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WO2023227268A1 - Compressed air generating device and method for operating same - Google Patents

Compressed air generating device and method for operating same Download PDF

Info

Publication number
WO2023227268A1
WO2023227268A1 PCT/EP2023/056316 EP2023056316W WO2023227268A1 WO 2023227268 A1 WO2023227268 A1 WO 2023227268A1 EP 2023056316 W EP2023056316 W EP 2023056316W WO 2023227268 A1 WO2023227268 A1 WO 2023227268A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air
compressed air
coolant
dryer
generating device
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/056316
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinrich Diekmeyer
Steffen Jordan
Kevin Pendzich
Original Assignee
Zf Cv Systems Global Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zf Cv Systems Global Gmbh filed Critical Zf Cv Systems Global Gmbh
Publication of WO2023227268A1 publication Critical patent/WO2023227268A1/en

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/261Drying gases or vapours by adsorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0454Controlling adsorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/265Drying gases or vapours by refrigeration (condensation)
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/002Air treatment devices
    • B60T17/004Draining and drying devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/06Polluted air
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40086Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by using a purge gas

Definitions

  • the invention relates to a compressed air generating device, with a control and regulating device, with at least one controllable and regulatable electric motor, with at least one air compressor that can be driven by the electric motor, with an air inlet via which ambient air can be sucked into the at least one air compressor, with at least one air cooler, which is connected to the output of the at least one air compressor, to an air dryer, the input of which is connected to the output of the at least one air cooler, to a coolant inlet opening, via which a liquid coolant can be supplied to the at least one air cooler and other components of the compressed air generating device, and with a coolant outlet opening through which heated coolant can be removed from the compressed air generating device.
  • the invention also relates to a method for operating such a compressed air generating device.
  • the intercooler can therefore increase the efficiency of the second compression stage. Furthermore, before or after the first compression stage, additional ones can be used Facilities for processing the air used may be arranged, such as further cooling devices or air drying devices.
  • Facilities for processing the air used may be arranged, such as further cooling devices or air drying devices.
  • One disadvantage is that the compressor described is designed as a reciprocating piston compressor, which disadvantageously requires a lubricant.
  • the design of the cooling system is not described further.
  • a system for generating dry compressed air which has a cooled compressor for sucking in and compressing ambient air.
  • the compressor is followed by a cooler in the direction of flow of the compressed air, which serves to cool the compressed air generated.
  • the cooling effect of the cooler is achieved by means of a fan and water droplets directed onto the surface of the cooler, which evaporate there and thereby remove heat from the cooler and indirectly from the compressed air.
  • the cooler is followed by an air dryer which contains a desiccant that removes moisture from the compressed air and thereby lowers the dew point of this compressed air.
  • the compressed air dried in this way has an air humidity of less than 35% at the outlet of the air dryer, which should be sufficient to protect devices subsequently supplied with this compressed air from corrosion or freezing due to the formation of water ice.
  • a compressor system for generating dry compressed air in which an air-cooled radiator is used to cool the compressed air generated by a compressor.
  • a water separator downstream of the radiator by means of which water droplets can be removed from the compressed air, which are formed by condensation when the compressed air cools down. Since the compressed air is not yet sufficiently dry to be able to avoid freezing at low temperatures when used in pressure medium consumers, the water separator is followed by an air dryer in which the compressed air is further dried.
  • a compressed air generating device which has an electric motor which can drive two air compressors arranged in series.
  • ambient air is generated by means of the first air compressor sucked in and compressed.
  • the pre-compressed compressed air is fed to the second air compressor via a check valve, an intercooler and a switching valve.
  • the pre-compressed compressed air is further compressed and then passed on to compressed air consumers via an aftercooler or another switching valve.
  • the intercooler and the aftercooler are cooled using a liquid coolant and are used to cool the compressed air generated by the air compressors.
  • the liquid coolant comes, for example, from a cooling circuit of a vehicle and in the compressed air generating device first supplies a cooling device of the electric motor, then the intercooler and then a cooling device of the first air compressor. From there, the coolant goes to the aftercooler and then to a cooling device of the second air compressor before the coolant is returned to the vehicle's cooling circuit.
  • An air dryer is neither shown nor described in this compressed air generating device.
  • a water-cooled and oil-free two-stage air compressor is known from US 2010/0 303 658 A1, which has a water-cooled intercooler which is arranged between a first air compressor and a second air compressor with regard to the air flow.
