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Die Erfindung betrifft ein Pneumatikaggregat für eine pneumatische Steuer- oder Regeleinheit.
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Aus der
DE 10 2005 030 726 A1 ist eine Luftfederungsanlage für Fahrzeuge bekannt, welche die notwendigen Komponenten aktueller Luftfedersysteme umfasst. Diese verfügt über einen Verdichter, einen Lufttrockner, einen Druckspeicher, sowie verschiedene Ventile und Druckluftleitungen. Des Weiteren verfügt die Luftfederungsanlage über Drucksensoren und wird über ein Steuergerät angesteuert. Die Hauptkomponenten einer Luftversorgung für ein Luftfedersystem umfassen gemäß dem genannten Stand der Technik den Luftverdichter, mehrere Ventile und das Steuergerät, welche üblicherweise separat voneinander schwingungstechnisch entkoppelt im Fahrzeug angeordnet sind. Dabei werden die Komponenten über eigenständige, wenig platzsparende pneumatische und elektrische Leitungen verbunden, was zu einem hohen Applikationsaufwand und zu hohen Kosten führt.
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Bei der Luftversorgung von Luftfedersystemen für Kraftfahrzeuge kommen als Verdichter üblicherweise 1- oder 2-/stufige Verdichterkonzepte mit Schwing- oder Linearkolben zum Einsatz. Solche Verdichter werden meist über einen Elektromotor angetrieben und bestehen aus einem Kurbelgehäuse aus Kunststoff oder Alu-Druckguß, einem Zylinder mit Zylinderkopf aus Alu-Druckguß und einer Trocknereinheit aus Kunststoff. Zusätzlich werden ein oder mehrere Ventile, zum Beispiel Einlass- oder Auslassventile am Zylinderkopf angebracht. Die Motoransteuerung des Elektromotors und die Ventilansteuerung erfolgt über das Steuergerät, welches am Verdichter angeordnet sein kann.
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So ist bspw. aus der nachveröffentlichten
DE 10 2014 207 509 A1 ein Pneumatikaggregat bekannt, bei welchem in einem blockförmigen Aufnahmekörper ein Kurbelwellenraum und eine Kompressorkolbenbohrung für einen Kompressor eingebracht sind, wobei zudem noch Aufnahmebohrungen und Druckmittelkanäle in den Aufnahmekörper gebohrt sind, sodass mittels den Druckmittelkanälen pneumatische Verbindungen zwischen dem Kurbelwellenraum, der Kompressorkolbenbohrung und den Aufnahmebohrungen bestehen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung ein verbessertes und kompaktes Pneumatikaggregat für eine pneumatische Steuer- oder Regeleinheit, insbesondere für ein Luftfedersystem, zu schaffen.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst.
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Es wird ein Pneumatikaggregat für eine pneumatische Steuer- oder Regeleinheit in einem Fahrzeug bereitgestellt, wobei in einem Aufnahmekörper ein Kurbelwellenraum eines Kompressors, mindestens eine Kompressorkolbenbohrung des Kompressors, Ventilaufnahmebohrungen, weitere Aufnahmebohrungen und Druckmittelkanäle vorgesehen sind, wobei die Druckmittelkanäle pneumatische Verbindungen zwischen dem Kurbelwellenraum, der mindestens einen Kompressorkolbenbohrung, den Ventilaufnahmebohrungen und den weiteren Aufnahmebohrungen herstellen. Vorzugsweise dient das Pneumatikaggregat der Luftversorgung für ein Luftfedersystem.
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Vorteilhafterweise entfallen mittels der Druckmittelkanäle, welche die Kompressorkolbenbohrung mit den Ventilaufnahmebohrungen und den Aufnahmebohrungen verbinden, die sonst üblichen pneumatischen Verbindungsleitungen zwischen einem Kompressor, den Schaltventilen (z.B. der Luftfedern oder des Druckspeichers) und den entsprechenden Anschlüssen. All diese Komponenten werden in den Aufnahmeblock aufgenommen, was eine hohe Integration der Komponenten bedeutet, wodurch eine kompakte und funktionelle Einheit aus Luftversorgung und Ventilsteuerung geschaffen ist. Die sonst langen pneumatischen Verbindungsleitungen sind durch kurze Druckmittelkanäle realisiert. In Verbindung mit der Ventilsteuerung können dadurch sehr kurze Schaltzeiten für die pneumatische Steuer- oder Regeleinheit erzielt werden. Ebenfalls ermöglicht die Integration, ein kleines und kostengünstiges Pneumatikaggregat für eine pneumatische Steuer- oder Regeleinheit bereitzustellen, welche wenig Bauraum im Fahrzeug beansprucht.
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Erfindungsgemäß weist der Kurbelwellenraum eine Kurbelraumöffnung an einer ersten Außenfläche des Aufnahmekörpers und eine Elektromotoröffnung an einer zweiten Außenfläche des Aufnahmekörpers auf, welche der ersten Außenfläche gegenüberliegt. Vorteilhafterweise kann mittels der Kurbelraumöffnung der Kompressor bzw. die Kurbelwelle an den Antrieb des Elektromotors montiert werden, wobei der Antrieb des Elektromotors über die Elektromotoröffnung eingebracht wird. Die Elektromotoröffnung ist vorteilhafterweise mittels des Deckels des Elektromotors verschlossen, wobei die Kurbelraumöffnung nach der Montage mittels eines in die Kurbelraumöffnung eingelassenen Deckels verschlossen wird.
