-
Die Erfindung betrifft eine Druckluftversorgungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiter betrifft die Erfindung ein pneumatisches Druckluftversorgungssystem mit einer solchen Druckluftversorgungsanlage nach Anspruch 17 und ein Fahrzeug nach Anspruch 18. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 19 zum Betreiben einer Pneumatikanlage, insbesondere einer Luftfederanlage eines Fahrzeugs.
-
Eine Druckluftversorgungsanlage wird in Fahrzeugen aller Art, insbesondere zur Versorgung einer Luftfederanlage eines Fahrzeugs mit Druckluft, eingesetzt. Luftfederanlagen können auch Niveauregelungseinrichtungen umfassen, mit denen der Abstand zwischen Fahrzeugachse und Fahrzeugaufbau eingestellt werden kann. Eine Luftfederanlage eines eingangs genannten pneumatischen Systems umfasst eine Anzahl von an einer gemeinsamen Leitung (Galerie) pneumatisch angeschlossenen Luftbalgen, die mit zunehmender Befüllung den Fahrzeugaufbau anheben und entsprechend mit abnehmender Befüllung absenken können. Mit wachsendem Abstand zwischen Fahrzeugachse und Fahrzeugaufbau bzw. Bodenfreiheit werden die Federwege länger und auch größere Bodenunebenheiten können überwunden werden, ohne dass es zu einer Berührung mit dem Fahrzeugaufbau kommt. Vorzugsweise werden solche Systeme zunehmend in Geländefahrzeugen und Sport Utility Vehicles (SUV) eingesetzt. Insbesondere bei SUVs ist es bei sehr leistungsfähigen Motoren wünschenswert, das Fahrzeug einerseits für hohe Geschwindigkeiten auf der Straße mit vergleichsweise geringer Bodenfreiheit zu versehen und andererseits für das Gelände mit einer vergleichsweise großen Bodenfreiheit zu versehen. Es ist weiter wünschenswert, eine Veränderung der Bodenfreiheit möglichst schnell umzusetzen, was die Anforderungen hinsichtlich Schnelligkeit, Flexibilität und Verlässlichkeit einer Druckluftversorgungsanlage erhöht.
-
Um einen langfristigen Betrieb der Druckluftversorgungsanlage sicherzustellen weist eine Pneumatikhauptleitung der Druckluftversorgungsanlage einen Lufttrockner auf, mit dem die Druckluft zu trocknen ist. Dadurch wird die Ansammlung von Feuchtigkeit im Pneumatiksystem vermieden. Feuchtigkeit kann bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen zu ventilschädigender Kristallbildung führen und darüber hinaus zu ungewünschten Defekten in der Druckluftversorgungsanlage und in der Pneumatikanlage. Ein Lufttrockner weist ein Trockenmittel auf, üblicherweise eine Granulatschüttung, welche von der Druckluft durchströmbar ist, so dass die Granulatschüttung in der Druckluft enthaltene Feuchtigkeit durch Adsorption aufnehmen kann. Ein Lufttrockner kann gegebenenfalls als regenerativer Lufttrockner ausgelegt werden. Dies kann dadurch geschehen, dass die Granulatschüttung bei jedem Entlüftungszyklus mit der getrockneten Druckluft aus der Pneumatikanlage, insbesondere einer Luftfederanlage - meist im Gegenstrom, Gleichstrom jedoch teilweise auch relativ zur Befüllrichtung - durchströmt wird. Eine Regeneration des Lufttrockners wird im Wesentlichen durch einen Druckwechsel am Lufttrockner ermöglicht, wobei ein im Vergleich zur Adsorption bei der Regeneration vorliegender Druck regelmäßig geringer ist, um eine Feuchtigkeitsabgabe aus dem Granulat zu ermöglichen. Dazu kann die Entlüftungsventilanordnung geöffnet werden, wobei die Regenerationsfähigkeit des Lufttrockners regelmäßig von den Druckverhältnissen und der Druckwechselamplitude in der Druckluftversorgungsanlage abhängig ist. Auch für eine solche sogenannte Druckwechseladsorption hat es sich als wünschenswert erwiesen, eine Druckluftversorgungsanlage flexibel und gleichzeitig verlässlich auszulegen. Insbesondere soll einerseits eine vergleichsweise schnelle Entlüftung ermöglicht werden und dennoch ein für eine Regeneration des Lufttrockners ausreichend hohe Druckwechselamplitude niedriger Luftdruck - d. h. bei Regeneration - zur Verfügung stehen.
-
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenste Ansätze bekannt, eine erste pneumatische Verbindung zwischen einer eingangs genannten Druckluftzuführung und einer eingangs genannten Pneumatikanlage auszulegen. Diese berücksichtigen die Grundfunktionen einer Druckluftversorgungsanlage beim Belüften der Pneumatikanlage und Entlüften der Pneumatikanlage. Hinsichtlich des oben genannten Bedarfs einer vergleichsweise schnellen Entlüftung mit dennoch für eine Regeneration des Lufttrockners ausreichend niedrigem und/oder maximalem Luftdruck bzw. Druckwechselamplitude sind diese jedoch noch verbesserungswürdig.
-
Aus
DE 35 42 974 A1 der Anmelderin ist eine mit Luftfiltern versehene Niveauregeleinrichtung für Fahrzeuge bekannt, mit der in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung ein vorgegebener Abstand der Fahrzeugzelle von der Fahrzeugachse durch Auffüllen oder Entleeren der Luftfedern eingestellt werden kann. Die Einrichtung hat ein mit dem Druck in den Luftfedern steuerbares Sicherheitsventil. Eine Regeneration des Lufttrockners ist bei einer solchen Anlage über eine Drossel und ein gegen eine Befüllrichtung zu öffnendes Rückschlagventil möglich. Die Druckluftversorgungsanlage der
DE 35 42 974 A1 hat sich seit langem bewährt, ist jedoch noch verbesserbar. Es hat sich gezeigt, dass die Anlage zwar vorteilhaft geeignet ist, auch bei einer Regeneration des Lufttrockners durch die Abtrennung von Druckluftversorgungsanlage und Pneumatikanlage mit dem ersten Rückschlagventil Druckluft zu sparen. Gleichwohl hat sich insbesondere für fortschrittliche Anwendungen, welche eine vergleichsweise flexible und schnelle Drucklufthandhabung in vergleichsweise kurzen Zeiträumen erforderlich machen, die in
DE 35 42 974 A1 offenbarte Anlage der Anmelderin als begrenzt in ihren Möglichkeiten erwiesen.
-
EP 1165333B2 offenbart ein Luftfedersystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Kompressoreinheit, einer Speichereinheit sowie Schaltventilen, über die die einzelnen Luftfedern der einzelnen Fahrzeugräder mit Druckluft versorgt werden, wobei zwischen der Kompressoreinheit und den Schaltventilen eine in der Atmosphäre mündende, durch ein Sperrventil absperrbare oder freischaltbare Entlüftungsleitung vorgesehen ist. Außerdem ist einer separat absperrbaren Haupt-Entlüftungsleitung eine Hochdruck-Entlüftungsleitung, die mit einem Entlüftungsventil separat absperrbar ist, parallel geschaltet, wobei der freie Durchströmquerschnitt dieses Entlüftungsventils geringer ist als derjenige der Haupt-Entlüftungsleitung.
-
Aus
EP 0 884 203 B1 ist eine Steuerleitung mit einem beidseitig druckbeaufschlagbaren Wegeventil bekannt. Die Steuerleitung ist mit einem weiteren pneumatisch steuerbaren Wegeventil zwischen einer Druckluftquelle und einem Lufttrockner versehen, dessen Steuereingang in einem ersten Schaltzustand des weiteren Wegeventils mit der von der Druckluftquelle erzeugten Druckluft beaufschlagt ist, wobei dann die Druckmittelquelle über das weitere Wegeventil mit dem Lufttrockner verbunden ist und in einem zweiten Schaltzustand des weiteren Wegeventils mit dem Atmosphärenluftdruck beaufschlagt, wobei dann die Atmosphäre über das weitere Wegeventil mit dem Lufttrockner verbunden ist. Die Steuerleitung, die auf den Steuereingang des weiteren Wegeventils führt, ist über das genannte beidseitig druckbeaufschlagbare steuerbare Wegeventil mit der Atmosphäre verbindbar.
