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Die Erfindung betrifft eine Luftfeder für ein Niveauregelsystem eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen Luftfederbalg und einen Abrollzylinder, wobei der Luftfederbalg unter Ausbildung eines mit Druckluft befüllbaren Luftfedervolumens zumindest bereichsweise auf den Abrollzylinder abrollbar angeordnet ist, wobei die Luftfeder eine in die Luftfeder integrierte, im Bereich des Abrollzylinders angeordnete, Kompressorvorrichtung zum Erzeugen und Fördern der Druckluft aufweist, mittels welcher die Druckluft in das Luftfedervolumen hinein und aus dem Luftfedervolumen hinaus förderbar ist.
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Zudem betrifft die Erfindung ein Niveauregelsystem mit einer solchen Luftfeder.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der Luftfeder bzw. des Niveauregelsystems.
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STAND DER TECHNIK
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Luftfedern der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik prinzipiell bekannt.
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Bei einem Großteil der bekannten Luftfedern bzw. Luftfeder aufweisenden Niveauregelsysteme wird die zur Befüllung der Luftfeder notwendige Druckluft von einer zentralen Kompressorvorrichtung bereitgestellt. Die Hauptfunktionen eines solchen Niveauregelsystems wie Niveauausgleich oder Fahrzeughöhenregulierung werden meistens über ein zentrales Steuergerät (ECU) und eine teilweise sehr komplizierte Ventil(block)schaltung realisiert. Besonders die Luftversorgung einer oder mehrerer Luftfedern des Niveauregelsystems findet dabei in der Regel über eine Schlauchverbindung mit der Kompressorvorrichtung statt. Diese Lösung geht jedoch mit einer Reihe von Problematiken bzw. Herausforderung einher:
- So ist bei dieser Lösung die Gefahr einer Leckage vergleichsweise groß. Weiterhin sind teils komplizierte Ventilschaltungen und Ventilblöcke nötig, die zu einer relativ hohen Fehleranfälligkeit und einem erhöhten Bauraumbedarf führen. Zudem wird bei einer Reihe von Anwendungsfällen ein separates Druckluftreservoir benötigt. Des Weiteren besteht die Gefahr der Bildung von Kondensat durch die zwischenzeitlich abkühlende Luft und folglich die Gefahr von aus Vereisung oder Korrosion resultierenden Beschädigungen des Systems.
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Insofern ist die vorstehend beschriebene bekannte Lösung vergleichsweise teuer und anfällig für Ausfälle. Zudem muss nachteiliger Weise der Bauraum für die Kompressorvorrichtung, die Verschleierung und gegebenenfalls das Druckluftreservoir vorgehalten werden.
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Zur Lösung dieser Problematik ist es bekannt, die Kompressorvorrichtung in die Luftfeder zu integrieren, sodass bei einem Niveauregelsystem mit mehreren Luftfeder jede Luftfeder eine eigens zugeordnete und in die jeweilige Luftfeder integrierte Kompressorvorrichtung aufweist.
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Eine solche Luftfeder ist beispielsweise in der
DE 10 2016 224 081 B4 offenbart. Diese bekannte Luftfeder weist einen Luftfederbalg und einen Abrollzylinder auf, wobei der Luftfederbalg unter Ausbildung eines mit Druckluft befüllbaren Luftfedervolumens zumindest bereichsweise auf den Abrollzylinder abrollbar angeordnet ist. Der Abrollzylinder weist baulich bedingt einen Innenraum auf, in welchem eine Kompressorvorrichtung in Form eines Kolbenkompressors bzw. Linearkompressors angeordnet ist.
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Auch bei weiteren bekannten, gattungsgemäßen Luftfedern mit integrierter Kompressorvorrichtung ist dieser stets als Kolbenkompressor oder Linearkompressor ausgebildet bzw. weist stets einen Hubkolben oder Schwingkolben auf.