  • the air compressed by the first air compressor is cooled by the intercooler, and the air compressed by the second air compressor is cooled by an aftercooler whose cooling water inlet is hydraulically connected to the cooling water outlet of the intercooler.
  • a compressed air supply system for locomotives and a method for operating the same in which the air sucked in and compressed by a compressor is cooled in an air cooler and then fed to a first compressed air storage. From this first compressed air reservoir, the compressed air travels via a check valve that closes in the return flow direction to a prefilter which has a drainage valve. After separating liquid and aerosolized water from the compressed air in the pre-filter, the compressed air goes to an air dryer. A temperature sensor arranged at the air flow inlet of the air dryer or in its immediate vicinity is connected to a control unit via a sensor line.
  • the temperature sensor can display the actual Measure the temperature of the compressed air flowing into the air dryer and make this measured value available to the control unit.
  • the controller can calculate an appropriate purge cycle time for the drain valve based on the saturation partial pressure of water vapor at the measured actual temperature of the compressed air and control its operation to remove the water accumulated in the pre-filter.
  • the desiccant of the air dryer of such generic compressed air generating devices must also be repeatedly freed from the moisture that has accumulated there, because if the moisture absorption capacity of its desiccant is saturated, it is no longer able to work in accordance with the task.
  • the dry compressed air absorbs moisture from the desiccant of the air dryer and transports it outside into the environment of the compressed air generating device.
  • the invention is based on the object of presenting a compressed air generating device with a compressor, a liquid cooling system and an air dryer, which is compact and can be produced inexpensively.
  • this compressed air generating device should enable a lower consumption of dried compressed air during regeneration of a desiccant of the air dryer than with known compressed air generating devices.
  • the volume of regeneration compressed air that is expected to be required for the respective regeneration of the drying agent should be able to be determined using a method.
  • the invention initially relates to a compressed air generating device, with a control and regulating device, with at least one controllable and regulatable electric motor, with at least one air compressor that can be driven by the electric motor, with an air inlet via which ambient air can be sucked into the at least one air compressor, with at least one Air cooler, which is connected to the output of the at least one air compressor, with an air dryer, the input of which is connected to the output of the at least one air cooler, with a coolant inlet opening, via which a liquid coolant can be supplied to the at least one air cooler and other components of the compressed air generating device, and with a coolant outlet opening through which heated coolant can be removed from the compressed air generating device.
  • the control and regulating device is designed and arranged in such a way that the operation of the electric motor, a drying operation and a regeneration operation of the air dryer, as well as the operation of a multi-circuit protection valve can be controlled and regulated , and that the air cooler, which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer in the flow direction of the compressed air, is the first to be flowed through by the coolant when viewed in the flow direction of the coolant.
  • an aftercooler is first flowed through by the still comparatively cold liquid coolant, which is arranged directly in front of the air dryer when viewed in the flow direction of the compressed air. This cools the compressed air as much as possible, so that some of the humidity contained in this compressed air precipitates in the form of small drops of water before it reaches the air dryer. This water will then for example, removed from the compressed air by a water separator in the aftercooler before it reaches the air dryer.
  • a small amount of condensed water droplets can also be carried along by the comparatively strongly cooled compressed air via a short compressed air line to the air dryer, in the inlet collection area of which these water droplets collect and are removed during the next regeneration process with the regeneration compressed air flowing out of the air dryer. Because a comparatively large amount of moisture is removed from the compressed air before the air dryer reaches the drying agent, the air dryer is then required less to dry the compressed air. As a result, a regeneration process that consumes dried compressed air needs to be carried out on the air dryer less frequently.
  • control and regulating device is designed and arranged in such a way that the operation of the electric motor, a drying operation and a regeneration operation of the air dryer, as well as the operation of a multi-circuit protection valve can be controlled and regulated, is a separate control and regulating device for controlling and regulating the electric motor or a separate control and regulating device for at least indirectly controlling and regulating a multi-circuit protection valve is not necessary. This saves manufacturing costs and installation space.
  • the amount of liquid coolant passed every second through the coolable components of the compressed air generating device can be adjusted by means of a controllable coolant pump, which is controllably connected to the control and regulating device.
  • the arrangement of at least one temperature sensor is provided, which is arranged in front of the coolant inlet and/or behind the coolant outlet of that air cooler for measuring the coolant temperature, and which is placed in the flow direction of the compressed air as the last air cooler in front of the air dryer, for example on a coolant line is.
  • This temperature sensor is connected to the control and regulation device via a data or sensor line.
  • the data or sensor line can be a CAN bus line.
