DE102016208355A1

DE102016208355A1 - Druckluftaufbereitungssystem, insbesondere für eine Druckluftaufbereitungsanlage eines Nutzfahrzeugs

Info

Publication number: DE102016208355A1
Application number: DE102016208355.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Leinung; Andreas Ochsenkühn; Stefan Schäbel; Günther Reifinger
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2016-05-13
Filing date: 2016-05-13
Publication date: 2017-11-16
Also published as: KR20190008330A; EP3454973A1; WO2017194671A1; JP2019516546A; CN109475805A; BR112018072852A2; RU2700995C1

Abstract

Ein Druckluftaufbereitungssystem für eine Druckluftaufbereitungsanlage eines Nutzfahrzeugs weist eine Druckluftaufbereitungsvorrichtung (30), eine Lufttrocknerpatrone (10) und einen Dichtring (68) zum Abdichten zwischen der Lufttrocknerpatrone (10) und der Druckluftaufbereitungsvorrichtung (30) auf. Die Lufttrocknerpatrone (10) weist ein Patronengehäuse (14) mit einem geschlossenen Gehäusedeckel (16), ein in dem Patronengehäuse (14) aufgenommenes Trockenmittel (60), einen Befestigungsflansch (18) zum Verschließen einer dem Gehäusedeckel (16) abgewandten offenen Stirnseite des Patronengehäuses (14) und Befestigen der Lufttrocknerpatrone (10) an der Duckluftaufbereitungsvorrichtung (30) und ein Bodenblech (26) auf. Das Bodenblech (26) ist an der dem Gehäusedeckel (16) des Patronengehäuses (14) abgewandten Seite des Befestigungsflansches (18) angeordnet und weist einen sich von dem Befestigungsflansch (18) weg erstreckenden Aufnahmeabschnitt (72) zum Ausbilden einer Dichtringaufnahme (70) zum Aufnehmen des Dichtrings (68) auf der einer Längsachse (12) der Lufttrocknerpatrone zugewandten Seite des Aufnahmeabschnitts (72) auf. Dabei stellt der Aufnahmeabschnitt (72) für den Dichtring (68) in einer radialen Richtung (13r) senkrecht zur Längsachse (12) der Lufttrocknerpatrone (10) eine äußere Anlage bereit und erstreckt sich der Aufnahmeabschnitt (72) auf einer dem Patronengehäuse (14) abgewandten Seite zumindest teilweise unterhalb des Dichtrings (68).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lufttrocknerpatrone und eine Druckluftaufbereitungsvorrichtung sowie ein Druckluftaufbereitungssystem mit einer solchen Druckluftaufbereitungsvorrichtung und einer solchen Lufttrocknerpatrone, jeweils insbesondere für eine Druckluftaufbereitungsanlage von Nutzfahrzeugen.
Derartige Druckluftaufbereitungssysteme kommen zum Beispiel in Nutzfahrzeugen wie Lastkraftwagen und Traktoren zum Einsatz. Diese verfügen häufig über einen oder mehrere Druckluftverbraucher wie zum Beispiel Bremssysteme oder Luftfederungen, die mit Druckluft versorgt werden müssen. Die Druckluft wird typischerweise von einem Kompressor, zum Beispiel einem von einem Antriebsmotor des Fahrzeugs angetriebenen Hubkolbenkompressor, zur Verfügung gestellt. Um einen störungsfreien Betrieb der Druckluftverbraucher zu gewährleisten, muss die vom Kompressor bereitgestellte Druckluft üblicherweise weiter aufbereitet werden. In den dafür vorgesehenen Druckluftaufbereitungsanlagen wird die Druckluft von Schmutzpartikeln, die bereits in der angesaugten Luft enthalten waren, sowie Öl- und Rußpartikeln, die während des Verdichtungsprozesses vom Kompressor in die Druckluft eingetragen werden, gereinigt und wird in der Druckluft vorhandene Feuchtigkeit abgeschieden. Zu diesem Zweck verfügen die Druckluftaufbereitungsanlagen von Nutzfahrzeugen in der Regel über Lufttrocknerpatronen, die die Druckluft entfeuchten und vorzugsweise auch Öl- und Schmutzpartikel aufnehmen können.
Herkömmliche Lufttrocknerpatronen, wie sie zum Beispiel in der DE 10 2013 103 066 A1 offenbart sind, weisen ein Patronengehäuse mit einem geschlossenen Gehäusedeckel, ein in dem Patronengehäuse aufgenommenes Trockenmittel und einen Befestigungsflansch zum Verschließen einer dem Gehäusedeckel abgewandten offenen Stirnseite des Patronengehäuses und Befestigen der Lufttrocknerpatrone an einer Druckluftaufbereitungsvorrichtung auf. Dabei ist üblicherweise an der dem Gehäusedeckel abgewandten Stirnseite der Lufttrocknerpatrone zudem ein Bodenblech vorgesehen, das einerseits mit dem Befestigungsflansch verbunden ist und andererseits mit dem Patronengehäuse mittels einer Bördelung verbunden ist. Dieses Bodenblech ist derart geformt, dass es auf seiner dem Befestigungsflansch abgewandten Außenseite eine ringförmige Aufnahme bildet, in welche ein Vierkant-Dichtring eingesetzt ist bzw. einsetzbar ist, der eine Abdichtung zwischen der Lufttrocknerpatrone und der Druckluftaufbereitungsvorrichtung bewirken soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Druckluftaufbereitungssystem zu schaffen, das ein Montieren des Dichtrings an der Lufttrocknerpatrone und ein Montieren der Lufttrocknerpatrone an der Druckluftaufbereitungsvorrichtung vereinfacht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Lufttrocknerpatrone weist ein Patronengehäuse mit einem geschlossenen Gehäusedeckel, ein in dem Patronengehäuse aufgenommenes Trockenmittel, einen Befestigungsflansch zum Verschließen einer dem Gehäusedeckel abgewandten offenen Stirnseite des Patronengehäuses und Befestigen der Lufttrocknerpatrone an einer Duckluftaufbereitungsvorrichtung und ein an der dem Gehäusedeckel des Patronengehäuses abgewandten Stirnseite der Lufttrocknerpatrone vorgesehenes und an der dem Gehäusedeckel des Patronengehäuses abgewandten Seite des Befestigungsflansches angeordnetes Bodenblech auf. Das Bodenblech weist einen sich von dem Befestigungsflansch weg erstreckenden Aufnahmeabschnitt zum Ausbilden einer Dichtringaufnahme zum Aufnehmen eines Dichtrings auf der einer Längsachse der Lufttrocknerpatrone zugewandten Seite des Aufnahmeabschnitts auf. Dieser Aufnahmeabschnitt stellt für einen in der Dichtringaufnahme aufzunehmenden Dichtring in einer radialen Richtung senkrecht zur Längsachse der Lufttrocknerpatrone eine äußere Anlage bereit. Außerdem erstreckt sich dieser Aufnahmeabschnitt auf einer dem Patronengehäuse abgewandten Seite zumindest teilweise unterhalb eines in der Dichtringaufnahme aufzunehmenden Dichtrings.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, an der dem Gehäusedeckel des Patronengehäuses abgewandten Seite des Befestigungsflansches ein speziell geformtes Bodenblech anzuordnen. Das Bodenblech bildet mittels eines sich von dem Befestigungsflansch weg erstreckenden Aufnahmeabschnitts eine Dichtringaufnahme, in welche der Dichtring eingesetzt werden kann. Da der Aufnahmeabschnitt des Bodenblechs den Dichtring zumindest teilweise untergreift, kann der Dichtring vorteilhafterweise ohne Einklemmen in der Dichtringaufnahme gehalten werden, sodass er vor der Montage der Lufttrocknerpatrone an einer Druckluftaufbereitungsvorrichtung problemlos und sicher vormontiert werden kann. Im Ergebnis kann das Montieren der Lufttrocknerpatrone an einer Druckluftaufbereitungsvorrichtung insgesamt vereinfacht werden, da zusätzliche und/oder aufwändige Verfahrensschritte zum Vorfixieren des Dichtrings entfallen können.