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Nachteilig an diesen bekannten Lösungen ist jedoch, dass für eine derart ausgebildete Kompressorvorrichtung vergleichsweise viel Bauraum benötigt wird, wobei weiterhin der in dem Abrollzylinder vorhandene Bauraum nicht optimal ausgenutzt wird, da eine Motorachse eines Antriebsmotors der Kompressorvorrichtung und die Kolbenachse in der Regel nicht aufeinander fallen. Genauer gesagt steht bei diesen Kompressorvorrichtungen die Motorwelle in der Regel orthogonal zur Kolbenachse, sodass zusätzlicher Bauraum für die Übersetzung notwendig ist und daraus resultierend der vorhandene Bauraum nicht optimal nutzbar ist.
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Eine weitere nachteilige Problematik der bekannten Lösungen besteht darin, dass es insbesondere beim Betrieb der Kompressorvorrichtung zu störenden Schwingungen kommen kann, da der Kolben in der Regel zumindest in einem gewissen Maß in zumindest einem Freiheitsgrad beweglich ist. Im harmlosesten Fall führen diese Schwingungen zu einem störenden Betriebsgeräusch, können - je nach Ausmaß - jedoch gegebenenfalls auch zu Beschädigungen und damit einer nachhaltigen Störung des Betriebs der Luftfeder führen.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine demgegenüber verbesserte Luftfeder, ein die Luftfeder aufweisendes Niveauregelsystem und ein Verfahren zum Betreiben der Luftfeder bzw. des Niveauregelsystems bereitzustellen, bei welchen die vorstehend erörterten Nachteile weitestgehend eliminiert sind, insbesondere der in dem Abrollzylinder vorhandene Bauraum optimal nutzbar ist und aus Kolbenschwingungen resultierende Störungen vermeidbar sind.
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Diese Aufgabe wird durch eine Luftfeder, ein Niveauregelsystem und ein Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung geht aus von einer Luftfeder für ein Niveauregelsystem eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen Luftfederbalg und einen Abrollzylinder, wobei der Luftfederbalg unter Ausbildung eines mit Druckluft befüllbaren Luftfedervolumens zumindest bereichsweise auf den Abrollzylinder abrollbar angeordnet ist, wobei die Luftfeder eine in die Luftfeder integrierte, im Bereich des Abrollzylinders angeordnete, Kompressorvorrichtung zum Erzeugen und Fördern der Druckluft aufweist, mittels welcher die Druckluft in das Luftfedervolumen hinein und aus dem Luftfedervolumen hinaus förderbar ist.
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Integriert bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, dass der Luftfederbalg und der Abrollzylinder eine bauliche Einheit bilden, sodass die Kompressorvorrichtung im Inneren der Luftfeder, genauer gesagt in einem Aufnahmeraum des Abrollzylinders, angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kompressorvorrichtung hubkolbenfrei und schwingkolbenfrei ausgebildet ist.
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Hubkolbenfrei und schwingkolbenfrei bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, dass kein Linearzylinderverdichter vorhanden ist, die Kompressorvorrichtung also keine Ausbildung aufweist, bei welcher zur Kompression bzw. Erzeugung der Druckluft ein in einem Zylinder geführter Kolben verwendet wird. In anderen Worten ist bei der hubkolbenfrei und schwingkolbenfrei ausgebildeten Kompressorvorrichtung keine in oder um eine Achse schwingenden Masse vorhanden.
