DE102021110732A1

DE102021110732A1 - Druckluftversorgungsanlage, Druckluftsystem einer Druckluftversorgungsanlage mit einer Pneumatikanlage, Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Druckluftversorgungsanlage

Info

Publication number: DE102021110732A1
Application number: DE102021110732.6A
Authority: DE
Inventors: Helge Westerkamp
Original assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2022-10-27
Also published as: WO2022228869A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckluftversorgungsanlage (10) für ein Fahrzeug (1000), aufweisend:- einen Verdichter (400), ausgebildet zum Bereitstellen von Druckluft (DL), und- einen Vorratsbehälter (600) mit einer Behälterwandung (604), ausgebildet zum Aufnehmen der Druckluft (DL), wobei die Behälterwandung (604) einen Behälterinnenraum (608) hermetisch umschließt.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass- der Verdichter (400) in dem Behälterinnenraum (608) angeordnet ist,- der Vorratsbehälter (600) eine Bodenwanne (680) aufweist, die in an einem in Richtung der Schwerkraft (G) am tiefsten liegenden Bereich (682) einen selektiv verschließbaren Abfluss (650) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckluftversorgungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Druckluftsystem einer Druckluftversorgungsanlage und mit einer Pneumatikanlage, die an die Druckluftversorgungsanlage angeschlossen ist. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Druckluftversorgungsanlage.
Druckluftversorgungsanlagen, insbesondere für Fahrzeuge, sind allgemein bekannt. Derartige Druckluftversorgungsanlagen sind ausgebildet, Druckluft für eine oder mehrere Pneumatikanlagen eines Fahrzeugs bereitzustellen.
Eine solche Druckluftversorgungsanlage weist üblicherweise einen Verdichter, ausgebildet zum Bereitstellen von Druckluft, und einen Vorratsbehälter mit einer Behälterwandung, ausgebildet zum Aufnehmen der Druckluft, wobei die Behälterwandung einen Behälterinnenraum hermetisch umschließt.
Eine Druckluftversorgungsanlage weist also einen Verdichter und einen Vorratsbehälter auf. Im Betrieb der Druckluftversorgungsanlage entstehende Geräusche und Vibrationen durch den Verdichter sind häufig wahrnehmbar, was insbesondere bei Fahrzeugen, insbesondere bei PKW, aber auch bei Nutzfahrzeugen, unerwünscht ist.
Die DE 3346911 A1 beschreibt eine Pneumatikanlage als eine geschlossene Luftfederungsanlage für Kraftfahrzeuge, bei der die Pumpe samt Antriebsmotor und die Niveauregeleinrichtung im Vorratsbehälter angeordnet sind. Bei diesem bereits grundsätzlich vorteilhaften Ansatz wird eine Geräuschdämpfung durch einen Vorratsbehälter erreicht.
Problematisch ist bei einer Druckluftversorgungsanlage für eine Pneumatikanlage aber auch weiterhin die Druckluftaufbereitung, und insbesondere das Trocknen der erzeugten Druckluft. Problematisch beim Trocknen der Druckluft ist insbesondere der apparative Aufwand und der Einfluss auf die Leistungsfähigkeit der Druckluftversorgungsanlage.
Wünschenswert ist es daher, eine Druckluftversorgungsanlage hinsichtlich seiner Funktionen zur Druckluftaufbereitung, insbesondere zum Trocknen der erzeugten Druckluft, zu verbessern; gleichwohl aber entstehende Geräusche und Vibrationen durch den Verdichter einzudämmen. Insbesondere soll dabei der apparative Aufwand vorteilhaft gering gehalten und ein vorteilhaftes Geräuschverhalten erreicht werden.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, in verbesserter Weise eine Vorrichtung anzugeben, insbesondere eine Druckluftversorgungsanlage und ein Druckluftsystem anzugeben, die hinsichtlich zumindest eines der genannten Probleme verbessert ist. Insbesondere sollen in verbesserter Weise Funktionen zur Druckluftaufbereitung, insbesondere zum Trocknen der erzeugten Druckluft, bereitgestellt werden.
Die Aufgabe, betreffend die Vorrichtung wird gelöst durch die Erfindung in einem ersten Aspekt mit einer Druckluftversorgungsanlage des Anspruchs 1.
Die Erfindung geht aus von einer eingangs genannten Druckluftversorgungsanlage für ein Fahrzeug, aufweisend:

- einen Verdichter, ausgebildet zum Bereitstellen von Druckluft, und
- einen Vorratsbehälter mit einer Behälterwandung, ausgebildet zum Aufnehmen der Druckluft, wobei die Behälterwandung einen Behälterinnenraum hermetisch umschließt.

Erfindungsgemäß ist bei der Druckluftversorgungsanlage vorgesehen, dass

- der Verdichter in dem Behälterinnenraum angeordnet ist,
- der Vorratsbehälter eine Bodenwanne aufweist, die einen aktuierbaren Abfluss aufweist.