-
Bekannte Druckluftversorgungsanlagen lassen sich noch verbessern insbesondere hinsichtlich Energiebedarf und/oder Akustik.
-
Insbesondere zeigt sich, dass Nennweiten einer Drossel unter Berücksichtigung von Regenerationsaspekten des Lufttrockners begrenzt sind, was Auswirkungen auf den Luftdurchsatz der Druckluftversorgungsanlage und damit die Flexibilität derselben hat. Andererseits hat eine bloße Nennweitenanpassung verschiedenste Auswirkungen auf Energiebedarf und Akustik einer Druckluftversorgungsanlage.
-
Wünschenswert ist es, eine bevorzugt vereinfachte Druckluftversorgungsanlage gleichwohl flexibel hinsichtlich ihrer Schalttätigkeit und dabei gleichwohl energiesparend mit hoher Regelgüte und/oder verminderter Akustik auszulegen.
-
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, eine Druckluftversorgungsanlage und ein Verfahren zum Betreiben einer Pneumatikanlage anzugeben, die hinsichtlich des Standes der Technik verbessert ist, wenigstens aber eines der oben beschriebenen Probleme zu adressieren. Insbesondere sollte eine Vorrichtung und ein Verfahren angegeben werden, mittels dem eine verbesserte Akustik erreichbar ist. Zumindest soll eine alternative Lösung zu einer im Stand der Technik bekannten Lösung vorgeschlagen werden.
-
Vorzugsweise sollte eine vereinfachte und zudem eine verlässliche und dennoch flexible, gegebenenfalls schnelle Funktionsweise vorgesehen sein, wobei ein Lufttrockner vor ungünstigen Einflüssen geschützt sein soll. Insbesondere soll eine Druckluftversorgungsanlage vergleichsweise einfach aufgebaut sein und dennoch zum einen ein vergleichsweise schnelles Entlüften bei möglichst vorteilhafter Trocknerregeneration ermöglichen Aufgabe der Erfindung ist es ebenso, ein vorteilhaft gestaltetes pneumatisches System mit der Druckluftversorgungsanlage und ein vorteilhaftes Betriebsverfahren für die Druckluftversorgungsanlage anzugeben.
-
Betreffend die Vorrichtung wird die Aufgabe durch die Erfindung mit einer Druckluftversorgungsanlage der eingangs genannten Art gelöst, bei der erfindungsgemäß weiter die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vorgesehen sind. Insbesondere ist die Druckluftversorgungsanlage ausgebildet, in einem Druckregelbetrieb betrieben zu werden. Insbesondere weist die Pneumatikhauptleitung einen Lufttrockner auf. Besonders bevorzugt ist die pneumatische Steuerleitung als eine Relaiskolbensteuerleitung mit dem Steuerventil gebildet.
-
Die Erfindung geht aus von einer Druckluftversorgungsanlage, zum Betreiben einer Pneumatikanlage, aufweisend:
- - einen Verdichter zur Erzeugung von Druckluft für eine Druckluftzuführung
- - die Druckluftzuführung, einen Druckluftanschluss zur Pneumatikanlage und einen Entlüftungsanschluss zur Umgebung;
- - zwischen der Druckluftzuführung und dem Druckluftanschluss eine Pneumatikhauptleitung ;
- - zwischen dem Druckluftanschluss und dem Entlüftungsanschluss, eine Entlüftungsleitung mit einem über einen ersten und zweiten Entlüftungsventil-Anschluss angeschlossenen Entlüftungsventil, das weiter
- - einen ersten Steueranschluss in pneumatischer Verbindung mit einem Steuerventil aufweist, wobei die pneumatische Verbindung als eine mit Steuerdruck beaufschlagbare pneumatische Steuerleitung mit einer Relaiskolbensteuerleitung gebildet ist, wobei
- - das Entlüftungsventil einen Relaiskolben aufweist und in einem ersten Schaltzustand der erste und zweite Entlüftungsventil-Anschluss pneumatisch getrennt und in einem zweiten Schaltzustand der erste und zweite Entlüftungsventil-Anschluss pneumatisch verbunden sind, wobei der Relaiskolben unter Beaufschlagung des ersten Steueranschlusses mit Steuerdruck betätigbar ist
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Entlüftungsventil weiter einen Entlüftungsrückraum mit einem Entlüftungsanschluss aufweist, an welchen eine noch weitere Entlüftungsleitung zur Entlüftung des Entlüftungsrückraums bei Betätigung des Relaiskolbens anschließt.
-
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass beim Entlüften eines unter hohem Druck stehenden Volumens, z. B. eines Lufttrockners oder einer Pneumatikanlage -etwa nach dem Füllen eines Speichers oder eines Balges der Pneumatikanlage-- eine akustische Belastung der Umwelt wie durch einen Entlüftungsknall oder dergleichen, aufgrund eines zu schnellen Druckabfalls entstehen kann. Tatsächlich sind gemäß der Erkenntnis der Erfindung vor allem ein zu schneller Druckabfall und/oder eine hohe Ausgangsdruckamplitude die Ursache für einen hohen Geräuschpegel. Weiter geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass die Geräuschpegel beeinflussenden Faktoren wiederum wesentlich von den konstruktiven Gegebenheiten und Auslegungen in erster Linie des Entlüftungsventils beeinflusst sind.
-
Beispielsweise sieht die Erfindung Parameter wie etwa eine Nennweite einer Ventilanordnung bzw. von Ventilen einer Ventilanordnung oder Drosseln der Ventilanordnung aber auch die druckbeaufschlagten Fläche unter Ventilkolben von Ventilen der Ventilanordnung als primäre Faktoren für die Geräuschkulisse bei einer Entlüftung der Druckluftversorgungsanlage neben einem zur Verfügung stehenden variablen Druck an. Zusammenfassend geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass eine Geräuschkulisse bzw. eine zu hohe Geräuschkulisse, im schlimmsten Fall einen Entlüftungsknall, durch die Höhe des abzubauenden Drucks und die Öffnungscharakteristik wenigstens des Entlüftungsventils in erster Linie beeinflusst werden.
-
Ausgehend von dieser Überlegung hat die Erfindung darüber hinaus erkannt, dass alternative Lösungen wie etwa die Auslegung der Ventilanordnung mit vergleichsweise kleinen Nennweiten akustisch zwar vorteilhaft aber zum Nachteil eines Energieverbrauchs bzw. der Flexibilität einer Druckluftversorgungsanlage sein kann. Eine andere Alternativlösung wie etwa das vorsehen eines zusätzlichen Hochdruckentlüftungsventils ist mit zusätzlichem Aufwand verbunden, wie etwa einer separaten Ansteuerung und Ansteuerlogik. Gleiches gilt für eine zwar vereinfachte gleichwohl mit höherem Steueraufwand versehene direkt entlüftende Ventilanordnung - diese ist zwar bauraumsparend und kann ein zusätzliches Steuerventil vermeiden, ist gleichwohl in der Nennweitenauslegung des Entlüftungsventils begrenzt und kann eine erhöhte Ansteuerlogik erforderlich machen. Letztlich hat die Erfindung erkannt, dass bisher zur Verfügung stehende Alternativlösungen auch immer zu Lasten einer Regenerationsfähigkeit des Trockners in der Druckluftversorgungsanlage gehen. Die Erfindung hat erkannt, dass insbesondere bei flexibel auszulegenden Versorgungsanlagen vor allem variable Druckausgangsamplituden zur Verfügung stehen, die abgebaut werden bei einem Entlüftungsvorgang.
-
Die Erfindung schlägt ein Konzept basierend auf einer den Steuerdruck aufgreifenden pneumatischen Regelung des Entlüftungsventils vor. Dieses Konzept ist in einigen Aspekten besser, jedenfalls aber als Alternative in einigen Aspekten geeignet, da jedenfalls die Steuergröße abhängig von der zu entlüftenden Druckgröße gemacht wird. Die Erfindung hat auch erkannt, dass ein Steuerdruck nicht nur zur pneumatischen Steuerung des Entlüftungsventils genutzt werden kann, sondern darüber hinaus mit Vorteil zu nutzen ist, um die initiale Entlüftungsphase des Entlüftungsventils zu verlängern, damit also eine explosionsartige und jedenfalls einen Entlüftungsknall verursachende Anfangsentlüftung entspannt.