  • an optimally small volume of dry compressed air can be passed through the air dryer during a regeneration process for drying the desiccant. This minimizes the consumption of dry compressed air and reduces the number and/or duration of regeneration processes on the air dryer to a minimum.
  • Such a compressed air generating device can have only one or more compressor stages, which can be driven, for example, by only one electric motor or by one electric motor each.
  • the design of the compression stages and the number of air coolers are also not specified with regard to the use of the invention.
  • the invention can be used in a compressed air generating device which has an electric motor and two air compressors that can be driven by this and operate one after the other.
  • This compressed air generating device also has an air inlet through which ambient air can be sucked in by means of the first air compressor.
  • the inlet of the intercooler is pneumatically connected to the outlet of the first air compressor
  • the outlet of the intercooler is pneumatically connected to the inlet of the second air compressor
  • the outlet of the second air compressor is pneumatically connected to the inlet of the aftercooler.
  • an air dryer whose inlet is pneumatically connected to the outlet of the aftercooler.
  • a coolant inlet opening through which a liquid coolant can be supplied to the intercooler as well as the aftercooler and other components of the compressed air generating device.
  • a coolant outlet opening through which heated coolant can be removed.
  • the aftercooler which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer in the flow direction of the compressed air, is the first to be flowed through by the coolant when viewed in the flow direction of the coolant, that at least one temperature sensor is present, which with the control and regulating device is connected via a data or sensor line, that the temperature sensor for measuring the coolant temperature is arranged in front of the coolant inlet or behind the coolant outlet of the aftercooler, and that the control and regulating device is designed in such a way that with this in addition to the Operation of the electric motor, a drying operation and a regeneration operation of the air dryer as well as the operation of a multi-circuit protection valve can be controlled and regulated.
  • the at least one temperature sensor it can be provided that it is arranged in front of the coolant inlet opening of the compressed air generating device for measuring the coolant temperature.
  • a temperature sensor can be used particularly cost-effectively, which is anyway arranged on an external cooling device of a motor vehicle, in order to determine the temperature of the coolant at the output of this external cooling device and to communicate this to the control and regulating device of the motor vehicle.
  • the line length for transporting the coolant from this external cooling device to the compressed air generating device is comparatively long, such an arrangement can be unfavorable because the coolant can cool or heat up in an uncontrolled manner on the way to the coolant inlet of the compressed air generating device.
  • the temperature sensor for measuring the coolant temperature is arranged directly in front of the coolant inlet of the aftercooler, which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer in the direction of flow of the compressed air. This gives you particularly reliable measurements.
  • the temperature sensor for measuring the coolant temperature is arranged as the next component behind the coolant outlet of the aftercooler, which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer in the direction of flow of the compressed air. This location of the temperature sensor can be directly at the coolant outlet of the aftercooler, or if the installation space there does not allow this, at the closest possible location in the flow direction of the coolant behind the coolant outlet of the aftercooler.
  • a temperature sensor is arranged both at the coolant inlet and at the coolant outlet of the aftercooler, which are connected to the control and regulating device in terms of signals. Using the temperature values measured by these two temperature sensors, a temperature difference can be determined in the control and regulating device, which is a measure of the cooling of the compressed air in the aftercooler. From this you can at least estimate how much water has condensed out of the compressed air as it flows through the aftercooler. If necessary, an additional temperature sensor is necessary for this, with which the temperature of the compressed air at the compressed air inlet of the aftercooler can be measured.
  • the at least one electric motor, an inverter influencing the operation of the electric motor, the two air compressors, the intercooler, the aftercooler, the air dryer, the multi-circuit protection valve, which pneumatically connects the output of the air dryer with at least one external compressed air storage and external compressed air consumers connects, and a silencer is arranged in or on a common housing.
  • the device components mentioned are connected to one another in a suitable manner via the electrical, pneumatic and hydraulic connecting lines mentioned and possibly arranged in the housing.
  • the compressed air generating device is extremely compact, easy to assemble during production and easy to attach to a motor vehicle, for example a commercial vehicle.
  • control and regulating device is arranged separately or in or on the housing, that the control and regulating device is connected via a first control line to the inverter for controlling and regulating the electric motor, that the control and control device is connected via a second control line to a 3/2-way solenoid switching valve, which is used to open or close a regeneration line that pneumatically at least indirectly connects the compressed air storage and the air dryer, and that the control and regulating device is connected to the multi-circuit protection valve via a sensor line is.