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Zudem ist die Kurbelraumöffnung mittig auf der ersten Außenfläche positioniert. Der Kurbelwellenraum des Kompressors ist bezogen auf die erste und dritte Außenfläche zentral im Aufnahmekörper gelegen, wobei ein oder zwei Kolben des Kompressors in jeweils einer Kompressorkolbenbohrung angeordnet sind. Damit ist der Kompressor sehr kompakt in dem Aufnahmekörper vorgesehen, womit ausreichend Platz für die Ventilaufnahmebohrungen und die Druckmittelkanäle vorhanden ist. Weiterhin sind die Ventilaufnahmebohrungen zumindest teilweise um die mittige Kurbelraumöffnung herum positioniert. Der mittig im Aufnahmekörper platzierte Kurbelwellenraum ermöglicht es eine große Anzahl von Variationsmöglichkeiten um die Ventilaufnahmebohrungen entsprechend der Applikationsanforderung um die Kurbelraumöffnung herum zu platzieren und mittels der Druckmittelkanäle zu verbinden. Dadurch können die unterschiedlichsten Pneumatikschaltpläne mittels des Aufnahmekörpers realisiert werden.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform mündet innerhalb des Aufnahmekörpers die Kompressorkolbenbohrung in den Kurbelwellenraum. Ein im Aufnahmekörper vorgesehener Kompressor, bestehend aus Kurbelwelle und Kolben wird über einen Elektromotor angetrieben. Der Elektromotor treibt dabei die Kurbelwelle des Kompressors im Kurbelwellenraum an, wobei der Kolben in der Kompressorkolbenbohrung die angesaugte Luft verdichtet.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mündet an der ersten Außenfläche zumindest eine erste Ventilaufnahmebohrung für ein Umschaltventil. Damit kann eine Umschaltventileinrichtung, welche die Luftdruckversorgung von Luftfedern und Druckspeicher regelt in den Aufnahmekörper eingelassen werden. Die Ventilaufnahmebohrungen der Umschaltventileinrichtung sind vorteilhafterweise mittels sehr kurzen Druckmittelkanälen untereinander verbunden.
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Bevorzugt mündet eine zweite Ventilaufnahmebohrung für ein Luftfederventil an der ersten Außenfläche. Ebenfalls können die Schaltventile der Luftfedern, welche sonst in den Luftfedern oder einem separaten Ventilblock vorgesehen sind, nun in den Aufnahmekörper eingelassen. Die Ventilaufnahmebohrungen der Luftfedern sind vorteilhafterweise mittels kurzen Druckmittelkanälen mit den Ventilaufnahmebohrungen der Umschaltventileinrichtung verbunden.
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Ebenfalls bevorzugt mündet eine dritte Ventilaufnahmebohrung für ein Ablassventil an der ersten Außenfläche. Das Ablassventil kann in einer Ventilaufnahmebohrung direkt auf einer Druckmittelleitung zwischen Kompressor und Lufttrockner eingesetzt werden. Damit kann z.B. sehr schnell und auf kurzem Wege Regenerationsluft aus dem Lufttrockner in die Umgebung abgelassen werden, ohne das sich das Wasser der Regenerationsluft in dem Druckmittelkanal als Tauwasser absetzen kann.
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Weiterhin mündet bevorzugt eine vierte Ventilaufnahmebohrung für ein Leistungsbegrenzungsventil an der ersten Außenfläche. Im Allgemeinen können somit alle notwendigen Schaltventile (Umschaltventile und/oder Luftfederventile) eines Luftfedersystems an einer gemeinsamen Außenfläche des Aufnahmekörpers eingebracht werden. Die Schaltventile sind am Aufnahmekörper derart vorgesehen, dass diese mittels entsprechender Magnetventilspulen angesteuert werden können.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mündet an der ersten Außenfläche eine erste Aufnahmebohrung für einen Drucksensor. Mittels des Drucksensors kann der Systemdruck in den Druckmittelkanälen des Pneumatikaggregats gemessen werden, bzw. über entsprechende Schaltstellungen einer Umschaltventileinrichtung kann der Druck in einer Luftfedern oder in einem Druckspeicher gemessen werden. Der Drucksensor ist dahingehend vorgesehen, dass er das ermittelte Drucksignal an ein kontaktierbares Steuergerät überträgt.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mündet an der zweiten Außenfläche zumindest eine zweite Aufnahmebohrung für einen Luftfederanschluss. Die Aufnahmebohrungen für die Luftfederanschlüsse verlaufen vorteilhafterweise senkrecht von der zweiten Außenfläche zu den Ventilaufnahmebohrungen für die Luftfederventile an der ersten Außenfläche.
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Bevorzugt mündet eine dritte Aufnahmebohrung für einen Druckspeicheranschluss an der zweiten Außenfläche. Die Aufnahmebohrung für einen Druckspeicheranschluss ist mittels eines Druckmittelkanals mit der Umschaltventileinrichtung verbunden und dieser nahe gelegen.
