DE10322578B3

DE10322578B3 - Luftversorgungsanlage für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10322578B3
Application number: DE10322578A
Authority: DE
Inventors: Uwe Dr. Folchert
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2023-05-21
Also published as: FR2855120A1; US7097166B2; US20040262986A1; FR2855120B1

Abstract

Bekannte Luftversorgungsanlagen, die neben den Verbrauchern eines geschlossenen Kreislaufes auch einen externen Verbraucher mit frischer Druckluft versorgen müssen, sind gerätetechnisch sehr aufwendig und haben außerdem den Nachteil, dass während der Versorgung des externen Verbrauchers bereits veredelte Druckluft aus dem Luftdruckspeicher entweichen kann. DOLLAR A Es wird daher vorgeschlagen, in der ersten Verbraucherdruckleitung (19) der Antriebseinheit (1) ein schaltbares 3/2-Wegeventil (31), in der Speicherdruckleitung (11) der Antriebseinheit (1) ein schaltbares 3/2-Wegeventil (32) und in der Bypassleitung (16) der Speicherdruckleitung (11) ein schaltbares, die Drosselfunktion der Bypassdrossel (17) außer Funktion setzendes Sperrventil anzuordnen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftversorgungsanlage für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Luftversorgungsanlagen werden insbesondere zur Versorgung von Luftfeder-Dämpfereinheiten für die Niveauregelung eines Kraftfahrzeuges innerhalb eines geschlossenen Kreislaufes aber auch zur Versorgung von externen Verbrauchern eingesetzt.

In der EP 1 243 447 A2 ist eine solche Luftversorgungsanlage in den verschiedensten Ausführungsformen beschrieben.

In einer ersten Ausführungsform gemäß der 1 der genannten Schrift besteht die Luftversorgungsanlage aus mehreren, parallel zueinander angeordneten Luftfeder-Dämpfereinheiten, einem Kompressor und einem Luftdruckspeicher. Jeder Luftfeder-Dämpfereinheit ist ein 2/2-Wegeventil zugeordnet, die über eine gemeinsame Ringleitung sowohl mit der Saugseite als auch mit der Druckseite des Kompressors verbunden sind. In dieser Ringleitung befindet sich außerdem ein schaltbares Ansaugventil.

Eine zweite Ringleitung verbindet den Luftdruckspeicher mit der Saugseite und der Druckseite des Kompressors. In dieser Ringleitung ist auf der Druckseite ein Lufttrockner angeordnet, der durch ein Drossel-Rückschlagventil in der Durchflussrichtung zur Befüllung des Luftdruckspeichers einen freien Durchfluss hat und dessen Durchfluss in der entgegengesetzten Durchflussrichtung zur Spülung des Lufttrockners gedrosselt wird.

In dieser Luftversorgungsanlage kann der Kompressor Druckluft aus den Luftfeder-Dämpfereinheiten in den Luftdruckspeicher umfüllen und in entgegengesetzter Richtung die Luftfeder-Dämpfereinheiten mit Luft aus dem Luftdruckspeicher auffüllen. Außerdem kann der Kompressor die Luftfeder-Dämpfereinheiten oder den Luftdruckspeicher mit frischer Luft aus der Atmosphäre versorgen. Eine weitere Funktion besteht darin, Druckluft aus dem Luftdruckspeicher in umgekehrter Richtung über den Lufttrockner in die Atmosphäre abzulassen, um den Lufttrockner zu regenerieren.

Zur Realisierung dieser verschiedenen Funktionen sind in beiden Ringleitungen mehrere Wegeventileinheiten vorgesehen. So werden gemäß der 1 zwei parallel geschaltete 2/2-Wegeventile für die erste Ringleitung und zwei ebenfalls parallel geschaltete 2/2-Wegeventile für die zweite Ringleitung verwendet.

Diese Ausführungsform der Luftversorgungsanlage hat zunächst den Nachteil, dass kein außerhalb des geschlossenen Kreislaufes liegender Verbraucher mit Druckluft versorgt werden kann. Damit wird das Leistungsvermögen des Kompressors nicht ausgeschöpft. Es wird daher in einer zweiten Ausführungsform gemäß der 8 der gleichen Schrift vorgeschlagen, zwischen dem Kompressor und dem Lufttrockner einen Abzweig für einen Leitungsanschluss zur Versorgung eines externen Verbrauchers vorzusehen. Mit dieser Ausführungsform der Luftversorgungsanlage kann beispielsweise, wie gezeigt, ein Reifenfüllgerät betrieben werden.

