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Die Erfindung betrifft ein Luftkompressorsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein entsprechendes Luftkompressorgehäuse für ein solches Luft-Kompressorsystem.
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Die
DE 202020100475 U1 beschreibt beispielsweise einen Geräuschdämpfer für ein Fahrzeug-Druckluftsystem, bevorzugt für ein Luftfedersystem eines Fahrzeugs, zur Dämpfung eines Ansauggeräuschs und/oder Ablassgeräuschs des Druckluftsystems mit einem mit einen Dämmstoff gefüllten Gehäuse, welcher als Filter und Geräuschdämpfer wirkt.
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Dabei kann der Geräuschdämpfer für eine Reduzierung des Geräuschs beim Ansaugen und / oder Ablassen eines einen, Luftfederkompressor umfassenden Luftfedersystems, eingesetzt werden, wobei der Geräuschdämpfer entsprechend an einer Ansaugseite und / oder einer Ablassseite des Luftfedersystems angeordnet ist, dh ggfs jeweils auf der Ansaugseite und der Ablassseite jeweils ein solcher Geräuschdämpfer vorgesehen wird.
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Sowohl wegen der Geräuschentwicklung aber auch wegen eventuellen Partikeln in der Luft und nicht zuletzt Bauraumerfordernissen im Fahrzeug sind für den Lufteinlass sowie Luftauslass definierte Positionen im Fahrzeug vorgesehen, welche deutlich von der ebenfalls technisch bedingten Position des Kompressors im Fahrzeug abweicht. Aus diesem Grunde ist auch jeweils ein Luftschlauch vorgesehen, welcher über eine entsprechende Länge im Fahrzeug geschützt verlegt werden muss.
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Zum Ansaugen der Luft aus der Umgebung ist also bisher ein erster Luftschlauch vorgesehen sowie ein Luftfilter in einem Luftfiltergehäuse, durch den die so gefilterte Luft dem Lufteinlass des Kompressors zugeführt wird.
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Zudem ist bisher üblicher Weise ein zweiter Luftschlauch vorgesehen, um die Luft aus dem Luftauslass des Kompressors an einer definiert vorgegebenen Position des Fahrzeugs in die der Umgebung auszustoßen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Ausgestaltung eines Luftkompressorsystems bzw. Gehäuses eines Luftfilters vorzuschlagen, bei welchem der Aufwand und die damit verbundenen Kosten reduziert werden können.
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Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche jeweils gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass der Luftschlauch zur Umgebung hin sowohl zum Ansaugen als auch Ausstoßen der Luft vom Kompressor gemeinsam genutzt wird und die auszustoßende Luft bis in das Gehäuse des Luftfilters geleitet und dort die auszustoßende Luft in den gemeinsamen Luftschlauch und von dort in die Umgebung geführt wird. Für das Verständnis ist dabei eventuell noch hervorzuheben, dass ein Kompressor üblicher Weise in Arbeitstakten zeitlich versetzt jeweils entweder Luft angesaugt oder aber ausstößt, sodass es in den gemeinsamen Luftschlauch immer eine Richtung der Luftbewegung vorherrscht. Der wesentliche bauliche Unterschied ist also im Luftfiltergehäuse für ein solches Luftkompressorsystem zu finden. Der Luftfilter selbst ist in einer Luftfilterkammer im Inneren des Luftfiltergehäuses angeordnet.
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Das Luftfiltergehäuse ist mit einem ersten Anschluss zum Anschließen eines gemeinsamen Luftschlauchs zur Umgebung hin ausgestattet sowie einem zweiten Anschluss zum Abgeben der vom Luftfilter gereinigten Luft zu einem Lufteinlass eines Kompressors und erfindungsgemäß darüber hinaus eben mit einem dritten Anschluss zum Aufnehmen der vom Kompressor ausgestoßenen Luft, wobei im Gehäuse der Luftfilterkammer vorgelagert eine Vorkammer vorgesehen ist und der dritte Anschluss und der erste Anschluss hin in die Vorkammer führen.