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Bevorzugt mündet eine vierte Aufnahmebohrung für einen Ansauganschluss an der zweiten Außenfläche. Der Ansauganschluss ist mittels eines Druckmittelkanals mit der Kompressorkolbenbohrung verbunden und ebenfalls sehr kurz ausgeführt und nahe der Kompressorkolbenbohrung gelegen.
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Im Allgemeinen erfolgt über die zweite Außenfläche des Aufnahmekörpers der Anschluss des Luftfedersystems (Luftfedern und/oder Druckspeicher) an das Pneumatikaggregat, sowie auch das Ansaugen und Ablassen und Luft der pneumatischen Steuer- oder Regeleinrichtung. Alle Anschlüsse liegen somit auf einer Ebene, was für eine einfache Montage vorteilhaft ist.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Elektromotoröffnung mittig auf der zweiten Außenfläche positioniert. Entsprechend dem Kurbelwellenraum ist die Elektromotoröffnung zentral zur zweiten Außenfläche und in dem Aufnahmekörper gelegen. Besonders bevorzugt sind die Aufnahmebohrungen an der zweiten Außenfläche zumindest teilweise um die mittige Elektromotoröffnung herum positioniert. Wie auch die Ventilaufnahmebohrungen, können die Aufnahmebohrungen entsprechend der Applikationsanforderung um die ElektromotorÖffnung herum platziert werden, wobei die Aufnahmebohrungen entsprechend mit den Ventilaufnahmebohrungen mittels der Druckmittelkanäle verbunden sind.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Durchgangsbohrung für einen Elektromotorstecker von der ersten Außenfläche zu der zweiten Außenfläche vorgesehen. Die Durchgangsbohrung ermöglicht den Einsatz eines Elektromotorsteckers, welcher mittels eines elektronischen Steuergeräts Ansteuerungssignale an den Elektromotor überträgt.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mündet eine erste Kompressorkolbenbohrung an einer dritten Außenfläche des Aufnahmekörpers, wobei die dritte Außenfläche senkrecht zur ersten Außenfläche gerichtet ist. Dadurch lässt sich der Kompressor über einen senkrecht zu der Längsachse des Kolbens angeordneten Elektromotor antreiben. Besonders bevorzugt mündet an der dritten Außenfläche eine fünfte Aufnahmebohrung für einen Anschluss eines Lufttrockners. Da der Lufttrockner an einer Außenfläche platziert wird, an welcher ebenfalls eine Kompressorkolbenbohrung vorgesehen ist, gestaltet sich der Druckmittelkanal vom Kompressor bzw. vom Verdichtungsraum der Kompressorkolbenbohrung zum Lufttrockner hin vorteilhafterweise sehr gering. Dadurch, dass die angesaugte Luft sehr schnell in den Lufttrockner gelangt, kann sich kein Tauwasser in dem Druckmittelkanal ansammeln. Des Weiteren ermöglicht diese Anordnung einen einfachen und schnellen Wechsel des Lufttrockners.
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Weiterhin bevorzugt mündet eine zweite Kompressorkolbenbohrung an einer vierten Außenfläche des Aufnahmekörpers, wobei die vierte Außenfläche der dritten Außenfläche gegenüberliegt. Damit kann ein Kolbenkompressor mit zwei Kolben in den Aufnahmekörper eingesetzt werden. Dadurch wird die Verdichtungsleistung erhört und der Kompressor lässt sich schwingungstechnisch besser auslegen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in einer Ventilaufnahmebohrung ein Umschaltventil angeordnet. Vorzugsweise sind 2/2 Wegeventile einer Umschaltventileinrichtung in den Aufnahmeblock integriert, womit kurze Umschaltzeiten zwischen der Luftdruckversorgung von Luftfedern oder Druckspeicher erzielt wird.
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Bevorzugt ist in einer zweiten Ventilaufnahmebohrung ein Luftfederventil angeordnet. Vorteilhafterweise finden auch die Luftfederventile Einzug in das Pneumatikaggregat, wodurch besonders kurze Ansteuerungszeiten der Luftfedern erzielt werden. Die sonst üblichen langen Wege der pneumatischen Leitungen von Kompressor zu den Luftfedernventilen entfallen komplett und sind durch kurze Druckmittelkanäle im Aufnahmeblock realisiert. Damit entfallen die sonst in der Luftfeder oder einem separaten Ventilblock üblich vorgesehen Luftfederventile.
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Bevorzugt ist in einer dritten Ventilaufnahmebohrung ein Ablassventil angeordnet.
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Bevorzugt ist in einer vierten Ventilaufnahmebohrung ein Leistungsbegrenzungsventil angeordnet. Da sich alle Ventile an einer gemeinsamen Außenfläche befinden, können diese vorteilhafterweise durch entsprechende Magnetventilspulen angesteuert werden, wobei die Magnetventilspulen kontaktierend in dem elektronischen Steuergerät sitzen. Vorzugsweise wird das elektronische Steuergerät an der ersten Außenfläche mittels Befestigungsschrauben an den Aufnahmekörper befestigt.