Bei dem erfindungsgemäßen Dichtungskonzept wird der Dichtring vorzugsweise in einer keilförmigen Dichtringaufnahme aufgenommen und verpresst. Bei der Montage der Lufttrocknerpatrone auf einer Druckluftaufbereitungsvorrichtung verkeilt sich der Dichtring vorteilhafterweise in dieser Dichtringaufnahme, wobei die Montage mit geringeren Schraubkräften als bei herkömmlichen Systemen erfolgen kann. Andererseits kann der Dichtring in der keilförmigen Dichtringaufnahme unter Druck im Betrieb eine höhere Dichtwirkung aufbauen, da die ihn die Druckluft vorteilhafterweise in die Keilform hinein drückt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Aufnahmeabschnitt des Bodenblechs mit einem freien Ende des Bodenblechs bis unter einen in der Dichtringaufnahme aufzunehmenden Dichtring. Bei dieser Ausführungsform kann die Dichtringaufnahme vorzugsweise zum Aufnehmen eines Dichtrings zwischen dem Bodenblech und dem Befestigungsflansch ausgestaltet sein.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Aufnahmeabschnitt des Bodenblechs durch einen auf sich selbst zurückgebogenen Abschnitt des Bodenblechs gebildet. Bei dieser Ausführungsform kann die Dichtringaufnahme vorzugsweise zum Aufnehmen eines Dichtrings zwischen dem Bodenblech und einer Druckluftaufbereitungsvorrichtung ausgestaltet sein. Außerdem kann bei dieser Ausführungsform vorzugsweise ein freies Ende des Bodenblechs einen Abschnitt des Befestigungsflansches zumindest teilweise umgreifen, beispielsweise durch eine Luftströmungsöffnung im Befestigungsflansch hindurch, um einen Kraftschluss zwischen dem Bodenblech und dem Befestigungsflansch zu erzielen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Bodenblech zumindest ein Verzahnungselement auf, das mit der dem Gehäusedeckel des Patronengehäuses abgewandten Seite des Befestigungsflansches in Eingriff bringbar ist. Die Verzahnungselemente sind zum Beispiel in Form von Prägungen oder Profilen im Bodenblech ausgestaltet. Mit derartigen Verzahnungselementen kann ein Kraftschluss zwischen dem Bodenblech und dem Befestigungsflansch verbessert werden, was bei einem Aufschrauben der Lufttrocknerpatrone mit dem Befestigungsstutzen des Befestigungsflansches auf eine Druckluftaufbereitungsvorrichtung von Vorteil ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Aufnahmeabschnitt des Bodenblechs zumindest teilweise gekrümmt ausgebildet. Mit dieser Konstruktion kann die Dichtringaufnahme zum Aufnehmen von Dichtringen mit gekrümmten Oberflächen vorteilhaft eingesetzt werden. Insbesondere können mit dieser Konstruktion vorzugsweise O-Ringdichtungen eingesetzt werden. O-Ringdichtungen sind im Vergleich zu Rechteck-Dichtungen kostengünstiger. Im Rahmen der Erfindung können aber grundsätzlich beliebige Dichtungsformen verwendet werden, wie beispielsweise rechteckige, quadratische, dreieckige, polygonale, kreisförmige, ovale oder dergleichen Querschnittsformen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Befestigungsflansch an seiner dem Gehäusedeckel des Patronengehäuses abgewandten Außenseite zumindest im Bereich der Dichtringaufnahme im Wesentlichen plan ausgestaltet. Diese Konstruktion des Befestigungsflansches ist besonders einfach herstellbar und damit kostengünstig. Ein großer planer Abschnitt oder ein insgesamt planer Befestigungsflansch erlaubt zudem eine variable Positionierung des Dichtrings an radial unterschiedlichen Positionen, indem lediglich das Bodenblech angepasst werden muss.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Bodenblech einen Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit dem Patronengehäuse auf, wobei sich der Verbindungsabschnitt beispielsweise in einer Längsrichtung im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Lufttrocknerpatrone von dem Befestigungsflansch weg erstreckt. Mit dieser Konstruktion kann die Formstabilität des Bodenblechs insgesamt erhöht werden. Im Ergebnis kann das Bodenblech dünner und/oder aus einem weniger formstabilen Material gefertigt werden.
Vorzugsweise ist das Bodenblech mit dem Patronengehäuse verbunden, vorzugsweise über einen Verbindungsabschnitt. Diese Verbindung kann bevorzugt durch eine Bördelung, ein Verschweißen, ein Verlöten, ein Verkleben oder eine Kombination dieser Verbindungstechniken realisiert sein. Alternativ kann diese Verbindung auch durch eine einstückige Ausbildung des Patronengehäuses mit dem Bodenblech umgesetzt werden.
Das Bodenblech ist bevorzugt einteilig ausgestaltet und gefertigt. Wahlweise kann das Bodenblech aber auch aus mehreren Komponenten zusammengefügt sein, beispielsweise aus einem ersten Bodenblechteil in Form eines üblichen Bodenblechs oder Bodenblechabschnitts und einem zweiten Bodenblechteil in Form eines speziell gemäß der Erfindung ausgebildeten Adapters.
Die erfindungsgemäße Druckluftaufbereitungsvorrichtung weist einen Anschlussstutzen zum Befestigen einer Lufttrocknerpatrone an der Druckluftaufbereitungsvorrichtung auf, wobei eine Längsachse des Anschlussstutzens im Wesentlichen koaxial zu einer Längsachse der Lufttrocknerpatrone verläuft, wenn die Lufttrocknerpatrone an der Druckluftaufbereitungsvorrichtung befestigt ist. Die erfindungsgemäße Druckluftaufbereitungsvorrichtung weist ferner einen Druckabschnitt auf, der in radialer Richtung senkrecht zur Längsachse der Lufttrocknerpatrone außerhalb des Anschlussstutzens vorgesehen ist. Dieser Druckabschnitt hat einen sich in Richtung zur Lufttrocknerpatrone erstreckenden Stützvorsprung, der in radialer Richtung senkrecht zur Längsachse der Lufttrocknerpatrone innerhalb eines zwischen der Druckluftaufbereitungsvorrichtung und der Lufttrocknerpatrone aufzunehmenden Dichtrings positioniert ist und für einen aufzunehmenden Dichtring in der radialen Richtung eine innere Anlage bereitstellt.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die Druckluftaufbereitungsvorrichtung radial außerhalb des Anschlussstutzens mit einem speziellen Druckabschnitt auszustatten. Durch den Stützvorsprung, der den Dichtring in radialer Richtung in Position hält, können zusätzliche und/oder aufwändige Maßnahmen zum Vorfixieren des Dichtrings an der Lufttrocknerpatrone oder der Druckluftaufbereitungsvorrichtung vor der Montage der Lufttrocknerpatrone an der Druckluftaufbereitungsvorrichtung entfallen. Im Ergebnis wird so die Montage einer Lufttrocknerpatrone an der Druckluftaufbereitungsvorrichtung vereinfacht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Stützvorsprung des Druckabschnitts derart dimensioniert, dass er im montierten Zustand der Lufttrocknerpatrone in einer Längsrichtung parallel zur Längsachse der Lufttrocknerpatrone von der Lufttrocknerpatrone beabstandet ist. Mit dieser Konstruktion kann gewährleistet werden, dass der Stützvorsprung nicht das Montieren einer Lufttrocknerpatrone an der Druckluftaufbereitungsvorrichtung behindert, indem er einen Verbindungsweg des Anschlussstutzens begrenzt. Im Ergebnis kann sichergestellt werden, dass der zwischen der Lufttrocknerpatrone und der Druckluftaufbereitungsvorrichtung eingesetzte Dichtring mit ausreichender Druckkraft verpresst wird und so eine ausreichende Dichtwirkung erzielt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Druckabschnitt eine Stützkante auf, die sich ausgehend von dem Stützvorsprung in radialer Richtung nach außen erstreckt, sodass sich diese Stützkante im montierten Zustand der Lufttrocknerpatrone auf einer der Lufttrocknerpatrone abgewandten Seite zumindest teilweise unterhalb eines aufzunehmenden Dichtrings erstreckt. Diese Stützkante des Druckabschnitts kann so eine zusätzliche Abstützung für einen eingesetzten Dichtring in Längsrichtung bilden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Druckabschnitt in radialer Richtung außerhalb des Stützvorsprungs eine Vertiefung auf, die gegenüber der Stützkante zurückgesetzt ist. In diese Vertiefung kann zum Beispiel ein freies Ende eines Bodenblechs aufgenommen werden, welches an der Lufttrocknerpatrone zum Aufnehmen des Dichtrings angebracht ist. Vorzugsweise ist diese Vertiefung des Druckabschnitts trapezförmig oder keilförmig ausgestaltet, um einen besseren Anschlag für das freie Ende des Bodenblechs vorzusehen, der zudem größere Fertigungstoleranzen der beteiligten Komponenten erlaubt.