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Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, dass unerwünschte, aus einer schwingenden Masse resultierende, Schwingungen zuverlässig vermeidbar sind, sodass der Komfort beim Betrieb der Luftfeder sicher gewährleistbar ist. Dennoch bleiben bei dieser Lösung vorteilhafterweise die aus der Integration der Kompressorvorrichtung in den Abrollzylinder resultierenden Vorteile erhalten. Diesbezüglich sind beispielsweise die eingangs erörterten Problematiken, die beim Transport von Druckluft über längere Strecken auftreten können, weitestgehend minimiert. Auch kann das Volumen des Abrollzylinders vorteilhafterweise gleichzeitig als Druckluftreservoir genutzt werden. Insgesamt bietet die erfindungsgemäße Lösung daher den Vorteil eines gesteigerten Benutzungskomforts, einer Minimierung der Beschädigungsgefahr, den Wegfall komplizierter Ventilschaltungen, Ventilblöcke und Verschlauchung, sodass ein verringertes Ausfallrisiko durch Kondensat, geringere Kosten und ein verminderter Bauraumbedarf gewährleistbar sind.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kompressorvorrichtung als Scrollverdichter, Schraubenverdichter oder Rotationskompressor ausgebildet ist. Vorteilhafterweise handelt es sich bei diesen Ausbildungen um kostengünstige, robuste, leistungsstarke und effiziente Ausführungen der Kompressorvorrichtung. Insbesondere die Ausbildung als Scrollverdichter bietet den weiteren Vorteil, dass durch die damit einhergehende runde Form der Gehäuseteile eine optimale Integration in den Abrollzylinder oder sogar eine Übernahme der Funktion des Abrollzylinders ermöglicht ist. Auch bei den anderen Ausführungsformen ergeben sich in Abhängigkeit der konkreten Ausführungsform weitere Vorteile hinsichtlich Funktionalität und Bauraumnutzung.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein der Kompressorvorrichtung nachgeschalteter Lufttrockner zur Trocknung der Druckluft vorgesehen ist. Insofern ist der Lufttrockner ebenfalls im Bereich des Abrollzylinders angeordnet und damit in die Luftfeder integriert. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass auf einfache Art und Weise eine Reduzierung von über die Druckluft in das Luftfedervolumen eingebrachter Feuchtigkeit und damit eine Vermeidung von aus Feuchtigkeit resultierendem Verschleiß, insbesondere durch Vereisung und/oder Korrosion, zuverlässig sichergestellt ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Luftfeder derart ausgebildet ist, dass die Druckluft durch die Kompressorvorrichtung im Wesentlichen unmittelbar, insbesondere unter Zwischenschaltung des Lufttrockners, dem Luftfedervolumen zuführbar ist. Vorteilhafterweise liegt hierbei eine besonders kompakte und damit kostengünstige Ausführungsform der Luftfeder vor, wobei der vorhandene Bauraum optimal genutzt ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Abrollzylinder zu dem Luftfedervolumen hin offen ausgebildet ist. Bevorzugt liegt eine derartige Ausbildung vor, dass geförderte Druckluft der Kompressorvorrichtung unmittelbar in das Luftfedervolumen gelangt. Im Wesentlichen unmittelbar bedeutet in diesem Zusammenhang, dass, abgesehen von dem Lufttrockner und etwaig vorhandenen Ventilen, keine weiteren Elemente zwischengeschaltet sind, insbesondere kein Reservoirvolumen zum Zwischenspeichern der Druckluft. Vorteilhafterweise ist bei dieser Ausführungsform die Luftfeder konstruktiv besonders einfach ausgeführt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Abrollzylinder geschlossen ausgebildet ist, sodass ein von dem Luftfedervolumen pneumatisch trennbares oder getrenntes Reservoirvolumen im Abrollzylinder ausgebildet ist, wobei das Reservoirvolumen durch die Kompressorvorrichtung mit Druckluft befüllbar und, bevorzugt mittels zumindest eines Kopplungsventils, je nach Bedarf mit dem Luftfedervolumen pneumatisch koppelbar und entkoppelbar ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass auf konstruktiv einfache Weise eine Möglichkeit zum Zwischenspeichern der Druckluft vorhanden ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Luftfeder derart ausgebildet ist, dass die Druckluft, insbesondere unter Umgehung des Lufttrockners, von dem Reservoirvolumen in das Luftfedervolumen hinein förderbar ist und umgekehrt. Vorteilhafterweise muss daher zum Befüllen des Luftfedervolumens unter Umständen keine neue Druckluft unter erhöhtem Energieaufwand erzeugt werden, sondern es kann auf die zuvor bereits erzeugte und in dem Reservoirvolumen zwischengespeicherte Druckluft zurückgegriffen werden. Auch kann dann, wenn aus betriebstechnischen Gründen eine Verringerung des in dem Luftfedervolumen herrschenden Luftdrucks notwendig ist, die Druckluft zur späteren Wiederverwendung in das Reservoirvolumen überführt werden, sodass diese nicht, wie es andernfalls der Fall wäre, durch Ablassen in die Atmosphäre verschwendet wird. Insgesamt ergibt sich damit der Vorteil, dass eine Möglichkeit zur besonders effizienten Nutzung der Druckluft bereitgestellt ist.
