WO2023227269A1

WO2023227269A1 - Drucklufterzeugungsvorrichtung und verfahren zum betreiben derselben

Info

Publication number: WO2023227269A1
Application number: PCT/EP2023/056319
Authority: WO
Inventors: Heinrich Diekmeyer; Steffen Jordan; Kevin Pendzich
Original assignee: Zf Cv Systems Global Gmbh
Priority date: 2022-05-23
Filing date: 2023-03-13
Publication date: 2023-11-30
Also published as: DE102022112936A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drucklufterzeugungsvorrichtung (2) mit einem Steuer- und Regelgerät (28), mit einem von dem Steuer- und Regelgerät (28) steuerbaren und regelbaren Elektromotor (24), mit wenigstens einem von dem Elektromotor (24) antreibbaren Luftverdichter (16; 18), mit einem Lufteinlass (8), über den Umgebungsluft (L) in den zumindest einen Luftverdichter ansaugbar ist, mit wenigstens einem Luftkühler (20; 22), welcher mit dem Ausgang des zumindest einen Luftverdichters verbunden ist, mit wenigstens einem Lufttrockner (40), welcher mit dem Ausgang des wenigstens einen Luftkühlers verbunden ist, mit einer Kühlmitteleinlassöffnung (12), über welche dem wenigstens einem Luftkühler und weiteren Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, mit einer Kühlmittelauslassöffnung (14), über welche erwärmtes Kühlmittel aus der Drucklufterzeugungsvorrichtung (2) abführbar ist, und mit zumindest einem Temperatursensor (73, 73', 73''), welcher mit dem Steuer- und Regelgerät (28) über eine Daten- oder Sensorleitung (59) verbunden ist. Zur Bestimmung desjenigen Regenerationsdruckluftvolumens, welches zur Regeneration durch ein Trocknungsmittel (41) des Lufttrockners (40) hindurchgeleitet werden muss, ist vorgesehen, dass der Temperatursensor zur Messung der Kühlmitteltemperatur vor dem Kühlmitteleingang oder hinter dem Kühlmittelausgang desjenigen Luftkühlers (22) angeordnet ist, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Drucklufterzeugungsvorrichtung.

Description

Drucklufterzeugungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben derselben

Die Erfindung betrifft eine Drucklufterzeugungsvorrichtung, mit einem Steuer- und Regelgerät, mit einem von dem Steuer- und Regelgerät steuerbaren und regelbaren Elektromotor, mit wenigstens einem von dem Elektromotor antreibbaren Luftverdichter, mit einem Lufteinlass, über den Umgebungsluft in den zumindest einen Luftverdichter ansaugbar ist, mit wenigstens einem Luftkühler, welcher mit dem Ausgang des zumindest einen Luftverdichters verbunden ist, mit wenigstens einem Lufttrockner, welcher mit dem Ausgang des wenigstens einen Luftkühlers verbunden ist, mit einer Kühlmitteleinlassöffnung, über welche dem wenigstens einem Luftkühler und weiteren Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, mit einer Kühlmittelauslassöffnung, über welche erwärmtes Kühlmittel aus der Drucklufterzeugungsvorrichtung abführbar ist, und mit zumindest einem Temperatursensor, welcher mit dem Steuer- und Regelgerät über eine Daten- oder Sensorleitung verbunden ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Drucklufterzeugungsvorrichtung.

Elektrisch antreibbare Kompressoren zur Drucklufterzeugung in Fahrzeugen sind bereits in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und beispielsweise in der DE 10 2018 139 058 A1 , DE 10 2013 003 513 A1 und EP 3 516 218 B1 beschrieben. Aus der EP 3 331 738 B1 ist eine Drucklufterzeugungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Kolbenkompressor und zwei Verdichtungsstufen bekannt. Die Zylinderräume der beiden Verdichtungsstufen sind durch eine Verbindungsleitung miteinander verbunden, durch welche die in der ersten Verdichtungsstufe erzeugte Druckluft der zweiten Verdichtungsstufe zuführbar ist. Im Betrieb des Kolbenkompressors wird der Umgebungsluftdruck in der ersten Verdichtungsstufe mithilfe eines sich in der anschließenden Verbindungsleitung aufbauenden Gegendrucks erhöht. In der Verbindungsleitung zwischen den beiden Verdichtungsstufen ist ein Zwischenkühler angeordnet, der zum Kühlen der beim Verdichten in der ersten Verdichtungsstufe erwärmten Luft dient. Dabei sinkt der Druck der Druckluft in der Verbindungsleitung. Durch den Zwischenkühler kann somit der Wirkungsgrad der zweiten Verdichtungsstufe erhöht werden. Ferner können vor oder nach der ersten Verdichtungsstufe weitere Einrichtungen zur Aufbereitung der verwendeten Luft angeordnet sein, wie beispielsweise weitere Kühleinrichtungen oder Lufttrocknungseinrichtungen. Ungünstig ist unter anderem, dass der beschriebene Kompressor als Hubkolbenkompressor ausgebildet ist, welcher nachteilig ein Schmiermittel benötigt. Zudem ist die konstruktive Ausbildung des Kühlsystems nicht weiter beschrieben.

Außerdem ist aus der DE 10 2004 051 435 B3 eine Anlage zur Erzeugung von trockener Druckluft bekannt, welche einen gekühlten Kompressor zum Ansaugen und Verdichten von Umgebungsluft aufweist. Dem Kompressor ist in Strömungsrichtung der Druckluft ein Kühler nachgeordnet, welcher zum Kühlen der erzeugten Druckluft dient. Die Kühlwirkung des Kühlers wird mittels eines Lüfters und auf die Oberfläche des Kühlers geleiteter Wassertröpfchen erreicht, welche dort verdunsten und dabei dem Kühler sowie indirekt auch der Druckluft Wärme entziehen. Dem Kühler ist ein Lufttrockner nachgeordnet, welcher ein Trocknungsmittel enthält, das der Druckluft Luftfeuchtigkeit entzieht und dadurch den Taupunkt dieser Druckluft absenkt. Die so getrocknete Druckluft hat am Ausgang des Lufttrockners eine Luftfeuchtigkeit von weniger als 35%, welches ausreichen soll, um mit dieser Druckluft anschließend versorgte Geräte vor Korrosion oder dem Einfrieren durch Wassereisbildung zu schützen.

Weiter ist aus der DE 44 45 972 02 eine Kompressoranlage zum Erzeugen trockener Druckluft bekannt, bei welcher ein luftgekühlter Radiator zum Abkühlen der von einem Kompressor erzeugten Druckluft dient. Dem Radiator ist ein Wasserabscheider nachgeordnet, mittels dem aus der Druckluft Wassertröpfchen entfernbar sind, welche bei der Abkühlung der Druckluft in dieser durch Kondensation entstehen. Da die Druckluft anschließend noch nicht ausreichend trocken ist, um bei deren Nutzung in Druckmittelverbrauchern ein Einfrieren derselben bei niedrigen Temperaturen vermeiden zu können, ist dem Wasserabscheider ein Lufttrockner nachgeordnet, in welchem die Druckluft weiter getrocknet wird.

Zudem ist aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2021 121 424.6 der Anmelderin eine Drucklufterzeugungsvorrichtung bekannt, welche einen Elektromotor aufweist, der zwei in Reihe angeordnete Luftverdichter antreiben kann. Im Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung wird mittels des ersten Luftverdichters Umgebungsluft angesaugt und verdichtet. Von dort wird die vorverdichtete Druckluft über ein Rückschlagventil, einen Zwischenkühler und ein Schaltventil zu dem zweiten Luftverdichter geführt. In dem zweiten Luftverdichter wird die vorverdichtete Druckluft weiter verdichtet und dann über einen Nachkühler oder ein weiteres Schaltventil an Druckluftverbraucher weitergeleitet. Der Zwischenkühler und der Nachkühler werden mittels eines flüssigen Kühlmittels gekühlt und dienen zur Kühlung der von den Luftverdichtern erzeugten Druckluft. Das flüssige Kühlmittel stammt beispielsweise aus einem Kühlkreislauf eines Fahrzeugs und versorgt in der Drucklufterzeugungsvorrichtung zuerst eine Kühlvorrichtung des Elektromotors, anschließend den Zwischenkühler und dann eine Kühlvorrichtung des ersten Luftverdichters. Von dort gelangt das Kühlmittel zu dem Nachkühler und dann zu einer Kühlvorrichtung des zweiten Luftverdichters, bevor das Kühlmittel in den Kühlkreislauf des Fahrzeugs zurückgeführt wird. Ein Lufttrockner ist bei dieser Drucklufterzeugungsvorrichtung weder dargestellt noch beschrieben.

Außerdem ist aus der US 2010/0 303 658 A1 ein wassergekühlter und ölzweistufiger Luftkompressor bekannt, welcher einen wassergekühlten Zwischenkühler aufweist, der hinsichtlich der Luftführung zwischen einem ersten Luftverdichter und einem zweiten Luftverdichter angeordnet ist. Die von dem ersten Luftverdichter komprimierte Luft wird von dem Zwischenkühler gekühlt, und die von dem zweiten Luftverdichter verdichtete Luft wird von einem Nachkühler gekühlt, dessen Kühlwassereingang mit dem Kühlwasserausgang des Zwischenkühlers hydraulisch verbunden ist.

Schließlich ist aus der DE 11 2015 006 955 T5 ein Druckluftversorgungssystem für Lokomotiven sowie ein Verfahren zum Betreiben desselben bekannt, bei denen die von einem Kompressor angesaugte und verdichtete Luft in einem Luftkühler gekühlt und dann einem ersten Druckluftspeicher zugeführt wird. Von diesem ersten Druckluftspeicher gelangt die Druckluft über ein in Rückströmrichtung schließendes Rückschlagventil zu einem Vorfilter, welcher ein Entwässerungsventil aufweist. Nach dem Abscheiden von flüssigem und aerosoliertem Wasser aus der Druckluft im Vorfilter gelangt die Druckluft zu einem Lufttrockner. Ein am Luftstromeinlass des Lufttrockners oder in dessen unmittelbaren Nähe angeordneter Temperatursensor ist über eine Sensorleitung mit einem Steuergerät verbunden. Der Temperatursensor kann die Ist- Temperatur der in den Lufttrockner einströmenden Druckluft messen und diesen Messwert dem Steuergerät zur Verfügung stellen. Das Steuergerät kann auf der Basis des Sättigungspartialdrucks von Wasserdampf bei der gemessenen Ist-Temperatur der Druckluft eine geeignete Spülzykluszeit für das Entwässerungsventil berechnen und dessen Betätigung zum Entfernen des im Vorfilter angesammelten Wassers steuern.

Auch das Trocknungsmittel des Lufttrockners von solchen gattungsgemäßen Drucklufterzeugungsvorrichtungen muss immer wieder von der sich dort angesammelten Feuchtigkeit befreit werden, denn bei einer Sättigung der Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit seines Trocknungsmittels ist dieses nicht mehr in der Lage, aufgabengerecht zu arbeiten. Um diese Feuchtigkeit aus dem Lufttrockner zu beseitigen ist es bekannt, in einem sogenannten Regenerationsvorgang von der Drucklufterzeugungsvorrichtung erzeugte und in einem Druckmittelspeicher bevorratete trockene Druckluft zurück durch den Lufttrockner zu leiten. Hierbei nimmt die trockene Druckluft Feuchtigkeit aus dem Trocknungsmittel des Lufttrockners auf und transportiert diese nach außen in die Umgebung der Drucklufterzeugungsvorrichtung. Da diese Regenerationsvorgänge getrocknete Druckluft verbrauchen, welche beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eigentlich für die Betätigung von beispielsweise Bremsaktuatoren und/oder von Luftfederbälgen benötigt wird, sind zusätzliche Betriebszeiten des Kompressors notwendig, um auch für die Regenerationsvorgänge ausreichend Druckluft zu bevorraten. Dies ist jedoch mit einem zusätzlichen Energieverbrauch verbunden, welcher die Betriebskosten beispielsweise eines Kraftfahrzeugs erhöht und durch die Erzeugung von elektrischer Energie für den Elektromotor letztlich auch umweltschädliches CO2 in die Atmosphäre freisetzt.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drucklufterzeugungsvorrichtung mit einem Kompressor, einem Flüssigkeitskühlsystem und einem Lufttrockner vorzustellen, dessen Verbrauch von getrockneter Druckluft für die Regeneration eines Trocknungsmittels des Lufttrockners im Vergleich zu konventionellen gattungsgemäßen Drucklufterzeugungsvorrichtungen reduziert ist. Zudem soll dasjenige Regenerationsdruckluftvolumen ermittelbar sein, welches zu der jeweiligen Regeneration des Trocknungsmittels voraussichtlich benötigt wird. Außerdem soll ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Drucklufterzeugungsvorrichtung vorgestellt werden.

