DE102014224537A1

DE102014224537A1 - Pneumatischer Widder

Info

Publication number: DE102014224537A1
Application number: DE102014224537.0A
Authority: DE
Inventors: Daniel Wolf; Detlef Baasch; Volker Wagner; Nils Mühl; Tobias Dittrich; Georges Halsdorf
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-12-01
Filing date: 2014-12-01
Publication date: 2016-06-02

Abstract

Die Erfindung betrifft Vorrichtung zur Drucklufterzeugung (101); mit einer Treibleitung (103), die ein Stoßventil (105) aufweist, mit einem Druckventil (107) und mit mindestens einem Druckspeicher (109). Die Treibleitung (103) weist eine Öffnung (117) auf, durch die Luft in die Treibleitung (103) einströmen kann; wobei das Stoßventil (105) öffnet, sodass die in die Treibleitung (103) einströmende Luft durch das Stoßventil (105) entweicht, wenn ein durch die einströmende Luft auf das Stoßventil (105) ausgeübter Druck unter einen ersten Schwellwert fällt; wobei das Stoßventil (105) schließt, sodass keine Luft aus der Treibleitung (103) durch das Stoßventil (105) entweichen kann, wenn der durch die einströmende Luft auf das Stoßventil (105) ausgeübte Druck den ersten Schwellwert überschreitet; wobei die Treibleitung (103) und der Druckspeicher (109) über ein Druckventil (107) verbunden sind; wobei das Druckventil (107) öffnet, sodass Luft aus der Treibleitung (105) in den Druckspeicher (109) gelangt, wenn ein durch die einströmende Luft auf das Druckventil (107) ausgeübter Druck einen zweiten Schwellwert überschreitet; und wobei das Druckventil (107) schließt, sodass keine Luft aus der Treibleitung (103) in den Druckspeicher (109) gelangen kann, wenn der durch die einströmende Luft auf das Druckventil (107) ausgeübte Druck unter den zweiten Schwellwert fällt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drucklufterzeugung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus dem Stand der Technik ist ein hydraulischer Widder bekannt. Ausführungsformen eines hydraulischen Widders sind in den Druckschriften CH 7291 A , CH 14465 A , CH 19186 A , AT 44229 B , AT 46496 B , AT 48680 B , AT 53655 B , CH 54904 A , CH 57832 A , DE 515734 A , DE 10 2007 056 751 A1 und DE 10 2008 05 8645 A1 offenbart.
Um Druckluftverbraucher, etwa Tragluftfedern, in Kraftfahrzeugen betreiben zu können, wird eine Druckluftversorgung benötigt. Eine Druckluftversorgung beansprucht aber Bauraum innerhalb des Fahrzeugs, treibt die Herstellungs- und Wartungskosten in die Höhe und verschlechtert die Energieeffizienz des Fahrzeugs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Umgehung der den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile eine Vorrichtung zur Drucklufterzeugung verfügbar zu machen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Vorrichtung ist mit einer Treibleitung, einem Stoßventil, einem Druckventil und mindestens einem Druckspeicher ausgestattet.
Bei der Treibleitung handelt es sich um ein Mittel zum Leiten von Druckluft. Die Treibleitung ist mit einer Öffnung versehen ist, durch die Luft in die Treibleitung einströmen kann. Hierzu wird die Treibleitung vorzugsweise einem Luftstrom ausgesetzt, sodass sich an der Öffnung ein Luftdruck aufbaut. Infolgedessen strömt die Luft in die Treibleitung ein.
Im Falle eines Kraftfahrzeugs, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anwendung kommt, handelt es sich bei dem Luftstrom vorzugsweise um Fahrtwind, wobei die Treibleitung dem Fahrtwind ausgesetzt wird.
Die Treibleitung ist mit dem Stoßventil versehen. Hierbei handelt es sich um ein Ventil, das öffnet, wenn ein auf das Stoßventil wirkender Druck unter einen ersten Schwellwert fällt, und schließt, wenn der Druck den ersten Schwellwert überschreitet. Insbesondere ist das Stoßventil geöffnet, während der Druck geringer als der erste Schwellwert ist, und geschlossen, während der Druck größer als der erste Schwellwert ist. Ist der Druck gleich dem ersten Schwellwert, kann das Stoßventil je nach Ausführungsform geöffnet oder geschlossen sein.
Das Stoßventil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist so angeordnet, dass die durch die Öffnung in die Treibleitung einströmende Luft einen Druck auf das Druckventil ausübt. Wenn ein durch die einströmende Luft auf das Stoßventil ausgeübter Druck unter den ersten Schwellwert fällt, öffnet das Stoßventil, sodass die in die Treibleitung einströmende Luft durch das Stoßventil aus der Treibleitung entweicht. Entsprechend schließt das Stoßventil, so dass keine Luft durch das Stoßventil aus der Treibleitung entweichen kann, wenn der durch die einströmende Luft auf das Stoßventil ausgeübte Druck den ersten Schwellenwert überschreitet.
Das Druckventil öffnet und schließt in Abhängigkeit von einem zweiten Schwellwert. Wirkt auf das Druckventil ein Druck, der den zweiten Schwellwert überschreitet, öffnet das Druckventil. Fällt der Druck unter den zweiten Schwellwert, schließt das Druckventil. Insbesondere bleibt das Druckventil geöffnet, während der Druck größer als der zweite Schwellwert ist, und bleibt geschlossen, während der Druck kleiner als der zweite Schwellwert ist. Wenn der Druck gleich dem zweiten Schwellwert ist, kann das Druckventil geöffnet sein. In einer alternativen Ausführungsform ist das Druckventil geschlossen, wenn der Druck gleich dem zweiten Schwellwert ist.