Die Erfindung führt auch auf ein Druckluftsystem des Anspruchs 11, d.h. mit einer erfindungsgemäßen Druckluftversorgungsanlage und mit einer Pneumatikanlage, die an die Druckluftversorgungsanlage angeschlossen ist.
Die Erfindung geht aus von der Überlegung, dass das Trocknen von Druckluft wichtig ist für eine Druckluftversorgungsanlage, insbesondere um das Risiko von Korrosion und/oder Vereisung in der Druckluftversorgungsanlage, einem von dieser versorgten Pneumatikanlage oder anderen pneumatischen Systemen zu verringern.
Die Erfindung hat dabei erkannt, dass eine konventionelle Lufttrockneranordnung zu einem apparativen Mehraufwand führt und auch das Leistungsvermögen der Druckluftversorgungsanlage beeinträchtigt, da ein erheblicher Anteil der von der Druckluftversorgungsanlage erzeugten Druckluft für ein Regenerieren des Trockenmittels der Lufttrockneranordnung aufgewendet werden muss.
Die Erfindung schließt die überraschende Erkenntnis ein, dass Feuchtigkeit in der erzeugten Druckluft toleriert werden kann, wenn sie kondensiert, flüssig in kontrollierter Weise gesammelt und abgeführt werden kann. Indem ein Kondensieren der erzeugten Druckluft toleriert wird, wird der damit verbundene Wechsel des Aggregatszustandes von gasförmig auf flüssig, und die damit verbundene Bewegung der Feuchtigkeit mit der Schwerkraft, gezielt genutzt, um die Feuchtigkeit in der Bodenwanne des Vorratsbehälters zu sammeln. Auf diese Weise kann effektiv eine Trocknung der erzeugten Druckluft erreicht werden, ohne dass eine Trockneranordnung vorgesehen werden muss.
Hierbei hat sich eine Anordnung des Verdichters innerhalb des Vorratsbehälters als besonders vorteilhaft erwiesen, da sich dort die erzeugte Druckluft direkt in einem Bereich befindet, indem enthaltene Feuchtigkeit gesammelt werden kann, insbesondere, ohne dass sich in etwaigen Bereichen stromaufwärts der erzeugten Druckluft Feuchtigkeit sammeln kann. Auch wird durch eine Anordnung des Verdichters innerhalb des Vorratsbehälters ermöglicht, dass etwaige Undichtigkeiten des Verdichters nicht zwingend zu einem Verlust von erzeugter Druckluft führen, da sich der Verdichter innerhalb des hermetisch abgeschlossenen bzw. hermetisch abschließbaren Vorratsbehälters befindet.
Dadurch, dass der Vorratsbehälter eine Bodenwanne aufweist mit einem Abfluss, wird sichergestellt, dass sich die ausfallende, das heißt kondensierte, Feuchtigkeit sammelt und abgeführt werden kann. Dadurch, dass der Abfluss aktuierbar ist, insbesondere selektiv geöffnet und verschlossen werden kann, kann die am Abfluss gesammelte Feuchtigkeit in kontrollierter Weise abgeführt werden.
Durch die Anordnung des Verdichters innerhalb des Vorratsbehälters wird weiter in vorteilhaft synergetischer Weise eine Geräuschminderung erreicht, weil Schall und Vibrationen, die beim Betrieb des Verdichters entstehen, durch die Behälterwandung des Vorratsbehälters gedämpft bzw. absorbiert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.
Vorteilhaft ist der aktuierbaren Abfluss als Abflussventil, insbesondere als 2/2-Wege-Magnetventil, ausgebildet.
Vorteilhaft weist die Bodenwanne einen in Richtung der Schwerkraft am tiefsten liegenden Bereich auf. Dadurch, dass der Vorratsbehälter eine Bodenwanne aufweist mit einem Abfluss, der an einem in Richtung der Schwerkraft am tiefsten liegenden Bereich der Bodenwanne angeordnet ist, wird sichergestellt, dass sich die ausfallende, das heißt kondensierte, Feuchtigkeit stets an dem Abfluss sammelt und so zuverlässig abgeführt werden kann. Insbesondere ist der Vorratsbehälter in einer Einbaurichtung in einem Fahrzeug derart verbaut, dass der am tiefsten liegende Bereich in Richtung der Schwerkraft unten liegt, wenn sich das Fahrzeug auf einem ebenen Untergrund befindet.
Insbesondere weist der Abfluss ein Abflussventil auf, das vorteilhaft als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildet ist. Ein als Magnetventil ausgebildetes Abflussventil kann vorteilhaft von einer Steuereinheit elektrisch gesteuert werden. Mittels eines Abflussventils kann Feuchtigkeit, die im Behälterinnenraum kondensiert ist und sich in dem tiefsten Bereich gesammelt hat, in steuerbarer Weise, insbesondere in regelmäßigen zeitlichen Abständen, abgeführt werden. Vorteilhaft wird die Feuchtigkeit in die Umgebung abgeführt, beispielsweise in die Umgebung des Fahrzeugs, insbesondere auf die Straße.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Bodenwanne den in Richtung der Schwerkraft am tiefsten liegenden Bereich aufweist, und zusätzlich oder alternativ eine mit einer Neigung zum am tiefsten liegenden Bereich zulaufende Form, insbesondere eine annähernd konische Form oder eine annähernd pyramidale Form, aufweist. Dadurch, dass die Neigung vorteilhaft von einem seitlichen Rand des Behälters bis zum am tiefsten liegenden Bereich, insbesondere stetig, verläuft, wird ein zuverlässiges Sammeln der kondensierten Feuchtigkeit am Abfluss des Vorratsbehälters erreicht. Hierdurch wird eine noch zuverlässigere Trocknung der Druckluft ermöglicht. Bevorzugt ist die Neigung monoton fallend, besonders bevorzugt streng monoton fallend, zum am tiefsten liegenden Bereich ausgebildet.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Verdichter mittels einer Schwingungsreduktions-Vorrichtung an dem Vorratsbehälter, insbesondere an der Behälterwandung, befestigt ist. Insbesondere weist die Schwingungsreduktions-Vorrichtung mindestens einen Schwingungsdämpfer auf. Mittels einer derartigen Schwingungsreduktions-Vorrichtung können vorteilhaft Schwingungen, insbesondere in Form von Luftschall und/oder Körperschall, reduziert werden und/oder die Wirkung derartiger Schwingungen auf den Vorratsbehälter vermindert werden. Ein Schwingungsdämpfer kann insbesondere aus einem schwingungsabsorbierenden Elastomer ausgebildet sein.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung ist eine Kühlvorrichtung vorgesehen, insbesondere ein Wärmetauscher, der ausgebildet ist zum Abkühlen der Druckluft im Behälterinnenraum. Die Kühlvorrichtung, insbesondere der Wärmetauscher, ist vorteilhaft im Behälterinnenraum angeordnet. Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist die Kühlvorrichtung eine Anzahl von Rippen - oder dergleichen, die für einen Wärmeaustausch zur Verfügung stehende Oberfläche vergrößernde Formelemente - auf. Mittels einer Kühlvorrichtung kann gezielt ein Kondensieren von Feuchtigkeit, die in der Druckluft enthalten ist, hervorgerufen werden. Dies wird insbesondere durch eine gekühlte Oberfläche erreicht, die in dem Behälterinnenraum angeordnet ist und somit mit der Druckluft in Kontakt kommt. Diese Oberfläche kann vorteilhaft vergrö-ßert werden, beispielsweise in dem die Kühlvorrichtung als Wärmetauscher mit einer Anzahl an Rippen ausgebildet ist. Durch ein derartiges gezieltes Kondensieren von in der Druckluft enthaltener Feuchtigkeit wird der Ansatz gemäß dem Konzept der Erfindung, ein Trocknen ohne konventionelle Trockneranordnung, sondern durch ein Kondensieren der Feuchtigkeit durchzuführen, gezielt verbessert.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kühlvorrichtung an einen Kühlkreislauf anschließbar ist, der insbesondere von einer Fahrzeug-Kühleinrichtung versorgt wird. In einer derartigen Weiterbildung kann vorteilhaft ein vorhandener Kühlkreislauf zum Bereitstellen einer Kühlleistung verwendet werden. Der Kühlkreislauf und/oder die Fahrzeug-Kühleinrichtung kann alternativ oder zusätzlich eine separate Kältequelle, beispielsweise eine Kältemaschine aufweisen. Die Kühlvorrichtung und/oder der Kühlkreislauf und/oder die Fahrzeug-Kühleinrichtung kann alternativ oder zusätzlich Kühlleistung mittels Konvektionskühlung erzeugen, beispielsweise durch das Anströmen mit Fahrtwind.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung ist eine Heizvorrichtung, insbesondere eine elektrische Heizspule, vorgesehen, wobei die Heizvorrichtung am Abfluss, insbesondere ringförmig um den Abfluss, angeordnet ist. Mittels einer derartigen Heizvorrichtung kann vorteilhaft das Risiko eines Vereisens des Abflusses reduziert und somit ein zuverlässiges Abführen von gesammelter Feuchtigkeit erreicht werden.