Die Lösung dieser Aufgabe wird mit einer Drucklufterzeugungsvorrichtung erreicht, welcher die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Ein unabhängiger Verfahrensanspruch definiert ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Drucklufterzeugungsvorrichtung. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den jeweils zugeordneten abhängigen Ansprüchen genannt.

Demnach betrifft die Erfindung zunächst eine Drucklufterzeugungsvorrichtung mit einem Steuer- und Regelgerät, mit einem von dem Steuer- und Regelgerät steuerbaren und regelbaren Elektromotor, mit wenigstens einem von dem Elektromotor antreibbaren Luftverdichter, mit einem Lufteinlass, über den Umgebungsluft in den zumindest einen Luftverdichter ansaugbar ist, mit wenigstens einem Luftkühler, welcher mit dem Ausgang des zumindest einen Luftverdichters verbunden ist, mit wenigstens einem Lufttrockner, welcher mit dem Ausgang des wenigstens einen Luftkühlers verbunden ist, mit einer Kühlmitteleinlassöffnung, über welche dem wenigstens einem Luftkühler und weiteren Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, mit einer Kühlmittelauslassöffnung, über welche erwärmtes Kühlmittel aus der Drucklufterzeugungsvorrichtung abführbar ist, und mit zumindest einem Temperatursensor, welcher mit dem Steuer- und Regelgerät über eine Daten- oder Sensorleitung verbunden ist.

Zur Lösung der die Vorrichtung betreffenden Aufgabe ist bei dieser Drucklufterzeugungsvorrichtung außerdem vorgesehen, dass der Temperatursensor zur Messung der Kühlmitteltemperatur vor dem Kühlmitteleingang oder hinter dem Kühlmittelausgang desjenigen Luftkühlers angeordnet ist, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die erste Erkenntnis zugrunde, dass die Druckluft nach dem Verlassen des letzten Luftkühlers und vor Erreichen des Lufttrockners abhängig von deren Temperatur eine bestimmte Menge an Wasser als Luftfeuchtigkeit transportiert. Wenn also die Temperatur der Druckluft nach dem Verlassen des letzten Luftkühlers vor dem Erreichen des Lufttrockners bekannt ist, kann berechnet werden, wie viel Wasser die Druckluft als Luftfeuchtigkeit mit sich trägt. Ist dann noch der Volumenstrom an Druckluft bei dem bisherigen Drucklufterzeugungsbetrieb sowie die Aufnahmefähigkeit des Trocknungsmittels im Lufttrockner bekannt, so kann berechnet werden, wie groß ein Regenerationsdruckluftvolumen sein muss, um in einer Betriebspause der Drucklufterzeugung in einem Regenrationsbetrieb das Trocknungsmittel mit trockener Regenerationsdruckluft zu trocknen.

Zur indirekten Messung der Temperatur der Druckluft ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass der Temperatursensor zur Messung der Kühlmitteltemperatur vor der Kühlmitteleinlassöffnung der Drucklufterzeugungsvorrichtung angeordnet ist. Hierdurch können die Messwerte eines Temperatursensors genutzt werden, welcher sich außerhalb des Bauraumes der Drucklufterzeugungsvorrichtung befindet. Sofern das Flüssigkeitskühlsystem einer solchen Drucklufterzeugungsvorrichtung ein am Fahrzeug sowieso vorhandenes Fahrzeugkühlsystem mit einem Temperatursensor mitbenutzt, muss bauraum- und kostensparend kein weiterer Temperatursensor für die Drucklufterzeugungsvorrichtung angeordnet sein.

Dann, wenn der genannte Temperatursensor jedoch im Bauraum der Drucklufterzeugungsvorrichtung integriert ist, kann vorgesehen sein, dass dieser unmittelbar vor dem Kühlmitteleingang desjenigen Luftkühlers angeordnet ist, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner angeordnet ist.

Alternativ dazu oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Temperatursensor zur Messung der Kühlmitteltemperatur hinter dem Kühlmittelausgang desjenigen Luftkühlers als nächste dann folgende Komponente angeordnet ist, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner angeordnet ist. Durch einen Vergleich der Kühlmitteltemperaturen vor und hinter diesem letzten Luftkühler kann ermittelt werden, wie viel Wärme dem Druckluftstrom an diesem Luftkühler entzogen wird. Diese Kenntnis kann dazu genutzt werden, eine Kühlmittelpumpe hinsichtlich deren Pumpleistung zu regeln.

Eine zweite Erkenntnis besteht darin, dass dann, wenn die Druckluft beim Eintritt in den Lufttrockner besonders kalt ist, diese vergleichsweise wenig Wasser in Form von Luftfeuchtigkeit mit sich trägt. Wenn es also gelingt, die Druckluft vor Erreichen des Lufttrockners möglichst stark abzukühlen, dann wird auch relativ wenig Wasser in das Trocknungsmittel des Lufttrockners eingetragen. Als direkte Folge davon wird in einer Pause des Drucklufterzeugungsbetriebs während eines Regenerationsbetriebs vergleichsweise wenig Regenerationsdruckluftvolumen benötigt, um das Trocknungsmittel des Lufttrockners zu trocknen.

Zur Nutzung dieser Erkenntnis sieht denn die Erfindung auch vor, dass derjenige Luftkühler, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner angeordnet ist, derartig angeordnet ist, dass dieser in Strömungsrichtung des Kühlmittels gesehen als erstes von dem Kühlmittel durchströmbar ist.

Das Wissen über die Temperatur der Druckluft nach dem Verlassen desjenigen Luftkühlers, der als letzter vor dem Lufttrockner im Druckluftstrom angeordnet ist, ist dabei von großer Bedeutung. Die hier vorgeschlagene indirekte Bestimmung der Temperatur der Druckluft an der genannten Stelle ist wie oben erläutert einfacher und kostengünstiger als die Messung der Drucklufttemperatur im Druckluftstrom zwischen dem erwähnten Luftkühler und dem Lufttrockner.

Gemäß einer weiteren Spezialisierung der Drucklufterzeugungsvorrichtung kann diese folgendes aufweisen: Einen Elektromotor, zwei von dem Elektromotor antreibbare und nacheinander wirksame Luftverdichter, einen Lufteinlass, über welchen mittels des ersten Luftverdichters Umgebungsluft ansaugbar ist, zwei Luftkühler zum Abkühlen der verdichteten Luft, welche als Zwischenkühler beziehungsweise als Nachkühler ausgebildet und anordnet sind, wobei der Eingang des Zwischenkühlers mit dem Ausgang des ersten Luftverdichters pneumatisch verbunden ist, wobei der Ausgang des Zwischenkühlers mit dem Eingang des zweiten Luftverdichters pneumatisch verbunden ist, wobei der Ausgang des zweiten Luftverdichters mit dem Eingang des Nachkühlers pneumatisch verbunden ist, und wobei der Ausgang des Nachkühlers mit dem Eingang eines Lufttrockners pneumatisch verbunden ist, sowie eine Kühlmitteleinlassöffnung, über welche dem Zwischenkühler und dem Nachkühler ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, und eine Kühlmittelauslassöffnung, über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist. Bei einer solchen Drucklufterzeugungsvorrichtung ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass der Nachkühler derartig angeordnet ist, dass dieser in Strömungsrichtung des Kühlmittels gesehen als erstes von dem Kühlmittel durchströmbar ist, und dass wenigstens ein Temperatursensor vorhanden ist, welcher zum Messen der Temperatur des Kühlmittels in Strömungsrichtung vor oder hinter dem Nachkühler angeordnet ist.

Bei dieser Drucklufterzeugungsvorrichtung sind die beiden genannten Erkenntnisse als Konstruktionsanweisungen berücksichtigt worden, nämlich als erstes die Anordnung eines Temperatursensors zur Messung der Kühlmitteltemperatur vor oder hinter demjenigen Luftkühler, hier also dem Nachkühler, welche als letzter im Druckluftstrom vor dem Lufttrockner angeordnet ist. Außerdem ist bei dieser Drucklufterzeugungsvorrichtung vorgesehen, dass das flüssige Kühlmittel zuerst den genannten Nachkühler erreicht und dort, soweit es das Kühlsystem zulässt, die Druckluft maximal möglich abkühlt, bevor diese den Lufttrockner erreicht.

Demnach wird in Abkehr von den bisher bekannten Bauformen ein Nachkühler als erstes von dem noch vergleichsweise kalten flüssigen Kühlmittel durchströmt, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft gesehen unmittelbar vor dem Lufttrockner angeordnet ist. Hierdurch wird die Druckluft so stark wie möglich abgekühlt, sodass in dieser Druckluft enthaltene Luftfeuchtigkeit teilweise schon vor dem Erreichen des Lufttrockners in Form von kleinen Wassertropfen ausfällt. Dieses Wasser wird dann beispielsweise von einem Wasserabscheider des Nachkühlers noch vor Erreichen des Lufttrockners aus der Druckluft entfernt. Eine geringe Menge von auskondensierten Wassertröpfchen kann von der vergleichsweise stark abgekühlten Druckluft über eine kurze Druckluftleitung bis hin zum Lufttrockner mitgeschleppt werden, in dessen eingangsseitigen Sammelbereich sich diese Wassertröpfchen sammeln und bei dem nächsten Regenerationsvorgang mit der aus dem Lufttrockner abströmenden Regenerationsdruckluft entfernt werden. Ist ein Wasserabscheider nicht vorhanden, werden alle vor dem Lufttrockner auskondensierten Wassertröpfchen bis hin zum eingangsseitigen Sammelbereich des Lufttrockners mitgeschleppt. Weil hierdurch bereits vor Erreichen des Trocknungsmittels des Lufttrockners vergleichsweise viel Feuchtigkeit aus der Druckluft entfernt wurde, wird der Lufttrockner anschließend weniger stark zum Trocknen der Druckluft benötigt. In dessen Folge braucht weniger häufig ein getrocknete Druckluft verbrauchender Regenerationsvorgang am Lufttrockner durchgeführt werden oder je Regenerationsvorgang wird eine geringere Druckluftmenge benötigt, welches den Vorrat an gespeicherter trockener Druckluft schont.

Gemäß einer Weiterbildung der geschilderten Drucklufterzeugungsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Elektromotor, ein den Betrieb des Elektromotors beeinflussender Wechselrichter, die beiden Luftverdichter, der Zwischenkühler, der Nachkühler, der Lufttrockner, ein Mehrkreisschutzventil, welches den Ausgang des Lufttrockners mit zumindest einem externen Druckluftspeicher und externen Druckluftverbrauchern pneumatisch verbindet, sowie ein Schalldämpfer zwar zusammenwirkend, jedoch in Bezug zueinander separat angeordnet sind.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass der Elektromotor, ein den Betrieb des Elektromotors beeinflussender Wechselrichter, die beiden Luftverdichter, der Zwischenkühler, der Nachkühler, der Lufttrockner, ein Mehrkreisschutzventil, welches den Ausgang des Lufttrockners mit zumindest einem externen Druckluftspeicher und externen Druckluftverbrauchern pneumatisch verbindet, sowie ein Schalldämpfer in oder an einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.

Die genannten Vorrichtungsbestandteile sind bei den beiden geschilderten Aufbauvarianten über die erwähnten und gegebenenfalls in dem Gehäuse angeordneten elektrischen, pneumatischen sowie hydraulischen Verbindungsleitungen in geeigneter Weise miteinander verbunden. Hierdurch ist die Drucklufterzeugungsvorrichtung äußerst kompakt aufgebaut, bei deren Herstellung einfach montierbar sowie leicht an einem Kraftfahrzeug, beispielsweise an einem Nutzfahrzeug, befestigbar.

In diesem Zusammenhang kann weiter vorgesehen sein, dass separat in oder an dem Gehäuse der Drucklufterzeugungsvorrichtung zusätzlich ein Steuer- und Regelgerät angeordnet ist, dass das Steuer- und Regelgerät über eine erste Steuerungsleitung mit dem Wechselrichter zur Steuerung des Elektromotors verbunden ist, dass das Steuer- und Regelgerät über eine zweite Steuerungsleitung mit einem 3/2-Wege- Magnetschaltventil verbunden ist, welches zum Öffnen oder Schließen einer den Druckluftspeicher und den Lufttrockner zumindest indirekt pneumatisch verbindenden Regenerationsleitung dient, und dass das Steuer- und Regelgerät über eine Sensorleitung mit dem Mehrkreisschutzventil verbunden ist.

Durch die zusätzliche Integration des Steuer- und Regelgeräts, des 3/2-Wege- Magnetschaltventils sowie der zugeordneten Steuerungsleitungen und der Regenerationsleitung in das Gehäuse der Drucklufterzeugungsvorrichtung beinhaltet dieses weitere der Drucklufterzeugungsvorrichtung zugeordnete Komponenten, welches das Gesamtsystem noch leichter handhabbar und am Kraftfahrzeug einfacher anschließbar macht. Daher kann eine solche Drucklufterzeugungsvorrichtung bei einer Störung einer ihrer Komponenten leicht als Ganzes von einem Nutzfahrzeug entfernt und einer Reparaturwerkstatt zugeführt werden, während am Kraftfahrzeug schnell und einfach eine neue Drucklufterzeugungsvorrichtung montiert wird. Da eine Drucklufterzeugungsvorrichtung gerade bei Nutzfahrzeugen eine betriebsnotwendige Vorrichtung ist, werden durch die geschilderte Vorgehensweise langdauernde Reparaturen vermieden und das Nutzfahrzeug schnell wieder in den Einsatz gebracht.