-
Ausgehend von dieser Erkenntnis sieht das Konzept der Erfindung vor, dass das Entlüftungsventil weiter einen Entlüftungsrückraum mit einem Entlüftungsanschluss aufweist, an welchen eine noch weitere Entlüftungsleitung zur Entlüftung des Entlüftungsrückraums bei Betätigung des Relaiskolbens anschließt.
-
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Relaiskolben des Entlüftungsventils zweiseitig auf gegenüberliegenden Seiten des Relaiskolbens druckbeaufschlagt wird. Der Relaiskolben weist dazu eine erste Steuerfläche zur Aufnahme einer ersten Steuerteildruckgröße des Steuerteildrucks --d.h. eine von einem Steuerdruck abgeleiteten Druckgröße-- und eine zweite Steuerfläche zur Aufnahme einer zweiten Steuerteildruckgröße auf --in Form eines zumindest kurzzeitig, insbesondere durch eine dritte Drossel, im Entlüftungsrückraum entstehenden Staudrucks und/oder Gegendrucks--. Die von einem Steuerdruck abgeleitete Druckgröße als erste Steuerteildruckgröße und der im Entlüftungsrückraum entstehende Staudruck und/oder Gegendruck als zweite Steuerteildruckgröße sind in dem Sinne gegeneinander gerichtet; dies jedenfalls beschränkt auf einen Teilzeitbereich des gesamten Entlüftungsprozesses, vorzugsweise am Anfang des Entlüftungsprozesses.
-
Der Relaiskolben wird bildlich beschrieben beidseitig, insbesondere kurzzeitig für eine Anfangsphase, quasi zu einem beidseitig druckbeaufschlagten Zylinder, so dass die dadurch entstehende Verzögerung beim Öffnen des Relaiskolbens im Entlüftungsvorgang zur bedarfsabhängigen Umverteilung der anströmenden Steuerluft und im Ergebnis zu einem langsameren Öffnungsvorgang des Entlüftungsventils und damit des Lufttrockners führt. Die Verzögerung ist ausreichend, um einen Entlüftungsknall deutlich zu dämpfen und insgesamt die Geräuschkulisse bei einem Entlüftungsvorgang zu vermindern.
-
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist der Relaiskolben mit einer einer Steuerkammer zugewandten ersten Steuerfläche und einer einem Entlüftungsrückraum zugewandten zweiten Steuerfläche versehen, wobei die erste Steuerfläche zur Aufnahme der ersten Steuerteildruckgröße als eine von einem Steuerdruck abgeleitete Druckgröße und die zweite Steuerfläche zur Aufnahme der zweiten Steuerteildruckgröße als Staudruck und/oder Gegendruck auf gegenüberliegenden Seiten des Relaiskolben entlang einer Bewegungsachse des Relaiskolbens --in dem Sinne gegeneinander gerichtet angeordnet sind.
-
Die Erfindung führt auch auf ein pneumatisches System in Form eines Druckluftversorgungssystems des Anspruchs 11 mit der vorgenannten Druckluftversorgungsanlage und mit einer Pneumatikanlage, insbesondere einer Luftfederanlage eines Fahrzeugs des Anspruchs 12. Das Druckluftversorgungssystem mit einer Pneumatikanlage und mit einer Druckluftversorgungsanlage, insbesondere einer Luftfederanlage eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Pkws, weist insbesondere auf: eine Galerie, die wenigstens eine an die Galerie pneumatisch angeschlossene Zweigleitung mit einem Balg und/oder einem Speicher sowie einem dem Balg und/oder dem Speicher vorgeordneten Wegeventil aufweist.
-
Die Erfindung führt auch auf ein Verfahren des Anspruchs 13 zum Betreiben einer Pneumatikanlage, insbesondere eine Luftfederanlage eines Fahrzeugs, mit einer Druckluftversorgungsanlage der vorgenannten Art.
-
Die Erfindung bietet eine besonders vorteilhafte alternative, jedenfalls aber vereinfachte Lösung zur Vermeidung von gegebenenfalls aufwändig zu gestaltenden Konzepten mit einer übermäßigen Zahl von aktiv angesteuerten Bauelementen, insbesondere einer übermäßigen Zahl von aktiv angesteuerten Magnetventilen.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.
-
Vorzugsweise weist die Entlüftungsleitung eine dritte Drossel und/oder die Relaiskolbensteuerleitung eine vierte Drossel auf. Insbesondere ist die dritte Drossel und/oder die vierte Drossel regelbar und/oder einstellbar. Vorzugsweise ist die Entlüftung des Entlüftungsrückraums derart gedrosselt wird und/oder die Relaiskolbensteuerleitung derart gedrosselt mit Steuerdruck beaufschlagbar ist, dass eine Bewegung des Relaiskolbens bei Betätigung gedämpft wird. insbesondere ist eine Nennweite NW3 der dritten Drossel kleiner als eine Nennweite NW4 der vierten Drossel.
-
Vorzugsweise ist parallel zur dritten Drossel ein Entlüftungsrückraum-Rückschlagventil angeordnet, welches in Strömungsrichtung zum Entlüftungsrückraum öffnet und in Strömungsrichtung zum Entlüftungsanschluss schließt. Dadurch kann bei Bedarf eine gedämpfte Rückführung eines Relaiskolbens bei einem Schließvorgang umgangen werden. Insbesondere kann mit dem Entlüftungsrückraum-Rückschlagventil der Entlüftungsrückraum ungedrosselt mit Luft vom Entlüftungsanschluss versorgt werden, um den Schließvorgang des Entlüftungsventils vom pneumatisch geöffneten zweiten Schaltzustand in den pneumatisch geschlossenen ersten Schaltzustand nicht zu verzögern. Die Überbrückungsleitung zweigt von der weiteren Entlüftungsleitung jeweils vor und hinter der dritten Drossel ab.
-
Insbesondere ist der Relaiskolben zwischen einem dem Steueranschluss zugeordneten Steuerraum mit einer ersten Steuerfläche des Relaiskolbens und dem dem Entlüftungsanschluss zugeordneten Entlüftungsrückraums mit einer zweiten Steuerfläche des Relaiskolbens angeordnet ist.
-
Die noch weitere Entlüftungsleitung kann vorzugsweise in einem zweiten Entlüftungs-zweiganschluss an der Entlüftungsleitung und/oder an einer weiteren Entlüftungsleitung und/oder an einer Ablassleitung und/oder an einem Entlüftungsanschluss anschließen.
-
Vorzugsweise ist der Entlüftungsanschluss als ein Gegendruckanschluss ausgebildet, der zur Aufnahme eines zweiten Steuerteildrucks in Form eines Staudrucks und/oder Gegendrucks ausgebildet ist, welcher im Entlüftungsrückraum - insbesondere einzig oder allein - durch die Bewegung des Relaiskolbens hervorgerufen wird, und der zusätzlich zu einem ersten Steuerteildruck des ersten Steueranschlusses und zeitlich begrenzt und entgegen gerichtet eines ersten Steuerteildrucks des ersten Steueranschlusses wirkt.
-
Insbesondere ist vorgesehen, dass
- - das Entlüftungsventil mittels einem mit Steuerdruck druckbeaufschlagbaren Relaiskolben gebildet ist, wobei der Steuerdruck von dem Steuerventil schaltbar ist, und der Relaiskolben zur Schaltung des Entlüftungsventils ausgebildet ist, insbesondere in einen pneumatisch geschlossenen ersten Schaltzustand oder pneumatisch geöffneten zweiten Schaltzustand, insbesondere das Entlüftungsventil als ein pneumatisch angesteuertes 2/2-Wegeventil gebildet ist.
-
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass
- - der Relaiskolben eine einer Steuerkammer zugewandte erste Steuerfläche, und eine einem Entlüftungsrückraum zugewandte zweite Steuerfläche hat, wobei
- - die erste und die zweite Steuerfläche zur gegeneinander gerichteten Aufnahme eines ersten Steuerteildrucks und eines zweiten Steuerteildrucks in Form eines Staudrucks und/oder Gegendrucks angeordnet sind, wobei der erste Steuerteildruck aus der Relaiskolbensteuerleitung und der zweite Steuerteildruck aus der weiteren Entlüftungsleitung und/oder dem Entlüftungsrückraum abgeleitet ist. Vorzugsweise weist das Entlüftungsventil eine Druckbegrenzung auf.