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Bei Zykluswechsel zwischen Ansaugen und Ausstoßen von der Luft kann es dabei zu Verwirbelungen in der Vorkammer und einem Einströmen der ausgestoßenen Luft wieder in den Luftfilter kommen. Das ist für die hier vorgesehenen Anwendungen unkritisch, da die ausgestoßene Luft keinesfalls stärker verunreinigt ist als die angesaugte Luft und bei der Kompression die Qualität der Luft ja an sich nicht verändert wird.
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Um den Wirkungsgrad aber weiter zu erhöhen und Strömungsverluste zu vermeiden, wird in einer Reihe von bevorzugten Ausgestaltungen dieses Problem noch auf unterschiedliche Art gelöst.
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So ist in einer besonderen Ausgestaltung vorgesehen, dass der dritte Anschluss und der erste Anschluss in eine Vorkammer des Luftfiltergehäuses geführt werden, wobei der dritte Anschluss eine in den Innenraum der Vorkammer hervorstehende Wandung aufweist und der Lufteinlass von der Vorkammer in die Luftfilterkammer seitlich versetzt und abgeschirmt von der Wandung angeordnet ist. Die ausströmende Luft wird also durch die hervorstehende Wandung an den Lufteinlässen vorbei in die Vorkammer ausgestoßen bzw. die Lufteinlässe von der ausströmenden Luft abgeschirmt.
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Alternativ dazu und insbesondere für den Fall einer nicht hinreichenden Wirkung dieser ersten Alternative ist in einer besonders bevorzugten zweiten Ausgestaltung ein Ventil vorgesehen, welches den Lufteinlass in die Luftfilterkammer zumindest weitgehend verschließt, wenn durch den dritten Anschluss Luft vom Kompressor ausgestoßen wird. Beim bzw. für das Ansaugen von Luft ist das Ventil natürlich geöffnet.
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In einer Weiterbildung wird dabei das Ventil durch den Luftstrom selbst zwischen den Ventilpositionen bewegt, indem das Ventil als ein Körper geformt ist, welcher mit einer Wandfläche im Luftstrom der vom Kompressor ausgestoßenen Luft angeordnet ist und in Wirkverbindung mit dieser Wandfläche stehend eine zweite Wandfläche eine Öffnung zwischen Vorkammer und Filterkammer zumindest weitgehend verschließt.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist das Ventil eine Zylindermantelfläche auf, welche als auf der hervorstehenden Wandung des dritten Anschlusses außen umschließend und axial beweglich gelagert angeordnet ist.
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Der Zylindermantel einerseits als auch die Wandung des dritten Anschlusses andererseits weist jeweils zumindest eine Öffnung auf, welche in einer ersten Ventilposition in Richtung der Vorkammer übereinander liegen, so dass die Luft vom Kompressor durch diese übereinanderliegenden Öffnungen in die Vorkammer ausströmt. In einer zweiten Ventilposition ist der zylindrische Grundkörper so versetzt auf dem dritten Anschluss verschoben, dass die Öffnungen versetzt zueinander angeordnet sind. So kann aus dem dritten Anschluss keine Luft in die Vorkammer ausströmen bzw. auch aus der Vorkammer nicht in diesen dritten Anschluss einströmen, sondern wird die angesaugte Luft in die Filterkammer gesaugt.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist zudem an dem Zylindermantel außen eine dazu abstehende Fläche vorgesehen, welche in der ersten Ventilposition eine Öffnung zwischen Vorkammer und Filterkammer zumindest weitgehend verschließt und in der zweiten Ventilposition diese Öffnung freigibt. Das Ventil wirkt also vorzugweise wechselnd in beide Luftströmungsrichtungen.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist der Zylindermantel des Ventils auf der der Vorkammer zugewandten Seite verschlossen und wird der Luftstrom vom Kompressor von dieser Wandfläche angeströmt. Dadurch kann der Luftstrom selbst jeweils die erforderliche Ventilstellung selbsttätig herbeiführen.