Um die Reparaturfähigkeit der Drucklufterzeugungsvorrichtung weiter zu verbessern und um schnelle Reparaturen zu ermöglichen, kann gemäß einer anderen Weiterbildung der Drucklufterzeugungsvorrichtung vorgesehen sein, dass diese aus vier Modulen aufgebaut ist, welche samt der zugehörigen pneumatischen, hydraulischen und elektrischen Leitungen in oder an dem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Hierbei sind in einem Kompressor-Modul der Elektromotor, der Wechselrichter, die beiden Luftverdichter sowie das Steuer- und Regelgerät angeordnet. Ein Druckluftkühl- Modul weist den Zwischenkühler und den Nachkühler auf, und in einem Trockner-Modul sind der Lufttrockner sowie das Mehrkreisschutzventil angeordnet. Weiter beinhaltet ein Schalldämpfer-Modul einen Schalldämpfer, wobei dieser Schalldämpfer ein schalldämpfendes Material enthält. Das schalldämpfende Material ist derartig ausgebildet, dass es auch von dem Lufttrockner abgeschiedene Wassertröpfchen aufnehmen und ebenso wie in den Schalldämpfer eingetragenes Spritzwasser zu einem Wasserauslass des Schalldämpfer-Moduls leiten kann. Außerdem ist bei dem Schalldämpfer-Modul wenigstens eine Regenerationsluftauslassöffnung zum Ableiten von Regenerationsdruckluft in die Umgebung ausgebildet. Bei bestimmten Anwendungsfällen kann auf die Integration dieses Schalldämpfer-Moduls verzichtet werden. Die Drucklufterzeugungsvorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung kann im Detail konstruktiv derartig ausgebildet sein, dass ein Ausgang des Lufttrockners über ein in Richtung zum Lufttrockner schließendes erstes Rückschlagventil mittels einer fünften Druckluftleitung verbunden ist, dass diese fünfte Druckluftleitung über das erwähnte Mehrkreisschutzventil zu dem wenigstens einen Druckluftspeicher sowie zu Druckluftverbrauchern führt, dass ein Regenerationsdrucklufteingang des Lufttrockners über ein in Richtung zum Regenerationsdrucklufteingang öffnendes zweites Rückschlagventil, eine Blende und einen ersten Leitungszweig mit dem Ausgang eines 3/2-Wege-Magnet- schaltventils verbunden ist, dass der Eingang dieses 3/2-Wege-Magnetschaltventils über eine Regenerationsdruckluftleitung mit der fünften Druckluftleitung verbunden ist, dass bei betätigtem 3/2-Wege-Magnetschaltventils dem Lufttrockner über dieses 3/2- Wege-Magentschaltventil, den ersten Leitungszweig, die Blende und das erste Rückschlagventil trockene Druckluft als Regenerationsdruckluft zuführbar ist, und dass ebenfalls bei betätigtem 3/2-Wege-Magnetschaltventils Regenerationsdruckluft dem pneumatischen Steuereingang eines 2/2-Wege-Schaltventils zuleitbar ist, welches einem Regenerationsluftausgang des Lufttrockners zugeordnet ist.

Ein Regenerationsvorgang am Lufttrockner wird demnach von dem Steuer- und Regelgerät veranlasst und maßgeblich mithilfe des 3/2-Wege-Magnetschaltventils gesteuert. Mittels des 3/2-Wege-Magnetschaltventils wird sowohl trockene Regenerationsdruckluft hin zu dem Lufttrockner geleitet, und gleichzeitig ein Steuerdruck zu einem Steuerdruckeingang des pneumatischen 2/2-Wege-Schaltventils zum Öffnen eines Regenerationsluftausgangs des Lufttrockners geführt. Dieser Steuerdruck wird von einem geringen Teil derjenigen Regenerationsdruckluft erzeugt, welche aus dem Druckluftspeicher kommend auch in den Lufttrockner zum Trocknen des dortigen Trocknungsmittels geleitet wird.

Eine andere Weiterbildung sieht vor, dass das druckgesteuerte 2/2-Wege-Schaltventil auch dem Sammelbereich des Lufttrockners zugeordnet ist, dessen pneumatischer Steuereingang über einen zweiten Leitungszweig mit dem Ausgang des 3/2-Wege- Magnetschaltventils verbunden ist. Das 2/2-Wege-Schaltventil ist derart ausgebildet, dass es im unbetätigten Zustand geschlossen ist. Das 2/2-Wege-Schaltventil ist zudem mittels zum Lufttrockner und über den zweiten Leitungszweig zugeführter Regenerationsdruckluft aus seiner Schließstellung in seine Offenstellung schaltbar. Bei geöffnetem 2/2-Wege-Schaltventil kann trockene Regenerationsdruckluft durch das Trocknungsmittel des Lufttrockners in einem Regenerationsdruckluftstrom geleitet werden. Die Regenerationsdruckluft ist nach dem Durchströmen des Trocknungsmittels in den Sammelbereich des Lufttrockners leitbar und kann dort angesammeltes, auskondensiertes Wasser mitreißen sowie über wenigstens einen Regenerationsluftausgang am Lufttrockner aus diesem entfernen.

Weiter kann vorgesehen sein, dass anstelle des 3/2-Wege-Magnetschaltventils zwei von dem Steuer- und Regelgerät ansteuerbare 2/2-Wege-Magnetschaltventile vorhanden sind, wobei das erste 2/2-Wege-Magnetschaltventil in Strömungsrichtung von Regenerationsdruckluft vor der Blende in dem ersten Leitungszweig angeordnet ist, wobei das zweite 2/2-Wege-Magnetschaltventil vor dem druckgesteuerten 2/2-Wege- Schaltventil in dem zweiten Leitungszweig angeordnet ist, und wobei die fünfte Druckluftleitung in Strömungsrichtung von Regenerationsdruckluft vor den beiden 2/2- Wege-Magnetschaltventilen direkt mit dem ersten Leitungszweig und direkt mit dem zweiten Leitungszweig verbunden ist.

Außerdem weist die Drucklufterzeugungsvorrichtung gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung einen Umgebungstemperatursensor auf, mit dem die Umgebungstemperatur messbar ist. Auch dieser Umgebungstemperatursensor ist über eine Daten- oder Sensorleitung mit dem Steuer- und Regelgerät verbunden. Die Ermittlung und Berücksichtigung der Umgebungslufttemperatur ist vorteilhaft, weil der Feuchtigkeitsgehalt der von der Drucklufterzeugungsvorrichtung ansaugbaren Umgebungsluft von der Lufttemperatur abhängt. Bei einer geringen Lufttemperatur kann deren Wassergehalt geringer sein als bei einer höheren Temperatur. Außerdem ist zu berücksichtigen, dass die Umgebungslufttemperatur die Temperatur desjenigen Druckluftspeichers und der darin gespeicherten Druckluft beeinflusst, aus dem im Regenerationsbetrieb ein Regenerationsdruckluftvolumen entnommen wird. Dadurch beeinflusst die Umgebungstemperatur auch die Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit der Regenerationsdruckluft beim Durchströmen des Trocknungsmittels des Lufttrockners. Bei den hier erwähnten Daten- oder Sensorleitungen kann es sich um Leitungen eines CAN-Bus handeln.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Drucklufterzeugungsvorrichtung mit den Merkmalen von wenigstens einem der Vorrichtungsansprüche und der vorstehenden Vorrichtungsbeschreibung. Gemäß dem Verfahren wird mittels des wenigstens einen Luftverdichters verdichtete Luft in wenigstens einem Luftkühler gekühlt. Die gekühlte Druckluft wird anschließend einem Lufttrockner zugeführt und dort getrocknet, um dann zu Druckluftverbrauchern und/oder wenigstens einem Druckluftspeicher geleitet zu werden. Während eines Regenerationsbetriebs der Drucklufterzeugungsvorrichtung wird zur Regeneration eines in dem Lufttrockner angeordneten Trocknungsmittels trockene Druckluft im Umfang eines dafür notwendigen Regenerationsdruckluftvolumens durch das Trocknungsmittel hindurchgeleitet sowie anschließend in die Umgebung abgeführt.

Hierbei ist vorgesehen, dass das zur Regeneration des Trocknungsmittels notwendige Regenerationsdruckluftvolumen zumindest in Abhängigkeit von derjenigen Temperatur berechnet wird, welche das Kühlmittel vor und/oder nach dem Durchströmen desjenigen Luftkühlers aufweist, der als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner angeordnet ist, und dass anschließend das derartig bestimmte Regenerationsdruckluftvolumen an trockner Druckluft durch den Lufttrockner geleitet wird.

Da die Wassermenge, welche die Druckluft als Luftfeuchtigkeit nach dem Passieren des letzten Luftkühlers hin zu dem Lufttrockner trägt, von der dortigen Drucklufttemperatur abhängt, mag es zunächst als unvorteilhaft erscheinen, das für einen Regenerationsbetrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung notwendige Regenerationsdruckluftvolumen nicht auf der Basis einer direkten Messung der Temperatur des Druckluftstroms vor dem Lufttrockner zu bestimmen.

Die hier vorgestellte Verfahrensweise hat jedoch den Vorteil, dass kein zusätzlicher Temperatursensor notwendig ist, um eine Aussage darüber zu erhalten, welche Temperatur die Druckluft vor Erreichen des Lufttrockners hat, und welchen Wassergehalt in Form von Luftfeuchtigkeit diese Druckluft mit sich trägt. Wie schon weiter vorne ausgeführt, wird heute in jedem Kraftfahrzeug mit einem Flüssigkeitskühlsystem die Kühlmitteltemperatur nach dem Verlassen von dessen Kühler mittels eines Temperatursensors gemessen und dessen Messwerte in dem Kraftfahrzeug für ein Vielzahl von Zwecken, beispielswiese über einen CAN-Datenbus, zur Verfügung gestellt. In Kenntnis der Temperatur des Kühlmittels direkt nach dem Verlassen des Fahrzeugkühlers oder unmittelbar vor dem erwähnten Luftkühler kann auf die Temperatur der Druckluft nach dem Verlassen dieses Luftkühlers indirekt geschlossen werden, ohne dafür einen gesonderten Temperatursensor zu benötigen.

Der Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung und insbesondere die Zufuhr des Kühlmittels werden dann so geregelt, dass die Kühlwirkung des letzten Luftkühlers vor dem Lufttrockner maximal groß ist. Hierdurch wird auch die Druckluft vor dem Lufttrockner maximal gekühlt, wodurch die Druckluft nur vergleichsweise wenig den Lufttrockner belastende Feuchtigkeit aufweist. In dessen Folge muss das Trocknungsmittel des Lufttrockners weniger häufig oder mit weniger Regenerationsdruckluftvolumen regeneriert werden.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass mittels eines ersten Temperatursensors die Kühlmitteltemperatur vor der Kühlmitteleinlassöffnung der Drucklufterzeugungsvorrichtung gemessen wird, und dass das für die Trocknung des Trocknungsmittels im Lufttrockner jeweils erforderliche Regenerationsdruckluftvolumen in Abhängigkeit von der gemessenen Kühlmitteltemperatur gesteuert und/oder geregelt durch den Lufttrockner geleitet wird.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass mittels eines zweiten Temperatursensors die Kühlmitteltemperatur unmittelbar vor dem Kühlmitteleingang desjenigen Luftkühlers gemessen wird, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner angeordnet ist, und dass das für die Trocknung des Trocknungsmittels im Lufttrockner jeweils erforderliche Regenerationsdruckluftvolumen in Abhängigkeit von der gemessenen Kühlmitteltemperatur gesteuert und/oder geregelt durch den Lufttrockner geleitet wird.

Weiter kann auch vorgesehen sein, dass mittels eines dritten Temperatursensors die Kühlmitteltemperatur hinter dem Kühlmittelausgang desjenigen Luftkühlers gemessen wird, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner angeordnet ist, und dass das für die Trocknung des Trocknungsmittels im Lufttrockner jeweils erforderliche Regenerationsdruckluftvolumen in Abhängigkeit von der gemessenen Kühlmitteltemperatur gesteuert und/oder geregelt durch den Lufttrockner geleitet wird.

Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung eines zur Trocknung des Trocknungsmittels des Lufttrockners optimal ausreichenden Regenerationsdruckluftvolumens sieht vor, dass die Temperatur eines zur Steuerung und Regelung des Elektromotors vorhandenen Wechselrichters gemessen wird, dass die gemessene Temperatur des Wechselrichters zur Berechnung der Kühlmitteltemperatur in demjenigen Luftkühler genutzt wird, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner angeordnet ist, und dass das für die Trocknung des Trocknungsmittels im Lufttrockner jeweils erforderliche Regenerationsdruckluftvolumen in Abhängigkeit von der so ermittelten Kühlmitteltemperatur gesteuert und/oder geregelt durch den Lufttrockner geleitet wird.