Der Druckabschnitt ist bevorzugt einteilig mit der Druckluftaufbereitungsvorrichtung ausgestaltet. Wahlweise kann der Druckabschnitt aber auch in Form eines Adapters als separates Bauteil vorgesehen sein, das an der Druckluftaufbereitungsvorrichtung angebracht, zum Beispiel aufgeschraubt wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Druckluftaufbereitungssystem mit einer oben beschriebenen Druckluftaufbereitungsvorrichtung gemäß der Erfindung, einer oben beschriebenen Lufttrocknerpatrone gemäß der Erfindung und einem Dichtring zum Abdichten zwischen der Lufttrocknerpatrone und der Druckluftaufbereitungsvorrichtung.
Die Vorteile der oben beschriebenen Lufttrocknerpatrone kommen besonders zum Tragen in Kombination mit einer oben beschriebenen Druckluftaufbereitungsvorrichtung. Ebenso kommen die Vorteile der oben beschriebenen Druckluftaufbereitungsvorrichtung besonders zum Tragen in Kombination mit einer oben beschriebenen Lufttrocknerpatrone. Das speziell geformte Bodenblech an der Lufttrocknerpatrone und der speziell geformte Druckabschnitt der Druckluftaufbereitungsvorrichtung nehmen den Dichtring zwischen sich auf und verpressen den Dichtring so, dass er eine sichere und ausreichende Abdichtung zwischen der Lufttrocknerpatrone und der Druckluftaufbereitungsvorrichtung bewirkt. Außerdem kann der Dichtring vor der Montage der Lufttrocknerpatrone an der Druckluftaufbereitungsvorrichtung auf einfache Weise zwischen das Bodenblech und den Befestigungsflansch der Lufttrocknerpatrone eingesetzt werden und kann dann die Lufttrocknerpatrone problemlos an der Druckluftaufbereitungsvorrichtung montiert werden. Grundsätzlich können die erfindungsgemäße Lufttrocknerpatrone und die erfindungsgemäße Druckluftaufbereitungsvorrichtung aber auch unabhängig voneinander in vorteilhafter Weise benutzt werden.
Der Dichtring ist vorzugsweise als ein O-Dichtring mit kreisförmigem Querschnitt ausgestaltet. Wie oben erwähnt, ist die Erfindung aber nicht auf einen Dichtring mit dieser Querschnittsform beschränkt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann ferner ein elastisches Element zwischen der Lufttrocknerpatrone und dem Stützvorsprung des Druckabschnitts der Druckluftaufbereitungsvorrichtung angeordnet sein. Diese Ausführungsform kann insbesondere im Fall eines rückwärts-kompatiblen Einsatzes der Lufttrocknerpatrone in Kombination mit herkömmlichen Druckluftaufbereitungsvorrichtungen von Vorteil sein. Über das zwischengesetzte elastische Element, das wahlweise auch an der Lufttrocknerpatrone vorfixiert sein kann, kann vorteilhafterweise gewährleistet werden, dass die Verbindung zwischen Lufttrocknerpatrone und Druckluftaufbereitungsvorrichtung nachgezogen und so der eingesetzte Rechteck-Dichtring weiter verpresst werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zum Einsatz in Druckluftaufbereitungsanlagen eines Nutzfahrzeugs vorteilhaft geeignet.
Obige sowie weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von verschiedenen Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Darin zeigen, größtenteils schematisch:
1 eine Teilschnittansicht eines Druckluftaufbereitungssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine vergrößerte Detailansicht einer Verbindung zwischen einer Lufttrocknerpatrone und einer Druckluftaufbereitungsvorrichtung des Druckluftaufbereitungssystems von 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine vergrößerte Detailansicht einer alternativen Verbindung zwischen einer Lufttrocknerpatrone und einer Druckluftaufbereitungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 eine Teilschnittansicht eines Druckluftaufbereitungssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 eine vergrößerte Detailansicht einer Verbindung zwischen einer Lufttrocknerpatrone und einer Druckluftaufbereitungsvorrichtung des Druckluftaufbereitungssystems von 4 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
6 eine vergrößerte Detailansicht einer alternativen Verbindung zwischen einer Lufttrocknerpatrone und einer Druckluftaufbereitungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
7 eine vergrößerte Detailansicht einer alternativen Verbindung zwischen einer Lufttrocknerpatrone und einer Druckluftaufbereitungsvorrichtung gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
8 eine vergrößerte Detailansicht einer alternativen Verbindung zwischen einer Lufttrocknerpatrone und einer Druckluftaufbereitungsvorrichtung gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
9 eine Teilschnittansicht eines Druckluftaufbereitungssystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
1 zeigt den Aufbau eines Druckluftaufbereitungssystems mit einer erfindungsgemäßen Lufttrocknerpatrone und einer erfindungsgemäßen Druckluftaufbereitungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Lufttrocknerpatrone 10 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Längsachse 12 ausgebildet und weist ein im Wesentlichen zylindrisches bzw. becherförmiges Patronengehäuse 14 mit einem geschlossenen Gehäusedeckel 16 auf, das in Form eines tiefgezogenen Bleches ausgestaltet ist. Die dem Gehäusedeckel 16 abgewandte offene Stirnseite des Patronengehäuses 14 ist mit einem Befestigungsflansch 18 (bevorzugt aus Metall) verschlossen. Der Befestigungsflansch 18 ist vorzugsweise fest und fluiddicht mit dem Patronengehäuse 14 verbunden, zum Beispiel verschweißt, verklebt oder dergleichen.
Der Befestigungsflansch 18 weist eine zum Beispiel kreisringförmige Einlassöffnung 20 oder mehrere entlang eines Kreisrings angeordnete Einlassöffnungen 20 und eine zum Beispiel kreisförmige, zentrale Auslassöffnung 24 auf. Die Auslassöffnung 24 ist in radialer Richtung quer zur Längsachse 12 innerhalb der Einlassöffnung(en) 20 angeordnet. Die Begriffe ”Einlass” und ”Auslass” beziehen sich in diesem Zusammenhang auf die Fluidströmungsrichtung a durch die Lufttrocknerpatrone im normalen Betrieb zum Trocknen und Reinigen des Fluids. Im Regenerationsbetrieb werden die Lufttrocknerpatrone 10 und damit die Einlass- und Auslassöffnungen 20, 24 in umgekehrter Richtung b durchströmt.