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Das elektronische Steuergerät umfasst einen elektronischen Anschluss zur Verbindung mit dem Fahrzeugbordnetz, welcher an der vierten Außenfläche vorbeiführt. Ebenfalls bevorzugt ist mittels einer Aufnahmevorrichtung an der zweiten Außenfläche der Elektromotor an dem Aufnahmekörper befestigt.
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Mittels dem Aufnahmekörper, den in den Aufnahmekörper eingelassenen Kompressor und Ventilen, dem elektronischem Steuergerät und dem Elektromotor ist eine hochintegrierte Luftversorgung für eine pneumatische Steuer- oder Regeleinheit geschaffen, die besonders wenig Bauraum beansprucht und alle notwendigen Komponenten zu einer funktionellen Einheit zusammenfasst. Durch die kurzen Druckmittelkanäle welche als pneumatische Leitungen fungieren und die Ansteuerung der Ventile in dem Aufnahmekörper mittels des elektronischen Steuergeräts, können sehr kurze Schaltzeiten der pneumatischen Steuer- oder Regeleinheit erzielt werden.
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Vorzugsweise ist an einer fünften Außenfläche des Aufnahmekörpers eine Halterung zur Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, wobei die fünfte Außenfläche senkrecht zur dritten Außenfläche gerichtet ist. Die Befestigung kann über Dämpfungselemente erfolgen, welche eine Schwingungstechnische Entkopplung des Pneumatikaggregats an der Fahrzeugkarosserie ermöglichen.
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Verwendung findet das Pneumatikaggregat in einer pneumatischen Steuer- oder Regeleinheit, insbesondere in einem Luftfedersystem, für ein Kraftfahrzeug.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand von Figuren.
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Es zeigen
- 1 ein Pneumatikschaltbild eines Luftfedersystems mit einem beispielsgemäßen Pneumatikaggregat,
- 2 einen beispielsgemäßen Aufnahmekörper in perspektivescher Durchsicht auf eine erste Außenfläche,
- 3 den beispielsgemäßen Aufnahmekörper der 2 in perspektivescher Durchsicht auf eine zweite Außenfläche,
- 4 teilweise den beispielsgemäßen Aufnahmekörper der 2 in Durchsicht auf einen Druckmittelkanal,
- 5 ein beispielsgemäßes Pneumatikaggregat in perspektivescher Darstellung,
- 6 das beispielsgemäßes Pneumatikaggregat der 5 in Draufsicht,
- 7 das beispielsgemäßes Pneumatikaggregat der 5 in Explosionsdarstellung,
- 8 das beispielsgemäßes Pneumatikaggregat der 5 mit einer Halterung,
- 9 einen beispielsgemäßen Verschluss einer Bohrung, und
- 10 einen beispielsgemäßen pneumatischen Anschluss.
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In 1 ist ein Pneumatikschaltbild einer pneumatischen Steuer- oder Regeleinheit, vorzugsweise eines Luftfedersystems, mit einem beispielsgemäßen Pneumatikaggregat 1 schematisch gezeigt. Die Steuer- oder Regeleinheit umfasst einen Zweikolben-Kompressor 2 mit Elektromotor 3, mehrere Luftfederventile 15, eine Umschaltventileinrichtung 10 zur Luftstromregelung und ein Ablassventil 16. Zwischen Umschaltventileinrichtung 10 und Luftfederventilen 15 ist ein Drucksensor 20 angeordnet. Mittels einer manuellen Entlüftung 22 kann Systemluft abgelassen werden. Eine ECU-Entlüftung 21 ist an die Ansaugleitung angeschlossen, welche über den Luftfilter 8 mit der Umgebung verbunden ist.
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Die einzelnen Komponenten der Steuer- oder Regeleinheit sind durch pneumatische Leitungen verbunden, welche als Druckmittelkanäle im Pneumatikaggregat 1 ausgebildet sind. Die Schnittpunkte der Leitungen im Pneumatikschaltbild stellen pneumatische Anschlüsse dar, welche beispielsweise zur Verbindung mit Luftfedern 6, einem Druckspeicher 7 oder einem Luftfilter 8 dienen. Gesteuert werden die einzelnen Komponenten des Pneumatikaggregats 1 über ein elektronisches Steuergerät.
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Im offenen Luftversorgungsbetrieb der pneumatischen Steuer- oder Regeleinheit wird Luft aus der Umgebung über Luftfilter 8 mit Rückschlagventil 17 mittels einer pneumatischen Leitung 25.1 durch Kompressor 2 mit Leistungsbegrenzungsventil 18 angesaugt. Jeder der Verdichtungsraum des Zweikolben-Kompressors 2 verfügt über ein Einlassventil 23 und ein Auslassventil 24. Kompressor 2 fördert Luft mittels einer pneumatischen Leitung 25.2 zum Lufttrockner 4 und weiter über ein Rückschlagventil 19a mittels einer pneumatischen Leitung 25.3 an Umschaltventileinrichtung 10 bzw. in das Luftfedersystem (Luftfedern und/oder Druckspeicher) .