Als Temperatur des Wechselrichters kann die Temperatur von dessen Elektronik genutzt werden. Bei dieser Verfahrensvariante kann auf die Anordnung eines Temperatursensors im Bereich der Kühlmittelleitungen und/oder des genannten Luftkühlers kostensparend verzichtet werden.

Gemäß einer weiteren Spezialisierung des Verfahrens können die folgenden Verfahrensschritte vorgesehen sein: a) Ansaugen von Umgebungsluft mittels des ersten Luftverdichters, b) Vorverdichten der angesaugten Umgebungsluft in dem ersten Luftverdichter auf einen ersten Luftdruckwert, c) Kühlen eines Zwischenkühlers mit einem flüssigen Kühlmittel, d) Abkühlen der vorverdichteten Druckluft in dem Zwischenkühler, e) weiteres Verdichten der Druckluft auf einen zweiten, höheren Druckwert mittels eines zweiten Luftverdichters, f) Kühlen eines Nachkühlers mit dem flüssigen Kühlmittel, wobei der Nachkühler in Strömungsrichtung des Kühlmittels gesehen als erster Luftkühler von dem Kühlmittel hydraulisch erreicht wird, g) Abkühlen der in dem zweiten Luftverdichter weiter komprimierten Druckluft in dem Nachkühler, h) Trocknen der gekühlten Druckluft in einem Lufttrockner, i) Weiterleiten der gekühlten und getrockneten Druckluft an Druckluftverbraucher und/oder an zumindest einen Druckluftspeicher.

Diese Verfahrensschritte machen deutlich, dass die Druckluft, welche den zweiten Luftverdichter verlassen hat, bei dem Durchströmen des Nachkühlers soweit abgekühlt wird, wie dies das frisch zugeleitete flüssige Kühlmittel ermöglicht. Hierzu ist vorgesehen, dass das flüssige Kühlmittel nicht wie bei der Drucklufterzeugungsvorrichtung gemäß der DE 10 2039 139 424.6 zuerst zu einer Kühlvorrichtung des Elektromotors oder zum Zwischenkühler geleitet wird, um diese im Betrieb zu kühlen. Bei der hier vorgestellten Drucklufterzeugungsvorrichtung wird das Kühlmittel vielmehr zuerst zum Nachkühler geleitet, um diesen und in Folge davon auch die Druckluft so stark wie möglich zu kühlen. Hierdurch ist es verfahrensgemäß möglich, die erzeugte Druckluft vor Erreichen des Lufttrockners so stark abzukühlen, dass möglichst viel Feuchtigkeit aus der Druckluft abgeschieden und abgeleitet wird.

Um auch andere Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung mit dem flüssigen Kühlmittel zu kühlen sind in Ergänzung des genannten Verfahrens die folgenden weiteren Verfahrensschritte vorgesehen: j) Weiterleiten des flüssigen Kühlmittels von dem Nachkühler zu dem Zwischenkühler, k) Weiterleiten des flüssigen Kühlmittels von dem Zwischenkühler zu einer Kühlvorrichtung des Elektromotors, l) Weiterleiten des flüssigen Kühlmittels von der Kühlvorrichtung des Elektromotors zu einer Kühlvorrichtung des zweiten Luftverdichters, m) Weiterleiten des flüssigen Kühlmittels von der Kühlvorrichtung des zweiten Luftverdichters zu einer Kühlvorrichtung des Wechselrichters, n) Weiterleiten des flüssigen Kühlmittels von der Kühlvorrichtung des Wechselrichters zu einer Kühlvorrichtung des ersten Luftverdichters, o) Weiterleiten des flüssigen Kühlmittels von der Kühlvorrichtung des ersten Luftverdichters zu einer externen Kühlvorrichtung. Neben der Führung des Kühlmittels, insbesondere zuerst zum Nachkühler, und der Führung der Druckluft in der Drucklufterzeugungsvorrichtung ist die Regeneration des Trocknungsmittels des Lufttrockners besonders wichtig. Bei dieser Regeneration wird das Trocknungsmittel, welches in vorherigen Trocknungsvorgängen Luftfeuchtigkeit aus der angelieferten Druckluft entfernt und nun seine Trocknungsfähigkeit stark verringert hat, von zwischengespeicherter trockener Druckluft in entgegengesetzter Richtung durchströmt. Dabei übernimmt die Druckluft Wasser aus dem Trocknungsmittel und strömt mit diesem beladen aus dem Lufttrockner hinaus in die Umgebung. Die Häufigkeit, mit der solche Regenerationsvorgänge vorgenommen werden müssen und das für diese Regenerationsvorgänge notwendige Druckluftvolumen beeinflussen im Betrieb eines Fahrzeugs den Bedarf an von der Drucklufterzeugungsvorrichtung zu erzeugender Druckluft. Da bei der oben beschriebenen Kühlung der Druckluft bereits im Nachkühler Wasser aus der Druckluft ausgeschieden wird, gelangt dieses als Wasserfilm oder als kleine Tröpfchen mit der zum Lufttrockner geleiteten Druckluft in dessen Eingangsbereich, aus dem es in die Umgebung abgeführt wird.

Es kann aber genauso gut vorgesehen sein, dass der zeitliche Abstand zwischen zwei Regenerationsvorgängen zur Trocknung des Trocknungsmittels des Lufttrockners in Abhängigkeit von derjenigen Temperatur des Kühlmittels gesteuert und/oder geregelt wird, welche das Kühlmittel am Ausgang der externen Kühlvorrichtung oder am Eingang des Nachkühlers hat.

Da die Temperatur des Kühlmittels entscheidend dafür ist, wie viel Wasser bereits am Nachkühler aus der zu diesem zugeführter Druckluft auskondensiert ist, bewirkt eine vergleichsweise niedrige Kühlmitteltemperatur eine vergleichsweise große Wasserabscheidung aus der Druckluft bereits am Nachkühler, welches von dort abgeleitet wird. In dessen Folge wird das Trocknungsmittel des Lufttrockners weniger stark belastet, sodass das Regenerationsdruckluftvolumen geringer oder zum Beispiel der zeitliche Abstand zwischen zwei Regenerationsvorgängen größer sein kann als bei einer vergleichsweise hohen Kühlmitteltemperatur.

Auch die Umgebungstemperatur eines Fahrzeugs ist bei der Durchführung von Regenerationsvorgängen der beschriebenen Art zu beachten, denn die einem Druckluftspeicher gespeicherte Druckluft nimmt nach einiger Zeit über die Wandung des Druckluftspeichers die Umgebungstemperatur an. Da die in diesem Druckluftspeicher gespeicherte Druckluft auch für die Regeneration des Trocknungsmittels im Lufttrockner genutzt wird und die Drucklufttemperatur die Wasserspeicherfähigkeit auch der Regenerationsdruckluft bestimmt, ist die Kenntnis der Umgebungstemperatur für die Bestimmung des notwendigen Regenerationsdruckluftvolumens von Bedeutung.

Daher kann bei dem Verfahren, bei dem zur Regeneration eines in dem Lufttrockner angeordneten Trocknungsmittels zuvor getrocknete und zwischengespeicherte Druckluft als Regenerationsdruckluft in entgegengesetzter Richtung durch den Lufttrockner geleitetet wird, vorgesehen sein, dass das für die Trocknung des Trocknungsmittels jeweils erforderliche Regenerationsdruckluftvolumen in Abhängigkeit von der durchschnittlichen Umgebungstemperatur gesteuert und/oder geregelt wird.

Ebenso kann bei diesem Verfahren vorgesehen sein, dass der zeitliche Abstand zwischen zwei Regenerationsvorgängen zur Trocknung des Trocknungsmittels des Lufttrockners in Abhängigkeit von der durchschnittlichen Umgebungstemperatur gesteuert und/oder geregelt wird. Der Durchschnittwert der Umgebungstemperatur kann dabei über einen vorbestimmten Zeitraum ermittelt werden.

Beispielsweise dann, wenn aufgrund der aktuellen Fahrsituation und/oder sich schnell ändernden Umgebungsbedingungen sowohl die Umgebungstemperatur als auch die Kühlmitteltemperatur sich schnell ändern, kann vorgesehen sein, dass das für die Trocknung des Trocknungsmittels jeweils erforderliche Regenerationsdruckluftvolumen oder die Dauer und/oder Häufigkeit der Regenerationsvorgänge in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Umgebungstemperatur sowie der Kühlmitteltemperatur gesteuert und geregelt wird.

Bei einer ungeregelten Steuerung der Regeneration des Trocknungsmittels des Lufttrockners ist gemäß einer anderen Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben der vorgestellten Drucklufterzeugungsvorrichtung vorgesehen, dass ein im Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung maximal zu erwartender Temperaturwert des Kühlmittels bestimmt wird, dass dieser Wert der Kühlmitteltemperatur als Grundlage für die Ermittlung eines maximalen Regenerationsdruckluftvolumens dient, und dass ein diesbezüglicher Regenerationsvorgang für das Trocknungsmittel mit diesem maximalen Regenerationsdruckluftvolumen durchgeführt wird.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt, welche in deren einzigen Figur eine Drucklufterzeugungsvorrichtung mit den Merkmalen einer Erfindung zeigt. In dieser schematischen Zeichnung sind pneumatische Leitungen, welche Luft oder Druckluft führen, mit durchgezogener Linie dargestellt. Hydraulische Leitungen, welche ein flüssiges Kühlmittel transportieren, sind mit gestrichelter Linie dargestellt und elektrische Leitungen mit gepunkteter Linie.

Die Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 weist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein geschlossenes, aber auch zu öffnendes Gehäuse 6 auf, in dem die Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 in Module zusammengefasst sind, welche hintereinander angeordnet sind. So ist der Kompressor 4, aufweisend einen Elektromotor 24 samt zwei Antriebswellen 30, 32, einen Wechselrichter 26, einen ersten Luftverdichter 16, einen zweiten Luftverdichter 18 sowie ein Steuer- und Regelgerät 28 in einem Kompressor-Modul 90 angeordnet. Dahinter ist in dem Gehäuse 6 ein Druckluftkühlmodul 92 angeordnet, welches einen Zwischenkühler 20 und einem Nachkühler 22 aufweist. Diese beiden Luftkühler 20, 22 dienen zum Kühlen der mittels des Kompressors 4 erzeugten Druckluft. Hierfür nutzen die beiden Luftkühler 20,22 ein flüssiges Kühlmittel, welches von einer externen Kühlvorrichtung 82 zugeführt wird. Bei dieser externen Kühlvorrichtung 82 handelt es sich in dem gewählten Beispiel um eine Kühlvorrichtung eines Nutzfahrzeugs mit einem geeigneten, hier nicht dargestellten Wärmetauscher. Die Menge des sekündlich durch die kühlbaren Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 hindurch geleiteten flüssigen Kühlmittels kann mittels einer regelbaren Kühlmittelpumpe eingestellt werden, welche mit dem Steuer- und Regelgerät 28 ansteuerbar verbunden ist.

Nachfolgend ist in dem Gehäuse 6 ein Trockner-Modul 94 vorhanden, in dem ein Lufttrockner 40 sowie in dem dargestellten Beispiel vorteilhafterweise ein Mehrkreisschutzventil 50 angeordnet sind. Der Lufttrockner 40 enthält ein Trocknungsmittel 41 , mit dem der zu dem Lufttrockner 40 geführten Druckluft Luftfeuchtigkeit entzogen werden kann. Das Trocknungsmittel 41 kann diese Feuchtigkeit an trockene Luft wieder abgeben, nämlich dann, wenn bei einem Regenerationsvorgang trockene Druckluft in entgegengesetzter Richtung durch den Lufttrockner 40 geleitet wird. Das Mehrkreisschutzventil 50 muss nicht Bestandteil des Trockner-Moduls 94 sein, dessen Anordnung im gemeinsamen Gehäuse 6 ist jedoch vorteilhaft. Mittels des Mehrkreisschutzventil 50 ist es möglich, von dem Lufttrockner 40 abgegebene Druckluft an unterschiedliche Druckluftverbraucher 51 , 52 und/oder an einen Druckluftspeicher 45 selektiv abzugeben. Ergänzend sei erwähnt, dass die zu den Druckluftverbrauchern 51 , 52 führende sechste Druckluftleitung DL6 und siebte Druckluftleitung DL7 auf dem Weg dorthin auch mit anderen Druckluftspeichern verbunden sein können. Ebenso kann an den dargestellten Druckluftspeicher 45 zumindest ein weiterer, nicht dargestellter Druckluftverbraucher angeschlossen sein.