Die zentrale Auslassöffnung 24 ist von einem Befestigungsstutzen 22 des Befestigungsflansches 18 begrenzt. Dieser Befestigungsstutzen 22 ist mit einem Innengewinde versehen.
Die Lufttrocknerpatrone 10 ist an einer Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 montiert bzw. montierbar, die Teil einer Druckluftaufbereitungsanlage ist. Die Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 weist einen Anschlussstutzen 32 auf, der mit einem Außengewinde versehen ist. Die Lufttrocknerpatrone 10 kann so mit dem Befestigungsstutzen 22 ihres Befestigungsflansches 18 auf den Anschlussstutzen 32 der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 geschraubt werden. Die Schraubverbindung 34 zwischen dem Befestigungsstutzen 22 und dem Anschlussstutzen 32 bildet eine lösbare, aber fluiddichte Verbindung zwischen der Lufttrocknerpatrone 10 und der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30. Im montierten Zustand sind die Längsachse 12 der Lufttrocknerpatrone 10 und die Längsachse des Anschlussstutzens 32 der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 koaxial zueinander.
Die Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 weist eine zum Beispiel kreisringförmige erste Öffnung 36 oder mehrere entlang eines Kreisrings angeordnete Öffnungen 36 auf, die im montierten Zustand der Lufttrocknerpatrone 10 in Fluidverbindung mit der Einlassöffnung 20/den Einlassöffnungen 20 des Befestigungsflansches 18 steht/stehen. Die Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 weist ferner eine zum Beispiel kreisförmige zweite Öffnung 38 auf, die im montierten Zustand der Lufttrocknerpatrone 10 in Fluidverbindung mit der Auslassöffnung 24 des Befestigungsflansches 18 steht. Die Pfeile a symbolisieren die Fluidströmungsrichtung im Normalbetrieb der Lufttrocknerpatrone 10, und die Pfeile b symbolisieren die Fluidströmungsrichtung im Regenerationsbetrieb der Lufttrocknerpatrone 10.
Wie in 1 dargestellt, weist die Lufttrocknerpatrone 10 zudem ein inneres Gehäuse 40 auf, das aus einem ersten Teil 40a und einem zweiten Teil 40b besteht und vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist. Der erste Teil 40a des inneren Gehäuses 40 ist in radialer Richtung quer zur Längsachse 12 außerhalb des zweiten Teils 40b des inneren Gehäuses 40 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel von 1 bilden das Patronengehäuse 14 und das innere Gehäuse 40 zwischen sich einen Aufnahmeraum für ein Trockenmittel 60 (z. B. Silikagel).
Der erste Teil 40a des inneren Gehäuses 40 ist an einem Wandabschnitt mit mehreren Öffnungen 42 versehen, die mit der Einlassöffnung 20 des Befestigungsflansches 18 in Fluidverbindung stehen. Im Normalbetrieb der Lufttrocknerpatrone 10 kann so die Druckluft aus der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 durch die Einlassöffnung 20 im Befestigungsflansch 18 und die Öffnungen 42 des inneren Gehäuses 40 ins Innere des Patronengehäuses 14 strömen.
Zwischen die Einlassöffnung(en) 20 und die Öffnungen 42 ist eine Filtereinrichtung 44 in Form eines Koaleszenzfilters oder Ölfilters gesetzt. Die Filtereinrichtung 44 ist in diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft im Wesentlichen parallel zur Längsachse 12 der Lufttrocknerpatrone 10 ausgerichtet, sodass sie in radialer Richtung von der Druckluft durchströmt wird. Mittels der Filtereinrichtung 44 kann die Druckluft, bevor sie das Trockenmittel 60 im Patronengehäuse 14 der Lufttrocknerpatrone 10 durchströmt, gereinigt werden. Die Filtereinrichtung 44 ist dabei bevorzugt von einem sogenannten Wicking-Material 46 umgeben, das durch ein poröses Material, ein Vliesmaterial, etc. gebildet sein kann und für Luft durchlässig ist. Das Wicking-Material 46 verhindert eine Ölkontamination des Trockenmittels 60.
Unterhalb der Filtereinrichtung 44 ist ein Bypass 48 mit einem Rückschlagventil 52 vorgesehen. Das Rückschlagventil 52 verhindert im Normalbetrieb der Lufttrocknerpatrone 10, dass Druckluft von der Einlassöffnung 20 an der Filtereinrichtung 44 vorbei durch den Bypass 48 ungereinigt in das Trockenmittel 60 strömt, erlaubt aber im Regenerationsbetrieb der Lufttrocknerpatrone 10 einen Luftstrom an der Filtereinrichtung 44 vorbei. Das Rückschlagventil 52 ist bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial (z. B. einem Elastomer) gebildet. Es stützt sich in diesem Ausführungsbeispiel an dem Patronengehäuse 14 ab.
Wie in 1 dargestellt, ist an dem ersten Teil 40a des inneren Gehäuses 40 im Bereich des Befestigungsstutzens 22 eine Dichtlippe 54 vorgesehen, die bevorzugt einteilig damit ausgebildet ist und bevorzugt gegen den Befestigungsstutzen 22 elastisch vorgespannt ist. In ähnlicher Weise ist im Bereich des Patronengehäuses 14 eine Dichtlippe vorgesehen, die bevorzugt einteilig mit dem ersten Teil 40a des inneren Gehäuses 40 ausgebildet ist und bevorzugt gegen das Patronengehäuse 14 elastisch vorgespannt ist.
Der zweite Teil 40b des inneren Gehäuses 40 weist im zentralen Bereich Öffnungen 56 auf, die den Innenraum des Patronengehäuses 14 mit der Auslassöffnung 24 verbinden. Am radial äußeren Umfangsrand des zweiten Teils 40b ist eine Dichtlippe 58 vorgesehen, die bevorzugt einteilig damit ausgebildet ist und bevorzugt gegen den ersten Teil 40a des inneren Gehäuses 40 elastisch vorgespannt ist.
Der zweite Teil 40b des inneren Gehäuses 40 ist in axialer Richtung, d. h. parallel oder koaxial zur Längsachse 12 der Lufttrocknerpatrone 10 in dem Patronengehäuse 10 bewegbar. Mittels eines Vorspannelements 62 in Form einer Druckfeder, die sich gegen den ersten Teil 40a des inneren Gehäuses 40 abstützt, wird der zweite Teil 40b des inneren Gehäuses 40 in Richtung zum Gehäusedeckel 16 gedrückt, um das Trockenmittel 60 zu komprimieren. Durch die Dichtlippe 58 am zweiten Teil 40b bleibt dabei das innere Gehäuse 40 zwischen seinen beiden Teilen 40a, 40b fluiddicht.
Wie in 1 erkennbar, ist der zweite Teil 40b des inneren Gehäuses 40 derart ausgestaltet, dass ein Teil des Trockenmittels 60 in einem Raumbereich 66 in radialer Richtung innerhalb des Vorspannelements 62 angeordnet ist. Durch diese optimale Raumausnutzung im Innern des Patronengehäuses 14 kann die Lufttrocknerpatrone 10 bei gleicher Trockenleistung kleiner, d. h. mit einem kleineren Durchmesser und/oder einer kleineren Höhe ausgestaltet werden.
Um eine fluiddichte Abdichtung zwischen der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 und der Lufttrocknerpatrone 10 in radialer Richtung zu erzielen, ist zwischen diesen beiden Elementen ein Dichtring 68, beispielsweise ein O-Dichtring angeordnet.