Diese Ausführungsform hat nun den Nachteil, sehr aufwendig und damit sehr teuer in ihrer Herstellung zu sein. Das ist zunächst auf die zusätzlichen Einrichtungen für die Reifenbefüllung zurückzuführen und hat seine Ursache aber auch in der Vielzahl der für den geschlossenen Kreislauf erforderlichen 2/2-Wegeventile.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, bei einer gattungsgemäßen Luftversorgungsanlage zur Versorgung von Verbrauchern eines geschlossenen Kreislaufes und zur zusätzlichen Versorgung mindestens eines externen Verbrauchers die Anzahl der Wegeventile zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5.

Die neue Luftversorgungsanlage beseitigt die genannten Nachteile des Standes der Technik. So sind gegenüber vier 2/2-Wegeventilen gemäß dem nächstkommenden Stand der Technik nur zwei 3/2-Wegeventile erforderlich. Das vereinfacht die Gestaltung des pneumatischen Kreislaufes und verringert somit die Herstellungskosten einer solchen Luftversorgungsanlage. Dabei liegt der besondere Vorteil der neuen Luftversorgungsanlage darin, dass in der Phase der Befüllung des Fahrzeugreifens weder über die Saugleitung und dem laufenden Kompressor noch über die nichtgenutzte Speicherdruckleitung und dem Trockner trockene und komprimierte Luft aus dem Luftdruckspeicher entweichen und sich mit dem zur Reifenbefüllung angesaugten Frischluftstrom vermischen kann. Das Entweichen über den Kompressor wird durch die, die Saugleitung sperrende Druckstellung des 3/2-Wegeventils in der Speicherdruckleitung verhindert und das schaltbare Sperrventil in der Bypassleitung der Speicherdruckleitung unterbindet das Entweichen der Druckluft über den Trockner.

Es ist auch von Vorteil, dass das zusätzliche Sperrventil ein 2/2-Wegeventil ist und in der Bypassleitung angeordnet wird, weil dadurch das 2/2-Wegeventil wegen des gedrosselten und damit geringen Bypassstromes sehr klein bauend ausgeführt werden kann. Der zusätzliche Aufwand wird zudem noch dadurch verringert, dass das zusätzliche 2/2-Wegeventil und die Bypassdrossel in einer Ventilkombination zusammengefasst sind.