  • a particularly compact variant of a compressed air generating device according to the invention can be achieved in that the control and Control device is structurally integrated in the inverter or in the multi-circuit protection valve.
  • control and regulating device mentioned is the central control and regulating device of a vehicle. This saves additional costs and installation space for the provision of the device's own control and regulating device, but sensor and control lines for the operation of the compressed air generating device must be available from it to the control and regulating device of the vehicle.
  • the compressed air generating device is constructed from several modules, which, together with the associated pneumatic, hydraulic and electrical lines, are arranged in or on a common housing are.
  • a compressor module, a compressed air cooling module, a dryer module and a silencer module together with associated pneumatic, hydraulic and electrical lines are arranged in or on the housing of the compressed air generating device, the compressor module containing the electric motor Inverter, which has both air compressors and the control and regulating device, the compressed air cooling module having the intercooler and the aftercooler, the dryer module having the air dryer and the multi-circuit protection valve, the silencer module having the silencer with a sound-absorbing material, and in which the silencer module has at least one regeneration air outlet opening for discharging regeneration compressed air into the environment.
  • the sound-absorbing material is designed in such a way that it also absorbs water droplets separated by the air dryer and also carries splash water into the silencer to a water outlet of the Silencer module can conduct.
  • the integration of a solitary silencer module can be dispensed with.
  • the compressor module, the dryer module and the silencer module are arranged one behind the other in this order, and that the at least one air cooler is in the silencer or in the silencer module is integrated.
  • the air cooler in the design just mentioned it can be provided that only the intercooler or only the aftercooler is integrated in the installation space of the silencer. However, it is preferably provided that both the intercooler and the aftercooler are integrated in the silencer.
  • the compressed air lines, coolant lines and sensor lines connected to the at least one air cooler are also arranged in the silencer or silencer module.
  • the integration of the air coolers mentioned in the silencer creates several advantages, because the intercooler, the aftercooler or both air coolers are supplied with compressed air via pneumatic lines, which was heated by compression in the compressor stages.
  • the pneumatic lines heat up due to the warm compressed air and transfer their heat to the sound-absorbing material of the silencer. If water is deposited on the sound-absorbing material, it is heated by the waste heat from the pneumatic lines and evaporates into water vapor, which is ultimately discharged from the silencer into the ambient air during the next regeneration process on the air dryer together with regeneration compressed air.
  • Such a silencer does not require a water outlet opening to save money in order to drain away condensation that accumulates in the silencer or splash water that has penetrated into it.
  • installation space is saved if the at least one air cooler is integrated into the installation space of the sound-absorbing material of the silencer.
  • the sound-absorbing material arranged in this silencer can be formed as a package be, which is adapted to the dimensions and geometry of the at least one air cooler and can be replaced if necessary.
  • the silencer is designed without a water outlet opening.
  • a compressed air line leading from the at least one compressor to the at least one air cooler has a heating coil-shaped section in a sump area of the silencer.
  • the sound-absorbing material of the silencer is arranged in such a way that it can be heated during operation of the compressed air generating device at least on the heating coil-shaped section of the compressed air line mentioned.
  • the silencer is designed without a water outlet opening. It is further provided that the coolant line leading from the external cooling device to the at least one air cooler is guided through a sump area of the silencer, and that this coolant line is designed and arranged at least in this sump area of the silencer in such a way that during operation of the compressed air generating device, the coolant line provides the sound-absorbing Material of the silencer can heat up at an ambient temperature below the coolant temperature.
  • An even more detailed design of the compressed air generating device provides that the intercooler and the aftercooler are integrated into the silencer, that the first air compressor is connected to the intercooler via a first compressed air line, that the intercooler is connected to the second air compressor via a second compressed air line, that the second air compressor is connected to the aftercooler via a third compressed air line, that the aftercooler is connected to the air dryer via a fourth compressed air line, and that the four compressed air lines mentioned are designed and arranged in the silencer in such a way that by means of the warm compressed air guided through these compressed air lines
  • the water that has accumulated in the silencer can be heated up to such an extent that this water evaporates and can be removed from the silencer.
  • Another variant of the compressed air generating device having the features of the invention is equipped with at least one electric motor, with which at least one air compressor can be driven, and which has an air inlet through which ambient air can be sucked in by means of the air compressor.
  • This compressed air generating device has at least one air cooler in which the air compressed by the air compressor can be cooled.
  • a coolant inlet opening is formed, via which a liquid coolant can be supplied to the air cooler.
  • a coolant outlet opening through which heated coolant can be removed.
