KR20130021369A - 공압 장치를 갖는 차량용 공기 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기 유입을 위한 프로세서(2)로서의 공기 필터(2), 유입 공기 라인(3), 배출 공기 라인(4), 압축기(5) 그리고 선택적으로 공기 건조기(6)를 포함하는, 차량의 공기 스프링 시스템(9)을 위한 공기 공급 장치(1)에 관한 것으로서, 유입 공기 라인(3)과 배출 공기 라인(4)은 제 1 체크 밸브(7)와 제 2 체크 밸브(8)에 의하여 분리되며, 프로세서(2)는 압축기(5)와 제 1 및 제 2 체크 밸브(7 및 8) 사이에 배치된다.

Description

공압 장치를 갖는 차량용 공기 공급 장치{Air supply device for a vehicle having pneumatic devices}
본 발명은 공기 유입을 위한 프로세서로서의 공기 필터, 유입 공기 라인, 배출 공기 라인, 압축기 및 선택적으로는 공기 건조기를 포함하는, 차량 내의 공기 스프링(pneumatic spring)을 위한 공기 공급 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 차량 내의 공기 스프링 시스템에 압축 공기를 공급하는 방법에 관한 것이다.
차량 내의 공기 스프링 장치를 위한 공기 공급 장치가 이미 특허문헌 1 내에 개시되어 있다. 이 공기 스프링 장치는 유입 공기 라인, 배출 공기 라인을 가지며, 이 라인들은 서로 분리되어 있다. 여기서, 공기 필터는 유입 공기 라인 내에 배치되며, 소음기(silencer)는 배출 공기 라인 내에 배치된다.
압축기와 소음기를 갖는 유사한 공기 공급 장치가 특허문헌 2 및 특허문헌 3의 공보에 도시되어 있다.
특허문헌 3, 특허문헌 4, 특허문헌 5, 특허문헌 6 및 특허문헌 7의 공보는 차량용 공기 스프링 시스템 또는 다른 자동 레벨 컨트롤러(automatic level control)를 도시하며, 여기서 유입 공기와 배출 공기는 연결 라인을 통하여 안내된다. 그러나, 공기 유입 및 공기 배출을 위한 연결 라인은 배출될 때 공기가 수분을 발생시키고 이 수분이 연결 라인에 축적된다는 단점을 갖는다. 이 수분은 그 후 다시 빨아들여 진다.
결과적으로, 압축 공기 발생을 위한 공기는 완화된 공기가 배출(새어나감)되는 위치와는 다른 차량 내의 위치에서 빈번하게 빨아들여 진다. 이는 유입 공기와 배출 공기가 압축기 조립체로 또는 개별 라인 내의 공기 스프링 시스템으로 이송되어야만 한다는 것을 의미한다. 다른 위치를 사용하는 이유는 다양하다. 예를 들어, 공기가 승객 공간으로부터 빨아들여 질 때, 유입 공기는 이미 비교적 건조한 상태이며, 이는 뒤이은 압축에 요구되는 건조 공정을 감소시킨다. 그러나, 예를 들어, 이는 차량의 라디에이터 바로 뒤에서 제거될 유입 공기를 위하여 유리한 것으로 판명되었다. 반대로, 압축이 해제된 배출 공기는 차량의 어느 곳에서도 배출될 수 있다. 이는 흔히 압축기 조립체 또는 공기 스프링에 바로 인접한 곳에서 일어난다.
특허문헌 1: EP 1 901 934 B1 특허문헌 2: DE 101 21 582 C2 특허문헌 3: EP 1 306 293 B1 특허문헌 4: DE 102 23 405 B4 특허문헌 5: DE 103 01 119 A1 특허문헌 6: EP 1 608 521 B1 특허문헌 7: DE 10 2004 057 575 A1
본 발명에 의하여 다루어질 문제는 비용 효율이 높은 방식으로 차량의 공기 스프링의 공기 공급 장치를 구현하기 위한 가능성을 만드는 것이다.
이 문제는 청구항 1항의 특징부에 따른 장치에 의한 본 발명에 따라서 해결된다. 본 발명의 다른 실시예는 독립청구항으로부터 추정될 수 있다.