-
Das Konzept bietet wenigstens einen oder einige der nachgenannten Vorteile:
- - Größerer Nennweitenbereich im Vergleich zu bekannten Druckluftversorgungsanlagen ist möglich,
- - Keine Änderungen an Software und/oder Logik erforderlich, weil ein Ventilschalt-Timing im Wesentlichen unverändert ist,
- - Abwärtskompatibel,
- - Energieeinsparung, insbesondere kein Verlust an trockener Luft über ein sogenanntes Hochdruckentlüftungsventil,
- - Verbesserung des Wirkungsgrades bzw. der Energiebilanz,
- - Geringere Belastung und damit verlängerte Lebensdauer des Lufttrockners und dessen Komponenten,
- - Beibehaltung eines Ventilblockes, insbesondere eines 5-fach-Blockes, und/oder der Beschaltungen im System, insbesondere kompatibel mit bisherigen Systemen,
- - Beibehaltung eines Kompressoraggregates bzw. des erforderlichen Bauraumes, insbesondere kompatibel mit bisherigen Systemen,
- - mit nahezu allen Kolbenlösungen kombinierbar,
- - mit einem stromlos offenem Magneten eines Entlüftungsventils kombinierbar,
- - Verringerung mechanischer Anschlaggeräusche,
- - Entfall oder Vereinfachung zusätzlicher Schalldämpfer o. ä. Maßnahmen,
- - kaum oder keine Beeinträchtigung einer Regeneration des Lufttrockners.
-
Insbesondere ist das Steuerventil als ein magnetisch ansteuerbares 3/2-Wegeventil gebildet ist, mit einem ersten Steuerventil-Anschluss zu der pneumatischen Steuerleitung und einem zweiten Steuerventil-Anschluss zu der pneumatischen Relaiskolbensteuerleitung, wobei
- - der erste Steuerventil-Anschluss an die von der Pneumatikhauptleitung abzweigende pneumatische Steuerteilleitung anschließt, und
- - der zweite Steuerventil-Anschluss an eine erste Steuerfläche des Relaiskolbens des Entlüftungsventils anschließende pneumatische Relaiskolbensteuerleitung anschließt, und mit
- - einem dritten Steuerventil-Anschluss zu einer Steuerentlüftungsleitung, insbesondere einer Steuerentlüftungsleitung, die an die Entlüftungsleitung angeschlossen ist.
-
Insbesondere weist die Pneumatikhauptleitung ein steuerbares, entsperrbares Rückschlagventil auf, wobei
- - das steuerbare entsperrbare Rückschlagventil und das steuerbare Entlüftungsventil mittels einer pneumatischen Relaiskolbensteuerleitung und Entsperrleitung mit einem dem Rückschlagventil als auch dem Entlüftungsventil zugeordneten, insbesondere einzigen, elektrisch ansteuerbaren Steuerventil verbunden sind, wobei
- - mittels einer elektrischen Ansteuerung des Steuerventils das Rückschlagventil gleichzeitig mit dem Entlüftungsventil über einen gemeinsamen Relaiskolben schaltbar ist, insbesondere jeweils zwischen einem ersten und einem zweiten Schaltzustand überführbar ist.
-
Insbesondere, aber nicht notwendiger weise, sind dabei das Rückschlagventil und das Entlüftungsventil in einem gemeinsamen Ventilgehäuse zusammen integriert.
-
Insbesondere ist ein dritter Steuerventil-Anschluss über einen zweiten Entlüftungs-Zweiganschluss mit einem Entlüftungsrückraum des Entlüftungsventils und einem Entlüftungsanschluss pneumatisch verbindbar ist.
-
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist das Entlüftungsventil mit einem von dem Steuerventil druckbeaufschlagbaren Relaiskolben gebildet, der zur Schaltung des Entlüftungsventils in einen geöffneten oder geschlossenen Zustand ausgebildet ist. Insbesondere ist dazu das Entlüftungsventil als ein pneumatisch angesteuertes 2/2-Wegeventil gebildet.
-
Vorzugsweise ist, insbesondere zur bauraumsparenden Auslegung und gleichwohl energiesparenden und flexiblen Funktionalitätsgestaltung der Druckluftversorgungsanlage, hat der Relaiskolben
eine einer Steuerkammer zugewandte erste Steuerfläche, und
eine einem Entlüftungsrückraum zugewandte zweite Steuerfläche hat. Dem Konzept der Erfindung bzw. einer Weiterbildung derselben ist vorgesehen, dass die erste Steuerfläche zur Aufnahme des Steuerteildrucks und die zweite Steuerfläche zur Aufnahme eines Staudrucks und/oder Gegendrucks entgegen gerichtet des Steuerteildrucks des ersten Steueranschlusses angeordnet sind.
-
Vorteilhaft weist die Pneumatikhauptleitung ein steuerbares, entsperrbares Rückschlagventil auf, wobei
- - das steuerbare entsperrbare Rückschlagventil und das steuerbare Entlüftungsventil über wenigstens eine pneumatische Steuerleitung, insbesondere die Relaiskolbensteuerleitung und einer Entsperrleitung, mit einem dem Rückschlagventil als auch dem Entlüftungsventil zugeordneten, insbesondere einzigen, elektrisch ansteuerbaren Steuerventil verbunden sind.
-
Vorzugsweise ist eine Ventilanordnung --umfassend wenigstens das Entlüftungsventil, das Steuerventil, insbesondere umfassend zusätzlich ein entsperrbares Rückschlagventil-- in einer Ventilbaueinheit baulich integriert. Dies ermöglicht eine bauraumsparende Unterbringung der Druckluftversorgungsanlage. Es zeigt sich, dass es mit Vorteil versehen ist, dass das Rückschlagventil und das Entlüftungsventil zusammen in einer Ventilbaueinheit integriert sein können, die mit dem Steuerventil über die wenigstens eine pneumatische Steuerleitung verbunden ist. In besonders bauraumsparender Weise kann mittels einer elektrischen Ansteuerung des Steuerventils das Rückschlagventil von einem ersten in einen zweiten Schaltzustand und das steuerbare Entlüftungsventil von einem ersten in einen zweiten Schaltzustand überführbar sein.
-
Darüber hinaus ergeben sich weitere Ergänzungen und Abwandlungen im Rahmen von Weiterbildungen, welche das Konzept der Erfindung mit weiteren Vorteilen versehen ausbauen. So ist das Konzept einer Druckluftversorgungsanlage kombinierbar mit stromlos offenen Entlüftungsmagneten. Die bisherige Schaltlogik wird davon nicht berührt - die Lösung ist also serienkonform. Es stellt sich ein besonders kleiner bis minimaler Luftverbrauch der Vorsteuerfunktion ein. Das Abzweigen des hohen Trocknerinnendruckes für die erweiterte Vorsteuerfunktion des Relaiskolbens / des Entlüftungsventils vermindert nicht die Regenerationsfähigkeit des Systems.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
- 1 eine Darstellung einer Druckluftversorgungsanlage
-
1 zeigt ein Druckluftversorgungssystem, das hier als pneumatisches System 100 bezeichnet ist, mit einer Druckluftversorgungsanlage 10 und einer Pneumatikanlage 90 in Form einer Luftfederanlage. Die Luftfederanlage weist in diesem Fall eine Anzahl von vier sogenannten Bälgen 91 auf, die jeweils einem Rad eines symbolisch dargestellten Fahrzeugs 1000 zugeordnet sind und eine Luftfeder des Fahrzeugs 1000 bilden. Des Weiteren weist die Luftfederanlage einen Speicher 92 zur Speicherung schnell verfügbarer Druckluft für die Bälge 91 auf. Den Bälgen 91 ist jeweils in einer Feder-Zweigleitung 98 ein Magnetventil 93 vorgeordnet, welches jeweils als Niveauregelventil zum Öffnen oder Schließen einer mit einem Balg 91 gebildeten Luftfeder dient. Die Magnetventile 93 in den Feder-Zweigleitungen 98 sind als 2/2-Wegeventile ausgebildet. Einem Speicher 92 ist in einer Speicher-Zweigleitung 99 ein Magnetventil 94 in Form eines weiteren 2/2-Wegeventils als Speicherventil vorgeordnet. Die Magnetventile 93, 94 sind mittels der Feder- und Speicher-Zweigleitungen 98, 99 an eine gemeinsame Sammelleitung, eine Galerie 95 bildende Pneumatikleitung, angeschlossen. Die Galerie 95 ist über eine weitere Pneumatikleitung 96 zur Bildung einer pneumatischen Verbindung mit einem Druckluftanschluss 2 der Druckluftversorgungsanlage 10 pneumatisch verbunden. Vorliegend sind die Magnetventile 93, 94 in einem Ventilblock 97 mit fünf Ventilen angeordnet. Die Magnetventile 93, 94 sind in 1 in einem stromlosen Zustand gezeigt - dabei sind die Magnetventile 93, 94 als stromlos geschlossene Magnetventile gebildet. Andere, hier nicht gezeigte, abgewandelte Ausführungsformen können eine anderen Anordnung der Magnetventile 93, 94 realisieren - es können auch weniger Magnetventile im Rahmen des Ventilblocks genutzt werden.