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein Luftanschluss vorgesehen, der außerhalb des Behälterinnenraums, insbesondere außen am Vorratsbehälter, angeordnet ist, wobei der Luftanschluss über eine Verdichtereingangsleitung pneumatisch mit einem Verdichtereingang des Verdichters verbunden ist. Mittels eines Luftanschlusses und insbesondere einer Verdichtereingangsleitung kann vorteilhaft eine pneumatische Verbindung zwischen einer Umgebung mit unverdichteter Luft und dem Verdichtereingang des - innerhalb des mit Druckluft gefüllten Vorratsbehälters angeordneten - Verdichters hergestellt werden.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein Druckluftanschluss vorgesehen, der in der Behälterwandung angeordnet ist und ausgebildet ist, eine Pneumatikleitung mit dem Behälterinnenraum pneumatisch zu verbinden. Mittels eines Druckluftanschlusses kann vorteilhaft ein Anschließen einer Pneumatikanlage an die Druckluftversorgungsanlage über eine Pneumatikleitung in konstruktiv einfacher Weise erfolgen.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung ist eine Druckreduzierungseinrichtung vorgesehen, die ausgebildet ist, einen im Behälterinnenraum herrschenden Behälterluftdruck auf einen vorbestimmbaren, niedrigeren Abgabeluftdruck zu reduzieren. Vorteilhaft kann die Druckreduzierungseinrichtung ausgebildet sein, den Behälterluftdruck auf einen Abgabeluftdruck zwischen 2 bar und 6 bar, vorteilhaft 3,5 bar und 4,5 bar, besonders vorteilhaft auf 4 bar, zu reduzieren. Die Druckreduzierungseinrichtung kann vorteilhaft als Druckminderungsventil ausgebildet sein.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein Sensor vorgesehen zum Bestimmen eines Zustandswertes. Der Zustandswert beschreibt vorteilhaft den Zustand im Behälterinnenraum und umfasst vorteilhaft einen Behälterluftdruck und/oder eine Behälterlufttemperatur und/oder eine Behälterluftfeuchtigkeit und/oder das Vorhandensein einer flüssigen Feuchtigkeit.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein Gehäuse zum Bilden einer Druckluftversorgungseinheit vorgesehen. In dem Gehäuse können vorteilhaft noch andere Komponenten einer Druckluftversorgungsanlage angeordnet sein, beispielsweise ein Ventilblock und/oder eine Steuereinheit.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung ist eine Steuereinheit vorgesehen, ausgebildet zum Steuern des Verdichters und/oder des aktuierbaren Abflusses und/oder der Heizvorrichtung und/oder der Kühlvorrichtung. Insbesondere ist die Steuereinheit zum Steuern des Abflussventils ausgebildet. Mittels einer Steuereinheit kann vorteilhaft ein, insbesondere automatisches, Steuern der Druckluftversorgungsanlage erfolgen. Vorteilhaft ist die Steuereinheit signalführend mit einer übergeordneten Steuereinheit, beispielsweise einer FahrzeugSteuereinheit, verbunden.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Steuereinheit ausgebildet, auf Basis eines Zustandswertes eine Öffnungsbedingung und/oder eine Schließbedingung zu bestimmen. Die Steuereinheit kann alternativ oder zusätzlich dazu vorteilhaft ausgebildet sein, auf Basis des eines verstrichenen Zeitraums und/oder eines, insbesondere zyklisch wiederkehrenden, Zeitpunktes eine Öffnungsbedingung und/oder eine Schließbedingung zu bestimmen. Die Steuereinheit ist vorteilhaft ausgebildet, anhand der Öffnungsbedingung und/oder eine Schließbedingung den Abfluss zu aktuieren, insbesondere mittels des Ansteuerns eines Abflussventils.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Vorratsbehälter einen druckdicht verschließbaren Behälterdeckel aufweist. Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Vorratsbehälter als zweiteiliger Vorratsbehälter ausgebildet ist mit einer ersten, insbesondere unteren, Behälterschale und einer zweiten, insbesondere oberen, Behälterschale, die, insbesondere an einem umlaufenden Schalenflansch, druckdicht miteinander verbunden werden können zum Umschließen des Behälterinnenraums. Insbesondere weist ein zweiteiliger Vorratsbehälter in einem Kontaktbereich zwischen der ersten Behälterschale und der zweiten Behälterschale eine Behälterdichtung auf zum verbesserten Abdichten.
In anderen vorteilhaften Weiterbildungen umfasst der Vorratsbehälter mindestens zwei Behältersegmente, insbesondere Behälterschalen, die druckdicht miteinander verbindbar sind. Zum Herstellen der druckdichten Verbindung können neben einer Flanschverbindung mit Schalenflanschen auch andere Arten der Verbindung verwendet werden, beispielsweise eine Rastverbindung, eine Schraubverbindung, eine Schweißverbindung, eine Klebeverbindung oder dergleichen. Auch können im Rahmen der Erfindung Kombinationen verwendet werden, beispielsweise eine verschraubte Flanschverbindung. Verbindungen von Behältersegmenten mit wiederlösbaren Verbindungsmitteln haben den Vorteil einer zerstörungsfreien Demontage der Druckluftversorgungsanlage, insbesondere zu Wartungs- oder Reparaturzwecken.
In vorteilhaften Weiterbildungen sind mindestens zwei Behältersegmente stoffschlüssig miteinander verbunden. Bei Weiterbildungen mit stoffschlüssig verbundenen Behältersegmenten, insbesondere geschweißten oder geklebten Behältersegmenten, können vorteilhaft Dichtungen und Verbindungselemente eingespart werden.
In vorteilhaften Weiterbildungen ist der Behälter oder mindestens ein Behältersegment aus Kunststoff gebildet.
Der Behälter besteht in einer vorteilhaften Weiterbildung aus zwei verrippelten Kunststoffhalbschalen, welche mittels Heißgasverschweißung miteinander verbunden werden. Hierdurch werden vorteilhaft Dichtungen und Verbindungselemente eingespart. Zudem besteht bei den Kunststoffhalbschalen die Möglichkeit, günstige, hochfeste und komplexe Geometrien herzustellen.
Durch einen Aufbau des Vorratsbehälters aus mehreren Behältersegmenten, insbesondere Behälterschalen, oder mit einem Behälterdeckel, ist vorteilhaft ein Einbau der Komponenten der Druckluftversorgungsanlage, insbesondere des Verdichters, gemäß dem Konzept der Erfindung möglich.
Die Erfindung führt zur Lösung der Aufgabe in einem zweiten Aspekt auf ein Druckluftsystem einer Druckluftversorgungsanlage gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und mit einer Pneumatikanlage, die an die Druckluftversorgungsanlage angeschlossen ist. In einer Weiterbildung des Druckluftsystems ist vorgesehen, dass die Pneumatikanlage eine Reinigungsanlage, insbesondere eine Sensorreinigungsanlage, aufweist.
Die Erfindung führt zur Lösung der Aufgabe in einem dritten Aspekt auf ein Fahrzeug, insbesondere PKW oder Nutzfahrzeug, aufweisend eine Druckluftversorgungsanlage gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Bei dem Fahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung werden die Vorteile der Druckluftversorgungsanlage gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorteilhaft genutzt. Insbesondere ermöglicht eine Druckluftversorgungsanlage gemäß dem ersten Konzept der Erfindung durch ihren konstruktiv einfachen Aufbau vorteilhaft eine Einsparung von Gewicht, Bauraum und Kosten in einem Fahrzeug.
In einer Weiterbildung des Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Pneumatikanlage in Form einer Reinigungsanlage vorgesehen, insbesondere einer Sensorreinigungsanlage. Derartige Reinigungsanlagen, insbesondere Sensorreinigungsanlagen, benötigen relativ hohe Mengen aufbereiteter Druckluft. Daher ist eine Druckluftversorgungsanlage gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung besonders vorteilhaft, insbesondere, weil kein erheblicher Anteil der erzeugten Druckluft zum Regenerieren einer Lufttrockneranordnung aufgewendet werden muss.
In weiteren vorteilhaften Weiterbildungen des Fahrzeugs kann das Fahrzeug alternativ oder zusätzlich weitere Pneumatikanlagen, insbesondere eine Bremsanlage und/oder eine Luftfederanlage, aufweisen.
Die Erfindung führt zur Lösung der Aufgabe in einem vierten Aspekt auf ein Verfahren zum Betreiben einer Druckluftversorgungsanlage gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, aufweisend den Schritt:

- Bereitstellen von Druckluft durch den Verdichter,
- Kühlen der Druckluft durch eine Kühlvorrichtung.

Bei dem Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist der Schritt vorgesehen:

- Öffnen des aktuierbaren Abflusses, wenn eine Öffnungsbedingung erfüllt ist. Das Aktuieren erfolgt vorteilhaft mittels einer Steuereinheit.

In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass

- die Öffnungsbedingung in Abhängigkeit eines gemessenen oder berechneten Zustandswertes bestimmt wird, wobei
- der Zustandswert vorteilhaft einen Behälterluftdruck und/oder eine Behälterlufttemperatur und/oder eine Behälterluftfeuchtigkeit und/oder das Vorhandensein flüssiger Feuchtigkeit umfasst. Der Zustandswert beschreibt vorteilhaft einen Zustand im Behälterinnenraum.

In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass
die Öffnungsbedingung in Abhängigkeit eines verstrichenen Zeitraumes oder eines, insbesondere zyklisch wiederkehrenden, Zeitpunkts bestimmt wird. Der Zeitraum und/oder der Zeitpunkt können vorteilhaft von einer Steuereinheit bereitgestellt werden.
In einer Weiterbildung des Verfahrens ist der Schritt vorgesehen:

- Schließen des aktuierbaren Abflusses, wenn eine Schließbedingung erfüllt ist, insbesondere wenn eine Öffnungsbedingung nicht mehr erfüllt ist. Eine alternative oder zusätzliche Schließbedingung kann durch eine Öffnungszeit gebildet sein, die eine verstrichene Zeit nach dem Öffnen des Abflusses beschreibt.

Es soll verstanden werden, dass die Druckluftversorgungsanlage gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, das Druckluftsystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, das Fahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung und das Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung gleiche und ähnliche Unteraspekte aufweisen, wie sie insbesondere in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt sind. Insofern wird für die Weiterbildung eines Aspekts der Erfindung auch auf die Weiterbildungen der anderen Aspekte der Erfindung verwiesen.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung im Vergleich zum Stand der Technik, welcher zum Teil ebenfalls dargestellt ist, beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

1 eine vorteilhafte Ausführungsform Druckluftversorgungsanlage gemäß dem Konzept der Erfindung,
2A schematisch einen ersten vorteilhaften Vorratsbehälter für eine Druckluftversorgungsanlage gemäß dem Konzept der Erfindung, insbesondere für die in 1 gezeigte Ausführungsform,
2B schematisch einen zweiten vorteilhaften Vorratsbehälter für eine Druckluftversorgungsanlage gemäß dem Konzept der Erfindung, insbesondere für die in 1 gezeigte Ausführungsform,
2C schematisch und ausschnittsweise einen dritten vorteilhaften Vorratsbehälter für eine Druckluftversorgungsanlage gemäß dem Konzept der Erfindung, insbesondere für die in 1 gezeigte Ausführungsform,
2D schematisch und ausschnittsweise einen vierten vorteilhaften Vorratsbehälter mit einer stoffschlüssigen Verbindung von Behältersegmenten,
3 ein Fahrzeug aufweisend ein Druckluftsystem mit einer Druckluftversorgungsanlage gemäß dem Konzept der Erfindung.