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Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Verwendung eines Luftkompressorsystems in einem Kraftfahrzeug zur Erzeugung eines Betriebsluftdrucks für ein adaptives Luftfederdämpfersystem.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend noch anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 Schnitt durch eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Luftfiltergehäuses
- 2 Pneumatisches Funktionsschaltbild einer zweiten Ausgestaltung mit Ventil
- 3 vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts mit Ventil in der ersten Position zum Einströmen der anzusaugenden Luft
- 4 vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts mit Ventil in der zweiten Position zum Ausströmen der auszustoßenden Luft
- 5 Ausgestaltung des Ventils in dreidimensionaler Darstellung
- 6 Ausgestaltung einer in die Vorkammer ragenden Wandung 31 mit Öffnungen 33, auf welche das Ventil 6 aufgeschoben und beweglich gelagert ist
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Die 1 zeigt ein Luftfiltergehäuse (4) für ein in den Figuren nicht näher gezeigtes, aber durch den Stand der Technik allgemein bekanntes Luftkompressorsystem mit einem Luftfilter in einer Luftfilterkammer (41) im Inneren des Luftfiltergehäuses (4).
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Das Gehäuse (4) ist mit einem ersten Anschluss (1) zum Anschließen eines gemeinsamen Luftschlauchs zur Umgebung hin versehen sowie mit einem zweiten Anschluss (2) zum Abgeben der vom Luftfilter (41) gereinigten Luft zu einem Lufteinlass eines Kompressors in.
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Der 3. Anschluss (3) dient nun erfindungsgemäß zum Aufnehmen der vom Kompressor ausgestoßenen Luft zurück in das Gehäuse (4) des Luftfilters (41). Im Gehäuse (4) ist der Luftfilterkammer (41) vorgelagert eine Vorkammer (5) vorgesehen und führen der dritte Anschluss (3) und der erste Anschluss (1) hin in die Vorkammer (5) hinein.
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Mit Bezugszeichen 51 ist dabei die Öffnung zwischen der, (5) und der eigentlichen Luftfilterkammer (41) gekennzeichnet.
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Generell bekannt und entsprechend hier nicht gezeigt besteht ein solches Luftkompressorsystem zudem auch noch aus einem Kompressor mit einem Lufteinlass und einem Luftauslass, wobei zum Ansaugen der Luft aus der Umgebung ein Luftschlauch vorgesehen ist sowie dem eigentlichen Luftfilter (41) in dem Luftfiltergehäuse (4), welches hier ja Erfindung wesentlich verändert wurde. Generell wird die vom Luftfilter (41 gefilterte Luft dem Lufteinlass des Kompressors zugeführt und aus dem Luftauslass des Kompressors in die der Umgebung abgeführt.
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Der Luftschlauch zur Umgebung hin sowohl zum Ansaugen als auch Ausstoßen gemeinsam genutzt wird und die auszustoßende Luft bis in das Gehäuse (4) des Luftfilters geleitet und dort die auszustoßende Luft in den gemeinsamen Luftschlauch geführt und von dort in die Umgebung geführt wird
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Da das Luftfiltergehäuse als Leergehäuse , also noch ohne Luftfilter, als auch bestückt mit Luftfilter als potentiell handelbare Einheiten für ein solches Kompressorsystem gesehen werden, sind entsprechend eigenständige unabhängige Ansprüche auch auf das erfindungswesentlich gestaltete Luftfiltergehäuse gerichtet, welches natürlich auch das Schalldämpfer dienen kann und entsprechend hergerichtet ist, um mit einem Luftschlauch und den Anschlüssen des Kompressors verbunden zu werden.
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Die 1 zeigt dabei zunächst auch noch eine Ausgestaltung ohne ein zusätzliches Ventil und Reihen mit passiven strömungsleitenden Maßnahmen, um in den unterschiedlichen Arbeitszyklen des Kompressors die Luftströme insbesondere in der Vorkammer 5 zu leiten und Verwirbelungen oder Strömungsverluste zu minimieren.