2 zeigt eine erste Ausführungsform dieser Verbindung zwischen Lufttrocknerpatrone 10 und Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 in einer vergrößerten Teilansicht.
Wie in 1 und 2 veranschaulicht, ist an der dem Gehäusedeckel 16 des Patronengehäuses 14 abgewandten Stirnseite der Lufttrocknerpatrone 10, genauer an der dem Gehäusedeckel 16 des Patronengehäuses 14 abgewandten Außenseite (unten in 1 und 2) des Befestigungsflansches 18 ein Bodenblech 26 vorgesehen. Dieses Bodenblech 26 ist mittels eines Verbindungsabschnitts 27 mit dem Patronengehäuse 14 verbunden. In dem Ausführungsbeispiel von 1 und 2 ist diese Verbindung 28 durch eine Bördelung realisiert.
Ausgehend von dem Verbindungsabschnitt 27 an dem in radialer Richtung 13r äußeren Ende verläuft das Bodenblech 26 zunächst in radialer Richtung 13r entlang des Befestigungsflansches 18 nach innen. Dabei kann das Bodenblech 26 auch mit dem Befestigungsflansch 18 verbunden sein, zum Beispiel verschweißt, verlötet oder verklebt sein. Falls keine feste Verbindung zwischen Bodenblech 26 und Befestigungsflansch 18 vorgesehen ist, hat das Bodenblech vorzugsweise mehrere Verzahnungselemente 29, die bei der Montage der Lufttrocknerpatrone 10 auf der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 in die Unterseite des Befestigungsflansches 18 eingreifen können, um einen entsprechenden Kraftschluss zwischen diesen beiden Komponenten 18, 26 zu erzeugen. Die Verzahnungselemente 29 sind zum Beispiel als Prägungen oder Profile im Bodenblech 26 ausgebildet.
An seinem in radialer Richtung 13r inneren Endbereich, der in radialer Richtung noch außerhalb der Einlassöffnung(en) 20 des Befestigungsflansches 18 liegt, weist das Bodenblech 26 einen Aufnahmeabschnitt 72 auf. Der Aufnahmeabschnitt 72 ist in diesem Ausführungsbeispiel gekrümmt ausgestaltet und erstreckt sich von dem Befestigungsflansch 18 weg. Dieser Aufnahmeabschnitt 72 bildet eine keilförmige Dichtringaufnahme 70 zum Aufnehmen eines Dichtrings 68, der im Fall des gekrümmten Aufnahmeabschnitts 72 bevorzugt als O-Dichtring ausgestaltet sein kann. Der Aufnahmeabschnitt 72 des Bodenblechs 26 erstreckt sich dabei zumindest teilweise unterhalb des in die Dichtringaufnahme 70 eingesetzten Dichtrings 68.
Der Befestigungsflansch 18 der Lufttrocknerpatrone 10 ist vorzugsweise im Wesentlichen plan ausgestaltet, sodass er zumindest auch im Bereich der durch das Bodenblech 26 gebildeten Dichtringaufnahme 70 eine plane Außenseite besitzt.
Der Dichtring 68 kann vor der Montage der Lufttrocknerpatrone 10 an der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 einfach und ohne Aufwand in radialer Richtung von innen in die Dichtringaufnahme 70 zwischen dem Bodenblech 26 und dem Befestigungsflansch 18 eingelegt werden. Der Dichtring 68 wird so an der Lufttrocknerpatrone 10 gehalten, bis diese an einer Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 montiert ist.
Um den Dichtring 68 bei der Montage der Lufttrocknerpatrone 10 an der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 zu verpressen und damit eine Dichtwirkung zwischen der Lufttrocknerpatrone 10 und der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 in der radialen Richtung 13r zu erzielen, weist die Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 einen speziell geformten Druckabschnitt 75 auf, der in Zusammenwirkung mit dem Bodenblech 26 und dem Befestigungsflansch 18 den Dichtring 68 in der gewünschten Position innerhalb der Dichtringaufnahme 70 hält und verpresst. Wie in 1 gezeigt, ist dieser Druckabschnitt 75 in radialer Richtung senkrecht zur Längsachse 12 der Lufttrocknerpatrone 10 außerhalb des Anschlussstutzens 32 der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 vorgesehen.
Wie insbesondere in 2 zu erkennen, weist der Druckabschnitt 75 eine Stützkante 82 auf, die zum Beispiel als ein der Lufttrocknerpatrone 10 zugewandtes Ende einer Flanke 80 des Druckabschnitts 75 ausgebildet ist. Außerdem weist der Druckabschnitt 75 einen sich in Richtung zur Lufttrocknerpatrone 10 hin erstreckenden Stützvorsprung 76 auf. Dieser Stützvorsprung 76 ist in radialer Richtung innerhalb des aufzunehmenden Dichtrings 68 positioniert und bildet eine radial innere Anlage für den Dichtring 68.
Um eine ausreichende Anpressdruckkraft F auf den Dichtring 68 auszuüben, sodass dieser eine ausreichende Dichtwirkung erzielt, erstreckt sich der Stützvorsprung 76 des Druckabschnitts 75 ausgehend von der Stützkante 82 um ein Maß in Richtung zur Lufttrocknerpatrone, das kleiner ist als eine Abmessung des Dichtrings 68 in einer Längsrichtung 13l parallel zur Längsachse 12 der Lufttrocknerpatrone im unmontierten Zustand der Lufttrocknerpatrone 10. Vorzugsweise ist dieses Maß sogar kleiner gewählt als eine Abmessung des Dichtrings 68 in einer Längsrichtung 13l parallel zur Längsachse 12 der Lufttrocknerpatrone im montierten Zustand der Lufttrocknerpatrone 10, sodass im montierten Zustand der Lufttrocknerpatrone 10 ein geringer Abstand zwischen dem Befestigungsflansch 18 und dem Stützvorsprung 76 des Druckabschnitts 75 verbleibt.
Ferner hat der Druckabschnitt 75 in radialer Richtung 13r zwischen der Stützkante 82 und dem Stützvorsprung 76 eine Vertiefung 84. Diese Vertiefung 84 ist auch gegenüber der Stützkante 82 zurückgesetzt, sodass bei der Montage der Lufttrocknerpatrone 10 an der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 das freie Ende 74 des Bodenblechs 26 in dieser Vertiefung 84 aufgenommen werden kann und sich ggf. auch in dieser Vertiefung abstützen kann.
Beim Verschrauben der Lufftrocknerpatrone 10 mit der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 drückt der Druckabschnitt 75 mit seiner Stützkante 82 gegen das Bodenblech 26 und scheibt so den Dichtring 68 etwas nach oben in Richtung zur Lufttrocknerpatrone 10, wobei der Dichtring 68 zwischen dem Bodenblech 26 und dem Befestigungsflansch 18 etwas komprimiert wird, aber im Vergleich zu herkömmlichen Dichtkonzepten mit Rechteck-Dichtringen in Ringnuten des Bodenblechs geringere Verschraubungskräfte aufgebracht werden müssen. Dabei wird der Dichtring 68 durch den Aufnahmeabschnitt 72 des Bodenblechs 26 und den Stützvorsprung 76 des Druckabschnitts 75 in radialer Richtung 13r in Position gehalten. Im Betrieb drückt die Druckluft den Dichtring 68 in der keilförmigen Dichtringaufnahme 70 nach unten in Richtung zur Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30, was die Dichtwirkung des Dichtrings 68 weiter erhöht. Es wird so eine fluiddichte Abdichtung in radialer Richtung 13r zwischen der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 und der Lufttrocknerpatrone 10 erzielt.
3 zeigt analog zur Darstellung von 2 eine alternative Ausführungsform der Verbindung zwischen Lufttrocknerpatrone 10 und Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 in einer vergrößerten Teilansicht.