Schließlich weist die Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 ein Schalldämpfer-Modul 96 auf, welches als Schalldämpfer 43 ausgebildet ist, der ein schalldämpfendes Material 44 enthält. Dieses schalldämpfende Material 44 ist in der Lage, Schallemission zu dämpfen, welche während eines Regenerationsvorgangs beim Ablassen von feuchtigkeitsbeladener Druckluft aus dem Lufttrockner 40 entsteht. Das Schalldämpfer- Modul 96 weist dafür eine Mehrzahl von Regenerationsluftauslassöffnungen auf, von denen lediglich eine Regenerationsluftauslassöffnung 34 dargestellt ist, über welche Abluft AL in die Umgebung abgegeben werden kann. Außerdem weist das Schalldämpfer-Modul 96 oder der Schalldämpfer 43 an seiner tiefsten Stelle wenigstens eine Wasserauslassöffnung 36 auf, durch welche in dem Lufttrockner 40 im Normalbetrieb aus der Druckluft abgeschiedene Wassertröpfchen und/oder durch die Regenerationsluftauslassöffnung 34 eingedrungenes Spritzwasser über einen sich ausbildenden Wasserabscheidepfad 80 entfernt werden können. Das Schalldämpfer-Modul 96 oder zumindest dessen Schalldämpfer 43 kann leicht auswechselbar in oder an dem Gehäuse 6 befestigt sein.

Die Komponenten der vier geschilderten Module 90, 92, 94, 96 sind über pneumatische, hydraulische und elektrische Leitungen soweit notwendig verbunden, worauf bei der Schilderung des Verfahrens zum Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 noch gesondert eingegangen wird. Die Funktionsweise und das Zusammenwirken der Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 sind wie folgt:

Der Betrieb des Kompressors 4 wird mittels des schon erwähnten Steuer- und Regelgerätes 28 gesteuert und geregelt. Das Steuer- und Regelgerät 28 ist über eine Niederspannungsleitung 57 mit einer nicht weiter dargestellten Niederspannungsquelle, mit einer Daten- oder Sensorleitung 59 eines fahrzeugeigenen Datenkommunikationssystems, wie beispielsweise einem CAN-Bus, und mit wenigstens einer Sensorleitung 54 verbunden. Die Sensorleitung 54 führt zu einem am Wechselrichter 26 angeordneten Sensor, beispielsweise ein nicht dargestellter Temperatursensor. Dieser Sensor wird ebenfalls über die Niederspannungsleitung 57 mit einer elektrischen Spannung versorgt. Der den Betrieb der Elektromaschine 24 beeinflussende Wechselrichter 26 steht über eine Hochspannungsleitung 58 mit der nicht gesondert dargestellten elektrischen Spannungsquelle in Verbindung.

Zum Starten und zum Betrieb des Elektromotors 24 des Kompressors 4 wird dieser mittels des Steuer- und Regelgeräts 28 und des Wechselrichters 26 in gewünschter Weise angesteuert. Dadurch werden die beiden Antriebswellen 30, 32 des Elektromotors 24 in Drehbewegung versetzt. Die erste Antriebswelle 30 ist mit dem ersten Luftverdichter 16 und die zweite Antriebswelle 32 mit dem zweiten Luftverdichter 18 antriebswirksam verbunden. Bei den beiden Luftverdichtern 16, 18 handelt es sich um an sich bekannte Spiralverdichter. Der erste Luftverdichter 16 ist eingangsseitig über eine Lufteinlassöffnung 8 im Gehäuse 6 mit der Umgebungsluft L verbunden. Beim Betrieb des ersten Luftverdichters 16 saugt dieser Umgebungsluft L an und verdichtet diese zu Druckluft mit einem ersten Luftdruckwert.

Der erste Luftverdichter 16 ist ausgangsseitig über eine erste Druckluftleitung DL1 , den Zwischenkühler 20 und dann über eine zweite Druckluftleitung DL2 mit dem Eingang des zweiten Luftverdichters 18 pneumatisch verbunden. Der Zwischenkühler 20 kühlt die vorkomprimierte Druckluft ab, wobei gegebenenfalls Wasser auskondensiert und abgeführt wird. In dem zweiten Luftverdichter 18 wird die abgekühlte Druckluft dann auf einen gewünschten zweiten, höheren Luftdruckwert weiter komprimiert und anschließend über eine dritte Druckluftleitung DL3 dem schon erwähnten Nachkühler 22 zugeführt. In dem Nachkühler 22 wird die Druckluft weiter abgekühlt. Dabei kondensiert Wasser aus der Druckluft.

Von dem Ausgang des Nachkühlers 22 gelangt die abgekühlte und noch restfeuchte Druckluft über eine vierte Druckluftleitung DL4 zu einem eingangsseitigen Sammelbereich 49 des Lufttrockners 40. Auch das bereits kondensierte Wasser gelangt in Form von mitgerissenen kleinen Tröpfchen oder als Wasserfilm zu diesem Sammelbereich 49 des Lufttrockners 40. Von dort wird das Wasser bei einem späteren Regenerationsvorgang über den Regenerationsluftausgang 42 des Lufttrockners 40 aus diesem ausgeschieden. Dadurch gelang das kondensierte Wasser nicht in das Trocknungsmittel 41 des Lufttrockners 40, wie dies auch die einzige Zeichnungsfigur mit kleinen Tröpfchen schematisch veranschaulicht. Die auf diese Weise zum Teil entwässerte und noch restfeuchte Druckluft gelangt von der kurzen vierten Druckluftleitung DL4 kommend in das Trocknungsmittel 41 des Lufttrockners 40, durchströmt dieses Trocknungsmittel 41 in einem Trocknungsluftstrom 23 und wird dort getrocknet. Das Trocknungsmittel 41 ist in der Lage, der angelieferten Druckluft Luftfeuchtigkeit zu entziehen und bei einem späteren Regenerationsvorgang wieder an trockene Luft abzugeben.

Die getrocknete Druckluft verlässt den Lufttrockner 40 anschließend über ein in Richtung zum Lufttrockner 40 absperrendes federbelastetes erstes Rückschlagventil 29, welches in Richtung zum Lufttrockner absperrt, und gelangt dann in eine fünfte Druckluftleitung DL5. Diese fünfte Druckluftleitung DL5 führt zu dem Mehrkreisschutzventil 50, welches zumindest mittelbar von dem Steuer- und Regelgerät 28 gesteuert wird. Hierzu ist das Mehrkreisschutzventil 50 über eine Sensorleitung 56 mit dem Steuer- und Regelgerät 28 verbunden. Über das Mehrkreisschutzventil 50 kann die getrocknete Druckluft beispielsweise durch die schon erwähnte sechste Druckluftleitung DL6 und eine Druckluftauslassöffnung 10 im Gehäuse 6 zu dem ersten Druckluftverbraucher 51 sowie über die erwähnte siebte Druckluftleitung DL7 zu dem zweiten Druckluftverbraucher 52 geleitet werden. Über eine achte Druckluftleitung DL8 kann das Mehrkreisschutzventil 50 getrocknete Druckluft zu dem wenigstes einen Druckluftspeicher 45 leiten. Über den Druckluftspeicher 45 können auch andere, nicht dargestellte Druckluftverbraucher und/oder Druckluftspeicher bei Bedarf mit Druckluft versorgt werden. Die in dem Druckluftspeicher 45 gespeicherte Druckluft kann bei Bedarf auch über das Mehrkreisschutzventil 50 anderen Druckluftverbrauchern zugeführt oder für eine Regeneration des Trocknungsmittels 41 des Lufttrockners 40 in die fünfte Druckluftleitung DL5 zurück geführt werden.

Wenn ein vorbestimmter Luftdruck bei den Druckluftverbrauchern 51 , 52 und im dem wenigstens einen Druckluftspeicher 45 eingestellt sowie der Elektromotor 24 des Kompressor-Moduls 90 abgeschaltet ist, kann das in dem Lufttrockner 40 angeordnete und mit Feuchtigkeit gesättigte Trocknungsmittel 41 regeneriert, also von dem dort gespeicherten Wasser befreit werden. Hierzu weist die Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 eine Regenerationsleitung DL5a auf. Diese Regenerationsleitung DL5a ist über die fünfte Druckluftleitung DL5 zumindest mit der zu dem Druckluftspeicher 45 führenden achten Druckluftleitung DL8 sowie mit dem Lufttrockner 40 verbunden. In der Regenerationsleitung DL5a ist ein 3/2-Wege-Magnetschaltventil 72 angeordnet, welches von dem Steuer- und Regegerät 28 ansteuerbar ist, und mit diesem über eine Steuerungsleitung 55 verbunden ist.

Im nicht betätigten Zustand des 3/2-Wege-Magnetschaltventils 72 ist die Regenerationsleitung DL5a geschlossen, sodass keine Druckluft über das Mehrkreisschutzventil 50 von dem Druckluftspeicher 45 zu dem Lufttrockner 40 gelangen kann. Zur Durchführung eines Regenerationsbetriebs des Lufttrockners 40 wird das 3/2-Wege- Magn et- schaltventil 72 betätigt, in dessen Folge die Regenerationsleitung DL5a geöffnet ist. Dadurch gelangt ein Teil der getrockneten Druckluft von dem Druckluftspeicher 45 durch einen ersten Leitungszweig DL5b der Regenerationsleitung DL5a zu einer Blende 75. Dort wird die getrocknete Druckluft entspannt, wodurch diese ein größeres Volumen einnimmt. Anschließend passiert die Druckluft ein zweites federbelastetes Rückschlagventil 76 und gelangt danach über einen Regenerationsdrucklufteingang 70 in den Lufttrockner 40. Die entspannte Druckluft durchströmt dann den Lufttrockner 40 und das dort angeordnete Trocknungsmittel 41 in einem Regenerationsdruckluftstrom 77, sofern ein druckgesteuertes, als Ablassventil fungierendes druckgesteuertes 2/2-Wege-Schaltventil 39 am Sammelbereich 49 des Lufttrockners 40 geöffnet ist. Zur Betätigung dieses druckgesteuerten 2/2-Wege-Schaltventils 39 wird ein anderer Teil der getrockneten Druckluft hinter dem Ausgang des 3/2- Wege- Magnetschaltventils 72 durch einen zweiten Leitungszweig DL5c zu diesem druckgesteuerten 2/2- Wege-Schaltventil 39 geleitet. Das druckgesteuerte 2/2-Wege-Schaltventil 39 ist so aufgebaut, dass es in seiner unbetätigten Schaltstellung eine Verbindung von dem Sammelbereich 49 des Lufttrockners 40 hin zu einem Regenerationsluftausgang 42 des Lufttrockners 40 verschließt und im betätigten Schaltzustand öffnet. Demnach ist das druckgesteuerte 2/2-Wege-Schaltventil 39 geöffnet, wenn auch das 3/2-Wege- Magnetschaltventil 72 in seine Öffnungsstellung geschaltet wurde.

Gemäß einer dazu alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass anstelle des 3/2- Wege-Magnetschaltventils 72 zwei von dem Steuer- und Regelgerät 28 ansteuerbare 2/2-Wege-Magnetschaltventile vorhanden sind. Diese beiden 2/2-Wege-Magnetschalt- ventile sind in der Zeichnung nicht dargestellt, deren Anordnung ist für einen Fachmann anhand der folgenden Beschreibung jedoch leicht nachvollziehbar. Das erste 2/2-Wege- Magnetschaltventil ist in Strömungsrichtung der Regenerationsdruckluft vor der Blende 75 in dem ersten Leitungszweig DL5b angeordnet und das zweite 2/2-Wege-Magnet- schaltventil ist vor dem druckgesteuerten 2/2-Wege-Schaltventil 39 in dem zweiten Leitungszweig DL5c angeordnet. Zudem ist hierbei die fünfte Druckluftleitung DL5 in Strömungsrichtung von Regenerationsdruckluft vor den beiden 2/2-Wege-Magnetschalt- ventilen direkt mit dem ersten Leitungszweig DL5b und direkt mit dem zweiten Leitungszweig DL5c verbunden.

Sobald diese beiden 2/2-Wege-Magnetschaltventile in deren Öffnungsstellung geschaltet sind, kann bei dadurch ebenfalls geöffnetem druckgesteuerten 2/2-Wege- Schalt- ventil 39 trockene Regenerationsdruckluft durch den Lufttrockner 40 in den Schalldämpfer 43 geleitet werden, um das Trocknungsmittel 41 zu trocknen.

Mittels dieses Aufbaus kann zudem bei geschlossenem ersten 2/2-Wege-Magnetschalt- ventil, geöffnetem zweiten 2/2-Wege-Magnetschaltventil und dadurch geöffnetem druckgesteuerten 2/2-Wege-Schaltventil 39 der Sammelbereich 49 des Lufttrockners 40 durch über den Nachkühler 22 zugeleiteter Druckluft vorteilhaft von dort angesammeltem Wasser W befreit werden. Bei druckgesteuert geöffnetem 2/2-Wege-Schaltventil 39 durchströmt die entspannte Druckluft das Trocknungsmittel 41 in dem erwähnten Regenerationsdruckluftstrom 77 in Richtung zum Schalldämpfer 43. Dabei wird dem Trocknungsmittel 41 Feuchtigkeit entzogen. Die auf diese Weise mit Feuchtigkeit angereicherte Druckluft sowie das zuvor schon kondensierte und im Sammelbereich 49 des Lufttrockners 40 angesammelte Wasser verlässt den Lufttrockner 40 anschließend über dessen Regenerationsluftausgang 42 und gelangt so in den Schalldämpfer 43.