따라서 프로세서가 압축기와 제 1 및 제 2 체크 밸브 사이에 배치된, 본 발명에 따른 장치가 제공된다. 그로 인하여, 공기 유입 및 배출을 위한 조인트 프로세서가 제 1 및 제 2 체크 밸브와 함께 공기가 개별적인 유입 및 통풍 경로를 통하여 유동할 수 있는 것을 가능하게 한다. 이 경우, 배출 공기를 위한 프로세서는 소음기(silencer)의 형태이며, 유입 공기를 위한 프로세서는 공기 필터와 소음기의 형태이다. 소음기와 공기 필터 또는 소음기는 더 이상 개별 요소로서 차량에 고정되지 않기 때문에 이 요소들 중 하나는 생략될 수 있으며 그 결과 제조 비용 및 설치 공간의 감소를 야기한다. 동시에, 배출 공기는 프로세서를 통하여 유동할 때 프로세서를 세정할 수 있다.
더욱이, 이 공기가 재생 모드(regeneration mode)로 작동하는 공기 건조기를 통하여 유동하고 상대적으로 수분으로 채워지면, 유입 공기 및 배출 공기를 위한 조인트 라인 내에서 배출 공기의 경로가 가능한 한 짧게 구성되는 것이 가능하다. 그로 인하여, 배출 공기로부터의 수분이 축적되는 것과 다시 빨아 들여지는 것이 방지될 수 있다. 이 목적을 위하여, 조인트 분리 라인 내에서 유입 공기 라인과 배출 공기 라인이 프로세서에 연결되는 것이 유리하다. 분기 라인과 대기 사이에서 유입 공기 라인은 적어도 2배 만큼 배출 공기 라인보다 더 길다. 배출 공기 라인은 구조적으로 가능한 만큼 짧게 설계되며 일반적으로 15 센티미터이나, 30 센티미터보다는 길지 않다.
배출 공기 라인 내에 설치된 제 2 체크 밸브가 물이 배출 공기 라인을 통과하는 것을 방지한다는 점이 유리하다. 그로 인하여, 배출 공기 라인의 배출구, 제 2 체크 밸브 및/또는 프로세서가 차량의 포딩 깊이(fording depth)의 영역 내에서 배치되는 것이 가능하다.
소음기와 공기 필터 기능을 위하여, 예를 들어 프로세서가 다공성 발포 재료로 이루어지는 것이 유리하다. 여과 과정 중에, 이 발포 재료는 1분당 20 내지 50 리터의 공기 체적 유량의 10 마이크로미터보다 큰 크기를 갖는 모든 입자를 흡수하며, 여기서 최소한의 공기 흐름 체적에서 차동 압력은 0.02 바(bar)보다 작거나 동일하다. 내뿜어질 때, 배출 공기는 분당 300 리터까지의 체적 유량으로 프로세서의 발포 재료를 통하여 반대 방향으로 유동한다.
또한, 프로세서와 제 1 및 제 2 체크 밸브가 조인트 하우징 내에 모듈로서 형성된다는 것이 유리한 것으로 입증되어 왔다. 그로 인하여, 가능한 가장 짧은 조인트 라인 경로를 위한 요구 조건이 최적의 방식으로 구현되는 것이 가능하다. 모듈이 작은 체적을 갖기 때문에 수분이 내부에 축적될 수 없다. 모듈은 150 내지 200 입방 센티미터의 체적을 갖는다.
조립을 단순화시키고 차량 내의 추가 밀봉 포인트를 방지하기 위하여, 압축기와 공기 건조기를 조립체로 설계하는 것이 유리하며, 이는 유입 공기 라인과 배출 공기 라인을 위한 조인트 연결부를 갖는다. 그로 인하여, 모듈 내에서 결합된 프로세서와 제 2 체크 밸브가 신속하게 그리고 용이하게 압축기와 실제 공기 건조기에 연결되는 것이 가능하다.
압축기와 공기 건조기가 프로세서 또는 모듈과 함께 조립체로 설계되는 것이 유리하다. 그로 인하여, 압축 공기 생성의 기능적으로 필수적인 모든 요소가 차량 내에서의 신속하고 용이한 조립을 위한 고도의 통합적인 방식으로 가장 작은 설치 공간 내에서 사전 조립되는 것이 가능하다. 더 적은 수의 인터페이스는 공기 공급 장치의 품질과 내구성을 증가시킨다.
위에서 언급한 문제점은 또한 청구항 10항의 특징에 따른 방법으로 본 발명에 따라 해결된다.