Bei dieser Ausführungsform wird eine erfindungsgemäße Lufttrocknerpatrone 10 (z. B. gemäß 1) mit einer herkömmlichen Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 verbunden. Mit anderen Worten ist die Lufttrocknerpatrone 10 der Erfindung auch rückwärts-kompatibel zu herkömmlichen Druckluftaufbereitungsvorrichtungen 30.
Wie in 3 dargestellt, ist das Bodenblech 26 zu diesem Zweck derart ausgestaltet, dass es zwischen dem Verbindungsabschnitt 27 und dem Aufnahmeabschnitt 72 eine Ringnut bildet, in welche ein im Querschnitt rechteckiger Dichtring 69 eingesetzt/eingepresst werden kann. Die herkömmliche Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 ist an ihrer der Lufttrocknerpatrone 10 zugewandten Seite im Bereich des Bodenblechs 26 im Wesentlichen plan ausgestaltet, sodass der Dichtring 69 gegen diese plane Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 verpresst wird.
In der Ausführungsform von 3 ist die Dichtringaufnahme für den Rechteck-Dichtring 69 durch den Verbindungsabschnitt 27 und den Aufnahmeabschnitt 72 des Bodenblechs 26 gebildet. In einer alternativen Ausgestaltung (nicht dargestellt) kann diese Dichtringaufnahme auch durch zusätzliche Formabschnitte des Bodenblechs 26 gebildet werden.
4 und 5 zeigen den Aufbau eines Druckluftaufbereitungssystems mit einer erfindungsgemäßen Lufttrocknerpatrone und einer erfindungsgemäßen Druckluftaufbereitungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Dabei sind gleiche Bauteile und Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern wie im obigen Ausführungsbeispiel gekennzeichnet.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel durch die Konstruktion der Verbindung zwischen Lufttrocknerpatrone und Druckluftaufbereitungsvorrichtung und deren Abdichtung.
So ist insbesondere das Bodenblech 26 der Lufttrocknerpatrone 10 anders geformt als im ersten Ausführungsbeispiel. Der Aufnahmeabschnitt 72 des Bodenblechs 26 ist durch einen auf sich selbst zurückgebogenen Abschnitt des Bodenblechs 26 gebildet. Das freie Ende 74 des Bodenblechs 26 befindet sich zwischen der Dichtringaufnahme 70 und dem Befestigungsflansch 18, d. h. in Längsrichtung 13l oberhalb des in die Dichtringaufnahme 70 eingesetzten Dichtrings 68.
Der Druckabschnitt 75 der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 ist im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel einfacher gestaltet. Insbesondere kann auf die sich von dem Stützvorsprung 76 in radialer Richtung 13r nach außen erstreckende Stützkante 82 unterhalb der Dichtringaufnahme 70 verzichtet werden.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der Dichtring 68 in einer Dichtringaufnahme 70 aufgenommen, die zwischen dem Bodenblech 26 und dem Stützvorsprung 76 des Druckabschnitts 75 der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 gebildet ist.
6 zeigt analog zur Darstellung von 5 eine alternative Ausführungsform der Verbindung zwischen Lufttrocknerpatrone 10 und Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 in einer vergrößerten Teilansicht.
Bei dieser Ausführungsform wird eine erfindungsgemäße Lufttrocknerpatrone 10 (z. B. gemäß 4) mit einer herkömmlichen Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 verbunden. Mit anderen Worten ist die Lufttrocknerpatrone 10 der Erfindung auch rückwärts-kompatibel zu herkömmlichen Druckluftaufbereitungsvorrichtungen 30.
Wie in 3 dargestellt, ist das Bodenblech 26 zu diesem Zweck derart ausgestaltet, dass es zwischen dem Verbindungsabschnitt 27 und dem Aufnahmeabschnitt 72 eine Ringnut bildet, in welche ein im Querschnitt rechteckiger Dichtring 69 eingesetzt/eingepresst werden kann. Die herkömmliche Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 ist an ihrer der Lufttrocknerpatrone 10 zugewandten Seite im Bereich des Bodenblechs 26 im Wesentlichen plan ausgestaltet, sodass der Dichtring 69 gegen diese plane Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 verpresst wird.
In der Ausführungsform von 3 ist die Dichtringaufnahme für den Rechteck-Dichtring 69 durch den Verbindungsabschnitt 27 und den Aufnahmeabschnitt 72 des Bodenblechs 26 gebildet. In einer alternativen Ausgestaltung (nicht dargestellt) kann diese Dichtringaufnahme auch durch zusätzliche Formabschnitte des Bodenblechs 26 gebildet werden.
Mit anderen Worten stellt die Ausführungsform von 6 eine Kombination der Ausführungsformen von 5 mit 3 dar.
7 zeigt analog zur Darstellung von 5 eine weitere alternative Ausführungsform der Verbindung zwischen Lufttrocknerpatrone 10 und Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 in einer vergrößerten Teilansicht.
Bei dieser Ausführungsform ist das freie Ende 74 des Bodenblechs 26 durch die Einlassöffnung 20 im Befestigungsflansch 18 hindurch geführt und umgreift den Befestigungsflansch 18. Hierdurch wird eine ausreichend feste Verbindung zwischen dem Bodenblech 26 und dem Befestigungsflansch 18 geschaffen.
Wie in 7 dargestellt, kann an dem Befestigungsstutzen 32 der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 optional eine Stützkante 33 vorgesehen sein, die sich in radialer Richtung 13r von dem Befestigungsstutzen 32 nach außen erstreckt und an der sich im montierten Zustand der Lufttrocknerpatrone 10 der Befestigungsflansch 18 abstützen kann.
Wie ferner in 7 dargestellt, kann an dem Stützvorsprung 76 des Druckabschnitts 75 der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 optional eine Stützkante 82 vorgesehen sein, die sich in radialer Richtung 13r von dem Stützvorsprung 76 unterhalb des eingesetzten Dichtrings 68 nach außen erstreckt.
Diese Ausführungsformen von 7 sind analog auf die Ausführungsform von 6 übertragbar.
8 zeigt analog zur Darstellung von 2 eine weitere alternative Ausführungsform der Verbindung zwischen Lufttrocknerpatrone 10 und Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 in einer vergrößerten Teilansicht.
Bei dieser Ausführungsform ist die Vertiefung 84 zwischen der Stützkante 82 und dem Stützvorsprung 76 des Druckabschnitts 75 der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 im Wesentlichen trapezförmig ausgestaltet.
Die Trapezform der Vertiefung 84 erlaubt einen verbesserten Anschlag bzw. eine verbesserte Führung des freien Endes 74 des Bodenblechs 26 darin, insbesondere während der Montage der Lufttrocknerpatrone 10 auf der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30. Selbst bei größeren Fertigungstoleranzen kann das freie Ende des Bodenblechs 26 sicher seinen Weg in die Endlage in der Vertiefung 84 finden. Außerdem können so zu starke Verbiegungen des Bodenblechs 26 bei der Montage der Lufttrocknerpatrone 10 vermieden werden.
In einer Variante dieser Ausführungsform ist die Vertiefung 84 des Druckabschnitts 75 der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 im Wesentlichen keilförmig ausgestaltet.
9 zeigt den Aufbau eines Druckluftaufbereitungssystems mit einer erfindungsgemäßen Lufttrocknerpatrone und einer erfindungsgemäßen Druckluftaufbereitungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Dabei sind gleiche Bauteile und Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern wie in den obigen Ausführungsbeispielen gekennzeichnet.
Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen durch den Aufbau der Lufttrocknerpatrone, insbesondere im Hinblick auf eine verbesserte Raumausnutzung für die Aufnahme des Trockenmittels darin.
In dem Ausführungsbeispiel von 9 bilden das Patronengehäuse 14, der Befestigungsflansch 18 und das innere Gehäuse 40 zwischen sich den Aufnahmeraum für ein Trockenmittel 60 (z. B. Silikagel).