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Die Erfindung betrifft zudem ein Niveauregelsystem für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer Luftfeder. Es ist vorgesehen, dass die Luftfeder erfindungsgemäß, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet ist, wobei zumindest einem der Räder des Kraftfahrzeugs eine Luftfeder zuordenbar bzw. zugeordnet ist. Bevorzugt ist jedem Rad einer Achse des Kraftfahrzeugs eine Luftfeder zuordenbar bzw. zugeordnet, insbesondere jedem Rad des Kraftfahrzeugs eine Luftfeder zuordenbar bzw. zugeordnet. Es ergeben sich die im Vorfeld bereits genannten Vorteile.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der vorstehend beschriebenen Luftfeder bzw. des vorstehend beschriebenen Niveauregelsystems. Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass Druckluft von einer hubkolbenfrei und schwingkolbenfrei ausgebildeten Kompressorvorrichtung gefördert und durch Ansaugen und Verdichten von Luft aus der die Luftfeder umgebenden Atmosphäre erzeugt wird. Es ergeben sich die im Vorfeld bereits genannten Vorteile.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass
- - zumindest ein Teil der Druckluft mittels der Kompressorvorrichtung im Wesentlichen unmittelbar in das Luftfedervolumen gefördert wird, und/oder
- - zumindest ein Teil der Druckluft mittels der Kompressorvorrichtung in das Reservoirvolumen gefördert wird, und/oder
- - zumindest ein Teil von in dem Reservoirvolumen gespeicherter Druck-luft, insbesondere unter Umgehung des Lufttrockners, bevorzugt durch die Kompressorvorrichtung, in das Luftfedervolumen gefördert wird und umgekehrt, und/oder
- - mittels der Kompressorvorrichtung zumindest ein Teil der in dem Reservoirvolumen gespeicherten Druckluft sowie zusätzlich erzeugte Druckluft in das Luftfedervolumen gefördert wird.
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Das Fördern der Druckluft aus dem Reservoirvolumen in das Luftfedervolumen kann einerseits aktiv unter Energieaufwand durch Betreiben der Kompressorvorrichtung oder alternativ auch selbsttätig durch einen Druckunterschied zwischen den Volumina erfolgen.
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Vorteilhafterweise ist dadurch die Luftfeder, insbesondere hinsichtlich der Nutzung der Druckluft, besonders effizient und zuverlässig betreibbar.
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ZEICHNUNGEN
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der vorliegenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
- 1 Eine vereinfachte schematische Darstellung einer vorteilhaften Luftfeder gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2 eine vereinfachte schematische Darstellung der Luftfeder gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 3 eine vereinfachte schematische Darstellung der Luftfeder gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
- 4 ein vereinfacht dargestelltes Beispiel eines Schaltplans der Luftfeder gemäß einer ersten Ausführungsform, und
- 5 ein vereinfacht dargestelltes Beispiel eines Schaltplans der Luftfeder gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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In den Figuren sind gleichartige Elemente mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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1 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung eine vorteilhafte Luftfeder 10. Bei bestimmungsgemäßem Gebrauch ist die Luftfeder 10 Teil eines Niveauregelsystems für ein Kraftfahrzeug.