1 zeigt eine Druckluftversorgungsanlage 10 gemäß dem Konzept der Erfindung mit einem Verdichter 400 und einem Vorratsbehälter 600. Der Vorratsbehälter 600 weist eine Bodenwanne 680 auf, die hier einteilig mit dem übrigen Vorratsbehälter 600, insbesondere mit einer durchgehenden Behälterwandung 604, verbunden ist. Die Bodenwanne 680 beschreibt einen unten gelegenen Teil des Vorratsbehälters 600, insbesondere vorliegend einen insofern die Form des in Richtung der Schwerkraft G unten gelegenen Teils des Vorratsbehälters 600. Die Bodenwanne 680 weist zudem, insbesondere vorliegend an einem in Richtung der Schwerkraft G am tiefsten liegenden Bereich 682, einen Abfluss 650 auf, der aktuierbar ist. Die Bodenwanne 680 hat außerdem eine mit einer Neigung IN zum am tiefsten liegenden Bereich 682 zulaufende Form 660, insbesondere eine annähernd konische Form 662 oder eine annähernd pyramidale Form 664. Der aktuierbare Abfluss 650 ist vorliegend an diesem am tiefsten liegenden Bereich 682 angeordnet. In der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsformen wird die Aktuierbarkeit des Abflusses 650 durch ein Abflussventil 652 gewährleistet. Das Abflussventil 652 ist vorliegend als 2/2-Wege-Magnetventil 654 ausgebildet.
Insofern ist vorliegend im Rahmen der in 1 abgebildeten Ausführungsform, eine Druckluftversorgungsanlage 10 für ein Fahrzeug 1000 beschrieben, die aufweist: einen Verdichter 400, ausgebildet zum Bereitstellen von Druckluft DL, und einen Vorratsbehälter 600 mit einer Behälterwandung 604, ausgebildet zum Aufnehmen der Druckluft DL, wobei die Behälterwandung 604 einen Behälterinnenraum 608 hermetisch umschließt. Gemäß dem Konzept der Erfindung ist bei dieser vorgesehen, dass der Verdichter 400 in dem Behälterinnenraum 608 angeordnet ist und der Vorratsbehälter 600 eine Bodenwanne 680 aufweist, die in an einem in Richtung der Schwerkraft G am tiefsten liegenden Bereich 682 einen aktuierbaren Abfluss 650 aufweist.
Der Verdichter 400 ist vorliegend als Hubkolbenkompressor 402 ausgebildet. Der Hubkolbenkompressor 402 ist beispielsweise, wie vorliegend, als einstufiger Hubkolbenkompressor ausgebildet; dies aber mit zwei Kolben, das heißt als Doppelhubkolbenkompressor ausgebildet.
Der Verdichter weist in dieser Version einen Verdichtereingang 400.1 zum Annehmen von Luft L, insbesondere unverdichteter Luft L aus der Umgebung U, auf. Der Verdichtereingang 400.1 ist über eine Verdichtereingangsleitung 616 pneumatisch mit einem Luftanschluss 610 verbunden. Der Luftanschluss 610 ist außerhalb des Behälterinnenraums 608, vorliegend außen an der Behälterwandung 604 des Vorratsbehälters 600, angeordnet und ermöglicht das Annehmen von Luft L durch den innerhalb des Vorratsbehälters 600 angeordneten Verdichter 400. Die vom Verdichter 400 bereitgestellte Druckluft DL weist vorteilhaft einen Behälterluftdruck PB zwischen 6 und 16 bar auf. Ein möglichst hoher Behälterluftdruck PB ermöglicht vorteilhaft einen höheren Anteil an kondensierendem, d.h. aus der Druckluft ausfallendem, Wasser. Die Druckluftversorgungsanlage 10 kann vorteilhaft eine Druckreduzierungseinrichtung 622 aufweisen, die ausgebildet ist, den im Behälterinnenraum 608 herrschenden Behälterluftdruck PB auf einen vorbestimmbaren, niedrigeren Abgabeluftdruck PA zu reduzieren. Vorteilhaft kann die Druckreduzierungseinrichtung 622 ausgebildet sein, den Luftdruck auf einen Abgabeluftdruck PA zwischen 2 bar und 6 bar, vorteilhaft 3,5 bar und 4,5 bar, besonders vorteilhaft auf 4 bar, zu reduzieren. Vorliegend ist die Druckreduzierungseinrichtung 622 als Druckminderungsventil 624 ausgebildet.
Ein derartiger, insbesondere reduzierte, Abgabeluftdruck PA ist vorteilhaft für die Versorgung einer breiten Anzahl von Pneumatikanlagen 90, insbesondere Reinigungsanlagen 900 wie z.B. Sensorreinigungsanlagen 902, geeignet.
Der Verdichter 400 ist innerhalb des Vorratsbehälters 600 angeordnet und an diesem befestigt, vorliegend mittels einer Schwingungsreduktions-Vorrichtung 640. Vorteilhaft weist die Schwingungsreduktions-Vorrichtung 640 einen oder mehrere Schwingungsdämpfer 642 auf, beispielsweise wie in der hier gezeigten Ausführungsform zwei Schwingungsdämpfer 642. Der Verdichter 400 wird über eine Verdichterstromleitung 672 mit Energie versorgt bzw. gesteuert. Die Verdichterstromleitung 672 ist elektrisch an einen Verdichterstromanschluss 670 angeschlossen, der in der Behälterwandung 604 angeordnet ist. Der Verdichterstromanschluss 670 stellt somit eine signalführende und/oder energieführende Verbindung für den Verdichter 400 außerhalb des Vorratsbehälters 600 bereit. Vorliegend ist der Verdichterstromanschluss 670 elektrisch mit der Steuereinheit 700 verbunden. In anderen Ausführungsformen kann der Verdichterstromanschluss 670 alternativ oder zusätzlich elektrisch mit einer Stromquelle verbunden sein.
Durch eine Schwingungsreduktions-Vorrichtung 640 können vom Verdichter 400 während des Betriebs erzeugte Schwingungen und Geräusche vorteilhaft reduziert werden. Ein Schwingungsdämpfer 642 kann vorteilhaft durch einen schwingungsabsorbierenden Kunststoff gebildet sein.
Die Druckluftversorgungsanlage 10 weist weiter eine Kühlvorrichtung 630, hier in Form eines Wärmetauschers 632, auf, welcher in dem Behälterinnenraum 608 angeordnet ist. Der Wärmetauscher 632 ist vorliegend an der Behälterwandung 604 befestigt. Der Wärmetauscher 632 weist vorteilhaft eine Anzahl von Rippen 634 auf, um vorteilhaft eine Fläche für den Wärmeaustausch mit der Druckluft DL zu vergrößern. Durch eine Verdichterausgangsleitung 618, die pneumatisch an einen Verdichterausgang 400.2 des Verdichters 400 angeschlossen ist, kann die vom Verdichter bereitgestellte Druckluft DL gezielt in Richtung des Wärmetauschers 632, insbesondere auf oder zwischen die Rippen 634, gelenkt werden.
Zweck der Kühlvorrichtung 630 ist das Abkühlen der im Behälterinnenraum 608 befindlichen Druckluft DL. Auf diese Weise wird vorteilhaft ein Kondensieren von in der Druckluft DL enthaltenen Feuchtigkeit F erreicht und ein Ausfallen dieser Feuchtigkeit F in flüssiger Form. Die ausgefallene Flüssigkeit F sammelt sich, der Schwerkraft G folgend, am Abfluss 650 und kann durch ein Öffnen des Abflussventils 652 in die Umgebung U, abgelassen werden. Ein Öffnen des Abflussventils 652 kann, insbesondere durch ein Ansteuern durch die Steuereinheit 700, in periodischen Zeitabständen erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Öffnen des Abflussventils 652 in Abhängigkeit der Betriebsstunden des Verdichters 400 erfolgen. Vorteilhaft erfolgt das Öffnen des Abflussventils 652 nur kurzzeitig, das heißt nur solange, bis die Flüssigkeit F vollständig oder im ausreichenden Maße aus dem Behälterinnenraum 608 in die Umgebung U abgeflossen ist. Auf diese Weise kann ein unnötiger Druckverlust im Vorratsbehälter 600 verhindert bzw. minimiert werden.
Vorliegend weist die Bodenwanne 680 eine zum tiefsten Bereich 682 mit einer Neigung IN geneigte Form 660 auf. Vorteilhaft kann die Form 660 eine annähernd konische Form 662 sein, wie hier mit dem eingezeichneten Winkel angedeutet. Gleichwohl sind andere zum tiefsten Bereich 682 mit einer Neigung IN geneigte Formen 660 möglich, beispielsweise eine annähernd pyramidale Form 664. Eine derartige, insbesondere stetig verlaufende, Neigung IN hat vorteilhaft zur Folge, dass Flüssigkeit, insbesondere aus der Druckluft DL ausgefallene Flüssigkeit F, stets durch die Schwerkraft G zum Abfluss 650 gelangt, der im tiefsten Bereich 682 angeordnet ist. In optionalen Ausführungsformen kann die Kühlvorrichtung 630 durch die Steuereinheit 700 steuerbar ausgebildet sein. Beispielsweise kann die als Wärmetauscher 632 ausgebildete Kühlvorrichtung 630 ein von der Steuereinheit 700 steuerbares Ventil aufweisen zum Regulieren eines durch den Wärmetauscher 632 strömenden Kühlkreislaufes 810 bzw. Kühlmittels.
Der Wärmetauscher 632 ist vorteilhaft an einen Kühlkreislauf 810 angeschlossen, der von einer, insbesondere zentral in einem Fahrzeug 1000 angeordneten, Fahrzeug-Kühleinrichtung 820 versorgt wird. Eine derartige Fahrzeug-Kühleinrichtung 820 kann beispielsweise in dem Fahrzeug 1000 für einen anderen Primärzweck vorgesehen sein, beispielsweise zur Kühlung eines Motors oder einer Batterie oder für eine Klimaanlage. In alternativen Ausführungsformen kann die Kühlvorrichtung 630 eine eigene Kältemaschine oder geeignete andere Kühleinrichtung aufweisen.
Eine vorteilhaft einfache Art der Kühlung kann durch Fahrtwind des Fahrzeuges erzielt werden. Eine Fahrzeug-Kühleinrichtung 820 kann alternativ oder zusätzlich ausgebildet sein, eine Kühlleistung durch eine Anströmung mit Fahrtwind aufzubringen.
Der Vorratsbehälter 600 weist einen Druckluftanschluss 620 zum Bereitstellen der im Behälterinnenraum 608 gehaltenen Druckluft DL auf. Der Druckluftanschluss 620 ist vorliegend als Öffnung in der Behälterwandung 604 ausgebildet. Der Druckluftanschluss 620 kann als Schraubanschluss, Steckanschluss oder dergleichen, dem Fachmann bekannten pneumatischen Anschluss gebildet sein. Vorliegend ist an den Druckluftanschluss 620 über eine Pneumatikleitung 20 eine Pneumatikanlage 90 in Form einer Reinigungsanlage 900 angeschlossen.
Die Druckluftversorgungsanlage 10 weist weiter eine Steuereinheit 700 auf, die mit den steuerbaren Elementen der Druckluftversorgungsanlage 10, insbesondere dem Verdichter 400 und/oder dem Abflussventil 652 und/oder der Heizvorrichtung 640 und/oder der der Kühlvorrichtung 630, signalführend und/oder energieführend verbunden ist. Die Steuereinheit 700 kann als eigenständige elektronische Schaltung, oder als Hardware- oder Softwaremodul einer übergeordneten Steuerung, beispielsweise einer Fahrzeugsteuerung 1020, gebildet sein.
Die Druckluftversorgungsanlage 10 kann optional einen oder mehrere Sensoren 656 aufweisen zum Bestimmen eines Zustandswertes ZW. Vorliegend weist die Druckluftversorgungsanlage 10 einen optionalen ersten Sensor 656.1 auf, der ausgebildet ist zum messtechnischen Bestimmen eines ersten Zustandswertes ZW1, der den Behälterluftdruck PB, eine Behälterlufttemperatur TB und eine Behälterluftfeuchtigkeit FB. In anderen Ausführungsformen ist es hingegen vorteilhaft möglich, einen oder mehrere dieser Werte rechnerisch zu bestimmen oder anzunähern, beispielsweise mit Informationen aus der Steuerung des Verdichters, oder Messwerten aus der Pneumatikanlage 90, oder dergleichen, indirekten Mess- oder Rechengrößen.