따라서, 본 발명에 따라 차량 내의 공기 스프링에 압축 공기를 공급하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법에서 공기 스프링으로 공급될 공기는 유입 공기 라인을 통하여 뽑아 내어지며 공기 필터로 작용하는 프로세서로 공급되고 이후 압축기에 의하여 압축되며 최종적으로 공기 건조기 내에서 제습된다. 또한, 이 방법에서, 공기 스프링으로부터 배출될 공기는 먼저 재생 모드(regentration mode)로 작동될 수 있는 공기 건조기를 통하여 유동하며, 그 후 바이패스(bypass)에 의하여 압축기를 우회하며 배출 공기 라인 내의 제 2 체크 밸브를 경유하여 소음기로서 작동하는 프로세서를 통하여 대기로 완화된다.
과정 중에 프로세서 내에서 일어나는 여과를 포함하는 대기로부터 압축기로의 유입 공기의 이동은 압축기가 진공을 생성하고, 진공이 탄성 부하와 진공을 통하여 유입 공기 라인 내에 배치된 제 1 체크 밸브를 개방하고 배출 공기 라인 내에 배치된 제 2 체크 밸브를 폐쇄시키는 공정 단계를 수반한다.
압축 공기를 완화시키기 위하여, 배출 공기가 프로세서를 통하여 유동하기 전에 공기 스프링으로부터의 배출 공기는 바이패스를 통하여 처리되어 프로세서를 우회하며, 유입 공기 라인 내에 배치된 제 1 체크 밸브는 배출 공기의 압력 및 스프링 부하에 의하여 닫혀지며, 배출 공기 라인 내에 배치된 제 2 체크 밸브는 배출 공기의 압력에 의하여 개방된다.
본 발명은 다양한 실시예를 허용한다. 그 기본적인 원리의 보다 명확하게 하기 위하여 다양한 실시예 중 하나의 실시예가 도면에 도시되고 이하의 설명에서 설명된다.
도 1은 공기 공급 장치의 접속도.
도 2는 도 1에 도시된 공기 공급 장치의 프로세서, 제 1 및 제 2 체크 밸브를 갖는 모듈의 횡단면도.
도 3은 도 1에 도시된 공기 공급 장치의 조립체의 분해 사시도.
도 1은 도시되지 않은 차량의 공기 스프링 시스템(9)을 위한 공기 공급 장치(1)를 도시한다. 공기 공급 장치(1)는 프로세서(2; processor)를 포함하며, 이 프로세서는 유입 공기 라인(3; inlet air line)을 통하여 유동하는 공기를 여과한다. 또한, 공기 공급 장치(1)는 배출 공기 라인(4; outlet air line), 압축기(5) 그리고 선택적으로 공기 건조기(6)를 포함한다. 유입 공기 라인(3)과 배출 공기 라인(4)은 제 1 체크 밸브(7)와 제 2 체크 밸브(8)에 의하여 서로 분리되어 있다. 프로세서(2)는 압축기(5)와 제 1 체크 밸브(7)와 제 2 체크 밸브(8) 사이에 배치된다. 유입 공기 라인(3)과 배출 공기 라인(4)은 연결 분기 라인(10; joint branch line) 내에서 프로세서(2)에 연결되어 있다.
대기로부터 공기 스프링 시스템(9)으로 유입 공기를 전달하기 위하여, 유입 공기는 압축기(5)로부터 뽑아 내어지며 공기 건조기(6) 내에서 건조된다. 유입 공기는 압축기(5)에 도달하기 전에 프로세서(2) 내에서 여과된다. 유입 공기 라인(3) 내에 배치된 제 1 체크 밸브(7)는 프로세서(2)에 의하여 생성된 진공압에 의하여 개방되며, 배출 공기 라인(4) 내에 배치된 제 2 체크 밸브(8)는 스프링 부하와 진공압에 의하여 폐쇄된다. 공기 스프링(9) 내에 위치한 압축 공기가 완화될 때, 압축 공기는 공기 건조기(6)를 통하여 유동하며 공기 스프링을 회생시킨다. 압축기(5)를 우회하기 위하여, 배출 공기는 바이패스(13; bypass)를 통하여 안내된다. 제어 가능한 밸브(17)는 바이패스(13) 내에 위치하며, 이 밸브는 공기가 새어나가는 동안에만 개방된다. 이후 배출 공기는 프로세서(2)를 통하여 유동한다. 유입 공기 라인(3) 내에 배치된 제 1 체크 밸브(7)는 배출 공기의 압력 및 스프링 부하에 의하여 폐쇄되며, 배출 공기 라인(4) 내에 배치된 제 2 체크 밸브(8)는 배출 공기의 압력에 의하여 개방된다.