-
Insbesondere kann ein im Weiteren als Trennventil beschriebenes Rückschlagventil in einer hier nicht gezeigten Ausführungsform in der Druckluftversorgungsanlage 10 angeordnet sein. Ein Trennventil kann auch in der Pneumatikanlage 90 angeordnet sein, beispielsweise auch im Rahmen des Ventilblocks 97. Ebenso kann die Pneumatikanlage 90 einen hier vorliegend nicht näher gezeigten Spannung/Druck-Sensor aufweisen, welcher in einer zusätzlichen, hier nicht dargestellten Zweigleitung an der Galerie 95 angeschlossen sein kann, so dass über den Spannung/Druck-Sensor ein Druck in der Galerie 95 der Pneumatikanlage 90 gemessen werden kann.
-
Die Druckluftversorgungsanlage 10 dient zum Betreiben der Pneumatikanlage 90. Die Druckluftversorgungsanlage 10 weist dazu eine Druckluftzuführung 1 und einen Druckluftanschluss 2 zur Pneumatikanlage 90 auf. Die Druckluftzuführung 1 ist vorliegend mit einer Luftzuführung 0, einem der Luftzuführung 0 vorgeordneten Luftfilter 0.1 und -über eine Ansaugleitung 54 oder dergleichen pneumatischen Verbindung-- einem der Luftzuführung 0 nachgeordneten über einen Motor 51 (M) angetriebenen Luftverdichter 50 pneumatisch verbunden; der Motor 51 (M) treibt dazu den Kompressor 52 des Luftverdichters 50 an.
-
Eine erste pneumatische Verbindung ist vorliegend mit einer einzigen Pneumatikhauptleitung 60 zwischen der Druckluftzuführung 1 und dem Druckluftanschluss 2 gebildet, die einerseits am Druckluftzuführungsanschluss der Druckluftzuführung 1 und andererseits an den Druckluftanschluss 2 sowie der weiteren Pneumatikleitung 96 zur Bildung der pneumatischen Verbindung anschließt. In der Pneumatikhauptleitung 60 ist ein Lufttrockner 61 und eine erste Drossel 62 mit vorgegebener erster Nennweite NW1 angeordnet. Außerdem kann in der Pneumatikhauptleitung 60 ein Trennventil mit einem pneumatisch entsperrbaren Rückschlagventil 63 angeordnet sein. Dieses kann als pneumatisch entsperrbares Rückschlagventil zusammen mit dem Entlüftungsventil 73 in einem gemeinsamen Ventilgehäuse 173 integriert sein. Das gemeinsame Ventilgehäuse 173 ist hier in 1 nur als Option und deswegen mit zwei gestrichelten Rechtecken gezeigt --aber eben unter Integration des Rückschlagventils 63 als auch des Entlüftungsventils 73 mit den entsprechenden Anschlüssen; d. h. das gemeinsame Ventilgehäuse 173ist dann insofern mit dem ersten und zweiten Rückschlagventil-Anschluss 63X, 63Y in der Pneumatikhauptleitung 60 angeschlossen sowie mit dem ersten Entlüftungsventilanschluss 73X, 73Y in der Entlüftungsleitung 70 angeschlossen und es weist den ersten Steueranschluss 73U des Entlüftungsventils 70 und den Entlüftungsanschluss 73V des Entlüftungsventils 70 auf--. Dabei ist mittels einer elektrischen Ansteuerung des Steuerventils 74 das Rückschlagventil 63 gleichzeitig mit dem Entlüftungsventil 73 über einen gemeinsamen Relaiskolben 160 schaltbar.
-
Das pneumatisch entsperrbare Rückschlagventil 63 ist als Option vorliegend in einer pneumatischen Reihenschaltung mit der ersten Drossel 62 mit einer ersten Nennweite NW1 in der Pneumatikhauptleitung 60 angeordnet und dort mittels des ersten und zweiten Rückschlagventil-Anschlusses 63X, 63Y angeschlossen, wobei die Pneumatikhauptleitung 60 die einzige pneumatische Leitung der ersten pneumatischen Verbindung ist. Die Reihenanordnung aus der ersten Drossel 62 und dem pneumatisch entsperrbaren Rückschlagventil 63 ist also zwischen dem Lufttrockner 61 und dem Druckluftanschluss 2 zur Pneumatikanlage 90 in der Pneumatikhauptleitung 60 angeordnet.
-
Weiter weist die Druckluftversorgungsanlage 10 eine mit der Pneumatikhauptleitung 60 und einem Entlüftungsanschluss 3 und weiterem Filter 0.3 und/oder einen Schalldämpfer pneumatisch verbundene zweite pneumatische Verbindung, nämlich hier die Entlüftungsleitung 70, auf. Vorliegend ist die Entlüftungsleitung 70 am Druckluftzuführungsanschluss der Druckluftzuführung 1 an der Pneumatikhauptleitung 60 angeschlossen. In Richtung des Entlüftungsanschlusses 3 ist in der Entlüftungsleitung 70 eine zweite Drossel 72 mit einer zweiten Nennweite NW2 angeordnet, die oberhalb der ersten Nennweite NW1 der ersten Drossel 62 liegt und in Entlüftungsrichtung stromabwärts der Entlüftungsleitung 70 ist zudem ein steuerbares Entlüftungsventil 73 angeordnet; nämlich vorliegend mit einem ersten Entlüftungsventilanschluss 73X des Entlüftungsventils und mit einem zweiten Entlüftungsventilanschluss 73Y des Entlüftungsventils in der Entlüftungsleitung 70 angeschlossen. Das in der, durch die Entlüftungsleitung 70 gebildeten, zweiten pneumatischen Verbindung angeordnete Entlüftungsventil 73 ist vorliegend als vom pneumatisch entsperrbaren Rückschlagventil 63 separates 2/2-Wege-Ventil gebildet.
-
Das steuerbare Entlüftungsventil 73 ist so als indirekt geschaltetes Relaisventil Teil einer Magnetventilanordnung 80 zur indirekten Schaltung eines Druckluftvolumens der aus der Pneumatikhauptleitung 60 befüllbaren Entlüftungsleitung 70. Dabei weist die Magnetventilanordnung 80 ein Steuerventil 74 in Form eines 3/2-Wege-Magnetventils auf. Das Steuerventil 74 kann mit einem über eine Steuerleitung 83 übermittelbarem Steuersignal in Form eines Spannungs- und/oder Stromsignals an die Spule 82 des Steuerventils 74 angesteuert werden, die auf einen mit dem Kolben des Steuerventils 74 zusammenwirkenden oder diesen bildenden Magnetanker 81 wirkt. Bei Ansteuerung kann das Steuerventil 74 von der in 1 gezeigten stromlos geschlossenen Stellung in eine pneumatisch geöffnete Stellung überführt werden, in der ein über eine primäre pneumatische Steuerleitung 110 --hier am Haupt-Zweiganschluss 78 aus der Pneumatikhauptleitung 60-- abgeleiteter Druck zur pneumatischen Steuerung des steuerbaren Entlüftungsventil 73 als Relaisventil weitergegeben wird.
-
Das steuerbare Entlüftungsventil 73 ist vorliegend zusätzlich mit einer Druckbegrenzung 75 versehen. Die Druckbegrenzung 75 greift über eine weitere pneumatische Steuerleitung vor dem Entlüftungsventil 73 - konkret zwischen zweiter Drossel 72 und Entlüftungsventil 73 - einen Druck ab, welcher bei Übersteigen eines Schwelldrucks den Kolben des Entlüftungsventils 73 gegen die Kraft einer einstellbaren Feder 76 vom Ventilsitz hebt - also das steuerbare Entlüftungsventil 73 auch ohne Ansteuerung über das Steuerventil 74 in die pneumatisch geöffnete Stellung eines zweiten Schaltzustands 73.B bringt. Auf diese Weise wird vermieden, dass ein ungewollt zu hoher Druck im pneumatischen System 100 entsteht.