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Umschaltventileinrichtung 10 setzt sich beispielsgemäß aus vier 2/2-Wegeventilen zusammen. An Umschaltventileinrichtung 10 sind Luftfedern 6 über jeweilige Luftfederventile 15 und Druckspeicher 7 angeschlossen. Einerseits ist ein erstes Umschaltventil 11 mittels einer pneumatischen Leitung 25.4 mit einem vierten Umschaltventil 14 verbunden und pneumatische Leitung 25.4 kreuzt mit pneumatischer Leitung 25.3. Andererseits ist erstes Umschaltventil 11 mittels einer pneumatischen Leitung 25.5 mit einem zweiten Umschaltventil 12 verbunden und zweites Umschaltventil 12 ist mittels einer pneumatischen Leitung 25.6 mit einem dritten Umschaltventil 13 verbunden. An pneumatischer Leitung 25.6 kreuzt eine pneumatische Leitung 25.7, welche zu den Luftfederventilen 15 und dem Drucksensor 20 führt. An pneumatischer Leitung 25.6 kreuzt eine pneumatische Leitung 25.8, welche zum Kompressor 2 führt. Drittes Umschaltventil 13 ist mittels pneumatischer Leitung 25.9 mit viertem Umschaltventil 14 verbunden, wobei eine pneumatische Leitung 25.10 mit pneumatischer Leitung 25.9 kreuzt und zu einem Anschluss für Druckspeicher 7 führt.
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So kann z.B. zur Regeneration des Lufttrockners 4 bei geöffnetem vierten Umschaltventil 14 Luft aus dem Druckspeicher 7 mittels pneumatischer Leitungen 25.10, 25.9 über Regenerationsdrossel 19b zum Lufttrockner 4 geleitet werden oder es kann Luft mittels geöffnetem ersten Umschaltventil 11 aus Luftfedern 6 mittels pneumatischer Leitungen 25.7, 25.4, 25.3 über Regenerationsdrossel 19b zum Lufttrockner 4 geleitet werden.
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Im geschlossenen Luftversorgungsbetrieb kann mittels Umschaltventileinrichtung 10 Luft zwischen Luftfedern 6 und Druckspeicher 7 ausgetauscht werden. Dabei befinden sich zweites und drittes Umschaltventil 12, 13 in geöffneter Stellung und der Luftaustausch erfolgt mittels pneumatischer Leitungen 25.7, 25.5, 25.6, 25.9, 25.10 zwischen Luftfedern 6 und Druckspeicher 7.
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Um Systemluft abzulassen, wird Luft aus Luftfedern 6 oder Druckspeicher 7 über eine Regenerationsdrossel 19b und Lufttrockner 4 mittels pneumatischer Leitung 25.2 und einer pneumatischen Leitung 25.12 über Ablassventil 16 in die Umgebung abgelassen, wobei pneumatische Leitung 25.12 die pneumatische Leitung 25.2 kreuzt. Zum Ablassen von Systemluft kann eine manuelle Entlüftung 22 mittels pneumatischer Leitung 25.12 genutzt werden.
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2 zeigt einen beispielsgemäßen Aufnahmekörper 30 eines erfindungsgemäßen Pneumatikaggregats in perspektivescher Durchsicht auf eine erste Außenfläche A1. Es sind mehrere Ventilaufnahmebohrungen 35.1, 35.2, 35.3, 35.4 für die Umschaltventile (11, 12, 13, 14) und Aufnahmebohrungen 36 für die Luftfederventile (15) gezeigt, sowie eine Kurbelraumöffnung 32 und ein Kurbelwellenraum 31. So münden beispielsgemäß in die Außenfläche A1 mehrere Ventilaufnahmebohrung 35. Im Detail sind dies, die Ventilaufnahmebohrung 35.1 für das erste Umschaltventil (11), Ventilaufnahmebohrung 35.2 für das zweite Umschaltventil (12), Ventilaufnahmebohrung 35.3 für das dritte Umschaltventil (13) und Ventilaufnahmebohrung 35.4 für das vierte Umschaltventil (14). Ebenso münden Ventilaufnahmebohrungen 36 für vier Luftfederventile (15), Ventilaufnahmebohrung 37 für Ablassventil (16), Ventilaufnahmebohrungen 38 für Leistungsbegrenzungsventil (18), Aufnahmebohrung 40 für Drucksensor (20) und Durchgangsbohrung 41b der ECU-Entlüftung (21), sowie Durchgangsbohrung 50 für einen Elektromotorstecker (59), in der Außenfläche A1. An der Unterseite des Aufnahmekörpers 30 ist eine Außenfläche A2 angeordnet, welche der Außenfläche A1 gegenüberliegt. Senkrecht zur ersten Außenfläche A1 ist eine Außenfläche A3 angeordnet, an welcher eine Kompressorkolbenbohrung 34 und Aufnahmebohrungen 44 für den Lufttrockner (4) münden.
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In dem beispielsgemäßen Aufnahmekörper 30 können die einzelnen Komponenten der in 1 gezeigten Steuer- oder Regeleinheit, nämlich der Kompressor (2), die Umschaltventile (11, 12, 13, 14), die Luftfederventile (15), das Leistungsbegrenzungsventil (18), das Ablassventil (16), das Rückschlagventil (17) und der Drucksensor (20) integriert werden. Alle Luftanschlüsse für den Druckspeicher, die Ansaugleitung, die Ablassleitung und die Anschlüsse der Luftfedern können außen an dem Aufnahmekörper 30 angebracht werden.