Vorteilhaft ist auch, wenn die von der ersten Verbraucherdruckleitung über ein schaltbares Auslassventil der Wegeventileinheit in die Atmosphäre abgehende Leitung als zweite Verbraucherdruckleitung für die Versorgung eines externen Verbrauchers genutzt wird. Das erspart zusätzliche Aufwendungen für die Realisierung der zweiten Verbraucherdruckleitung.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Dazu zeigt die einzige Figur den geschlossenen Kreislauf einer Luftversorgungsanlage für die Niveauregelung eines Kraftfahrzeuges.
Diese Luftversorgungsanlage besteht im wesentlichen aus einer Antriebseinheit 1, aus einer Wegeventileinheit 2, aus vier Luftfeder-Dämpfereinheiten 3 bis 6 und aus einem Luftdruckspeicher 7.
Kernstück der Antriebseinheit 1 ist ein Kompressor 8, der von einem Elektromotor M angetrieben wird und der einerseits über eine Saugleitung 9 mit einem in die Atmosphäre führenden Sauganschluss 10 verbunden ist. Andererseits besitzt der Kompressor 8 eine Speicherdruckleitung 11, die über einen Trockner 12 und ein Rückschlagventil 13 zu einem Speicheranschluss 14 führt. Der Speicheranschluss 14 der Antriebseinheit 1 ist mit dem Luftdruckspeicher 7 verbunden und zwischen dem Speicheranschluss 14 und dem Luftdruckspeicher 7 befindet sich ein mit der Atmosphäre verbundenes Nachsaugventil 15. Das Rückschlagventil 13 ist in der Speicherdruckleitung 11 so angeordnet, dass es in Richtung zum Luftdruckspeicher 7 öffnet. In der Speicherdruckleitung 11 befindet sich weiterhin eine das Rückschlagventil 13 umgehende Bypassleitung 16, in der eine Bypassdrossel 17 und ein die Bypassdrossel 17 außer Funktion setzendes und elektromagnetisch gesteuertes 2/2-Wegeventil 18 angeordnet sind.
Von der Speicherdruckleitung 11 zwischen dem Kompressor 8 und dem Trockner 12 zweigt eine erste Verbraucherdruckleitung 19 ab, die zu einem ersten Verbraucheranschluss 20 führt. Dieser erste Verbraucheranschluss 20 der Antriebseinheit 1 ist mit der Wegeventileinheit 2 verbunden.
Die Wegeventileinheit 2 besitzt vier 2/2-Wegeventile 21 bis 24, die elektromagnetisch gesteuert, die parallel zueinander angeordnet und die jeweils den ersten Verbraucheranschluss 20 der Antriebseinheit 1 mit jedem der vier Luftfeder-Dämpfereinheiten 3 bis 6 verbinden. In der Wegeventileinheit 2 befinden sich weiterhin ein den ersten Verbraucheranschluss 20 der Antriebseinheit 1 und die Atmosphäre verbindendes oder unter brechendes und schaltbares Ablassventil 25 und ein den Druck in der ersten Verbraucherdruckleitung 19 überprüfenden Drucksensor 26.
Die Antriebseinheit 1 besitzt weiterhin einen zweiten Verbraucheranschluss 27, der über eine zweite Verbraucherdruckleitung 28 den Kompressor 8 mit einem Befüllungsgerät 29 für einen Fahrzeugreifen 30 verbindet.
Innerhalb der Antriebseinheit 1 und in der ersten Verbraucherdruckleitung 19 ist ein erstes elektromagnetisch gesteuertes 3/2-Wegeventil 31 angeordnet, das einerseits mit der Druckseite des Kompressors 8 und mit der Saugseite des Kompressors 8 und andererseits mit der Wegeventileinheit 2 verbunden ist. In der Speicherdruckleitung 11 der Antriebseinheit 1 zwischen dem 2/2-Wegeventil 18 der Bypassleitung 16 und dem Speicheranschluss 14 befindet sich weiterhin ein zweites 3/2-Wegeventil 32, das ebenfalls einerseits mit der Druckseite des Kompressors 8 und der Saugseite des Kompressors 8 und anderseits mit dem Luftdruckspeicher 7 verbunden ist.
Zur Befüllung des Luftdruckspeichers 7 mit frischer Luft aus der Atmosphäre saugt der Kompressor 8 die frische Luft über den Sauganschluss 10 an und fördert sie über den Trockner 12, dem sich öffnenden Rückschlagventil 13 und dem in der gezeigten Druckstellung befindlichen 3/2-Wegeventil 32 in den Luftdruckspeicher 7. Ein Teil des Förderstroms fließt auch über die Bypassdrossel 17 und das geöffnete 2/2-Wegeventil 18 in der Bypassleitung 16. Das 3/2-Wegeventil 31 in der Verbraucherdruckleitung 19 in der gezeigten Druckstellung ist gesperrt, sodass keine Druckluft zur Wegeventileinheit 2 gelangt.
Zur Befüllung einer oder mehrerer Luftfeder-Dämpfereinheiten 3 bis 6 mit komprimierter Druckluft aus dem Luftdruckspeicher 7 wird das 3/2-Wegeventil 32 in der Speicherdruckleitung 11 in die Saugstellung und das 3/2-Wegeventil 31 in der ersten Verbraucherdruckleitung 19 in die gezeigte Druckstellung geschaltet. Der Kompressor 8 saugt die Druckluft über das 3/2-Wegeventil 32 an und fördert sie in die erste Verbraucherdruckleitung 19 und dort über das 3/2-Wegeventil 31 und das entsprechende 2/2- Wegeventil 21 bis 24 der Wegeventileinheit 2 zur ausgewählten Luftfeder-Dämpfereinheit 3 bis 6.
Zur Umfüllung überschüssiger und trockener Druckluft aus einem oder mehreren Luftfeder-Dämpfereinheiten 3 bis 6 zurück in den Luftdruckspeicher 7 befinden sich das 3/2-Wegeventil 31 in der ersten Verbraucherdruckleitung 19 in der Saugstellung und das 3/2-Wegeventil 32 der Speicherdruckleitung 11 in der Druckstellung. Der Kompressor 8 saugt dann über die Verbraucherdruckleitung 19 aus der Wegeventileinheit 2 an und fördert in die Speicherdruckleitung 11 zum Luftdruckspeicher 7.
Zur Regenerierung des Trockner 12 wird überschüssige und trockene Druckluft aus dem Luftdruckspeicher 7 abgelassen und entgegen der Befüllungsrichtung über den Trockner 12 geleitet und in die Atmosphäre abgeleitet. Dazu befinden sich das 3/2-Wegeventil 31 in der ersten Verbraucherleitung 19 in der gezeigten Druckstellung und das schaltbare Ablassventil 25 in der offenen Stellung.
Zur Befüllung eines externen Fahrzeugreifens 30 mit frischer Luft aus der Atmosphäre werden das 3/2-Wegeventil 32 der Speicherdruckleitung 11 und das 3/2-Wegeventil 31 der ersten Verbraucherdruckleitung 19 in die jeweilige Druckstellung geschaltet. Dabei befinden sich alle 2/2-Wegeventile 21 bis 24 und das schaltbare Ablassventil 25 der Wegeventileinheit 2 in der gesperrten Stellung, um zu verhindern, dass frische und damit feuchte Druckluft in die Luftfeder-Dämpfereinheiten 3 bis 6 gelangen kann. Gleichzeitig ist das 2/2-Wegeventil 18 in der Bypassleitung 16 in seine gezeigte Sperrstellung geschaltet, damit keine frische Druckluft über die Speicherdruckleitung 11 in den Luftdruckspeicher 7 gelangen und den Luftdruckspeicher 7 ungewollt auffüllt.
Das gesperrte 2/2-Wegeventil 18 in der Bypassleitung 16 verhindert aber auch, dass während der Befüllung des Fahrzeugreifens 30 trockene und bereits komprimierte Druckluft aus dem Luftdruckspeicher 7 über das in der Druckstellung befindliche 3/2-Wegeventil 32 in die Speicherdruckleitung 11 und über die Bypassleitung 16 aus dem geschlossenen Kreislauf der Luftversorgungsanlage entweichen kann und zur Befüllung des Fahrzeugreifens verwendet wird.