Der erste Teil 40a des inneren Gehäuses 40 ist an einem parallel zur Längsachse 12 der Lufttrocknerpatrone 10 verlaufenden Wandabschnitt mit mehreren Öffnungen 42 versehen, die mit der Einlassöffnung 20 des Befestigungsflansches 18 in Fluidverbindung stehen. Im Normalbetrieb der Lufttrocknerpatrone 10 kann so die Druckluft aus der Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 durch die Einlassöffnung 20 im Befestigungsflansch 18 und die Öffnungen 42 des inneren Gehäuses 40 ins Innere des Patronengehäuses 14 strömen.
Die mit den Öffnungen 42 versehene Wandung des ersten Teils 40a des inneren Gehäuses 40 ist von einer Filtereinrichtung 44 in Form eines Koaleszenzfilters oder Ölfilters umgeben. Die Filtereinrichtung 44 ist zum Beispiel um die im Wesentlichen parallel zur Längsachse 12 der Lufttrocknerpatrone 10 verlaufende Wandung des ersten Teils 40a des inneren Gehäuses 40 gewickelt. Die Filtereinrichtung 44 ist wiederum von einem sogenannten Wicking-Material 46 umgeben.
In dem Ausführungsbeispiel von 9 wird die Filtereinrichtung 44 in radialer Richtung von der Druckluft durchströmt. Außerdem ist in dem Ausführungsbeispiel von 9 ein Raumbereich 64 radial außerhalb der Filtereinrichtung 44 ebenfalls mit Trockenmittel 60 gefüllt. Auf diese Weise kann der Raum innerhalb des Patronengehäuses 14 optimal zur Aufnahme des Trockenmittels 60 genutzt werden, sodass im Ergebnis weniger Bauraum für das Trockenmittel 60 benötigt wird und die Lufttrocknerpatrone 10 so mit einem kleineren Durchmesser von zum Beispiel nur etwa 126 mm (im Vergleich zu einem Durchmesser von etwa 140 mm herkömmlicher Lufttrocknerpatronen) konstruiert werden kann. Ein kleinerer Durchmesser hat wiederum Vorteile hinsichtlich des Handlings der Lufttrocknerpatrone 10 und des notwendigen Bauraums in einer Druckluftaufbereitungsanlage. Alternativ kann zum Beispiel bei einem gleichbleibenden Durchmesser die Höhe der Lufttrocknerpatrone 10 reduziert werden.
Unterhalb der Filtereinrichtung 44 ist ein Bypass 48 vorgesehen. Im ersten Teil 40a des inneren Gehäuses 40 sind Öffnungen 50 vorgesehen, die den Innenraum der Lufttrocknerpatrone 10 mit dem Bypass 48 verbinden. Im Bypass 48 ist zudem ein Rückschlagventil 52 angeordnet. Das Rückschlagventil 52 verhindert im Normalbetrieb der Lufttrocknerpatrone 10, dass Druckluft von der Einlassöffnung 20 an der Filtereinrichtung 44 vorbei durch den Bypass 48 ungereinigt in das Trockenmittel 60 strömt, erlaubt aber im Regenerationsbetrieb der Lufttrocknerpatrone 10 einen Luftstrom b an der Filtereinrichtung 44 vorbei. Das Rückschlagventil 52 ist bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial (z. B. einem Elastomer) gebildet. Es ist bevorzugt einstückig mit dem ersten Teil 40a des inneren Gehäuses 40 ausgestaltet.
Das Rückschlagventil 52 ist bei dieser Konstruktion der Lufttrocknerpatrone 10 von der Wandung des Patronengehäuses 14 beabstandet. Somit ist es auch geschützt vor mechanischen Belastungen, die zum Beispiel durch Verformungen des Patronengehäuses 14 auftreten könnten.
Ein Raumbereich 65 radial außerhalb des Rückschlagventils 52 kann ebenfalls mit Trockenmittel 60 gefüllt sein. Auf diese Weise kann der Raum innerhalb des Patronengehäuses 14 noch effektiver zur Aufnahme des Trockenmittels 60 genutzt werden.
Im Übrigen entspricht das Druckluftaufbereitungssystem dieses Ausführungsbeispiels dem Druckluftaufbereitungssystem des ersten Ausführungsbeispiels von 1.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele des Druckluftaufbereitungssystems beschränkt. Der Fachmann wird vielmehr zahlreiche Varianten und Modifikationen erkennen, die in den Schutzbereich der Ansprüche fallen.
Während das innere Gehäuse 40 in den beschriebenen Ausführungsbeispielen jeweils aus einem ersten Teil 40a und einem zweiten Teil 40b aufgebaut ist, kann das innere Gehäuse 40 in anderen Ausführungsbeispielen auch einteilig ausgebildet sein oder aus mehr als zwei Gehäuseteilen zusammengesetzt sein.
Während in den obigen Ausführungsbeispielen die Druckfeder 62 so zwischen dem ersten Teil 40a und dem zweiten Teil 40b des inneren Gehäuses 40 angeordnet ist, dass sie das innere zweite Teil 40b im Patronengehäuse 14 in Richtung zum Gehäusedeckel 16 nach oben drückt, kann in anderen Ausführungsvarianten die Druckfeder 62 auch zwischen dem Gehäusedeckel 16 des Patronengehäuses 14 und einem inneren Gehäuseteil angeordnet sein, um das innere Gehäuseteil in Richtung zur Druckluftaufbereitungsvorrichtung 30 vorzuspannen.
Während das Rückschlagventil 52 und die Dichtlippen 54, 58 in den beschriebenen Ausführungsbeispielen jeweils einteilig mit dem inneren Gehäuse 40 ausgebildet sind, können diese Komponenten 52, 54, 58 in anderen Ausführungsbeispielen auch als separate Komponenten ausgebildet sein, die mit dem inneren Gehäuse 40 verbunden sind.
Obwohl nicht dargestellt, kann in den obigen Ausführungsbeispielen zusätzlich ein elastisches Element, zum Beispiel ein Gummiring, in Längsrichtung 13l zwischen der Lufttrocknerpatrone 10 und dem Stützvorsprung 76 der Druckluftaufbereitungsvorrichtung vorgesehen sein. Das elastische Element kann zum Beispiel auf der Stirnseite des Stützvorsprungs bzw. an der Unterseite des Befestigungsflansches 18 bzw. des Bodenblechs 26 vorfixiert sein.