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Der Aufnahmekörper 30 besteht beispielsweise aus Aluminium oder einem anderen Metall- bzw. Kunststoffwerkstoff. Die im Pneumatikschaltbild verzeichneten pneumatischen Leitungen werden beispielsgemäß durch Druckmittelkanäle 49 im Aufnahmekörper 30 dargestellt. D.h. die Ventilaufnahmebohrungen 35, Aufnahmebohrungen 36, Kurbelwellenraum 31, Kompressorkolbenbohrung 34 sind durch Druckmittelkanäle 49 anhand des Pneumatikschaltbilds verbunden, wobei die Druckmittelkanäle 49 beispielsweise durch Bohren oder Fräsen hergestellt werden können. Der mit dem Bezugszeichen 49 versehene Druckmittelkanal steht stellvertretend für alle weiteren nicht näher bezeichneten und nicht näher einsehbaren Druckmittelkanäle bzw. Bohrungen im Aufnahmekörper 30. Weiterhin sind Durchgangbohrungen 64 für Befestigungsschrauben vorgesehen, wobei jeweils eine Durchgangbohrung 64 in den Eckbereichen des Aufnahmekörpers 30 vorgesehen ist.
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Im Detail führt von einer Aufnahmebohrung 44 des Lufttrockners ein Druckmittelkanal 49.3 zur Ventilaufnahmebohrung 35.4 und ein weiterer Druckmittelkanal 49.4 führt zur Ventilaufnahmebohrung 35.1. Von Ventilaufnahmebohrung 35.4 führt ein Druckmittelkanal 49.9 zu Ventilaufnahmebohrung 35.3. Von Ventilaufnahmebohrung 35.2 führt ein Druckmittelkanal 49.5 und 49. 7 zur Aufnahmebohrung 40. Von Ventilaufnahmebohrung 35.2 führen ebenfalls nicht näher einsehbare Druckmittelkanäle 49 zu den Ventilaufnahmebohrungen 36. Die Ventilaufnahmebohrungen 35.1, 35.2, 35.3, 35.4 und 36, 37, 38 sind entsprechend dem Pneumatikschaltbild aus 1 mittels Druckmittelkanälen 49 verbunden. Von Ventilaufnahmebohrungen 36 führen nicht näher einsehbare Druckmittelkanäle 49 zu den Aufnahmebohrungen 45 an der zweiten Außenfläche A2, sowie den Aufnahmebohrungen 46 für Druckspeicher. Weitere Druckmittelkanäle 49 führen zu Aufnahmebohrungen an der zweiten zweiten Außenfläche A2 für ECU-Entlüftung, manuelle Entflüftung und Ansaugung.
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Beispielsgemäß werden die offenen Bohrungen der Druckmittelkanäle 49 mit in den Aufnahmekörper 30 eingepressten Kugeln verschlossen. Die Kugeln können zusätzlich zum Einpressen verstemmt werden. So ergeben sich nach außen hin verschlossene Kanäle. Alle Kugeln werden von nur vier Außenseiten des Aufnahmekörpers 30 her eingebracht.
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3 zeigt den beispielsgemäßen Aufnahmekörper 30 in perspektivescher Durchsicht auf die zweite Außenfläche A2. An der zweiten Außenfläche A2 münden eine Elektromotoröffnung 33 und die Durchgangsbohrung 50 für den Elektromotorstecker, wobei Durchgangsbohrung 50 an Elektromotoröffnung 33 angrenzt und somit eine gemeinsame Öffnung bildet. Ebenfalls ist eine Aufnahmevorrichtung 47 zur Befestigung eines Elektromotors vorgesehen. Weiterhin münden die Aufnahmebohrung 45 für den Anschluss der Luftfedern und die Aufnahmebohrung 46 für den Anschluss eines oder mehreren Druckspeichern an der zweiten Außenfläche A2. Ebenfalls münden die Aufnahmebohrung 43 für die Ansaugung, Aufnahmebohrung 41a für ECU-Entlüftung und Aufnahmebohrungen 42 für manuelle Entlüftung an der zweiten Außenfläche A2. An der dritten Außenfläche A3 münden Aufnahmebohrungen 44 für den Lufttrockner und an einer fünften Außenfläche A5 sind Aufnahmegewinde 48 für die Befestigung einer Halterung vorgesehen.
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Von der Aufnahmebohrung 43 für die Ansaugung führt ein Druckmittellkanal 49.1 zur Kompressorkolbenbohrung 34, zwecks Luftansaugung durch den Kompressor.
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4 zeigt einen Ausschnitt des beispielsgemäßen Aufnahmekörpers 30 in Durchsicht auf die pneumatische Leitung vom Kompressor zum Lufttrockner, welche mittels der Druckmittelkanäle 49.2 realisiert ist. Von beiden Kompressorkolbenbohrungen 34 führt jeweils ein Druckmittelkanal 49.2 zur Aufnahmebohrung 44. An einem Teilstück des Druckmittelkanals 49.2 ist die Ventilaufnahmebohrung 37 vorgesehen, welche somit die pneumatische Leitung zum Ablassventil realisiert, wobei das Ablassventil in diesem Fall direkt auf dem Druckmittelkanal 49.2 aufsitzt. Die Besonderheit und der Vorteil in diesem Fall ist, dass die Verbindung zwischen Ventilaufnahmebohrung 37 und Aufnahmebohrung 44 möglichst kurz ist. Beim Regenerationszyklus wird Luft aus dem Druckspeicher durch den Lufttrockner geleitet, wobei die Luft das im Lufttrockner gespeicherte Wasser aufnimmt. Die Luft wird anschließend über das Ablassventil in die Umgebung abgelassen. Bei der hier gezeigten Verbohrung wird das Ablassventil beim Betrieb des Kompressors von frisch komprimierter und dadurch erwärmter Luft umströmt. Eventuell am Ablassventil gesammeltes Kondenswasser kann dadurch in den Lufttrockner abtransportiert werden.