Vorliegend weist die Druckluftversorgungsanlage 10 einen optional zweiten Sensor 656.2 auf, der ausgebildet ist zum messtechnischen Bestimmen eines zweiten Zustandswertes ZW2, der das Vorhandensein von flüssiger Feuchtigkeit F im am tiefsten liegender Bereich 682 umfasst. Der zweite Sensor 656.2 ist vorliegend zum Detektieren von Flüssigkeit ausgebildet. In Ausführungsformen können der erste Sensor 656.1 und der zweite Sensor 656.2 gemeinsam verbaut sein. In spezielleren Ausführungsformen können der erste Sensor 656.1 und der zweite Sensor 656.2 als ein einziger Sensor 656 kombiniert sein. In anderen Ausführungsformen kann der erste Sensor 656.1 oder alternativ der zweite Sensor 656.2 verbaut sein. In anderen Ausführungsformen wiederum kann gar kein derartiger Sensor 656 verbaut sein. Der erste Sensor 656.1 und der zweite Sensor 656.2 sind signal- und energieleitend mit der Steuereinheit 700 verbunden. Der erste Sensor 656.1 und der zweite Sensor 656.2 sind in oder an der Behälterwandung 604 angeordnet, um den Zustand im Behälterinnenraum 608 messtechnisch erfassen zu können.
Die Steuereinheit 700 ist vorteilhaft ausgebildet, auf Basis des Zustandswertes ZW, ZW1, ZW2 eine Öffnungsbedingung BO und/oder eine Schließbedingung SO zu bestimmen. Die Steuereinheit 700 ist alternativ oder zusätzlich dazu vorteilhaft ausgebildet, auf Basis des eines verstrichenen Zeitraums ZR und/oder eines, insbesondere zyklisch wiederkehrenden, Zeitpunktes ZP eine Öffnungsbedingung BO und/oder eine Schließbedingung SO zu bestimmen. Die Steuereinheit 700 ist vorteilhaft ausgebildet, anhand der Öffnungsbedingung BO und/oder eine Schließbedingung SO den Abfluss 650 zu aktuieren.
2A zeigt einen vorteilhaften Vorratsbehälter 600, insbesondere für die in 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsform einer Druckluftversorgungsanlage 10. Der Vorratsbehälter 600 weist eine erste, vorliegend obere, Behälterschale 606 und eine zweite, vorliegend untere, Behälterschale 607 auf, welche zusammengesetzt einen Behälterinnenraum 608 umschließen zum Bilden des Vorratsbehälters 600. Die zweite Behälterschale 607 und die erste Behälterschale 606 sind über eine Flanschverbindung 690 miteinander verbunden. Die zweite Behälterschale 607 weist einen zweiten Behälterflansch 692 auf und die erste Behälterschale einen dazu korrespondierenden ersten Behälterflansch 694. Der zweite Behälterflansch 692 und der erste Behälterflansch 694 sind derart ausgebildet, dass sie, insbesondere in einer Ebene, druckdicht aufeinander aufliegen. Der zweite Behälterflansch 692 und der erste Behälterflansch 694 sind vorliegend mittels einer Anzahl von Halteklammern 696 klemmend miteinander verbunden. Alternativ können der zweite Behälterflansch 692 und der erste Behälterflansch 694, oder auch die zweite Behälterschale 607 und die erste Behälterschale 606, anderweitig miteinander verbunden sein, beispielsweise verschraubt, verschweißt, verklebt oder mit dergleichen bekannten Verbindungmethoden oder -mitteln. Auch ist eine Verbindung mittels Schnapphaken oder dergleichen formschlüssig einrastenden Befestigungsmerkmalen möglich.
Zwischen dem zweiten Behälterflansch 692 und dem ersten Behälterflansch 694 kann - wie hier gezeigt - eine Behälterdichtung 698 angeordnet sein. Eine derartige Behälterdichtung 698 es vorteilhaft aus einem Elastomer oder einem anderen, zum Abdichten geeigneten, insbesondere elastischen, Material gebildet sein. Mittels dem hier gezeigten Aufbau des Vorratsbehälters 600 mit Behälterschalen 607, 606 kann auf vorteilhafte Weise eine Integration des Verdichters 400, sowie gegebenenfalls weiterer Komponenten wie dem Wärmetauscher 630 und/oder einer Schwingungsdämpfungs-Vorrichtung 640, in den Behälterinnenraum 608 gemäß dem Konzept der Erfindung erfolgen.
2B zeigt eine zweite Ausführungsform eines vorteilhaften Vorratsbehälter 600' mit einem druckdicht verschließbaren Behälterdeckel 688, der alternativ oder zusätzlich zu der in 2A gezeigten Flanschverbindung 690 vorgesehen werden kann. Der druckdicht verschließbare Behälterdeckel 688 ist ausgebildet, in eine korrespondierende Behälteröffnung 686 eingesetzt zu werden zum Verschließen des Behälterinnenraums 608. Die Behälteröffnung 686 ist ausreichend, dass sämtliche Komponenten der Druckluftversorgungsanlage 10, insbesondere der Verdichter 400 und/oder weitere Komponenten, in den Vorratsbehälter 600' eingesetzt werden können.
Gleichwohl sind auch andere Formen einer druckdichten Verbindung zwischen Behältersegmenten, insbesondere von Behälterschalen 607, 606, möglich, beispielsweise eine Verbindung mittels elastischer Rasthaken 684, die in einem zusammengesetzten Zustand von Behältersegmenten, insbesondere von Behälterschalen 607, 606, formschlüssig einrasten zum druckdichten Umschließen des Behälterinnenraums 608.
Eine derartige Rastverbindung 687 ist beispielhaft in 2C in einer ausschnittsweise dargestellten Verbindung einer dritten Ausführungsform eines Vorratsbehälters 600", zwischen einer zweiten Behälterschale 607 und einer ersten Behälterschale 606 dargestellt. Ein an die erste Behälterschale 606 angeformter Rasthaken 684 umgreift einen an die zweite Behälterschale 607 angeformten Rastansatz 685, zur formschlüssigen Verbindung von der ersten Behälterschale 606 und der zweiten Behälterschale 607. Ein derartiger noch weiterer Vorratsbehälter 600" weist vorteilhaft eine Anzahl von über den Umfang der Behälterschalen 607, 606 verteilter Rastverbindungen 687 auf. Zwischen der ersten Behälterschale 606 unter zweiten Behälterschale 604 kann vorteilhaft eine Behälterdichtung 698 angeordnet sein.
2D zeigt stark schematisch und ausschnittsweise eine vierte Ausführungsform eines Vorratsbehälters 600''' mit einer ersten Behälterschale 606 und einer zweiten Behälterschale 607, die mittels einer stoffschlüssigen Verbindung 689 miteinander verbunden sind. Insbesondere kann die stoffschlüssige Verbindung 689 als eine Klebeverbindung oder eine Schweißverbindung ausgebildet sein.
3 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1000, hier in Form eines PKW 1002, aufweisend ein Druckluftsystem 100 mit einer Druckluftversorgungsanlage 10 gemäß dem Konzept der Erfindung. Gleichwohl ist eine Druckluftversorgungsanlage 10 gemäß dem Konzept der Erfindung ebenso in anderen Fahrzeugarten einsetzbar, beispielsweise in einem Nutzfahrzeug 1004. Insofern sind die folgenden Ausführungen auch auf andere Fahrzeugtypen wie beispielsweise ein Nutzfahrzeug 1004 übertragbar.
Die hier stark vereinfacht gezeigte Druckluftversorgungsanlage 10 kann insbesondere durch die in 1 gezeigte Ausführungsform gebildet sein. Die Druckluftversorgungsanlage 10 weist weiter einen Ventilblock 668 auf, der pneumatisch über eine Pneumatikleitung 20 mit einem Druckluftanschluss 620 der Druckluftversorgungsanlage 10 verbunden ist. Der Ventilblock 668 weist eine Anzahl an pneumatischen Anschlüssen 669 auf zum pneumatischen Verbinden mit einem oder mehreren Verbrauchern auf, nämlich vor allem mindestens einer Pneumatikanlage 90 auf.
Die Druckluftversorgungsanlage 10, der Ventilblock 668 und die Steuereinheit 700 sind zum Bilden einer Druckluftversorgungseinheit 12 in einem Gehäuse 800 angeordnet.
Insofern betrifft die weitere Beschreibung auch das Druckluftsystem 100 mit einer Druckluftversorgungsanlage 10 wie zuvor beschrieben und mit einer Pneumatikanlage 90, die an die Druckluftversorgungsanlage 10 angeschlossen ist. Das Druckluftsystem 100 weist in der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform die Pneumatikanlage 90 als eine Reinigungsanlage 900, insbesondere einer Sensorreinigungsanlage 902 auf.
Das Fahrzeug 1000 bzw. das Druckluftsystem 100 weist eine Pneumatikanlage 90 in Form einer Reinigungsanlage 900 mit einer Reinigungsdüse 320 auf. Die Reinigungsdüse 320 ist mit einem ersten pneumatischen Anschluss 669.1 des Ventilblocks 668 zwecks Versorgung mit Druckluft DL verbunden. Die Reinigungsanlage 900 ist vorliegend als Sensorreinigungsanlage 902 ausgebildet. Die Reinigungsdüse 320 ist ausgebildet, eine Sensoroberfläche 300 eines Sensors 301 zwecks Reinigung mit Druckluft DL zu beaufschlagen. Optional kann die Reinigungsdüse 320 und die Sensorreinigungsanlage 900 zusätzlich ausgebildet sein, die Sensoroberfläche 300 mit einer Reinigungsflüssigkeit RF zu beaufschlagen. Der Sensor 300 ist insbesondere ein optischer Sensor, beispielsweise eine Kamera, und über eine Sensorleitung 305 signalführend mit einer Fahrzeugsteuerung 1020 des Fahrzeugs 1000 zur Übermittlung von Kamerasignalen verbunden.
Die Fahrzeugsteuereinheit 1020 ist insbesondere als elektronische Steuereinheit ECU ausgebildet. Die Fahrzeugsteuereinheit 1020 ist vorliegend über eine Fahrzeugsteuerleitung 1024 mit einer Steuereinheit 700 der Druckluftversorgungsanlage 10 signalführend verbunden. Die Fahrzeugsteuerleitung 1024 ist vorteilhaft als Fahrzeugbus-Leitung 1026, wie beispielsweise ein CAN-Bus, ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich zu der Sensorreinigungsanlage 900 kann das Fahrzeug 1000 eine oder mehrere weitere Pneumatikanlagen 90 aufweisen, die von einer Druckluftversorgungsanlage 10 gemäß dem Konzept der Erfindung mit Druckluft DL versorgt werden. Zu derartigen Pneumatikanlagen 90 zählen beispielsweise eine Luftfederanlage 920, die vorliegend pneumatisch an einen zweiten pneumatischen Anschluss 669.2 des Ventilblocks 668 angeschlossen ist, oder eine - hier stark schematisch gezeigte - Bremsanlage 940, die vorliegend an einen dritten pneumatischen Anschluss 669.3 des Ventilblocks 668 angeschlossen ist.
Der Vorratsbehälter 600 ist in einer Einbaurichtung RE in dem Fahrzeug 1000 derart verbaut, dass wenn sich das Fahrzeug auf einem ebenen Untergrund befindet, der am tiefsten liegende Bereich 650 in Richtung der Schwerkraft G unten liegt.
Bezugszeichenliste