Bezugszeichenliste

10: Lufttrocknerpatrone
12: Längsachse
13l: Längsrichtung
13r: radiale Richtung
14: Patronengehäuse
16: Gehäusedeckel
18: Befestigungsflansch
20: Einlassöffnung
22: Befestigungsstutzen
24: Auslassöffnung
26: Bodenblech
27: Verbindungsabschnitt
28: Verbindung, insbes. Bördelung
29: Verzahnungselemente
30: Druckluftaufbereitungsvorrichtung
32: Anschlussstutzen
33: Stützkante
34: Schraubverbindung
36: erste Öffnung
38: zweite Öffnung
40: inneres Gehäuse
40a: erster Teil des inneren Gehäuses
40b: zweiter Teil des inneren Gehäuses
42: Öffnungen
44: Filtereinrichtung
46: Wicking-Material
48: Bypass
50: Öffnungen
52: Rückschlagventil
54: Dichtlippe
56: Öffnungen
58: Dichtlippe
60: Trockenmittel
62: Vorspannelement
64: Raumbereich radial außerhalb von 44
65: Raumbereich radial außerhalb von 52
66: Raumbereich innerhalb von 62
68: Dichtring, insbes. O-Ring
69: Dichtring, insbes. Rechteckring
70: Dichtringaufnahme
72: Aufnahmeabschnitt von 26
74: freier Endabschnitt von 26
75: Druckabschnitt
76: Stützvorsprung
80: Flanke
82: Stützkante
84: Vertiefung zum Aufnehmen von 74
a: Luftströmungsrichtung im Normalbetrieb
b: Luftströmungsrichtung im Regenerationsbetrieb
F: Anpressdruckkraft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013103066 A1 [0003]

Claims

Lufttrocknerpatrone (10), insbesondere für eine Druckluftaufbereitungsanlage eines Nutzfahrzeugs, aufweisend: ein Patronengehäuse (14) mit einem geschlossenen Gehäusedeckel (16); ein in dem Patronengehäuse (14) aufgenommenes Trockenmittel (60); einen Befestigungsflansch (18) zum Verschließen einer dem Gehäusedeckel (16) abgewandten offenen Stirnseite des Patronengehäuses (14) und Befestigen der Lufttrocknerpatrone (10) an einer Duckluftaufbereitungsvorrichtung (30); und ein Bodenblech (26), das an der dem Gehäusedeckel (16) des Patronengehäuses (14) abgewandten Stirnseite der Lufttrocknerpatrone (10) vorgesehen und an der dem Gehäusedeckel (16) des Patronengehäuses (14) abgewandten Seite des Befestigungsflansches (18) angeordnet ist, wobei das Bodenblech (26) einen sich von dem Befestigungsflansch (18) weg erstreckenden Aufnahmeabschnitt (72) zum Ausbilden einer Dichtringaufnahme (70) zum Aufnehmen eines Dichtrings (68) auf der einer Längsachse (12) der Lufttrocknerpatrone zugewandten Seite des Aufnahmeabschnitts (72) aufweist, der Aufnahmeabschnitt (72) für einen in der Dichtringaufnahme (70) aufzunehmenden Dichtring (68) in einer radialen Richtung (13r) senkrecht zur Längsachse (12) der Lufttrocknerpatrone (10) eine äußere Anlage bereitstellt, und sich der Aufnahmeabschnitt (72) auf einer dem Patronengehäuse (14) abgewandten Seite zumindest teilweise unterhalb eines in der Dichtringaufnahme (70) aufzunehmenden Dichtrings (68) erstreckt.
Lufttrocknerpatrone nach Anspruch 1, bei welcher sich der Aufnahmeabschnitt (72) des Bodenblechs (26) mit einem freien Ende (74) des Bodenblechs (26) bis unter einen in der Dichtringaufnahme (70) aufzunehmenden Dichtring (68) erstreckt.
Lufttrocknerpatrone nach Anspruch 2, bei welcher die Dichtringaufnahme (70) zum Aufnehmen eines Dichtrings (68) zwischen dem Bodenblech (26) und dem Befestigungsflansch (18) ausgestaltet ist.
Lufttrocknerpatrone nach Anspruch 1, bei welcher der Aufnahmeabschnitt (72) des Bodenblechs (26) durch einen auf sich selbst zurückgebogenen Abschnitt des Bodenblechs gebildet ist.
Lufttrocknerpatrone nach Anspruch 4, bei welcher die Dichtringaufnahme (70) zum Aufnehmen eines Dichtrings (68) zwischen dem Bodenblech (26) und einer Druckluftaufbereitungsvorrichtung (30) ausgestaltet ist.
Lufttrocknerpatrone nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher ein freies Ende (74) des Bodenblechs (26) einen Abschnitt des Befestigungsflansches (18) zumindest teilweise umgreift.
Lufttrocknerpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Bodenblech (26) zumindest ein Verzahnungselement (29) aufweist, das mit der dem Gehäusedeckel (16) des Patronengehäuses (14) abgewandten Seite des Befestigungsflansches (18) in Eingriff bringbar ist.
Lufttrocknerpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Aufnahmeabschnitt (72) des Bodenblechs (26) zumindest teilweise gekrümmt ausgebildet ist.
Lufttrocknerpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Befestigungsflansch (18) an seiner dem Gehäusedeckel (16) des Patronengehäuses (14) abgewandten Außenseite zumindest im Bereich der Dichtringaufnahme (70) plan ausgestaltet ist.
Lufttrocknerpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Bodenblech (26) einen Verbindungsabschnitt (27) zur Verbindung mit dem Patronengehäuse (14) aufweist, wobei sich der Verbindungsabschnitt (27) vorzugsweise in einer Längsrichtung (13l) parallel zur Längsachse (12) der Lufttrocknerpatrone (10) von dem Befestigungsflansch (18) weg erstreckt.
Druckluftaufbereitungsvorrichtung (30), insbesondere für eine Druckluftaufbereitungsanlage eines Nutzfahrzeugs, aufweisend: einen Anschlussstutzen (32) zum Befestigen einer Lufttrocknerpatrone (10) an der Druckluftaufbereitungsvorrichtung (30), wobei eine Längsachse des Anschlussstutzens (32) im Wesentlichen koaxial zu einer Längsachse (12) der Lufttrocknerpatrone (10) verläuft, wenn die Lufttrocknerpatrone an der Druckluftaufbereitungsvorrichtung befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftaufbereitungsvorrichtung (30) ferner einen Druckabschnitt (75) aufweist, der in radialer Richtung senkrecht zur Längsachse (12) der Lufttrocknerpatrone (10) außerhalb des Anschlussstutzens (32) vorgesehen ist, wobei dieser Druckabschnitt (75) einen sich in Richtung zur Lufttrocknerpatrone erstreckenden Stützvorsprung (76) aufweist, der in radialer Richtung (13r) senkrecht zur Längsachse (12) der Lufttrocknerpatrone (10) innerhalb eines zwischen der Druckluftaufbereitungsvorrichtung (30) und der Lufttrocknerpatrone (10) aufzunehmenden Dichtrings (68) positioniert ist und für einen aufzunehmenden Dichtring (68) in der radialen Richtung (13r) eine innere Anlage bereitstellt.
Druckluftaufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher der Stützvorsprung (76) des Druckabschnitts (75) derart dimensioniert ist, dass er im montierten Zustand der Lufttrocknerpatrone in einer Längsrichtung (13l) parallel zur Längsachse (12) der Lufttrocknerpatrone von der Lufttrocknerpatrone (10) beabstandet ist.
Druckluftaufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei welcher der Druckabschnitt (75) eine Stützkante (82) aufweist, die sich ausgehend von dem Stützvorsprung (76) in radialer Richtung (13r) nach außen erstreckt, sodass sich diese Stützkante (82) im montierten Zustand der Lufttrocknerpatrone auf einer der Lufttrocknerpatrone (10) abgewandten Seite zumindest teilweise unterhalb eines aufzunehmenden Dichtrings (68) erstreckt.
Druckluftaufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 13, bei welcher der Druckabschnitt (75) in radialer Richtung (13r) außerhalb des Stützvorsprungs (76) eine Vertiefung (84) aufweist, die gegenüber der Stützkante (82) zurückgesetzt ist.
Druckluftaufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 14, bei welcher die Vertiefung (84) des Druckabschnitts (75) trapezförmig oder keilförmig ausgestaltet ist.
Druckluftaufbereitungssystem, insbesondere für eine Druckluftaufbereitungsanlage eines Nutzfahrzeugs, aufweisend: eine Druckluftaufbereitungsvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 11 bis 15; eine Lufttrocknerpatrone (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10; und einen Dichtring (68) zum Abdichten zwischen der Lufttrocknerpatrone (10) und der Druckluftaufbereitungsvorrichtung (30).
Druckluftaufbereitungssystem nach Anspruch 16, bei welchem der Dichtring (68) als ein O-Dichtring mit kreisförmigem Querschnitt ausgestaltet ist.