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Dazu weist in der Ausgestaltung gemäß 1 der dritte Anschluss (3) eine in den Innenraum der Vorkammer (5) hervorstehende Wandung (31) auf und ist der Lufteinlass (51) von der Vorkammer (5) in die Luftfilterkammer (41) seitlich versetzt und abgeschirmt von der Wandung (31) angeordnet. Zusätzlich ist die Wandung (52) der Vorkammer 5 mit entsprechendem Abstand über die Wandung (31) des 3. Anschlusses (3) gezogen.
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Aus dem 3. Anschluss 3 ausströmende Luft wird so in der Vorkammer 5 primär zum 1. Anschluss 1 geleitet und durch die hervorstehende Wandung 31 des 3. Anschlusses sowie die Wandabschnitte 52 der Vorkammer 5 vom Lufteinlass 51 in die Luftfilterkammer 41 abgeschirmt.
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Die 2 zeigt nun ein pneumatisches wird Schaltbild einer 2. alternativen Ausgestaltung mit einem steuerbaren Ventil 6, welches den 1. Anschluss 1 zum gemeinsamen Luftschlauch zur Umgebung hin eben wechselseitig entweder mit dem Lufteinlass 51 in die Luftfilterkammer 41 verbindet oder in der anderen Ventil -Position mit dem 3. Anschluss. Durch die dicken Pfeile wird dabei auch jeweils die Strömungsrichtung der Luft angezeigt, wobei nochmals hervorgehoben werden soll, dass der Kompressor in 2 separaten Arbeitszyklen arbeitet und eben im einen Zyklus die Luft aus dem Luftfilter angesaugt und zeitlich versetzt dazu im 2. Zyklus die Luft wieder ausstößt, sodass die beiden unterschiedlichen Luftströmungen im gemeinsamen Luftschlauch am Anschluss 1 gerade nicht zeitgleich auftreten, sondern die Luft entsprechend der Arbeitszyklen jeweils in entgegengesetzte Richtung in diesem gemeinsamen Schlauch strömt.
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Die 3 und 4 zeigen nun noch in einem weiteren Detaillierungsgrad diese Ausgestaltung mit einem beweglichen Ventil 6, wobei im 3 zunächst der Arbeitszyklus des Ansaugens der Luft vom Kompressor aus der Umgebung über die Vorkammer 5 in den Luftfilter 41 erfolgt. Das Ventil 6 besteht dabei aus einer 1. Wirkfläche 61, welche den Lufteinlass 51 zwischen der Vorkammer 5 und der Luftfilterkammer 41 verschließen bzw. in 3 natürlich offenhalten kann.
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4 zeigt im Vergleich dazu die Ventilstellung des Ventils 6, bei welchem die Wirkfläche 61 sich an die Wand 52 der Vorkammer 5 anschließt und so den Lufteinlass 51 zumindest weitgehend verschließt, wenn durch den dritten Anschluss (3) Luft vom Kompressor ausgestoßen wird. Zumindest weitgehend im Sinne dieser Anmeldung bedeutet, dass ein für den Wirkungsgrad hinreichender Verschluss erreicht wird, wenngleich natürlich solch bewegliche Teile keinesfalls eine 100-prozentige Abdichtung erreichen können und dies für die vorliegende Anwendung auch überhaupt nicht erforderlich wäre.
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Dabei wird das Ventil (6) vorzugsweise durch den Luftstrom selbst zwischen den Ventilpositionen bewegt, indem das Ventil (6) als ein Körper geformt ist, welcher mit einer 2. Wandfläche (65) im Luftstrom der vom Kompressor ausgestoßenen Luft angeordnet ist und in Wirkverbindung mit dieser 2. Wandfläche (65) stehend eine 1. Wandfläche (61) die Öffnung (51) zwischen Vorkammer (5) und Filterkammer (41) zumindest weitgehend verschließt.