10: Druckluftversorgungsanlage
12: Druckluftversorgungseinheit
20: Pneumatikleitung
90: Pneumatikanlage
100: Druckluftsystem
300: Sensoroberfläche
301: Sensors
305: Sensorleitung
320: Reinigungsdüse
400: Verdichter
400.1: Verdichtereingang
400.2: Verdichterausgang
402: Kolbenkompressor
600, 600', 600'', 600''': Vorratsbehälter
604: Behälterwandung
606: erste Behälterschale
607: zweite Behälterschale
608: Behälterinnenraum
610: Luftanschluss
616: Verdichtereingangsleitung
618: Verdichterausgangsleitung
620: Druckluftanschluss
622: Druckreduzierungseinrichtung
624: Druckminderungsventil
630: Kühlvorrichtung
632: Wärmetauscher
634: Rippen
640: Schwingungsreduktions-Vorrichtung
642: Schwingungsdämpfer
650: Abfluss
652: Abflussventil
654: 2/2-Wege-Magnetventil
656: Sensor
656.1: erster Sensor
656.2: zweiter Sensor
660: mit einer Neigung zum am tiefsten liegenden Bereich zulaufende Form
662: konische Form
668: Ventilblock
669: pneumatischer Anschluss des Ventilblocks
669.1: erster pneumatischer Anschluss des Ventilblocks
669.2: zweiter pneumatischer Anschluss des Ventilblocks
669.3: dritter pneumatischer Anschluss des Ventilblocks
670: Verdichterstromanschluss
672: Verdichterstromleitung
680: Bodenwanne
682: am tiefsten liegender Bereich
684: Rasthaken
685: Rastansatz
686: Behälteröffnung
687: Rastverbindung
688: Behälterdeckel
689: stoffschlüssige Verbindung
690: Flanschverbindung
692: unterer Behälterflansch
694: oberer Behälterflansch
696: Halteklammer
698: Behälterdichtung
700: Steuereinheit
800: Gehäuse
810: Kühlkreislauf
820: Fahrzeug-Kühleinrichtung
900: Reinigungsanlage
902: Sensorreinigungsanlage
920: Luftfederanlage
940: Bremsanlage
1000: Fahrzeug
1002: PKW
1004: Nutzfahrzeug
1020: Fahrzeugsteuerung
1024: Fahrzeugsteuerleitung
1026: Fahrzeugbus-Leitung
BO: Öffnungsbedingung
DL: Druckluft
F: Feuchtigkeit
FB: Behälterluftfeuchtigkeit
G: Schwerkraft
IN: Neigung
L: Luft
PA: Abgabeluftdruck
PB: Behälterluftdruck
RE: Einbaurichtung
RF: Reinigungsflüssigkeit
SO: Schließbedingung
TB: Behälterlufttemperatur
U: Umgebung
ZP: Zeitpunkt
ZR: Zeitraum
ZW: Zustandswert
ZW1: erster Zustandswert
ZW2: zweiter Zustandswert