-
Das Steuerventil 74 trennt im vorliegend geschlossenen Zustand die Steuerleitung in eine Steuerteilleitung 110 zum Haupt-Zweiganschluss 78 und eine Steuerrelaisleitung 120 zum Relaiskolben 160 des Entlüftungsventils 73 und ist über eine weitere Steuerentlüftungsleitung 170 mit dem Entlüftungsanschluss 3 pneumatisch verbunden. Mit anderen Worten ist ein zwischen Entlüftungsventil 73 und Steuerventil 74 liegender den Entsperr-Zweiganschluss 77 aufweisender Leitungsabschnitt --hier als Relaiskolbensteuerleitung 120 bezeichnet-- der Steuerteilleitung 110 bei der in 1 gezeigten geschlossenen Stellung des Steuerventils 74 mit der weiteren Steuerentlüftungsleitung 170 zwischen Steuerventil 74 und Entlüftungsanschluss 3 verbunden. Die weitere Steuerentlüftungsleitung 170 schließt dazu im ersten Entlüftungs-Zweiganschluss 53 an die Entlüftungsleitung 70 an, so dass die Entlüftungsleitung 70 und die weitere Steuerentlüftungsleitung 170 in einem zwischen dem ersten Entlüftungs-Zweiganschluss 53 und dem Entlüftungsanschluss 3 liegenden Abschnitt zusammengeführt werden.
-
Vorliegend kann, muss aber nicht --also optional-- die Druckluftversorgungsanlage 10 weiter eine pneumatische Entsperrleitung 130 zwischen dem Steuerventil 74 und dem Rückschlagventil 63 aufweisen, die am Entsperr-Zweiganschluss 77 an die Relaiskolbensteuerleitung 120 angeschlossen ist. Über das Steuerventil 74 kann so beim Anstehen eines von der Pneumatikhauptleitung 60 oder von der weiteren Pneumatikleitung 96 über die (primäre) pneumatische Steuerleitung 110 abgeleiteten Steuerdruckes das Rückschlagventil 63 unter Druckbeaufschlagung der pneumatischen Entsperrleitung 130 --d. h. durch Überführen des Steuerventils 74 in den geöffneten Zustand-entsperrt werden. Mit besonderem Vorteil versehen, führt das Überführen des Steuerventils 74 in den geöffneten Zustand nicht nur zum Entsperren des entsperrbaren Rückschlagventils 63, sondern auch --da auch der zwischen Steuerventil 74 und Entlüftungsventil 73 liegende Leitungsabschnitt als der (sekundären) pneumatischen Steuerleitung --die Relaiskolbensteuerleitung 120-- mit Steuerdruck beaufschlagt wird-zum Überführen des Entlüftungsventils 73 von der geschlossenen Stellung eines ersten Schaltzustands 73.A des Entlüftungsventils 73 in eine geöffnete Stellung eines zweiten Schaltzustands 73.B des Entlüftungsventils 73 dienen.
-
Mit anderen Worten dient das Steuerventil 74 der Magnetventilanordnung 80 zur Ansteuerung des separat vom Rückschlagventil 63 vorgesehenen Entlüftungsventils 73 und des Rückschlagventils 63. Dies führt zu einem beidseitigen pneumatischen Öffnen des Lufttrockners 61 bei Überführung des Steuerventils 74 in die Durchlassstellung der zweiten Schaltstellung 74.B und damit einhergehend der Überführung des Entlüftungsventils 73 in die Durchlassstellung der zweiten Schaltstellung 73.B. Diese weitere durch die Druckluftversorgungsanlage 10 einnehmbare Betriebsstellung kann in Betrieb zum Entlüften der Pneumatikanlage 90 und gleichzeitigen Regenerieren des Lufttrockners 61 genutzt werden.
-
Die in 1 gezeigte Betriebsstellung der Druckluftversorgungsanlage 10 dient unter Durchfluss des optionalen Rückschlagventils 63 --vorliegend gezeigt in Durchlassstellung-- vor allem zum Befüllen der Pneumatikanlage 90 über die Pneumatikhauptleitung 60. Die den Bälgen 91 vorgeordneten Magnetventile 93 und/oder das dem Speicher 92 vorgeordnete Magnetventil 94 werden in eine geöffnete Stellung gebracht. Gleichwohl ist bei geschlossener Stellung der Magnetventile 93, 94 in der Pneumatikanlage 90 - aufgrund des vorliegend nicht entsperrten Rückschlagventils 63 - eine Betriebsstellung der Pneumatikanlage 90 entkoppelt von der Druckluftversorgungsanlage 10 möglich. Mit anderen Worten kann ein Querschalten von Bälgen 91 (z. B. im Off-Road-Betrieb eines Fahrzeugs 1000), ein Füllen der Bälge 91 aus dem Speicher 92 oder eine Druckmessung in der Pneumatikanlage 90 über die Galerie 95 vorgenommen werden, ohne dass die Druckluftversorgungsanlage 10 druckbeaufschlagt wird. Insbesondere wird der Lufttrockner 61 aufgrund des vom Druckluftanschluss 2 zur Druckluftzuführung 1 gesperrten Rückschlagventils 63 und der Trennstellung des Steuerventils 74 in der ersten Schaltstellung 74.A vor unnötiger Beaufschlagung mit Druckluft geschützt.
-
Es wurde bei der vorliegend gezeigten Ausführungsform erkannt, dass eine Beaufschlagung des Lufttrockners 61 mit Druckluft nicht bei jeder Betriebsstellung der Pneumatikanlage 90 vorteilhaft ist. Vielmehr ist es für eine effektive und schnelle Regeneration des Lufttrockners 61 vorteilhaft, wenn diese ausschließlich im Falle einer Entlüftung der Pneumatikanlage 90 --optional mit entsperrtem Rückschlagventil 63-erfolgt; d. h. in einer Entlüftungsrichtung von Druckluftanschluss 2 zum Druckluftzuführungsanschluss der Druckluftzuführung und dann zum Entlüftungsanschluss 3.
-
Dazu wird das Steuerventil 74 von der in 1 als „Trennstellung“ bezeichnete erste Schaltstellung 74.A in eine als „Durchlassstellung“ bezeichnete zweite Schaltstellung 74.B gebracht, so dass das Entlüftungsventil 73 öffnet, also in einen zweiten Schaltzustand 73.B einer geöffneten Stellung überführt wird; optional auch das Rückschlagventil 63 entsperrt wird. Eine Entlüftung der Pneumatikanlage 90 kann über das entsperrte Rückschlagventil 63, die erste Drossel 62 (mit einer ersten Nennweite NW1) unter Regeneration des Lufttrockners 61 sowie über die zweite Drossel 72 (mit einer zweiten Nennweite NW2) und das geöffnete Entlüftungsventil 73 zum Entlüftungsanschluss 3 erfolgen.
