeit aufnimmt und diese entfeuchtet. Die so mit Feuchtigkeit beladene Luft gelangt oberhalb des Deckels 9 mit einer Strömungsumkehr in den Entlüftungskanal 21 und strömt durch diesen im Vergleich zu der Regenerationsluft im Gegenstrom durch den Entlüftungskanal 21, um diesen dann unterhalb des Gehäusebodens 5 nach draußen zu verlassen.
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Alle in der Figurenbeschreibung, in den Ansprüchen und in der Beschreibungseinleitung genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen und beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lufttrockner
- 1'
- Lufttrockner
- 2
- Gehäuse
- 3
- Bodenferne Ende des Gehäuses; Zuströmöffnung für zu trocknende Luft
- 3'
- Entlüftungskanal für einen Regenerationsluftstrom
- 4
- Trocknungsmasse
- 5
- Boden
- 6, 6'
- Ausströmöffnung
- 7
- Vliesscheibe
- 8
- Erster ringförmiger Vorsprung
- 9
- Deckel
- 10
- Zweiter ringförmiger Vorsprung
- 11
- Rohr
- 12
- Einzelne Spitzen
- 13
- Innenwand des Gehäuses
- 14
- Vliesschicht
- 15
- Feder
- 16
- Dritter ringförmiger Vorsprung
- 17
- Vierter ringförmiger Vorsprung
- 18
- Ringabschnittförmiger Steg
- 18'
- Ringabschnittförmiger Steg
- 19
- Mitteldorn
- 20
- Ausströmöffnung
- 21
- Entlüftungskanal
- 22
- Strömungsrichtung von zu trocknender Luft
- 23
- Strömungsrichtung eines Regenerationsluftstroms
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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