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Das Ventil (6) gemäß der Ausgestaltung in den 3-5 weist dabei eine Zylindermantelfläche (62) auf, welche als auf der hervorstehenden zylindrischen Wandung (31) des dritten Anschlusses (3) außen umschließend und axial beweglich gelagert angeordnet ist.
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Der Zylindermantel (62) einerseits als auch die Wandung (31) des dritten Anschlusses andererseits weisen jeweils zumindest eine (in den 3 und 4 sind zumindest auf jeweils gegenüberliegenden Seiten, also zwei zu erkennen, 5 zeigt noch weitere rotationssymmetrisch angeordnete weitere Öffnungen) Öffnung (33,63) aufweisen, wobei die Öffnungen (33,63) in einer ersten Ventilposition in die Vorkammer (5) übereinander liegen, also eine durchgängige Öffnung bilden, so dass die Luft vom Kompressor über den dritten Anschluss (3) durch diese übereinanderliegenden Öffnungen (33,63) in die Vorkammer (5) ausströmt, wie 4 durch die Pfeile veranschaulichen soll.
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In der in 3 gezeigten zweiten Ventilposition ist der zylindrische Grundkörper (62) des Ventils 6 so versetzt auf dem dritten Anschluss (3) verschoben, dass die Öffnungen (33,63) versetzt zueinander angeordnet sind und der dritte Anschluss (3) gegenüber der Vorkammer (5) zumindest weitgehend verschlossen ist. So kann die Luft aus der über Umgebung über den 1. Anschluss 1 durch die Vorkammer 5 und den offen liegenden Lufteinlass 51 in die Luftfilterkammer 41 und so durch den Luftfilter zum Kompressor gelangen.
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Wie insbesondere in 5 gut zu erkennen ist, ist in dieser Ausgestaltung an dem Zylindermantel (62) außen eine dazu abstehende Fläche (61) als entsprechende Wirkfläche vorgesehen ist, welche in der ersten Ventilposition die Öffnung (51) zwischen Vorkammer (5) und Filterkammer (41) zumindest weitgehend verschließt und in der zweiten Ventilposition diese Öffnung (51) freigibt. Auf der zur Wandung 52 der Vorkammer 5 gerichteten Seite der Wirkfläche (61) kann dabei zusätzlich ein entsprechend elastisches Dichtungselement 661 vorgesehen sein. Zudem sind in 5 die Rotation symmetrisch angeordneten Öffnungen 63 sowie die Wandung 65 als Verschluss des Zylindermantel 62 in Richtung der Vorkammer 5 dargestellt und ohne weiteres nachvollziehbar, wie diese Wandung 65 durch die entsprechenden Luftströme an geströmt wird und eine Bewegung des Ventils 6 bewirkt.
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6 zeigt nun korrespondierend eine Darstellung der in die Vorkammer 5 hineinragenden Wandung 31 des 3. Anschlusses mit den korrespondierenden Öffnungen 33.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- erster Anschluss des Gehäuses zum Luftschlauch zur Umgebung hin
- 2
- zweiter Anschluss des Gehäuses zum Lufteinlass des Kompressors hin
- 3
- dritter Anschluss des Gehäuses zum Luftauslass des Kompressors hin und Rückführung ins Gehäuse
- 31
- in die Vorkammer hervorstehende Wandung des dritten Anschlusses
- 33
- Öffnung(en) in der Wandung 31
- 4
- Gehäuse des Luftfilters
- 41
- Filterkammer und Luftfilter in dieser Filterkammer
- 5
- Vorkammer
- 51
- Luftdurchlass zwischen Vorkammer und Filterkammer
- 52
- Wand der Vorkammer
- 6
- Ventil
- 61
- erster Wandabschnitt des Ventils zum Verschluss des Luftdurchlass 51
- 62
- Zylindermantelabschnitt des Ventils beweglich auf der Wandung 31
- 63
- Öffnungen im Zylindermantel 62 korrespondierend mit den Öffnungen 33
- 65
- zweiter Wandabschnitt des Ventils
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202020100475 U1 [0002]