Die feuchte Abluft AL durchströmt dann das in dem Schalldämpfer 43 angeordnete schalldämpfende Material 44 über einen Abluftpfad 78 hin zu der wenigstens einen Regenerationsluftauslassöffnung 34 des Schalldämpfers 43 der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2. Wassertröpfchen, die sich gegebenenfalls in dem Regenerationsdruckluftstrom gebildet haben oder sich in dem schalldämpfenden Material 44 des Schalldämpfers 43 beim Durchströmen des Regenerationsdruckluftstroms dort bilden, sowie das kondensierte Wasser aus dem Sammelbereich 49 des Lufttrockners 40, fließen in dem Schalldämpfer 43 über den schon erwähnten Wasserabscheidepfad 80 hin zu der wenigstens einen Wasserauslassöffnung 36 des Schalldämpfers 43. Die Wasserauslassöffnung 36 des Schalldämpfers 43 dient aber auch dazu, über die wenigstens eine Regenerationsluftauslassöffnung 34 in den Schalldämpfer 43 gegebenenfalls eingedrungenes Spritzwasser wieder zu entfernen.

Der Regenerationsvorgang wird beendet, wenn ein vorbestimmt ausreichend großes Regenerationsdruckluftvolumen durch das Trocknungsmittel 41 des Lufttrockners 40 geströmt ist, um diesen für eine weitere Lufttrocknungsphase nutzen zu können.

Von großer Bedeutung für den erfindungsgemäßen Aufbau der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 ist der Strömungsweg des von der externen Kühlvorrichtung 82 zugeführten flüssigen Kühlmittels. Dieses Kühlmittel wird in der externen Kühlvorrichtung 82 auf eine vorbestimmte Temperatur abgekühlt und über eine Kühlmittelzuführleitung Kin der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 zugeführt. Die Kühltätigkeit der externen Kühlvorrichtung 82 wird mit einem Steuer- und Regelgerät 28 gesteuert und geregelt. Bei einer bevorzugten Regelung der Temperatur des Kühlmittels wird die aktuelle Ist-Temperatur des Kühlmittels mit einem ersten Temperatursensor 73 am Ausgang der Kühlvorrichtung 82 gemessen, und die Kühlmitteltemperatur dann auf einen vorgegebenen Sollwert der Kühlmitteltemperatur geregelt. Der erste Temperatursensor 73 steht dazu über die Daten- und/oder Sensorleitung 59 des CAN-Bus mit dem Steuer- und Regelgerät 28 in Verbindung.

Das Kühlmittel gelangt von der externen Kühlvorrichtung 82 durch eine Kühlmitteleinlassöffnung 12 in die Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 und in das Druckluftkühlmodul 92. Anschließend strömt das Kühlmittel durch eine erste Kühlmittelleitung KL1 in den Nachkühler 22 hinein, um dort die von dem Kompressor 4 erzeugte Druckluft soweit wie möglich abzukühlen. Da das Kühlmittel als erstes in den Nachkühler 22 geleitet wird, kann die niedrigste Temperatur des Kühlmittels genutzt werden, welche dieses innerhalb der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 hat. Hierdurch wird die Druckluft vor deren Eintritt in den Lufttrockner 40 vergleichsweise stark abgekühlt, in dessen Folge ein Teil der mitgeführten Luftfeuchtigkeit auskondensiert und zumindest teilweise in dem Nachkühler 22 abgeschieden wird. Das auskondensierte Wasser wird auch in den Sammelbereich 49 des Lufttrockners 40 geleitet und von dort direkt oder über den Schalldämpfer 43 in die Umgebung abgeführt. Durch diesen Vorgang wird der Druckluft bereits vor deren Erreichen des Lufttrockners 40 viel Feuchtigkeit entzogen. Dies umso mehr, je niedriger die Temperatur des Kühlmittels ist.

Als Folge davon muss das Trocknungsmittel 41 des Lufttrockners 40 im Vergleich mit konventionellen Drucklufterzeugungsvorrichtungen weniger häufig in Regenerationsvorgängen getrocknet werden, oder solche Regenerationsvorgänge können mit einem geringeren Volumen von Regenerationsdruckluft als üblich durchgeführt werden. Hierdurch steht mehr von der in dem Druckluftspeicher 45 gespeicherten trockenen Druckluft für die Druckluftverbraucher 51 , 52 zur Verfügung, sodass der Elektromotor 24 des Kompressors 4 der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 weniger häufig in Betrieb sein muss. Im Ergebnis wird dadurch beispielsweise bei der Anordnung und dem Betrieb einer solchen Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 in einem Fahrzeug der Verbrauch von elektrischer Energie reduziert, welches die Abgasemission des Fahrzeugs und damit dessen CC -Ausstoß verringert. Die Häufigkeit der Regenerationsvorgänge beziehungsweise das jeweils erforderliche Regenerationsdruckluftvolumen kann demnach umso kleiner sein, je niedriger die Temperatur des Kühlmittels am Eingang des Nachkühlers 22 ist. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Regelung der Betätigungshäufigkeit und/oder die Regelung der Betätigungsdauer des 3/2-Wege-Magnetschaltventils 72 mittels des Steuer- und Regelgeräts 28 auch in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels erfolgt. Hierzu ist, wie schon kurz erwähnt, gemäß dem in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich des Ausgangs der externen Kühlvorrichtung 82 beziehungsweise im Bereich an der Kühlmitteleinlassöffnung 12 ein erster Temperatursensor 73 angeordnet, mittels dem die Temperatur des flüssigen Kühlmittels messbar ist. Üblicherweise ist ein solcher Temperatursensor 73 bereits ein Bestandteil der Kühlvorrichtung 82. Die so gewonnenen Temperaturmesswerte sind über die erwähnte Daten- und/oder Sensorleitung 59 an das Steuer- und Regelgerät 28 leitbar. Das Steuer- und Regelgerät 28 steuert und regelt dann unter der Berücksichtigung der aktuellen Kühlmitteltemperatur die Regeneration des Trocknungsmittels 41 des Lufttrockners 40 direkt über die Betätigungshäufigkeit und/oder die Betätigungsdauer des 3/2-Wege-Magnetschaltventils 72 sowie mittelbar mittels des druckgesteuerten 2/2- Wege-Schaltventils 39.

Wie die einzige Figur als dazu alternative Lösung zeigt, kann die Temperatur des Kühlmittels auch am Kühlmitteleingang des Nachkühlers 22 mittels eines zweiten Temperatursensors 73‘ und/oder am Kühlmittelausgang des Nachkühlers 22 mittels eines dritten Temperatursensors 73“ gemessen werden, welche ebenfalls über die Daten- und/oder Sensorleitung 59 mit dem Steuer- und Regelgerät 28 verbunden sind. Die Daten- und/oder Sensorleitung 59, welche mit dem jeweiligen Temperatursensor 73‘, 73“ verbunden ist, kann auch anders als in der einzigen Figur dargestellt, komplett innerhalb der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 angeordnet sein.

Bei einer solchen Regelung ist auch zu beachten, dass die Temperatur des Kühlmittels im Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 schwanken kann. Dies kann durch unterschiedliche Lastzustände des Fahrzeugs und seiner Systeme und/oder durch sich schnell ändernde Umgebungstemperaturen verursacht sein. Da für die Regelung der erwähnten externen Kühlvorrichtung 82 die aktuelle Temperatur des Kühlmittels mit dem ersten Temperatursensor 73 bei den allermeisten Fahrzeugen sowieso gemessen wird, steht deren jeweils aktueller Wert dem Steuer- und Regelgerät 28 über die bereits erwähnte Daten- und/oder Sensorleitung 59 des CAN-Bus zur Verfügung. Auf der Basis des aktuellen Wertes der Temperatur des Kühlmittels kann das Steuer- und Regelgerät 28 daher jederzeit die Betätigungsdauer des 3/2-Wege-Magnetschaltventils 72 und damit die Häufigkeit sowie die Dauer eines Regenerationsvorgangs am Trockner 40 temperaturabhängig schnell steuern und regeln.

Da bei den meisten heute im Verkehr befindlichen Fahrzeugen auch die Umgebungstemperatur des Fahrzeugs mittels eines Umgebungstemperatursensors 74 gemessen und mit einem Anzeigeelement angezeigt wird, steht auch die Umgebungstemperatur für die Steuerung und Regelung der Betätigungsdauer des 3/2- Wege-Magnetschalt- ventils 72 und damit für die Steuerung und Regelung der Häufigkeit sowie der Dauer eines Regenerationsvorgangs am Lufttrockner 40 dem Steuer- und Regelgerät 28 über die Daten- und/oder Sensorleitung 59 des CAN-Bus zur Verfügung.

Die Umgebungstemperatur des Fahrzeugs ist für die Steuerung und Regelung der Regenerationsvorgänge ebenfalls von besonderer Bedeutung, da die Druckluft, nachdem sie im Trockner 40 getrocknet wurde, weiter bis auf die Temperatur des Druckluftbehälters 45 oder der Druckluftverbraucher 51 , 52 abkühlt, welche im Allgemeinen die Umgebungstemperatur aufweisen. Bei diesem weiteren Abkühlvorgang steigt die relative Feuchte in der Druckluft wieder an. Damit es bei im Verhältnis zur Kühlmitteltemperatur niedrigen Umgebungstemperaturen in den Druckluftspeichern und in Druckluftverbrauchern durch eine zu hohe Luftfeuchte nicht zu Korrosionsvorgängen kommt oder gar Wasser auskondensiert und zu Eis gefriert, muss der Trocknungsgrad der Druckluft idealerweise auch die aktuelle Umgebungstemperatur berücksichtigen.

Dieser Trocknungsgrad kann über das bei einem Regenerationsvorgang genutzte Regenerationsdruckluftvolumen und/oder über die Häufigkeit der Regenerationsvorgänge in einem betrachteten Zeitraum eingestellt werden. Wird zum Beispiel bei einem Regenerationsvorgang ein eigentlich zu großes Volumen an Regenerationsdruckluft genutzt, so wird das Trocknungsmittel 41 trockener als dies gemäß der bisher bekannten Praxis erforderlich ist. Bei einem dann folgenden Fördervorgang wird die durch den Lufttrockner 40 geleitete Druckluft dadurch mehr Feuchtigkeit verlieren als bisher notwendig, wodurch die Druckluft beim Verlassen des Lufttrockners 40 einen höheren Trocknungsgrad aufweist. Bei einer dann erfolgenden weiteren Abkühlung der Druckluft in einem Druckluftbehälter oder in einem Druckluftverbraucher ist der Trocknungsgrad der Druckluft dann vorteilhaft unkritisch hoch, sodass es dort nicht zur Kondensation und gegebenenfalls Eisbildung kommt.

Es wird also mittels des Steuer- und Regelgeräts 28 das Regenerationsdruckluftvolumen und/oder die Häufigkeit der Regenerationsvorgänge bei gleichbleibender Umgebungstemperatur in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels, und bei gleichbleibender Temperatur des Kühlmittels in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur gesteuert und geregelt. Verändern sich sowohl die Umgebungstemperatur als auch die Kühlmitteltemperatur, so wird in Abhängigkeit von der Differenz der beiden genannten Temperaturen die Dauer und/oder die Häufigkeit der Regenerationsvorgänge gesteuert und geregelt.

Sofern auf eine solche Regelung verzichtet wird, muss das für einen Regenerationsvorgang jeweils notwendige Volumen an Regenerationsdruckluft auch den ungünstigsten Fall abdecken, also die höchste im Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 zu erwartende Temperatur des Kühlmittels. Dadurch würde ein solcher Regenerationsvorgang für das Trocknungsmittel 41 immer mit einem zuvor ermittelten maximalen Regenerationsdruckluftvolumen erfolgen.

Nachdem das flüssige Kühlmittel durch den Nachkühler 22 geströmt ist gelangt es über eine zweite Kühlmittelleitung KL2 zu dem erwähnten Zwischenkühler 20. Dort kühlt es die von dem ersten Luftverdichter 16 vorkomprimierte Druckluft. Nach dem Kühlen der vorverdichteten Druckluft in dem Zwischenkühler 20 wird das flüssige Kühlmittel über eine dritte Kühlmittelleitung KL3 zu einer Kühlvorrichtung 25 des Elektromotors 24 geleitet. Dort kühlt das Kühlmittel beispielsweise den Stator des Elektromotors 24.