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Die Luftfeder 10 weist einen Luftfederbalg 12 und einen Abrollzylinder 14 auf, wobei der Luftfederbalg 12 unter Ausbildung eines mit Druckluft befüllbaren Luftfedervolumens 16 zumindest bereichsweise auf den Abrollzylinder 14 abrollbar angeordnet ist. Insofern ist der Luftfederbalg 12 über den Umfang des Abrollzylinders 14 luftdicht an diesem befestigt. Zudem ist der Luftfederbalg 12 aus einem elastischen Material gefertigt, sodass er sich zumindest in einem begrenzten Ausmaß in Abhängigkeit des in dem Luftfedervolumens 16 herrschenden Luftdruckes ausdehnen und wieder zusammenziehen kann.
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Zum Befüllen des Luftfedervolumens 16 mit Druckluft ist eine Kompressorvorrichtung 18 vorgesehen, welche vorliegend in die Luftfeder 10 integriert ist. Durch die Integration der Kompressorvorrichtung 18 in die Luftfeder 10 bilden die Luftfeder 10 und die Kompressorvorrichtung 18 eine geschlossene bauliche Einheit, wobei die Kompressorvorrichtung 18 vorteilhafterweise innerhalb des Zylindervolumens des Abrollzylinders 14 angeordnet ist.
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Weiterhin ist vorliegend ein der Kompressorvorrichtung 18 nachgeschalteter Lufttrockner 20 zum Trocken der von der Kompressorvorrichtung 18 erzeugten Druckluft vorgesehen. Der Lufttrockner 20 ist ebenfalls im Bereich des Abrollzylinders 14 angeordnet und mit der Kompressorvorrichtung 18 pneumatisch koppelbar. Durch die Anordnung von Kompressorvorrichtung 18 und Lufttrockner 10 in dem Abrollzylinder 14 bzw. deren Integration in die Luftfeder 10 wird der verfügbare Bauraum optimal genutzt.
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Erfindungsgemäß ist bei der vorliegenden Luftfeder 10 vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Kompressorvorrichtung 18 hubkolbenfrei und schwingkolbenfrei ausgebildet ist. In anderen Worten weist die Kompressorvorrichtung 18 keine in oder um eine Achse schwingbare Masse auf. Vorteilhafterweise werden dadurch beim Betrieb der Kompressorvorrichtung 18 erzeugte und störende, gegebenenfalls sogar zu Beschädigungen führende, Schwingungen zuverlässig vermieden.
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Vorliegend ist die Kompressorvorrichtung 18 als Scrollverdichter ausgebildet, wobei sich durch die geometrische Ausbildung des Scrollverdichters mit runden Gehäuseteilen die Möglichkeit einer optimalen Integration und damit Bauraumnutzung des in dem Abrollzylinder 14 vorhandenen Zylindervolumens ergibt.
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Bei dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Luftfeder 10 derart ausgebildet ist, dass die Druckluft durch die Kompressorvorrichtung 18 im Wesentlichen unmittelbar, vorliegend unter Zwischenschaltung des Lufttrockners 20, dem Luftfedervolumen 16 zuführbar ist. Zu diesem Zweck ist der Abrollzylinder 14 zu dem Luftfedervolumen 16 hin offen ausgebildet, sodass von der Kompressorvorrichtung 18 geförderte Druckluft unmittelbar in das Luftfedervolumen 16 gelangt, wie in 1 durch die beiden Doppelpfeile vereinfacht dargestellt ist.
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Dieses erste Ausführungsbeispiel wird im folgenden auch shared-capacity-solution genannt und zeichnet sich dadurch aus, dass die jeweiligen Volumina von Luftfederbalg 12 und ab Abrollzylinder 14 zu einem Gesamtvolumen vereinigt sind. Vorteilhafterweise steht bei diesem Ausführungsbeispiel ein besonders großes Luftfedervolumen 16 zur Verfügung, wobei weiterhin vergleichsweise wenig Bauteile wie beispielsweise Ventile, Schläuche o. ä. zur pneumatischen Kopplung von Kompressorvorrichtung 18 und Luftfedervolumen 16 notwendig sind.