-
Im vorliegenden Fall ist das Entlüftungsventil 73 als Grundlage für eine bevorzugte Ausführungsform gemäß dem Konzept der Erfindung mit einem Relaiskolben 160 versehen, welcher zur Beaufschlagung mit einem Steuerdruck wenigstens über einen ersten Steueranschluss 73U desselben ausgebildet ist. Damit kann das Entlüftungsventil 73 von einer durch die Ventilfeder 76 gehaltenen pneumatisch geschlossenen steuerdruckfreien ersten Ventilstellung bzw. einem ersten Schaltzustand 73.A --zur Trennung des ersten und zweiten Entlüftungsventil-Anschlusses 73X, 73Y unter Unterbrechung einer pneumatischen Verbindung; d.h. zum Schließen der Entlüftungsleitung 70-- bei Druckbeaufschlagung des ersten Steueranschluss 73U in eine durch den Steuerdruck aktuierten pneumatischen geöffneten zweiten Ventilstellung bzw. einem zweiten Schaltzustand 73.B gegen die Druckkraft der Ventilfeder 76 überführt werden -- zur Verbindung des ersten und zweiten Entlüftungsventil-Anschlusses 73X, 73Y unter Schließen einer pneumatischen Verbindung; d.h. zum Öffnen der Entlüftungsleitung 70. Vorliegend weist der Relaiskolben 160 des Entlüftungsventils 73 den ersten mit Steuerdruck beaufschlagbaren Steueranschluss 73U zu einer ersten Steuerfläche 161 und einen zur Abführung von Entlüftungsluft aus einem Entlüftungsrückraum 163 bei Betätigung des Relaiskolbens 160 vorgesehenen Entlüftungsanschluss 73V zu einer zweiten Steuerfläche 162 in einem Entlüftungsrückraum 163 auf, insbesondere wobei der Entlüftungsanschluss 73V als ein Gegendruckanschluss wirkt. Am Entlüftungsrückraum 163 schließt beim Entlüftungsanschluss 73V des Entlüftungsventils 73 vorliegend eine noch weitere Entlüftungsleitung 150 an, die mit einem noch weiteren zweiten Entlüftungs-Zweiganschluss 56 an die Entlüftungsleitung 70 anschließt; nämlich zwischen Entlüftungsventil 73 und dem ersten Entlüftungs-Zweiganschluss 53. Die noch weitere Entlüftungsleitung 150 --konkret zur Entlüftung des Entlüftungsrückraums 163 des Entlüftungsventils 73 bei Betätigung des Relaiskolbens 160-- ist hinsichtlich des Druckluftdurchlasses gedrosselt mittels einer hier als dritte Drossel 152 bezeichneten Drossel mit einer Nennweite NW3. Die Nennweite NW3 der dritten Drossel 152 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 mm bis 4 mm und ist auf die Größe der zweiten Steuerfläche 162 und/oder die Leitungslänge und den Leitungsquerschnitt der weiteren Entlüftungsleitung 150, der Entlüftungsleitung 70 und/oder der Ablassleitung 55 abzustimmen. Aufgrund des dadurch definierten Druckluftdurchlasses aus dem Entlüftungsrückraum 163 wird auch eine Bewegung des Relaiskolbens 160 bei Betätigung gedämpft; insofern wirkt der Entlüftungsanschluss 73V als ein Gegendruckanschluss, da aufgrund der mit diesem oder in Kombination mit diesem gebildeten Drosselwirkung einer Bewegung des Relaiskolbens 160 eine gewisse Gegenkraft aufgrund des entstehenden Staudrucks und/oder Gegendrucks entgegen wirkt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, einen solchen Gegendruck am Entlüftungsanschluss 73V wirken zu lassen. Insbesondere hat ein aufgrund der gebildeten Drosselwirkung hervorgerufener Gegendruck den Vorteil, dass er nicht notwendigerweise als Steuerdruck von einer Steuerleitung abgeleitet werden muss. Vielmehr kann dieser Gegendruck --insofern beispielsweise per Drossel 152, 122 in einem Entlüftungsanschluss 73V oder einer weiteren Entlüftungsleitung 150 implementiert und/oder in einer Relaiskolbensteuerleitung 120 implementiert und/oder im Relaiskolben 160 implementiert-- vergleichsweise einfach und dennoch angemessen, insbesondere im Falle einer einstellbaren und/oder regelbaren dritten Drossel 152 und/oder vierten Drossel 122, realisiert werden und der Gegendruck wirkt bei Bedarf, nämlich im Falle einer Entlüftung des Entlüftungsrückraumes 163 des Relaiskolbens 160.
-
Allgemein weist vorliegend die Entlüftungsleitung 150 eine dritte Drossel 152 und/oder die Relaiskolbensteuerleitung 120 eine vierte Drossel 122 auf. Die dritte Drossel 152 und/oder die vierte Drossel 122 können, müssen aber nicht, regelbar und/oder einstellbar sein; vorliegend sind in 1 der Einfachheit halber die dritte Drossel 152 und/oder vierte Drossel 122 einstellbar und/oder regelbar gezeigt. Insbesondere kann damit die Entlüftung des Entlüftungsrückraums 163 durch den Aufbau eines auf eine zweite Steuerfläche 162 wirkenden Staudrucks und/oder Gegendrucks mittels der dritten Drossel 152 derart gedrosselt werden und/oder die Relaiskolbensteuerleitung 120 derart gedrosselt mit Steuerdruck beaufschlagt werden, dass eine Bewegung des Relaiskolbens 160 bei Betätigung gedämpft wird.
-
Zusätzlich ist, wie vorliegend beispielhaft in 1 gezeigt, pneumatisch parallel zu der dritten Drossel 152 in einer Überbrückungsleitung 154 ein in Strömungsrichtung des Entlüftungsrückraumes 163 öffnendes und in Strömungsrichtung des Entlüftungsanschlusses 3 schließendes Entlüftungsrückraum-Rückschlagventil 153 angeordnet. Mit dem Entlüftungsrückraum-Rückschlagventil 153 kann der Entlüftungsrückraum 163 ungedrosselt mit Luft vom Entlüftungsanschluss 3 versorgt werden, um den Schließvorgang des Entlüftungsventils 73 vom pneumatisch geöffneten zweiten Schaltzustand 73.B in den pneumatisch geschlossenen ersten Schaltzustand 73.A nicht zu verzögern. Die Überbrückungsleitung 154 zweigt von der weiteren Entlüftungsleitung 150 jeweils vor und hinter der dritten Drossel 152 ab.
-
Die weitere Entlüftungsleitung 150 schließt vorliegend mit einem noch weiteren zweiten Entlüftungs-Zweiganschluss 56 an die Entlüftungsleitung 70 an; nämlich zwischen Entlüftungsventil 73 und dem ersten Entlüftungs-Zweiganschluss 53. Grundsätzlich kann ein weiterer zweiter Entlüftungs-Zweiganschluss 56 für die weitere Entlüftungsleitung 150 an der Entlüftungsleitung 70 und/oder an einer weiteren Entlüftungsleitung 170 und/oder an einer Ablassleitung 55 und/oder an einem Entlüftungsanschluss 3 erfolgen.
-
Hinsichtlich des Verfahrens und unter Bezug auf 1 stellt sich eine besonders bevorzugte Betriebsweise insbesondere wie folgt ein:
- - eine vierte Drossel 122 greift den Steuerdruck, besser Vorsteuerdruck, zwischen Entlüftungsmagnet und Relaiskolben ab, d. h. zwischen Steuerventil 74 und Entlüftungsventil 73;
- - die vierte Drossel 122 und/oder eine dritte Drossel 152 in einer weiteren Entlüftungsleitung 150 öffnet abhängig von seiner Charakteristik und kann den Rückraum, d. h. den Entlüftungsrückraum 163 des Relaiskolbens 160 durch die Beeinflussung des Öffnungs- und/oder Drosselverhaltens und Generierung eines zumindest kurzzeitig auf eine zweite Steuerfläche 162 wirkenden Staudrucks und/oder Gegendrucks das Auftreten eines Entlüftungsknalles vermindern;
- - beim Füllen-Ende wird der Entlüftungsmagnet des Steuerventils 74 geschaltet und der Ringraum der Steuerkammer 164 des Entlüftungsventils 73 am Relaiskolben 160 wird mit dem Galerie-Druck beaufschlagt;
- - der Druckstoß (hoher Gradient) bzw. der hohe Druck öffnet die für diese Charakteristik optimierte dritte Drossel 152 und/oder vierte Drossel 122 wobei der Relaiskolben 160 des Entlüftungsventils 73 beidseitig druckbeaufschlagt wird; d. h. in der Steuerkammer 164 und in dem Entlüftungsrückraum 163; der Relaiskolben wird hier kurzzeitig quasi zu einem beidseitig druckbeaufschlagten Zylinder, wobei nur in der Steuerkammer 164 aktiv Steuerdruck aus der Relaiskolbensteuerleitung eingespeist wird und in dem Entlüftungsrückraum 163 sich durch die Bewegung des Relaiskolbens 160 bzw. des Entlüftungsventils 73 durch die dritte Drossel 152 selbsttätig und kurzzeitig, während des Umschaltvorgangs des Entlüftungsventils 73 von einem pneumatisch geschlossenen ersten Schaltzustand 73.A in einen pneumatisch geöffneten zweiten Schaltzustand 73. B, ein insbesondere auf die zweite Steuerfläche 162 wirkender Staudruck und/oder Gegendruck entsteht, um den Entlüftungsvorgang des Entlüftungsventils 73 - insbesondere akustisch - zu dämpfen.;
- - die Entlüftung des Entlüftungsrückraum 163 des Relaiskolbens 160 des Entlüftungsventils 73; z. B. über eine dritte Drossel 152, lässt einen schnellen, aber definierten -- und damit in geeigneter Weise auch die Bewegung des Relaiskolbens 160 dämpfenden-- Druckabbau im Entlüftungsrückraum 163 zu, der das Öffnungsverhalten des Entlüftungsventils 73 in der Startphase der Bewegung minimal verzögert;
- - die Verzögerung entsteht durch die bedarfsabhängige Umverteilung der begrenzt anströmenden Luft aus dem Entlüftungsrückraum 163;
- - der Relaiskolben 160 des Entlüftungsventils 73 öffnet langsamer und verzögert den Druckabbau in dem Lufttrockner 61 derart, dass ein Entlüftungsknall deutlich gedämpft wird, beispielsweise um bis zu 7 dBA.;
- - das Luftpolster über dem Relaiskolben 160 wird sehr schnell abgebaut; dies wird unterstützt durch eine vergleichsweise große Nennweite NW4 an der vierten Drossel 122, welcher größer ist als die Nennweite NW3 der dritten Drossel 152;
- - der Relaiskolben 160 wird zu Beginn der Öffnungsbewegung gebremst und schlägt weniger heftig am Endanschlag an - dies ist ebenfalls akustik-vermindernd relevant.