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5 zeigt ein beispielsgemäßes Pneumatikaggregat in perspektivescher Darstellung. Der Aufnahmekörper 30 ist für ein System mit geschlossener Luftversorgung konzipiert. Zusätzlich ist der Einsatz des Aufnahmekörpers 30 auch für ein System mit offener Luftversorgung ohne größere Designänderungen möglich. Der Kompressor ist im Aufnahmekörper 30 als Zweikolben-Kompressor ausgeführt. Beide Kolben liegen sich ähnlich einem Boxermotor gegenüber, damit wird der Montageaufwand verringert Die Längsachse der Zylinder, in denen sich die Kolben bewegen, zeigt in Richtung Lufttrockner 4 bzw. eines elektronischen Anschluss 9 des elektronischen Steuergeräts 5. Lufttrockner 4 ist an der dritten Außenfläche des Aufnahmekörpers 30 und elektronisches Steuergerät 5 ist an der ersten Außenfläche des Aufnahmekörpers 30 montiert. Die Mittelachse der Zylinder ist nicht mittig im Ventilblock positioniert. An der zweiten Außenfläche des Aufnahmekörpers 30 sind zudem Elektromotor 3 und Anschlüsse 55 für Luftfedern angeordnet. Der Lufttrockner 4 ist direkt am Aufnahmekörper 30 angebracht, z.B. verschraubt und befindet sich auf der dem elektronischen Anschluss 9 gegenüberliegenden Seite. Der Lufttrockner 4 und das elektronische Steuergerät 5 sind separat austauschbar, was im Falle eines Defekts den Vorteil erbringt, dass die Bauteile einfach und schnell ersetzt werden können.
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6 zeigt das beispielsgemäße Pneumatikaggregat in Draufsicht auf die zweite Außenfläche. An der zweiten Außenfläche sind weiterhin Anschluss 56 für die Ansaugung, Anschluss 57 für die Entlüftung und eine manuelle Entlüfterschraube 58 vorgesehen, sowie Anschlüsse 54 für Druckspeicher. Alle Anschlüsse für Ansaugung, Entlüftung, Luftfedern, Druckspeicher und der elektronische Anschluss befinden sich auf einer Ebene und können aus einer Montagerichtung verbunden werden.
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7 zeigt das beispielsgemäße Pneumatikaggregat in Explosionsdarstellung.
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Alle elektrisch angesteuerten Ventile 51 werden an einer Seite des Aufnahmekörpers 30 angeordnet, dies können die Umschaltventile und/oder Luftfederventile sein. Diese können im Aufnahmekörper 30 verstemmt bzw. verclincht werden. Das elektronische Steuergerät 5 enthält die entsprechenden Magnetventilspulen 52 zum Schalten der Ventile 51, welche mit dem Magnetsteckerprinzip an der gleichen Seite wie die Ventile 51 am Aufnahmekörper befestigt, z.B. geschraubt oder geklebt sind. Das elektronische Steuergerät 5 enthält weiterhin einen Elektromotorstecker 59. Elektronisches Steuergerät 5 lässt sich mittels mehreren Befestigungsschrauben 65 mit dem Aufnahmekörper 30 verbinden. Damit lässt sich das elektronische Steuergerät 5 einfach entnehmen und alle Ventile 51 oder Magnetventilspulen 52 können im Falle eines Defekts auf einfache Art und Weise ausgetauscht werden.
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Auf der dem elektronischen Steuergerät 5 gegenüberliegenden Seite des Aufnahmekörpers 30 ist der Elektromotor 3 mittels Elektromotorbefestigung 60 am Aufnahmekörper 30 befestigt und Elektromotor 3 kann den Kompressor 2 in dem Aufnahmekörper 30 antreiben.
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8 zeigt das beispielsgemäße Pneumatikaggregat mit einer Halterung.Im Aufnahmekörper 30 befinden sich Gewinde zur Befestigung des Pneumatikaggregats im Fahrzeug bzw. an einer Halterung 61, welche über Dämpfungselemente 62 verfügt. Die Aufnahmegewinde für die Halterung 61 befinden sich an den Seitenflächen des Aufnahmeblocks 30, die nicht vom Lufttrockner oder dem elektronischen Anschluss versperrt sind. Zur leichten Montage des Systems im Fahrzeug befinden sich alle Luftanschlüsse auf einer Seite des Aufnahmekörpers 30. Alle Leitungen und Anschlüsse des Gesamtsystems werden somit aus der gleichen Steckrichtung montiert.Ebenso können, mit Ausnahme der Befestigungsschrauben des Lufttrockners, alle Schrauben für Steuergerät, Elektromotor, Ansaugadapter von der Motorseite aus montiert werden. Durch die dargestellte Anordnung ergibt sich eine günstige Hauptmontagerichtung für das System; die meisten Komponenten werden von zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Ventilaufnahme montiert und befestigt. Dadurch wird ein deutlich geringerer Montageaufwand des Pneumatikaggregats im Fahrzeug erlangt.