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2 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung der vorstehend beschriebenen Luftfeder 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Gleiche Elemente sind insofern mit denselben Bezugszeichen versehen, wobei im Folgenden nur noch auf die Unterschiede eingegangen wird.
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Das in 2 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der Abrollzylinder 14 nunmehr, insbesondere zu dem Luftfedervolumen 16 hin, geschlossen ausgebildet ist. Hierdurch ist ein von dem Luftfedervolumen 16 pneumatisch trennbares bzw. getrenntes Reservoirvolumen 22 im Abrollzylinder 14 ausgebildet. Das Reservoirvolumen 22 ist, ebenso wie das Luftfedervolumen 16, durch die Kompressorvorrichtung 18 mit Druckluft befüllbar.
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Zur pneumatischen Kopplung bzw. Entkopplung von Luftfedervolumen 16 und Reservoirvolumen 22 ist vorliegend zumindest ein, an späterer Stelle näher erörtertes, Kopplungsventil vorgesehen. Dadurch ist bei Bedarf ein Fördern von Druckluft von dem Reservoirvolumen 22 in das Luftfedervolumen 16 und umgekehrt ermöglicht.
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Das in 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel wird auch als shared-capacity-solution bezeichnet. Die Luftfeder 10 ist dabei derart ausgebildet, dass zum einen die Druckluft von außerhalb der Luftfeder 10 (mittels der Kompressorvorrichtung 18 und nach anschließender Trocknung durch den Lufttrockner 20) entweder direkt dem Luftfedervolumen 16 oder dem Reservoirvolumen 22 zuführbar ist. Zudem ist die Druckluft auch entweder selbsttätig aufgrund von Druckunterschieden oder unter Energieaufwand mittels der Kompressorvorrichtung 18 von dem Reservoirvolumen 22 in das Luftfedervolumen 16 und umgekehrt förderbar.
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Darüber hinaus ist die Luftfeder 10 weiterhin auch derart ein ausgebildet, dass ein sogenannter Power Flow ermöglicht ist. Hierbei wird nicht nur die bereits in dem Reservoirvolumen 22 gespeicherte Druckluft, sondern zusätzlich auch frisch erzeugte und insofern von außerhalb angesaugte Druckluft zur Befüllung des Luftfedervolumens 16 genutzt und insofern mittels der Kompressorvorrichtung 18 gefördert. Hierdurch ergibt sich eine energiesparende und insofern effiziente Befüllung der Luftfeder 10, da die zur Herstellung des gewünschten Luftdrucks (in dem Luftfedervolumen 16) benötigte Druckluft nicht vollständig neu erzeugt werden muss.
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Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Luftfeder 10 weiterhin derart ausgebildet, dass die Druckluft von dem Reservoirvolumen 22 in das Luftfedervolumen 16 optional auch unter Umgehung des Lufttrockners 20 förderbar ist. Da die in dem Reservoirvolumen 22 befindliche Druckluft bereits bei ihrer ursprünglichen Erzeugung den Lufttrockner 20 durchlaufen hat und insofern getrocknet ist, ist eine erneute Trocknung nicht notwendig, sodass die Trocknungskapazität des Lufttrockners 20 geschont wird.
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Die zuvor erörterten verschiedenen Fördermöglichkeiten der Druckluft sind in 2 beispielhaft durch Pfeile illustriert.
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3 zeigt die zuvor beschriebene Luftfeder 10 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Gleiche Elemente sind insofern mit denselben Bezugszeichen versehen, wobei im Folgenden nur noch auf die Unterschiede eingegangen wird.