- - das Absenken des Fahrzeuges 1000 wird nicht beeinflusst, da i.d.R, zuerst das Entlüftungsventil 73 und dann das entsprechende Magnetventil 92 der Bälge 91 geöffnet wird, wobei der Druckgradient niedriger liegt als bei einer Entlüftung aus hohen Drücken;
- - wird das Entlüftungsventil 73 am Steuerventil 74 geschlossen, entweicht die Vorsteuerluft aus dem Ringraum der Steuerkammer 164 des Relaiskolbens 160 in den Entlüftungspfad, z. B. der Steuerentlüftungsleitung 170, und das Entlüftungsventil 73 wird durch die Federkraft der Ventilfeder 76 geschlossen;
- - die vierte Drossel 122 und/oder die dritte Drossel 152 beeinflussen nicht den weiteren Verlauf der Entlüftung der Druckluftversorgungsanlage 10. Die vierte Drossel 122 und/oder die dritte Drossel 152 können vorteilhaft im Relaiskolben 160 integriert sein und beanspruchen deshalb keinen zusätzlichen Bauraum;
-
Insgesamt lassen sich mit den zuvor erläuterten Ausführungsformen wenigstens ein oder mehrere der nachfolgend genannten Vorteile erreichen:
- - Reduzierung des Entlüftungsknalles vorzugsweise beim Entlüften hoher Drücke;
- - Energieeinsparung;
- - geringerer Luftverbrauch;
- - gedämpftes Öffnen des Entlüftungsventils nur bei hohem Vorsteuerdruck in der Relaiskolbensteuerleitung 120 (z. B. Speicherfüllen - Ende) oder hohem Druckgradienten im Ringraum164 gegenüber dem Entlüftungsrückraum 163;
- - verbesserte Regelgüte;
- - Vermeiden zusätzlicher Regel- und Schaltvorgänge Verminderung der mechanischen Belastung des Kolbens und der Gehäusekomponenten durch gedämpften Endanschlag des Relaiskolbens 160;
- - geringere Geräuschbelastung durch gedämpften Endanschlag des Kolbens
- - Beibehaltung der serienmäßigen Pneumatikanlage90
- - Beibehaltung des Einbauraumes des Kompressoraggregats 52 bzw. des Luftverdichters 50,
- - besonders für Systeme mit Speicher und hohem Druck geeignet,
- - kompatibel mit bisherigen Druckluftversorgungsanlagen 10,
- - wirksam bei Speicherfüllen-Ende und Aktionen mit hohen Drücken in der Galerie 95 (z. B. Umfüllen Speicher und/oder Balg und Balg-/Speicherdruck messen).
- - für Lufttrockner 61 mit abgesperrter Galerie 95 ( z.B. Power-Release) und Lufttrockner 61 mit großen ersten Nennweiten NW1 einer ersten Drossel 62 anwendbar (z.B. bei jedem „Speicherfüllen-Ende“; nach Umfüllen bauartbedingt nur mechanisch relevant (weicherer Kolbenanschlag)).
- - Einsatz verbessert Performance und Kundenakzeptanz;
- - weniger Bauteile und Gewicht und kein zusätzlicher Verkabelungs- und Ansteueraufwand gegenüber einem Einsatz eines zusätzlichen Hochdruckentlüftungsventils wie dies beispielsweise aus der EP1165333B2 bekannt ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 0
- Luftzuführung
- 0.1
- Luftfilter
- 0.3
- weiterer Filter
- 1
- Druckluftzuführung
- 2
- Druckluftanschluss
- 3
- Entlüftungsanschluss
- 10
- Druckluftversorgungsanlage
- 50
- Luftverdichter
- 51
- Motor
- 52
- Kompressor
- 53
- erster Entlüftungs-Zweiganschluss der weiteren Entlüftungsleitung 170
- 54
- Ansaugleitung oder dgl. pneumatische Verbindung
- 55
- Ablassleitung
- 56
- zweiter Entlüftungs-Zweiganschluss der noch weiteren Entlüftungsleitung 150
- 60
- Pneumatikhauptleitung
- 61
- Lufttrockner
- 62
- erste Drossel
- 63
- entsperrbares Rückschlagventil
- 63X, 63Y
- Rückschlagventil-Anschlüsse
- 70
- Entlüftungsleitung
- 72
- zweite Drossel
- 73
- Entlüftungsventil
- 73.A
- erster Schaltzustand des Entlüftungsventils 73 einer geschlossenen Stellung
- 73.B
- zweiter Schaltzustand des Entlüftungsventils 73 einer geöffneten Stellung
- 73X
- erster Entlüftungsventilanschluss des Entlüftungsventils
- 73Y
- zweiter Entlüftungsventilanschluss des Entlüftungsventils
- 73U
- erster Steueranschluss des Entlüftungsventils
- 73V
- Entlüftungsanschluss des Entlüftungsventils
- 74
- Steuerventil
- 74X
- erster Steuerventil-Anschluss des Steuerventils
- 74Y
- zweiter Steuerventil-Anschluss des Steuerventils
- 74Z
- dritter Steuerventil-Anschluss des Steuerventils
- 74.A
- erste Schaltstellung 74.A des Steuerventils 74 (Trennstellung)
- 74.B
- zweite Schaltstellung 74.B des Steuerventils 74 (Durchlassstellung)
- 75
- Druckbegrenzung
- 76
- einstellbare Feder
- 77
- Entsperr-Zweiganschluss
- 78
- Haupt-Zweiganschluss
- 80
- Magnetventilanordnung
- 82
- Spule des Steuerventils 74
- 83
- Steuerleitung
- 90
- Pneumatikanlage
- 91
- Bälge
- 92
- Speicher
- 93
- Magnet- / Wegeventile der Bälge
- 94
- Magnet- / Wegeventil des Speichers
- 95
- Galerie
- 96
- Pneumatikleitung
- 97
- Ventilblock
- 98
- Feder-Zweigleitung
- 99
- Speicher-Zweigleitung
- 100
- pneumatisches System
- 110
- pneumatische Steuerteilleitung
- 120
- Relaiskolbensteuerleitung
- 122
- vierte Drossel
- 130
- Entsperrleitung
- 150
- noch weitere Entlüftungsleitung, Steuerleitung
- 152
- dritte Drossel
- 153
- Entlüftungsrückraum-Rückschlagventil
- 154
- Überbrückungsleitung
- 160
- Relaiskolben
- 161
- erste Steuerfläche
- 162
- zweite Steuerfläche
- 163
- Entlüftungsrückraum
- 164
- Steuerraum, Ringraum
- 170
- weitere Entlüftungsleitung
- 1000
- Fahrzeug
- NW1
- Nennweite der ersten Drossel
- NW2
- Nennweite der zweiten Drossel
- NW3
- Nennweite der dritten Drossel
- NW4
- Nennweite der vierten Drossel