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

DE 3346911 A1 [0005]

Claims

Druckluftversorgungsanlage (10) für ein Fahrzeug (1000), aufweisend: - einen Verdichter (400), ausgebildet zum Bereitstellen von Druckluft (DL), und - einen Vorratsbehälter (600) mit einer Behälterwandung (604), ausgebildet zum Aufnehmen der Druckluft (DL), wobei die Behälterwandung (604) einen Behälterinnenraum (608) hermetisch umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass - der Verdichter (400) in dem Behälterinnenraum (608) angeordnet ist, - der Vorratsbehälter (600) eine Bodenwanne (680) aufweist, die einen aktuierbaren Abfluss (650) aufweist.
Druckluftversorgungsanlage (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die Bodenwanne (680) einen in Richtung der Schwerkraft (G) am tiefsten liegenden Bereich (682) aufweist, und/oder - die Bodenwanne (680) eine mit einer Neigung (IN) zum am tiefsten liegenden Bereich (682) zulaufende Form (660), insbesondere eine annähernd konische Form (662) oder eine annähernd pyramidale Form (664), aufweist, und der aktuierbaren Abfluss (650) an dem am tiefsten liegenden Bereich (682) angeordnet ist.
Druckluftversorgungsanlage (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - der Verdichter (400) mittels einer Schwingungsreduktions-Vorrichtung (640) an dem Vorratsbehälter (600), insbesondere an der Behälterwandung (604), befestigt ist.
Druckluftversorgungsanlage (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch - eine Kühlvorrichtung (630), insbesondere einen Wärmetauscher (632), ausgebildet zum Abkühlen der Druckluft (DL) im Behälterinnenraum (608).
Druckluftversorgungsanlage (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass - die Kühlvorrichtung (630) eine Anzahl von Rippen (634) aufweist, und/oder - die Kühlvorrichtung (630) an einen Kühlkreislauf (810) anschließbar ist, der insbesondere von einer Fahrzeug-Kühleinrichtung (820) versorgt wird.
Druckluftversorgungsanlage (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch - eine Heizvorrichtung (640), insbesondere eine elektrische Heizspule (642), wobei die Heizvorrichtung (640) am Abfluss (650), insbesondere ringförmig um den Abfluss (650), angeordnet ist.
Druckluftversorgungsanlage (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Luftanschluss (610), der außerhalb des Behälterinnenraums (608), insbesondere außen am Vorratsbehälter (600), angeordnet ist, wobei - der Luftanschluss (610) über eine Verdichtereingangsleitung (616) pneumatisch mit einem Verdichtereingang (400.1) des Verdichters (400) verbunden ist.
Druckluftversorgungsanlage (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch - einen Druckluftanschluss (620), der in der Behälterwandung (604) angeordnet ist und ausgebildet ist, eine Pneumatikleitung (20) mit dem Behälterinnenraum (608) pneumatisch zu verbinden.
Druckluftversorgungsanlage (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch - ein Gehäuse (800) zum Bilden einer Druckluftversorgungseinheit (12).
Druckluftversorgungsanlage (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (700), ausgebildet zum Steuern des Verdichters (400) und/oder des aktuierbaren Abflusses (650) und/oder der Heizvorrichtung (640) und/oder der Kühlvorrichtung (630).
Druckluftversorgungsanlage (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Vorratsbehälter (600) einen druckdicht verschließbaren Behälterdeckel (690) aufweist, und/oder - der Vorratsbehälter (600) als zweiteiliger Vorratsbehälter (602) ausgebildet ist mit einer ersten Behälterschale (604) und einer zweiten Behälterschale (606), die an einem umlaufenden Schalenflansch (692, 694) druckdicht miteinander verbunden werden können zum Umschließen des Behälterinnenraums (608).
Druckluftversorgungsanlage (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der aktuierbare Abfluss (650) als Abflussventil (652), insbesondere als 2/2-Wege-Magnetventil (654), ausgebildet ist.
Druckluftsystem (100) einer Druckluftversorgungsanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einer Pneumatikanlage (90), die an die Druckluftversorgungsanlage (10) angeschlossen ist.
Druckluftsystem (100) nach Anspruch 13, wobei die Pneumatikanlage (90) eine Reinigungsanlage (900), insbesondere eine Sensorreinigungsanlage (902), aufweist.
Fahrzeug (1000), insbesondere PKW (1002) oder Nutzfahrzeug (1004), aufweisend ein Druckluftsystem (100) nach Anspruch 13 oder 14 und/oder eine Druckluftversorgungsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Verfahren zum Betreiben einer Druckluftversorgungsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, aufweisend den Schritt: - Bereitstellen von Druckluft (DL) durch den Verdichter (400), - Kühlen der Druckluft (DL) durch eine Kühlvorrichtung (630), gekennzeichnet durch den Schritt: - Öffnen des aktuierbaren Abflusses (650), wenn eine Öffnungsbedingung (BO) erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass- die Öffnungsbedingung (BO) in Abhängigkeit eines gemessenen oder berechneten Zustandswertes (ZW) bestimmt wird, wobei - der Zustandswert (ZW) vorteilhaft einen Behälterluftdruck (PB) und/oder eine Behälterlufttemperatur (TB) und/oder eine Behälterluftfeuchtigkeit (FB) und/oder das Vorhandensein flüssiger Feuchtigkeit (F) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dassdie Öffnungsbedingung (BO) in Abhängigkeit eines verstrichenen Zeitraumes (ZR) oder eines, insbesondere zyklisch wiederkehrenden, Zeitpunkts (ZP) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, gekennzeichnet durch den Schritt - Schließen des aktuierbaren Abflusses (650), wenn eine Schließbedingung (SO) erfüllt ist, insbesondere wenn eine Öffnungsbedingung (BO) nicht mehr erfüllt ist.