  • This compressed air generating device is characterized in that the silencer has at least one regeneration air outlet opening for discharging regeneration exhaust air guided through it into the environment, that this at least one regeneration air outlet opening when the desiccant of the air dryer is not regenerated as an air inlet for sucking in ambient air which serves at least one air compressor, and that the ambient air sucked in by the silencer can be conducted downstream behind the silencer through an intake air line to the at least one air compressor.
  • a further development of the compressed air generating device derived from this has the following: at least one electric motor, two air compressors that can be driven by the electric motor and act one after the other, an air inlet through which ambient air can be sucked in by means of the first air compressor, and an intercooler and an aftercooler, the inlet of the intercooler also is pneumatically connected to the output of the first air compressor, wherein the output of the intercooler is pneumatically connected to the input of the second air compressor, and wherein the output of the second air compressor is pneumatically connected to the input of the aftercooler, further comprising an air dryer, the input of which is connected to the output of the aftercooler, as well as with a coolant inlet opening, via which a liquid coolant can be supplied to the intercooler and the aftercooler, and with a coolant outlet opening, via which heated coolant can be removed.
  • This further developed compressed air generating device is also characterized in that the silencer has at least one regeneration air outlet opening for discharging regeneration exhaust air guided through it into the environment, and that the at least one regeneration air outlet opening acts as an air inlet for sucking in ambient air when the desiccant of the air dryer is not regenerated serves towards the first air compressor, and that the ambient air sucked in through the silencer can be conducted downstream behind the silencer through an intake air line to the first air compressor.
  • a separator for separating out is provided in front of or in the silencer Water and particles are arranged, which are designed and arranged in such a way that the ambient air sucked in through the at least one regeneration air outlet opening, which also serves as an air inlet, can be freed from entrained water droplets and particles.
  • a separator can be designed, for example, as a cyclone separator, in which ambient air sucked in is directed in a circular or spiral movement.
  • a separate air filter with a conventional air filter material is therefore not required in this design, because the sound-absorbing material arranged in the silencer also performs the task of an air filter material.
  • a conventional air filter is arranged at the inlet of the intake line for ambient air.
  • the inlet of the intake line for ambient air is connected to an opening in the silencer that serves as an outlet for sucked-in ambient air.
  • Another compressed air generating device having the features of the invention also has at least one electric motor with which at least one air compressor can be driven.
  • An air dryer is also arranged, the inlet of which is pneumatically connected to the outlet of the at least one air cooler. Furthermore, a coolant inlet opening is formed on the compressed air generating device, via which a liquid coolant can be supplied to the air cooler. Heated coolant can be returned to the external cooling device via a coolant outlet opening that is also present.
  • a multi-circuit protection valve is arranged, which pneumatically connects the outlet of the air dryer to at least one external compressed air storage and external compressed air consumers. There is also a control and regulating device which is connected to the multi-circuit protection valve and the sensors arranged there via at least one sensor line.
  • the multi-circuit protection valve can be separated from the other components of the compressed air generating device and can be operated remotely from these components, that the control and regulating device as well as that Multi-circuit protection valve have electrical connecting means which are releasably connected to one another via at least one flexible electrical line, and that the multi-circuit protection valve has pneumatic connecting means which are at least indirectly releasably connected to the outlet of the air dryer via at least one flexible pneumatic line.
  • the invention also relates to further development of the variant of the compressed air generating device just described, with at least one electric motor, with two air compressors that can be driven by the electric motor and act one after the other, with an air inlet through which ambient air can be sucked in by means of the first air compressor, with an intercooler and an aftercooler, whereby the inlet of the intercooler is pneumatically connected to the outlet of the first air compressor is, wherein the output of the intercooler is pneumatically connected to the input of the second air compressor, and wherein the output of the second air compressor is pneumatically connected to the input of the aftercooler, with an air dryer, the input of which is connected to the output of the aftercooler, with a coolant inlet opening , via which a liquid coolant can be supplied to the intercooler and the aftercooler, with a coolant outlet opening through which heated coolant can be removed, with a multi-circuit protection valve, which pneumatically connects the output of the air dryer with at least one external compressed air storage and external compressed
  • the invention provides that the multi-circuit protection valve can be separated from the other components of the compressed air generating device and can be operated remotely from these components, that the control and regulating device and the multi-circuit protection valve have electrical connecting means which can be detached from one another via at least one flexible electrical sensor line are connected, and that the multi-circuit protection valve has pneumatic connecting means which are at least indirectly releasably connected to the outlet of the air dryer via at least one flexible pneumatic line.