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Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorherigen Ausführungsbeispielen dadurch, dass bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Druckluft nur von dem Reservoirvolumen 22 in das Luftfedervolumen 16, nicht jedoch von außerhalb der Luftfeder 10 direkt in das Luftfedervolumen 16 förderbar ist. Dieses Ausführungsbeispiel wird auch als closed-system-solution. bezeichnet. Insofern wird bei diesem Ausführungsbeispiel zur Befüllung des Luftfedervolumens 16 nur die in dem Reservoirvolumen 22 befindliche Druckluft genutzt.
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Allerdings ist das Reservoirvolumen 22, insbesondere bei Leckage, durch Erzeugung von frischer Druckluft mittels der Kompressorvorrichtung 18 befüllbar bzw. auffüllbar ist. Hierzu ist das Reservoirvolumen 22 mittels zumindest eines, an späterer Stelle näher erörterten, Ventils mit der Atmosphäre verbunden. Insofern wird bevorzugt bei dem dritten Ausführungsbeispiel zuerst unter Verwendung von Kompressorvorrichtung 18 und Lufttrockner 20 das Reservoirvolumen 22 mit von außen angesaugter Druckluft befüllt. Zur Befüllung des Luftfedervolumens 16 wird wiederum die zuvor in das Reservoirvolumen 22 geförderte Druckluft genutzt.
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Ist wiederum eine Druckreduzierung in dem Luftfedervolumen 16 notwendig, so wird die Druckluft nicht in die Atmosphäre entlassen, sondern in das pneumatisch von dem Luftfedervolumen 16 getrennte bzw. trennbare Reservoirvolumen 22 überführt und insofern zur späteren Wiederverwendung zwischengespeichert.
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Die zuvor beschriebenen Fördermöglichkeiten der Druckluft sind in 3 durch Pfeile beispielhaft skizziert.
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4 zeigt in einer vereinfachten schematischen Darstellung ein mögliches Beispiel für einen Schaltplan der vorstehend beschriebenen Luftfeder 10. Der in 4 dargestellte Schaltplan ist insbesondere für das vorstehend anhand von 1 erörterte erste Ausführungsbeispiel geeignet, bezüglich welchem auf die vorherigen Erörterungen verwiesen wird.
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Bei einem Aufbau der Luftfeder 10 gemäß dem in 4 gezeigten Schaltplan ist die Druckluft durch die Kompressorvorrichtung 18 im Wesentlichen unmittelbar, vorliegend unter Zwischenschaltung des Lufttrockners 20, in das Luftfedervolumen 16 förderbar bzw. dem Luftfedervolumen 16 zuführbar. Zum Befüllen des Luftfedervolumens 16 wird mittels der Kompressorvorrichtung 18 über einen Atmosphärenanschluss 24 Luft aus der Atmosphäre angesaugt und zu Druckluft verdichtet. Die Druckluft wird anschließend unter Zwischenschaltung des Lufttrockners 20 zu dem Luftfedervolumen 16 gefördert.
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Die Förderung der Druckluft erfolgt auf bekannte Art und Weise über Leitungen, beispielsweise Schläuche, die vorliegend aus Übersichtlichkeitsgründen nicht mit einem Bezugszeichen versehen sind und auch keiner weiteren Erörterung bedürfen.
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Um einen Rückfluss der Druckluft von dem Luftfedervolumen 16 zu dem Atmosphärenanschluss 24 zu verhindern, sind vorliegend zwei Rückschlagventile 26 vorgesehen, die (in Förderrichtung) vor und nach der Kompressorvorrichtung 18 entsprechend angeordnet sind. Zudem ist ein schaltbares Auslassventil 28, insbesondere Pneumatik- oder Magnetventil, vorgesehen, mittels welchem bei Bedarf die Druckluft aus dem Luftfedervolumen 16 über den Atmosphärenanschluss 24 abgelassen werden kann. Vorliegend ist zwischen dem Luftfedervolumen 16 und dem Auslassventil 28 der Lufttrockner 20 zwischengeschaltet, sodass beim Ablassen der Druckluft der Lufttrockner 20 gleichzeitig auf bekannte Art und Weise regenerierbar ist.