Anschließend fließt das Kühlmittel durch eine vierte Kühlmittelleitung KL4 zu einer Kühlvorrichtung 48 des zweiten Luftverdichters 18 des Kompressors 4, welcher dadurch bei seiner Verdichtungstätigkeit gekühlt wird. Danach fließt das Kühlmittel durch eine fünfte Kühlmittelleitung KL5 zu einer Kühlvorrichtung 27 des Wechselrichters 26, um diesen zu kühlen. Nachfolgend wird das Kühlmittel durch eine sechste Kühlmittellei- tung KL6 zu einer Kühlvorrichtung 46 des ersten Luftverdichters 16 des Kompressors 4 geleitet, um auch diesen zu kühlen. Abschließend wird das erwärmte Kühlmittel durch eine Kühlmittelauslassöffnung 14 aus dem Kompressormodul 90 und aus dem Gehäuse 6 der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 über eine Kühlmittelabführleitung Kout zur externen Kühlvorrichtung 82 geleitet.

Untersuchungen haben ergeben, dass die beschriebene vergleichsweise starke Abkühlung der Druckluft in dem Nachkühler 22 keine negativen Auswirkungen auf dem Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 hat. Es sind sogar weitere Vorteile erkennbar. Dies soll anhand des nachfolgenden Beispiels erläutert werden:

In diesem Fall ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 in einem Lastkraftwagen eingebaut und sie nutzt zur Kühlung des genannten flüssigen Kühlmittels das Kühlsystem, welches auch den Verbrennungsmotor des Lastkraftwagens kühlt. Bei einem Kaltstart des Verbrennungsmotors, also einem Starten desselben bei sehr niedriger Umgebungstemperatur, ist es hinsichtlich der Betriebseigenschaften einer Fahrzugbatterie, hinsichtlich geringer Abgasemissionen des Lastkraftwagens sowie hinsichtlich der Bereitstellung von Warmluft mittels einer Innenraumheizung des Lastkraftwagens vorteilhaft, wenn die Temperatur des Kühlsystems des Verbrennungsmotors schnell über die Umgebungstemperatur erhöht wird. Dadurch, dass bei dem Kaltstart des Verbrennungsmotors auch sogleich die elektrisch betriebene Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 zur betriebsnotwendigen Erzeugung von Druckluft in Betrieb genommen wird, wird diese von dem flüssigen Kühlmittel soweit möglich gekühlt. Die dadurch der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2 entzogene Abwärme, insbesondere die Wärme, welche durch den Betrieb des Elektromotors 24, des Wechselrichters 26 und der beiden Luftverdichter 16, 18 erzeugt wird, dient dann vorteilhaft über die Erwärmung des flüssigen Kühlmittels indirekt auch für eine Entlastung der Fahrzeugbatterie. Für den Zeitraum des Kaltstarts sowie einer kurzen Warmlaufphase des Lastkraftwagens können dabei an dem Nachkühler 22 und am Eingang des Lufttrockners 40 auch Temperaturen akzeptiert werden, bei welchen sich Wassereis bilden kann. Da die Warmlaufphase vergleichsweise kurz ist, wird in der dann folgenden normalen Betriebsphase sich gegebenenfalls am Nachkühler 22 und am Eingang des Lufttrockners 40 gebildetes Wassereis verdunsten und in der Druckluft als Luftfeuchtigkeit aufgenommen werden. Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung)

2 Drucklufterzeugungsvorrichtung

4 Kompressor

6 Gehäuse der Drucklufterzeugungsvorrichtung

8 Lufteinlassöffnung

10 Druckluftauslassöffnung

12 Kühlmitteleinlassöffnung

14 Kühlmittelauslassöffnung

16 Erster Luftverdichter

18 Zweiter Luftverdichter

20 Zwischenkühler, Luftkühler

22 Nachkühler, Luftkühler

23 Trocknungsluftstrom im Lufttrockner

24 Elektromotor

25 Kühlvorrichtung des Elektromotors

26 Wechselrichter

27 Kühlvorrichtung des Wechselrichters

28 Steuer- und Regelgerät

29 Erstes Rückschlagventil

30 Erste Antriebswelle

32 Zweite Antriebswelle

34 Regenerationsluftauslassöffnung

36 Wasserauslassöffnung des Schalldämpfers

39 2/2-Wege-Schaltventil, Ablassventil am Lufttrockner

40 Lufttrockner

41 Trocknungsmittel im Lufttrockner

42 Regenerationsluftausgang des Lufttrockners

43 Schalldämpfer

44 Schalldämpfendes Material

45 Druckluftspeicher

46 Kühlvorrichtung des erster Luftverdichters

48 Kühlvorrichtung des zweiten Luftverdichters

49 Sammelbereich des Lufttrockners für Wassertröpfchen 50 Mehrkreisschutzventil

51 Erster Druckluftverbraucher

52 Zweiter Druckluftverbraucher

54 Sensorleitung

55 Steuerungsleitung vom Steuer- und Regelgerät zum 3/2-Wege-

Magnetschaltventil

56 Sensorleitung vom Steuer- und Regelgerät zum Mehrkreisschutzventil

57 Niederspannungsleitung

58 Hochspannungsleitung

59 Daten- oder Sensorleitung, CAN-Bus

70 Regenerationsdrucklufteingang des Lufttrockners

72 3/2-Wege-Magnetschaltventil

73 Erster Temperatursensor (Messung Kühlmittel)

74 Umgebungstemperatursensor

75 Blende

76 Zweites Rückschlagventil

77 Regenerationsdruckluftstrom im Lufttrockner

78 Abluftpfad im Schalldämpfer

80 Wasserabscheidepfad im Schalldämpfer

82 Externe Kühlvorrichtung

90 Kompressor-Modul

92 Druckluftkühlmodul

94 Trockner-Modul

96 Schalldämpfer-Modul

L Umgebungsluft

AL Abluft

Kin Kühlmittelzuführleitung

Kout Kühlmittelabführleitung

W Wasser

DL1 Erste Druckluftleitung

DL2 Zweite Druckluftleitung

DL3 Dritte Druckluftleitung

DL4 Vierte Druckluftleitung

DL5 Fünfte Druckluftleitung DL5a Regenerationsdruckluftleitung

DL5b Erster Leitungszweig

DL5c Zweiter Leitungszweig

DL6 Sechste Druckluftleitung

DL7 Siebte Druckluftleitung

DL8 Achte Druckluftleitung

KL1 Erste Kühlmittelleitung

KL2 Zweite Kühlmittelleitung

KL3 Dritte Kühlmittelleitung

KL4 Vierte Kühlmittelleitung

KL5 Fünfte Kühlmittelleitung

KL6 Sechste Kühlmittelleitung

Claims

Patentansprüche

1. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2), mit einem Steuer- und Regelgerät (28), mit einem von dem Steuer- und Regelgerät (28) steuerbaren und regelbaren Elektromotor (24), mit wenigstens einem von dem Elektromotor (24) antreibbaren Luftverdichter (16; 18), mit einem Lufteinlass (8), über den Umgebungsluft (L) in den zumindest einen Luftverdichter (16; 18) ansaugbar ist, mit wenigstens einem Luftkühler (20; 22), welcher mit dem Ausgang des zumindest einen Luftverdichters (16; 18) verbunden ist, mit wenigstens einem Lufttrockner (40), welcher mit dem Ausgang des wenigstens einen Luftkühlers (20; 22) verbunden ist, mit einer Kühlmitteleinlassöffnung (12), über welche dem wenigstens einem Luftkühler (20; 22) und weiteren Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung (2) ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, mit einer Kühlmittelauslassöffnung (14), über welche erwärmtes Kühlmittel aus der Drucklufterzeugungsvorrichtung (2) abführbar ist, und mit zumindest einem Temperatursensor (73, 73‘, 73“), welcher mit dem Steuer- und Regelgerät (28) über eine Daten- oder Sensorleitung (59) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (73, 73‘, 73“) zur Messung der Kühlmitteltemperatur vor dem Kühlmitteleingang oder hinter dem Kühlmittelausgang desjenigen Luftkühlers (22) angeordnet ist, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner (40) angeordnet ist.

2. Drucklufterzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (73) zur Messung der Kühlmitteltemperatur vor der Kühlmitteleinlassöffnung (12) der Drucklufterzeugungsvorrichtung (2) angeordnet ist.

3. Drucklufterzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (73‘) zur Messung der Kühlmitteltemperatur unmittelbar vor dem Kühlmitteleingang desjenigen Luftkühlers (22) angeordnet ist, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner (40) angeordnet ist.

4. Drucklufterzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (73“) zur Messung der Kühlmitteltemperatur als nächste dann folgende Komponente hinter dem Kühlmittelausgang desjenigen Luftkühlers (22) angeordnet ist, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner (40) angeordnet ist.

5. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2) nach einem den Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Luftkühler (22), welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner (40) angeordnet ist, derartig angeordnet ist, dass dieser in Strömungsrichtung des Kühlmittels gesehen als erstes von dem Kühlmittel durchströmbar ist.

6. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2) nach einem den Ansprüche 1 bis 5, welche folgendes aufweist: einen Elektromotor (24), zwei von dem Elektromotor (24) antreibbare und nacheinander wirksame Luftverdichter (16, 18), einen Lufteinlass (8), über welchen mittels des ersten Luftverdichters (16) Umgebungsluft (L) ansaugbar ist, zwei Luftkühler zum Abkühlen der verdichteten Luft, welche als Zwischenkühler (20) beziehungsweise als Nachkühler (22) ausgebildet und anordnet sind, wobei der Eingang des Zwischenkühlers (20) mit dem Ausgang des ersten Luftverdichters (16) pneumatisch verbunden ist, wobei der Ausgang des Zwischenkühlers (20) mit dem Eingang des zweiten Luftverdichters (18) pneumatisch verbunden ist, wobei der Ausgang des zweiten Luftverdichters (18) mit dem Eingang des Nachkühlers (22) pneumatisch verbunden ist, und wobei der Ausgang des Nachkühlers (22) mit dem Eingang eines Lufttrockners (40) pneumatisch verbunden ist, sowie eine Kühlmitteleinlassöffnung (12), über welche dem Zwischenkühler (20) und dem Nachkühler (22) ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, und eine Kühlmittelauslassöffnung (14), über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachkühler (22) derartig angeordnet ist, dass dieser in Strömungsrichtung des Kühlmittels gesehen als erstes von dem Kühlmittel durchströmbar ist, und dass wenigstens ein Temperatursensor (73, 73‘, 73“) vorhanden ist, welcher zum Messen der Temperatur des Kühlmittels in Strömungsrichtung vor oder hinter dem Nachkühler (22) angeordnet ist.

7. Drucklufterzeugungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (24), ein den Betrieb des Elektromotors (24) beeinflussender Wechselrichter (26), die beiden Luftverdichter (16, 18), der Zwischenkühler (20), der Nachkühler (22), der Lufttrockner (40), ein Mehrkreisschutzventil (50), welches den Ausgang des Lufttrockners (40) mit zumindest einem externen Druckluftspeicher (45) und externen Druckluftverbrauchern (51 , 52) pneumatisch verbindet, sowie ein Schalldämpfer (43) zusammenwirkend, jedoch in Bezug zueinander separat angeordnet sind.

8. Drucklufterzeugungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (24), ein den Betrieb des Elektromotors (24) beeinflussender Wechselrichter (26), die beiden Luftverdichter (16, 18), der Zwischenkühler (20), der Nachkühler (22), der Lufttrockner (40), ein Mehrkreisschutzventil (50), welches den Ausgang des Lufttrockners (40) mit zumindest einem externen Druckluftspeicher (45) und externen Druckluftverbrauchern (51 , 52) pneumatisch verbindet, sowie ein Schalldämpfer (43) in oder an einem gemeinsamen Gehäuse (6) angeordnet sind.

9. Drucklufterzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer- und Regelgerät (28) separat oder in oder an dem Gehäuse (6) angeordnet ist, dass das Steuer- und Regelgerät (28) über eine erste Steuerungsleitung (54) mit dem Wechselrichter (26) zur Steuerung des Elektromotors (24) verbunden ist, dass das Steuer- und Regelgerät (28) über eine zweite Steuerungsleitung (55) mit einem 3/2-Wege-Magnetschaltventil (72) verbunden ist, welches zum Öffnen oder Schließen einer den Druckluftspeicher (45) und den Lufttrockner (40) pneumatisch zumindest indirekt verbindenden Regenerationsleitung (DL5a) dient, und dass das Steuer- und Regelgerät (28) über eine Sensorleitung (56) mit dem Mehrkreisschutzventil (50) verbunden ist.

10. Drucklufterzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem Gehäuse (6) ein Kompressor-Modul (90), ein Druckluftkühlmodul (92), ein Trockner-Modul (94) und ein Schalldämpfer-Modul (96) samt zugehörigen pneumatischen, hydraulischen und elektrischen Leitungen hintereinander angeordnet sind, wobei das Kompressor-Modul (90) den Elektromotor (24), den Wechselrichter (26), die beiden Luftverdichter (16, 18) sowie das Steuer- und Regelgerät (28) aufweist, wobei das Druckluftkühl-Modul (92) den Zwischenkühler (20) und den Nachkühler (22) aufweist, wobei das Trockner-Modul (94) den Lufttrockner (40) sowie das Mehrkreisschutzventil (50) aufweist, wobei das Schalldämpfer-Modul (96) den Schalldämpfer (43) mit einem schalldämpfenden Material (44) enthält, und bei dem das Schalldämpfer-Modul (96) wenigstens eine Regenerationsluftauslassöffnung (34) zum Ableiten von Regenerationsdruckluft in die Umgebung aufweist.

11 . Drucklufterzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Lufttrockners (40) über ein in Richtung zum Lufttrockner (40) schließendes erstes Rückschlagventil (29) mittels einer fünften Druckluftleitung (DL5) verbunden ist, dass die fünfte Druckluftleitung (DL5) über das Mehrkreisschutzventil (50) zu dem wenigstens einen Druckluftspeicher (45) sowie zu Druckluftverbrauchern (51 , 52) führt, dass ein Regenerationsdrucklufteingang (70) des Lufttrockners (40) über ein in Richtung zum Regenerationsdrucklufteingang (70) öffnendes zweites Rückschlagventil (76), eine Blende (75) und einen ersten Leitungszweig (DL5b) mit dem Ausgang des 3/2-Wege-Magnetschaltventils (72) verbunden ist, dass der Eingang dieses 3/2-Wege-Magnetschaltventils (72) über eine Regenerationsdruckluftleitung (DL5a) mit der fünften Druckluftleitung (DL5) verbunden ist, dass bei betätigtem 3/2-Wege-Magnetschaltventil (72) dem Lufttrockner (40) über dieses 3/2-Wege- Magnetschaltventil (72), den ersten Leitungszweig (DL5b), die Blende (75) und das erste Rückschlagventil (76) trockene Druckluft als Regenerationsdruckluft zuführbar ist, dass bei betätigtem 3/2-Wege-Magnetschaltventil (72) dem pneumatischen Steuereingang eines 2/2-Wege-Schaltvenils (39) Regenerationsdruckluft zuleitbar ist, und dass dem 2/2-Wege-Schaltvenil (39) ein Regenerationsluftausgang (42) des Lufttrockners (40) zugeordnet ist.

12. Drucklufterzeugungsvorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Lufttrockner (40) einen Sammelbereich (49) aufweist, dass der Eingang dieses Sammelbereiches (49) über die vierte Druckluftleitung (DL4) mit dem Ausgang des Nachkühlers (22) pneumatisch verbunden ist, und dass der Sammelbereich (49) derartig ausgebildet ist, dass sich in diesem aus der Druckluft auskondensiertes und mitgeschlepptes Wasser ansammeln sowie von dort entfernen lässt.

13. Drucklufterzeugungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das druckgesteuerte 2/2-Wege-Schaltvenil (39) dem Sammelbereich (49) des Lufttrockners (40) zugeordnet ist, dass der Steuereingang des druckgesteuerten 2/2- Wege-Schaltvenils (39) über einen zweiten Leitungszweig (DL5c) mit dem Ausgang des 3/2-Wege-Magnetschaltventils (72) verbunden ist, dass das 2/2-Wege-Schaltvenil (39) im unbetätigten Zustand geschlossen ist, dass das 2/2-Wege-Schaltvenil (39) mittels zum Lufttrockner (40) und über den zweiten Leitungszweig (DL5c) zugeführter Regenerationsdruckluft aus seiner Schließstellung in seine Offenstellung schaltbar ist, dass bei geöffnetem 2/2-Wege-Schaltvenil (39) durch das Trocknungsmittel (41 ) des Lufttrockners (40) in einem Regenerationsdruckluftstrom (77) Regenerationsdruckluft geleitet werden kann, dass die Regenerationsdruckluft nach dem Durchströmen des Trocknungsmittels (41 ) in den Sammelbereich (49) des Lufttrockners (40) leitbar ist und dort angesammeltes auskondensiertes Wasser mitreißen kann, und dass die Regenerationsdruckluft den Lufttrockner (40) über einen Regenerationsluftausgang (42) verlassen kann.

14. Drucklufterzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des 3/2-Wege-Magnetschaltventils (72) zwei von dem Steuer- und Regelgerät (28) ansteuerbare 2/2-Wege-Magnetschaltventile vorhanden sind, wobei das erste 2/2-Wege-Magnetschaltventil in Strömungsrichtung von Regenerationsdruckluft vor der Blende (75) in dem ersten Leitungszweig (DL5b) angeordnet ist, wobei das zweite 2/2-Wege-Magnetschaltventil vor dem druckgesteuerten 2/2-Wege-Schaltvenil (39) in dem zweiten Leitungszweig (DL5c) angeordnet ist, und wobei die fünfte Druckluftleitung (DL5) in Strömungsrichtung von Regenerationsdruckluft vor den beiden 2/2-Wege-Magnetschaltventilen direkt mit dem ersten Leitungszweig (DL5b) und direkt mit dem zweiten Leitungszweig (DL5c) verbunden ist.

15. Drucklufterzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucklufterzeugungsvorrichtung (2) einen Umgebungstemperatursensor (74) aufweist, mittels dem die Umgebungstemperatur messbar ist, und dass dieser Umgebungstemperatursensor (74) über eine Daten- oder Sensorleitung (59) mit dem Steuer- und Regelgerät (28) verbunden ist.

16. Verfahren zum Betreiben einer Drucklufterzeugungsvorrichtung (2) mit den Merkmalen von wenigstens einem der Vorrichtungsansprüche, wobei mittels des wenigstens einen Luftverdichters (16, 18) verdichtete Luft in wenigstens einem Luftkühler (20, 22) gekühlt wird, wobei diese gekühlte Druckluft einem Lufttrockner (40) zugeführt und dort getrocknet wird, wobei die getrocknete Druckluft Druckluftverbrauchern (51 , 52) und/oder wenigstens einem Druckluftspeicher (45) zugeführt wird, und bei dem zur Regeneration eines in dem Lufttrockner (40) angeordneten Trocknungsmittels (41 ) trockene Druckluft im Umfang eines Regenerationsdruckluftvolumens durch dieses hindurchgeleitetet sowie anschließend in die Umgebung abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Regeneration des Trocknungsmittels (41 ) notwendige Regenerationsdruckluftvolumen zumindest in Abhängigkeit von derjenigen Temperatur berechnet wird, welche das Kühlmittel vor und/oder nach dem Durchströmen desjenigen Luftkühlers (22) aufweist, der als letzter Luftkühler (22) vor dem Lufttrockner (40) angeordnet ist, und dass anschließend das derartig bestimmte Regenerationsdruckluftvolumen an trockner Druckluft durch den Lufttrockner (40) geleitet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines ersten Temperatursensors (73) die Kühlmitteltemperatur vor der Kühlmitteleinlassöffnung (12) der Drucklufterzeugungsvorrichtung (2) gemessen wird, und dass das für die Trocknung des Trocknungsmittels (41 ) im Lufttrockner (40) jeweils erforderliche Regenerationsdruckluftvolumen in Abhängigkeit von der gemessenen Kühlmitteltemperatur gesteuert und/oder geregelt durch den Lufttrockner (40) geleitet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines zweiten Temperatursensors (73‘) die Kühlmitteltemperatur unmittelbar vor dem Kühlmitteleingang desjenigen Luftkühlers (22) gemessen wird, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner (40) angeordnet ist, und dass das für die Trocknung des Trocknungsmittels (41 ) im Lufttrockner (40) jeweils erforderliche Regenerationsdruckluftvolumen in Abhängigkeit von der gemessenen Kühlmitteltemperatur gesteuert und/oder geregelt durch den Lufttrockner (40) geleitet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines dritten Temperatursensors (73“) die Kühlmitteltemperatur hinter dem Kühlmittelausgang desjenigen Luftkühlers (22) gemessen wird, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner (40) angeordnet ist, und dass das für die Trocknung des Trocknungsmittels (41 ) im Lufttrockner (40) jeweils erforderliche Regenerationsdruckluftvolumen in Abhängigkeit von der gemessenen Kühlmitteltemperatur gesteuert und/oder geregelt durch den Lufttrockner (40) geleitet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur eines zur Steuerung und Regelung des Elektromotors (24) vorhandenen Wechselrichters (26) gemessen wird, dass die gemessene Temperatur des Wechselrichters (26) zur Berechnung der Kühlmitteltemperatur in demjenigen Luftkühler (22) genutzt wird, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler (22) vor dem Lufttrockner (40) angeordnet ist, und dass das für die Trocknung des Trocknungsmittels (41 ) im Lufttrockner (40) jeweils erforderliche Regenerationsdruckluftvolumen in Abhängigkeit von der so ermittelten Kühlmitteltemperatur gesteuert und/oder geregelt durch den Lufttrockner (40) geleitet wird.

21 . Verfahren zum Betreiben der Drucklufterzeugungsvorrichtung (2) mit den Merkmalen von wenigstens einem der Vorrichtungsansprüche sowie mit den Merkmalen von wenigstens einem der Verfahrensansprüche 16 bis 20, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: a) Ansaugen von Umgebungsluft mittels des ersten Luftverdichters (16), b) Vorverdichten der angesaugten Umgebungsluft in dem ersten Luftverdichter (16) auf einen ersten Luftdruckwert, c) Kühlen eines Zwischenkühlers (20) mit einem flüssigen Kühlmittel, d) Abkühlen der vorverdichteten Druckluft in dem Zwischenkühler (20), e) weiteres Verdichten der Druckluft auf einen zweiten, höheren Druckwert mittels eines zweiten Luftverdichters (18), f) Kühlen eines Nachkühlers (22) mit dem flüssigen Kühlmittel, wobei der Nachküh- ler (22) in Strömungsrichtung des Kühlmittels gesehen als erster Luftkühler von dem Kühlmittel hydraulisch erreicht wird, g) Abkühlen der in dem zweiten Luftverdichter (18) weiter komprimierten Druckluft in dem Nachkühler (22), h) Trocknen der gekühlten Druckluft in einem Lufttrockner (40), i) Weiterleiten der gekühlten und getrockneten Druckluft an Druckluftverbraucher (51 , 52) und/oder an zumindest einen Druckluftspeicher (45).

22. Verfahren nach Anspruch 21 , gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Verfahrensschritte: j) Weiterleiten des flüssigen Kühlmittels von dem Nachkühler (22) zu dem Zwischenkühler (20), k) Weiterleiten des flüssigen Kühlmittels von dem Zwischenkühler (20) zu einer Kühlvorrichtung (25) des Elektromotors (24), l) Weiterleiten des flüssigen Kühlmittels von der Kühlvorrichtung (25) des Elektromotors (24) zu einer Kühlvorrichtung (48) des zweiten Luftverdichters (18), m) Weiterleiten des flüssigen Kühlmittels von der Kühlvorrichtung (48) des zweiten Luftverdichters (18) zu einer Kühlvorrichtung (27) des Wechselrichters (26), n) Weiterleiten des flüssigen Kühlmittels von der Kühlvorrichtung (27) des Wechselrichters (26) zu einer Kühlvorrichtung (46) des ersten Luftverdichters (18), o) Weiterleiten des flüssigen Kühlmittels von der Kühlvorrichtung (46) des ersten Luftverdichters (18) zu einer externen Kühlvorrichtung (82).

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand zwischen zwei Regenerationsvorgängen zur Trocknung des Trocknungsmittels (41 ) des Lufttrockners (40) in Abhängigkeit von derjenigen Temperatur des Kühlmittels gesteuert und/oder geregelt wird, welche das Kühlmittel am Ausgang der externen Kühlvorrichtung (82) oder am Eingang des Nachkühlers (22) hat.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand zwischen zwei Regenerationsvorgängen zur Trocknung des Trocknungsmittels (41 ) des Lufttrockners (40) in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur gesteuert und/oder geregelt wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Trocknung des Trocknungsmittels (41 ) jeweils erforderliche Regenerationsdruckluftvolumen in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur gesteuert und/oder geregelt wird.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Trocknung des Trocknungsmittels (41 ) jeweils erforderliche Regenerationsdruckluftvolumen oder die Dauer und/oder Häufigkeit der Regenerationsvorgänge in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Umgebungstemperatur sowie der Kühlmitteltemperatur gesteuert und/oder geregelt wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer ungeregelten Steuerung der Regeneration des Trocknungsmittels (41 ) des Lufttrockners (40) ein im Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung (2) maximal zu erwartender Temperaturwert des Kühlmittels bestimmt wird, dass dieser Wert der Kühlmitteltemperatur als Grundlage für die Ermittlung eines maximalen Regenerationsdruckluftvolumens dient, und dass ein diesbezüglicher Regenerationsvorgang für das Trocknungsmittel (41 ) mit diesem maximalen Regenerationsdruckluftvolumen durchgeführt wird.