Das Druckventil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist so angeordnet, dass die durch die Öffnung in die Treibleitung einströmende Luft einen Druck auf das Druckventil ausübt. Wenn dieser durch die einströmende Luft auf das Druckventil ausgeübte Druck den zweiten Schwellwert überschreitet, öffnet das Druckventil. Entsprechend schließt das Druckventil, wenn der durch die einströmende Luft auf das Druckventil ausgeübte Druck unter den zweiten Schwellwert fällt.
Die Treibleitung ist mit dem Druckspeicher druckluftleitend verbunden. Es gibt also eine Druckluftleitung, die die Treibleitung mit dem Druckspeicher verbindet. Das Druckventil ist so angeordnet, dass es diese Treibleitung verschließen kann. Wenn also das Druckventil geschlossen ist, kann keine Luft aus der Treibleitung in den Druckspeicher gelangen. Auch kann umgekehrt keine Luft aus dem Druckspeicher in die Treibleitung gelangen. Ist hingegen das Druckventil geöffnet, strömt Luft durch die Druckluftleitung und das Druckventil von der Treibleitung in den Druckspeicher.
Vorzugsweise ist das Druckventil als Rückschlagventil ausgebildet, sodass auch dann keine Luft aus dem Druckspeicher in die Treibleitung gelangen kann, wenn das Druckventil geöffnet ist.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist der zweite Schwellwert größer als der erste Schwellwert. Dies setzt, wenn die Treibleitung einem Luftstrom ausgesetzt ist, folgenden Mechanismus in Gang:
Zunächst ist das Druckventil geschlossen und das Stoßventil geöffnet. Die durch die Öffnung in die Treibleitung einströmende Luft kann dann durch das Stoßventil entweichen. Dabei übt die Luft einen Druck auf das Stoßventil aus. Übersteigt dieser Druck den ersten Schwellwert, schließt das erste Stoßventil. Infolgedessen steigt der in der Treibleitung herrschende Druck schlagartig an. Dies führt dazu, dass der auf das Druckventil ausgeübte Druck den zweiten Schwellwert überschreitet. Nun öffnet das Druckventil, so dass mit Druck beaufschlagte Luft aus der Treibleitung in den Druckspeicher gelangt. Der in der Treibleitung herrschende Druck sinkt entsprechend. Infolgedessen schließt das Druckventil, und das Stoßventil öffnet sich. Nun entweicht erneut die durch die Öffnung in die Treibleitung einströmende Luft durch das Stoßventil. Der oben beschriebene Prozess wiederholt sich damit. Die Vorrichtung bildet also ein schwingendes System aus.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Vorrichtung mindestens einen Druckluftverbraucher auf. Bei einem Druckluftverbraucher handelt es sich um eine Vorrichtung, die zum Betrieb eine Druckluftversorgung erfordert. Insbesondere kann es sich bei dem Druckluftverbraucher um eine Tragluftfeder eines Kraftfahrzeugs handeln. Weiterbildungsgemäß ist der Druckluftverbraucher mit dem Druckspeicher druckluftleitend, etwa mittels einer Druckluftleitung, verbunden. Auf diese Weise versorgt der durch die Treibleitung gespeiste Druckspeicher den Druckluftversorger mit Druckluft.
Um zu verhindern, dass Luft von dem Druckluftverbraucher zurück in Richtung des Druckspeichers fließt, ist die Druckluftleitung vorzugsweise mit einem Rückschlagventil versehen.
In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung ist die Vorrichtung zur Drucklufterzeugung in einem Fahrzeug verbaut. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, etwa einen Personenkraftwagen oder einen Nutzkraftwagen, oder um ein Schienenfahrzeug handeln.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt. Im Einzelnen zeigt:
1 eine Tragluftfeder mit einem pneumatischen Widder. Der pneumatische Widder 101 weist eine Treibleitung 103, ein Stoßventil 105, ein Druckventil 107, einen ersten Druckspeicher 109, einen zweiten Druckspeicher 111 und ein Rückschlagventil 113 auf.
Die Treibleitung 103 ist so ausgerichtet, dass Fahrtwind 115 durch eine Öffnung 117 in die Treibleitung 103 einströmen kann. Der Fahrtwind 115 tritt zunächst durch das offene Stoßventil 105 aus der Treibleitung 103 aus. Beim Überschreiten einer gewissen Strömungsgeschwindigkeit schließt das Stoßventil 105. Dies führt zu einem starken Druckanstieg in der Treibleitung 103, infolgedessen das Druckventil 107 öffnet. Hierdurch gelangt Luft mit einem hohen Druck in den ersten Druckspeicher 109.
Der erste Druckspeicher 109 und der zweite Druckspeicher 111 sind mittels einer ersten Leitung 119 verbunden. Das Rückschlagventil 113 verhindert, dass Luft aus dem zweiten Druckspeicher 111 durch die erste Leitung 119 zurück in den ersten Druckspeicher 109 gelangt.
Mittels einer zweiten Leitung 121 sind der zweite Druckspeicher 111 und eine Tragluftfeder 123 luftleitend verbunden. Die in dem zweiten Druckspeicher 111 eingeschlossene, mit einem erhöhten Druck beaufschlagte Luft dient damit der Versorgung der Tragluftfeder 123 mit einem Betriebsdruck.
Bezugszeichenliste