1: Antriebseinheit
2: Wegeventileinheit
3: Luftfeder-Dämpfereinheit
4: Luftfeder-Dämpfereinheit
5: Luftfeder-Dämpfereinheit
6: Luftfeder-Dämpfereinheit
7: Luftdruckspeicher
8: Kompressor
9: Saugleitung
10: Sauganschluss
11: Speicherdruckleitung
12: Trockner
13: Rückschlagventil
14: Speicheranschluss
15: Nachsaugventil
16: Bypassleitung
17: Bypassdrossel
18: 2/2-Wegeventil
19: erste Verbraucherdruckleitung
20: erster Verbraucheranschluss
21: 2/2-Wegeventil
22: 2/2-Wegeventil
23: 2/2-Wegeventil
24: 2/2-Wegeventil
25: schaltbares Ablassventil
26: Drucksensor
27: zweiter Verbraucheranschluss
28: zweite Verbraucherdruckleitung
29: Befüllungsgerät
30: Fahrzeugreifen
31: erstes 3/2-Wegeventil
32: zweites 3/2-Wegeventil

Claims

Luftversorgungsanlage für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einer Antriebseinheit (1) mit einem Sauganschluss (10), einem Kompressor (8), einem Trockner (12), einem Rückschlagventil (13), einer das Rückschlagventil (13) umgehenden Bypassdrossel (17) und mehreren Wegeventilen, wobei – der Kompressor (8) über eine erste Verbraucherdruckleitung (19) mit der Atmosphäre oder mit einem oder mehreren Verbrauchern eines geschlossenen Kreislaufes und über eine zweite Verbraucherdruckleitung (28) mit einem externen Verbraucher verbunden ist sowie über eine Speicherdruckleitung (11) mit einem Luftdruckspeicher (7) in Verbindung steht, – die Wegeventile der Antriebseinheit (1) in der ersten Verbraucherdruckleitung (19) und in der Speicherdruckleitung (11) so angeordnet und ausgeführt sind, dass der Kompressor (8) frische Luft aus der Atmosphäre zum Luftdruckspeicher (7) und/oder zum externen Verbraucher fördert und bereits komprimierte Druckluft zwischen den Verbrauchern des geschlossenen Kreislaufes und dem Luftdruckspeicher (7) umfüllt, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Verbraucherdruckleitung (19) der Antriebseinheit (1) ein schaltbares 3/2-Wegeventil (31), in der Speicherdruckleitung (11) der Antriebseinheit (1) ein schaltbares 3/2-Wegeventil (32) und in der Bypassleitung (16) der Speicherdruckleitung (11) ein schaltbares, die Drosselfunktion der Bypassdrossel (17) außer Funktion setzendes Sperrventil angeordnet sind, wobei vom Sauganschluss (10) für den Kompressor (8) je eine Leitung zu den beiden 3/2-Wegeventilen (31; 32) abzweigt.
Luftversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Drosselfunktion der Bypassdrossel (17) außer Funktion setzende Sperrventil ein schaltbares 2/2-Wegeventil (18) ist.
Luftversorgungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das schaltbare 2/2-Wegeventil (18) und die Bypassdrossel (17) als eine Ventilkombination ausgeführt sind.
Luftversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der ersten Verbraucherleitung (19) eine in die Atmosphäre abgehende Leitung abzweigt, welche für die Versorgung eines externen Verbrauchers genutzt wird und ein schaltbares Auslassventil (25) aufweist.
Luftversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der ersten Verbraucherleitung (19) über einen zweiten Verbraucheranschluss (27) in die Atmosphäre abzweigende Leitung als zweite Verbraucherdruckleitung (28) für die Versorgung des externen Verbrauchers genutzt wird.