도시된 실시예의 변형에서, 프로세서(2)와 제 1 및 제 2 체크 밸브(7 및 8)는 연결 하우징(14) 내에 모듈(11)로써 형성된다. 압축기(5)와 공기 건조기(6)는 조립체(12)로써 모듈(11)과 함께 설계된다.
도 2는 도 1에 설명된 모듈(11)을 단면 상태로 도시한다. 제 1 및 제 2 체크 밸브(7 및 8) 그리고 프로세서(2)는 모듈(11)의 연결 하우징(14) 내에 위치한다. 하우징(14)은 유입 공기 라인을 위한 연결부(16) 그리고 압축기 또는 조립체로의 라인을 위한 다른 연결부(15)를 갖는다. 벤트 라인(vent line)은 벤트부(18)에 선택적으로 연결될 수 있다.
도 3은 도 1에 설명된 조립체(12)를 도시하며, 이 조립체는 공기 건조기(6), 모듈(11) 그리고 본 도면에는 도시되지 않는 압축기(5)로 이루어지며, 압축기는 밀봉 캡(22)을 구비한 하우징(20)을 가지며, 건조기(6)의 건조 수단(19), 프로세서(2), 밸브(17), 스로틀 밸브(21) 그리고 제 1 및 제 2 체크 밸브(7 및 8)를 포함한다.

Claims (10)

  1. 공기 유입을 위한 프로세서(2)로서의 공기 필터(2), 유입 공기 라인(3), 배출 공기 라인(4) 및 압축기(5)를 포함하되, 유입 공기 라인(3)과 배출 공기 라인(4)은 제 1 체크 밸브(7)와 제 2 체크 밸브(8)에 의하여 분리되며, 프로세서(2)는 압축기(5)와 제 1 및 제 2 체크 밸브(7 및 8) 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량 내의 공기 스프링 시스템(9)을 위한 공기 공급 장치(1).
  2. 제 1 항에 있어서, 유입 공기 라인(3)과 배출 공기 라인(4)은 연결 분기 라인(10) 내에서 프로세서(2)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 공급 장치(1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 공기의 배출을 위한 프로세서(2)는 소음기(silencer) 형태인 것을 특징으로 하는 공기 공급 장치(1).
  4. 전술한 항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 프로세서(2)는 발포 재료(foam material)로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기 공급 장치(1).
  5. 전술한 항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 압축기(5)와 공기 건조기(6)는 조립체(12)로서 설계된 것을 특징으로 하는 공기 공급 장치(1).
  6. 전술한 항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 조립체(12)는 유입 공기 라인(3)과 배출 공기 라인(4)을 위한 조인트 연결부를 갖는 것을 특징으로 하는 공기 공급 장치(1).
  7. 전술한 항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 프로세서(2)와 제 1 및 제 2 체크 밸브(7 및 8)는 모듈(11)로서 연결 하우징(14) 내에 형성된 것을 특징으로 하는 공기 공급 장치(1).
  8. 전술한 항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 압축기(5)와 공기 건조기(6)는 프로세서(2) 또는 모듈(11)과 함께 조립체(12)로서 설계된 것을 특징으로 하는 공기 공급 장치(1).
  9. 전술한 항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 제 1 및 제 2 체크 밸브(7 및 8)는 밀폐력으로 하중을 받는 것을 특징으로 하는 공기 공급 장치(1).
  10. 차량 내의 공기 스프링(9)에 압축 공기를 공급하기 위한 방법에 있어서,
    공기 스프링(9)으로 공급될 공기는 유입 공기 라인(3)을 경유하여 뽑아 내어지며 제 1 체크 밸브(7)를 통하여 공기 필터로 작용하는 프로세서(2) 및/또는 소음기로 공급되고 이후 압축기(5)에 의하여 압축되며 최종적으로 공기 건조기(6) 내에서 제습되며, 공기 스프링(9)으로부터 배출될 공기는 먼저 재생 모드로 작동될 수 있는 공기 건조기(6)를 통하여 유동하며, 그 후 전환될 수 있는 바이패스(bypass)를 통하여 압축기(5)를 우회하며 제 2 체크 밸브를 경유하여 소음기로서 작동하는 프로세서(6)를 통하여 대기로 완화되는 방법.
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