101: pneumatischer Widder
103: Treibleitung
105: Stoßventil
107: Druckventil
109: erster Druckspeicher
111: zweiter Druckspeicher
113: Rückschlagventil
115: Fahrtwind
117: Öffnung
119: erste Leitung
121: zweite Leitung
123: Tragluftfeder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CH 7291 A [0002]
CH 14465 A [0002]
CH 19186 A [0002]
AT 44229 B [0002]
AT 46496 B [0002]
AT 48680 B [0002]
AT 53655 B [0002]
CH 54904 A [0002]
CH 57832 A [0002]
DE 515734 A [0002]
DE 102007056751 A1 [0002]
DE 102008058645 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Drucklufterzeugung (101); mit einer Treibleitung (103), die ein Stoßventil (105) aufweist, mit einem Druckventil (107) und mit mindestens einem Druckspeicher (109); dadurch gekennzeichnet, dass die Treibleitung (103) eine Öffnung (117) aufweist, durch die Luft in die Treibleitung (103) einströmen kann; wobei das Stoßventil (105) öffnet, sodass die in die Treibleitung (103) einströmende Luft durch das Stoßventil (105) entweicht, wenn ein durch die einströmende Luft auf das Stoßventil (105) ausgeübter Druck unter einen ersten Schwellwert fällt; wobei das Stoßventil (105) schließt, sodass keine Luft aus der Treibleitung (103) durch das Stoßventil (105) entweichen kann, wenn der durch die einströmende Luft auf das Stoßventil (105) ausgeübte Druck den ersten Schwellwert überschreitet; wobei die Treibleitung (103) und der Druckspeicher (109) über ein Druckventil (107) verbunden sind; wobei das Druckventil (107) öffnet, sodass Luft aus der Treibleitung (105) in den Druckspeicher (109) gelangt, wenn ein durch die einströmende Luft auf das Druckventil (107) ausgeübter Druck einen zweiten Schwellwert überschreitet; und wobei das Druckventil (107) schließt, sodass keine Luft aus der Treibleitung (103) in den Druckspeicher (109) gelangen kann, wenn der durch die einströmende Luft auf das Druckventil (107) ausgeübte Druck unter den zweiten Schwellwert fällt.
Vorrichtung (101) nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schwellwert größer als der erste Schwellwert
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; gekennzeichnet durch mindestens einen Druckluftverbraucher (123); wobei der Druckluftverbraucher (123) mit dem Druckspeicher (109) druckluftleitend verbunden ist.
Fahrzeug mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.