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5 zeigt in einer vereinfachten schematischen Darstellung ein weiteres Beispiel für einen Schaltplan der vorstehend beschriebenen Luftfeder 10. Dieser Schaltplan ist vorteilhafterweise sowohl zur Realisierung des zuvor anhand von 2 beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels, als auch zur Realisierung des zuvor anhand von 3 beschriebenen dritten Ausführungsbeispiels geeignet, bezüglich welchen auf die vorstehenden Erörterungen verwiesen wird.
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Wie zuvor bereits im Falle von 4, so sind auch in 5 die entsprechenden Leitungen aus Übersichtlichkeitsgründen nicht mit einem Bezugszeichen versehen.
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Bei dem in 5 gezeigten Schaltplan verfügt die Luftfeder auch über das zuvor erörterte Reservoirvolumen 22, welches auf verschiedene Arten mit dem Luftfedervolumen 16 und der Kompressorvorrichtung 18 pneumatisch koppelbar ist. Zur pneumatischen Kopplung bzw. Entkopplung sind vorliegend drei schaltbare Kopplungsventile 30, insbesondere Pneumatik- oder Magnetventile, vorgesehen, mittels welchen Luftfedervolumen 16, Kompressorvorrichtung 18, und Reservoirvolumen 22 je nach Bedarf miteinander koppelbar bzw. voneinander entkoppelbar sind.
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So ist zum einen eine Förderung der Druckluft über Kompressorvorrichtung 18 und Lufttrockner 20 im Wesentlichen direkt zu dem Luftfedervolumen 16 hin ermöglicht, wobei das Luftfedervolumen 16 durch ein erstes Entkopplungsventil 32 pneumatisch abtrennbar ist.
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Weiterhin ist durch ein zweites Entkopplungsventil 34 eine pneumatische Verbindung zwischen dem Reservoirvolumen 22 und dem Luftfedervolumen 16 herstellbar, sodass Druckluft zwischen den beiden Volumina 16, 22 selbsttätig und somit unter Umgehung von Kompressorvorrichtung 18 und Lufttrockner 20 hin und her strömbar ist. Des Weiteren ist über das zweite Entkopplungsventil 34 von der Kompressorvorrichtung 18 erzeugte Druckluft unter Zwischenschaltung des Lufttrockners 20 auch in das Reservoirvolumen 22 förderbar.
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Durch ein drittes Entkopplungsventil 36 ist weiterhin auch eine pneumatische Verbindung zur Ansaugseite der Kompressorvorrichtung 18 herstellbar, sodass mittels der Kompressorvorrichtung 18 in dem Reservoirvolumen 22 befindliche Druckluft, insbesondere Zusammen mit neu erzeugter Druckluft, in das Luftfedervolumen 16 förderbar ist (Power Flow).
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Wie zuvor bereits erörtert, kann es bei einigen Anwendungsfällen bzw. den vorstehend beschriebenen Fördermöglichkeiten vorteilhaft sein, den Lufttrockner 20 zu überbrücken. Hierzu ist vorliegend ein schaltbares Überbrückungsventil 38 vorgesehen, durch dessen Betätigung der Lufttrockner 20 überbrückbar ist, sodass die Druckluft nicht durch den Lufttrockner 20, sondern durch das Überbrückungsventil 18 förderbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Luftfeder
- 12
- Luftfederbalg
- 14
- Abrollzylinder
- 16
- Luftfedervolumen
- 18
- Kompressorvorrichtung
- 20
- Lufttrockner
- 22
- Reservoirvolumen
- 24
- Atmosphärenanschluss
- 26
- Rückschlagventil
- 28
- Auslassventil
- 30
- Entkopplungsventil
- 32
- Erstes Entkopplungsventil
- 34
- Zweites Entkopplungsventil
- 36
- Drittes Entkopplungsventil
- 38
- Überbrückungsventil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016224081 B4 [0008]