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9 zeigt einen beispielsgemäßen Verschluss einer Bohrung/Öffnung im Aufnahmekörper 30. Die Bohrungen mit größeren Durchmessern, wie zum Beispiel die für die Kurbelraumöffnung können beispielsgemäß mit runden Deckeln 63 verstemmt oder geclincht werden und sind somit verschlossen.
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10 zeigt einen beispielsgemäßen pneumatischen Anschluss 53. Der Anschluss 53 ist in einer Aufnahmebohrung des Aufnahmekörpers eingesetzt oder verschraubt und verbindet die Luftleitungen der verschiedenen Luftverbrauchern (Luftfedern und/oder Druckspeicher) oder weitere Bestandteile des Gesamtsystems mit dem Pneumatikaggregat. Die Schnittpunkte der Leitungen im Pneumatikschaltbild aus 1 sind durch pneumatischen Anschluss 53 realisiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pneumatikaggregat
- 2
- Zweikolben Kompressor
- 3
- Elektromotor
- 4
- Luftrocker
- 5
- elektronisches Steuergerät
- 6
- Luftfedern
- 7
- Druckspeicher
- 8
- Luftfilter
- 9
- elektronischer Anschluss
- 10
- Umschaltventileinrichtung
- 11
- erstes Umschaltventil
- 12
- zweites Umschaltventil
- 13
- drittes Umschaltventil
- 14
- viertes Umschaltventil
- 15
- Luftfederventile
- 16
- Ablassventil
- 17
- Rückschlagventil
- 18
- Leistungsbegrenzungsventil
- 19a
- Rückschlagventil
- 19b
- Regenerationsdrossel
- 20
- Drucksensor
- 21
- ECU-Entlüftung
- 22
- Manuelle Entlüftung
- 23
- Einlassventil
- 24
- Auslassventil
- 25.1
- pneumatische Leitung
- 25.2
- pneumatische Leitung
- 25.3
- pneumatische Leitung
- 25.4
- pneumatische Leitung
- 25.5
- pneumatische Leitung
- 25.6
- pneumatische Leitung
- 25.7
- pneumatische Leitung
- 25.8
- pneumatische Leitung
- 25.9
- pneumatische Leitung
- 25.10
- pneumatische Leitung
- 25.11
- pneumatische Leitung
- 30
- Aufnahmekörper
- 31
- Kurbelwellenraum
- 32
- Kurbelraumöffnung
- 33
- Elektromotoröffnung
- 34
- Kompressorkolbenbohrung
- 35
- VentilaufnahmebohrungUmschaltventil
- 35.1
- Ventilaufnahmebohrung Umschaltventil
- 35.2
- Ventilaufnahmebohrung Umschaltventil
- 35.3
- Ventilaufnahmebohrung Umschaltventil
- 35.4
- Ventilaufnahmebohrung Umschaltventil
- 36
- Ventilaufnahmebohrung Luftfederventil
- 37
- Ventilaufnahmebohrung Ablassventil
- 38
- Ventilaufnahmebohrung Leistungsbegrenzungsventil
- 40
- Aufnahmebohrung Drucksensor
- 41a
- Aufnahmebohrung ECU-Entlüftung
- 41b
- Durchgangsbohrung ECU-Entlüftung
- 42
- Aufnahmebohrung manuelle Entlüftung
- 43
- Aufnahmebohrung Ansaugung
- 44
- Aufnahmebohrung Anschluss Lufttrockner
- 45
- Aufnahmebohrung Anschluss Luftfeder
- 46
- Aufnahmebohrung Anschluss Druckspeicher
- 47
- Aufnahmevorrichtung Elektromotor
- 48
- Aufnahmegewinde Halterung
- 49
- Druckmittelkanäle
- 49.1
- Druckmittelkanal
- 49.2
- Druckmittelkanal
- 49.3
- Druckmittelkanal
- 49.5
- Druckmittelkanal
- 49.7
- Druckmittelkanal
- 49.9
- Druckmittelkanal
- 50
- Durchgangsbohrung Elektromotorstecker
- 51
- Ventile
- 52
- Magnetventilspulen
- 53
- pneumatischer Anschluss
- 54
- Anschluss Druckspeicher
- 55
- Anschluss Luftfeder
- 56
- Anschluss Ansaugung
- 57
- Anschluss Entlüftung
- 58
- manuelle Entlüftungsschraube
- 59
- Elektromotorstecker
- 60
- Elektromotorbefestigung
- 61
- Halterung
- 62
- Dämpfungselement
- 63
- Deckel
- 64
- Durchgangsbohrung Befestigungsschrauben
- 65
- Befestigungsschrauben
- A1
- Außenfläche
- A2
- Außenfläche
- A3
- Außenfläche
- A4
- Außenfläche
- A5
- Außenfläche