  • a dryer module having the air dryer has at least one electrical plug socket and at least one pneumatic plug socket, so that the electrical plug socket of the dryer module is connected to an electrical plug socket on the control and regulating device via the sensor line is that an electrical plug of an electrical connecting line can be releasably plugged into the electrical plug socket of the dryer module, that this electrical connecting cable has a second plug which can be releasably plugged into an electrical plug socket of the multi-circuit protection valve, that the pneumatic plug socket of the dryer module with the fifth compressed air line is pneumatically connected, through which dried compressed air coming from the air dryer can be conducted into this pneumatic socket of the dryer module a plug of a pneumatic connecting line can be detachably inserted, and that the pneumatic connecting line has a second plug, which can be detachably inserted into a pneumatic socket of the multi-circuit protection valve.
  • a compressed air generating device having the features of the invention particularly compact, i.e. to save space, it has at least one electric motor with which at least one air compressor can be driven.
  • This at least one air compressor can suck in ambient air via an air inlet.
  • at least one air cooler in which the air compressed by the at least one air compressor can be cooled.
  • An air dryer is also arranged, with which compressed air cooled by the air cooler can be dried.
  • this compressed air generating device has a coolant inlet opening through which a liquid coolant can be supplied to the air cooler. Heated coolant can be discharged via a coolant outlet opening that is also designed.
  • This compressed air generating device also includes a multi-circuit protection valve, which pneumatically connects the output of the air dryer to at least one external compressed air storage and to external compressed air consumers, as well as an inverter, which is used to control and regulate the electric motor. Finally, there is a control and regulating device which is connected to the multi-circuit protection valve and sensors arranged there via at least one sensor line and to the inverter via at least one control line.
  • the already mentioned compressor module in particular is designed to be particularly compact, in which the at least one electric motor, the inverter, the two air compressors and the intercooler assigned to these air compressors are arranged.
  • the control and regulating device is therefore structurally accommodated in a housing of the inverter or forms a structural unit with it, so that the control line from the control and regulating device to the electronics of the inverter is also optimally short.
  • the construction described can also be reversed in terms of language and construction, namely that the inverter is an integral part of the control and regulation device.
  • the compressed air generating device can also be designed as follows:
  • two air compressors that can be driven by the electric motor and act one after the other, an air inlet through which ambient air can be sucked in by means of the first air compressor, an intercooler and an aftercooler, the inlet of the intercooler being pneumatically connected to the outlet of the first air compressor, wherein the output of the intercooler is pneumatically connected to the input of the second air compressor, and wherein the output of the second air compressor is pneumatically connected to the input of the aftercooler, and further comprising an air dryer whose input is connected to the output of the aftercooler, a coolant inlet opening, via which can be supplied with a liquid coolant to the intercooler and the aftercooler, a coolant outlet opening through which heated coolant can be removed, a multi-circuit protection valve which pneumatically connects the output of the air dryer to at least one external compressed air reservoir and to external compressed air consumers, an inverter which is used for control and regulation of the electric motor, as well as a control and regulating device
  • the control and regulating device can also be integrated into the multi-circuit protection valve.
  • a compressed air generating device having at least one electric motor, two air compressors that can be driven by the electric motor and act one after the other, an air inlet through which ambient air can be sucked in by means of the first air compressor, an intermediate cooler and an aftercooler, the inlet of the intercooler is pneumatically connected to the output of the first air compressor, wherein the output of the intercooler is pneumatically connected to the input of the second air compressor, and wherein the output of the second air compressor is connected to is pneumatically connected to the inlet of the aftercooler, as well as with an air dryer, the inlet of which is connected to the outlet of the aftercooler, a coolant inlet opening, via which a liquid coolant can be supplied to the intercooler and the aftercooler, a coolant outlet opening, via which heated coolant can be removed Multi-circuit protection valve, which pneumatically connects the output of the air dryer
  • control and regulating device is not an integral part of the multi-circuit protection valve but rather an integral part of a, preferably central, vehicle control device.
  • the compressed air generating device with the features of the invention can therefore be constructed in detail in such a way that the air dryer can be optimally operated both for drying the compressed air and for regeneration, i.e. for dehumidifying its desiccant.
  • the outlet of the air dryer is connected to a fifth compressed air line via a first check valve that closes in the direction of the air dryer, that this fifth compressed air line is connected via the mentioned multi-circuit protection valve to the at least one compressed air reservoir and to compressed air consumers that a regeneration compressed air inlet of the air dryer is connected to the output of a 3/2-way solenoid switching valve via a second check valve opening in the direction of the regeneration compressed air inlet, an orifice and a first line branch, that the input of this 3/2-way solenoid switching valve is connected to the fifth compressed air line via a regeneration line, so that when the 3/2-way solenoid switching valve is activated, the air dryer is supplied via this 3/2
  • a regeneration process on the air dryer is therefore initiated by the control and regulation device and is largely controlled using the 3/2-way solenoid switching valve.
  • dry regeneration compressed air is directed to the air dryer, and at the same time a control pressure is fed to a control pressure input of the pneumatic 2/2-way switching valve to open a regeneration air outlet of the air dryer.
  • This control pressure is generated by a small portion of the regeneration compressed air, most of which comes from the compressed air storage and is passed into the air dryer for drying the desiccant there.
  • the pressure-controlled 2/2-way switching valve is assigned to a collecting area of the air dryer, with the pneumatic control input of this 2/2-way switching valve via a second line branch with the output of the 3/2-way solenoid switching valve connected is.
  • This 2/2-way switching valve is designed in such a way that it is closed when not actuated.
  • the 2/2-way switching valve can also be switched from its closed position to its open position by means of regeneration compressed air supplied to the air dryer and via the second line branch.
  • dry regeneration compressed air can be passed through the desiccant of the air dryer in a regeneration compressed air stream. After flowing through the drying agent, the regeneration compressed air can be directed into the collecting area of the air dryer and can entrain any condensed water that has accumulated there and remove it from it via at least one regeneration air outlet on the air dryer.
  • the compressed air generating device preferably has a further temperature sensor by means of which the ambient temperature can be measured.
  • This additional temperature sensor is also connected to the control and control via a data or sensor line Control device connected. If a data line is used, it can be a CAN bus line.
  • the invention also relates to a method for operating a compressed air generating device with the features described.
  • compressed air is cooled in at least one air cooler by means of the at least one air compressor.
  • the cooled compressed air is then fed to an air dryer and dried there in order to then be directed to compressed air consumers and/or at least one compressed air storage.
  • dry compressed air to the extent of the necessary regeneration compressed air volume is passed through the desiccant and then discharged into the environment.
  • the regeneration compressed air volume required for the regeneration of the desiccant is calculated at least as a function of the temperature that the coolant has before and/or after it flows through the air cooler that is arranged as the last air cooler in front of the air dryer, and that this is then done in such a way A certain regeneration compressed air volume of dry compressed air is passed through the air dryer.
  • the procedure presented here has the advantage that no additional temperature sensor is necessary to obtain information about what temperature the compressed air has before it reaches the air dryer and what water content in the form of air humidity this compressed air carries with it.
  • every motor vehicle today has one Liquid cooling system measures the coolant temperature after leaving its radiator using a temperature sensor and its measured values are made available in the motor vehicle for a variety of purposes, for example via a CAN data bus. Knowing the temperature of the coolant directly after leaving the vehicle radiator or immediately before the air cooler mentioned, the temperature of the compressed air after leaving this air cooler can be inferred indirectly without requiring a separate temperature sensor.
  • the operation of the compressed air generating device and in particular the supply of the coolant are then regulated so that the cooling effect of the last air cooler before the air dryer is maximum.
  • the compressed air is cooled to the maximum in front of the air dryer, as a result of which the compressed air only contains comparatively little moisture that puts a strain on the air dryer.
  • the desiccant of the air dryer must be regenerated less frequently or with less regeneration compressed air volume.
  • the coolant temperature is measured in front of the coolant inlet opening of the compressed air generating device by means of a first temperature sensor, and that the regeneration compressed air volume required for drying the desiccant in the air dryer is controlled and/or as a function of the measured coolant temperature during a later regeneration process is passed through the air dryer in a controlled manner.
  • the coolant temperature is measured directly in front of the coolant inlet of the air cooler, which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer in the flow direction of the compressed air, and that this is for drying the desiccant in the air dryer
  • the respectively required regeneration compressed air volume is passed through the air dryer in a controlled and/or regulated manner depending on the measured coolant temperature during a later regeneration process.
  • the coolant temperature is measured behind the coolant outlet of the air cooler, which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer in the direction of flow of the compressed air, and that the volume of regeneration compressed air required for drying the desiccant in the air dryer depends on the measured coolant temperature is controlled and/or regulated through the air dryer during a later regeneration process.
  • Another possibility for determining an optimally sufficient volume of regeneration compressed air for drying the desiccant of the air dryer provides that the temperature of an inverter used to control and regulate the electric motor is measured and that the measured temperature of the inverter is used to calculate the coolant temperature in the air cooler which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer in the direction of flow of the compressed air, and that the regeneration compressed air volume required for drying the desiccant in the air dryer is passed through the air dryer in a controlled and / or regulated manner depending on the coolant temperature determined in this way.
  • the temperature of its electronics can be used as the temperature of the inverter.
  • the arrangement of a temperature sensor in the area of the coolant lines and/or the air cooler mentioned can be dispensed with in a cost-saving manner.
  • the following method steps can be provided: a) sucking in ambient air by means of the first air compressor, b) pre-compressing the sucked-in ambient air in the first air compressor to a first air pressure value, c) cooling an intercooler with a liquid coolant, d) Cooling the pre-compressed compressed air in the intercooler, e) further compressing the compressed air to a second, higher pressure value using a second air compressor, f) cooling an aftercooler with the liquid coolant, the aftercooler being the first air cooler, viewed in the flow direction of the coolant, being reached hydraulically by the coolant, g) cooling the compressed air further compressed in the second air compressor in the aftercooler, h) drying the cooled compressed air in an air dryer, i) forwarding the cooled and dried compressed air to compressed air consumers and/or to at least one compressed air storage.
  • the compressed air that has left the second air compressor is cooled as it flows through the aftercooler to the extent that the freshly supplied liquid coolant allows.
  • the liquid coolant is not first directed to a cooling device of the electric motor or to the intercooler in order to cool it during operation, as in the compressed air generating device according to DE 10 2039 139 424.6.
  • the coolant is first directed to the aftercooler in order to cool it and, as a result, the compressed air as much as possible. This makes it possible according to the method to cool the compressed air generated so much before it reaches the air dryer that as much moisture as possible is separated and drained away from the compressed air.
  • the following further process steps are provided in addition to the method mentioned: j) forwarding the liquid coolant from the aftercooler to the intercooler, k) forwarding the liquid coolant from the intercooler to a cooling device of the electric motor, l) forwarding the liquid coolant from the cooling device of the electric motor to a cooling device of the second air compressor, m) forwarding the liquid coolant from the cooling device of the second air compressor to a cooling device of the inverter, n) forwarding the liquid coolant from the cooling device of the inverter to a cooling device of the first air compressor, o) forwarding the liquid coolant from the cooling device of the first air compressor to an external cooling device.
  • the regeneration of the drying agent of the air dryer is particularly important.
  • the drying agent which has removed atmospheric moisture from the supplied compressed air in previous drying processes and has now greatly reduced its drying ability, is flowed through in the opposite direction by temporarily stored dry compressed air.
  • the compressed air takes water from the desiccant and flows loaded with it out of the air dryer into the environment. The frequency with which such regeneration processes must be carried out and the volume of compressed air required for these regeneration processes influence the need for compressed air to be generated by the compressed air generating device when a vehicle is operating.
  • the time interval between two regeneration processes for drying the desiccant of the air dryer is controlled and/or regulated depending on the temperature of the coolant which the coolant has at the outlet of the external cooling device or at the inlet of the aftercooler.
  • the temperature of the coolant is decisive for how much water has already condensed out of the compressed air supplied to the aftercooler, a comparatively low coolant temperature causes a comparatively large separation of water from the compressed air already at the aftercooler, which is drained from there.
  • the desiccant of the air dryer is less heavily loaded, so that the regeneration compressed air volume can be lower or, for example, the time interval between two regeneration processes can be greater than at a comparatively high coolant temperature.
  • the ambient temperature of a vehicle must also be taken into account when carrying out regeneration processes of the type described, because the compressed air stored in a compressed air reservoir takes on the ambient temperature over the wall of the compressed air reservoir after some time. Since the compressed air stored in this compressed air storage is also used for the regeneration of the desiccant in the air dryer and the compressed air temperature determines the water storage capacity of the regeneration compressed air, knowledge of the ambient temperature is important for determining the necessary regeneration compressed air volume.
  • the volume of regeneration compressed air required for drying the desiccant also depends on the average ambient temperature is controlled and/or regulated.
  • the time interval between two regeneration processes for drying the desiccant of the air dryer is controlled and/or regulated as a function of the average ambient temperature.
  • the average value of the ambient temperature can be determined over a predetermined period of time.
  • the regeneration compressed air volume required for drying the desiccant or the duration and/or frequency of the regeneration processes in Depending on the difference between the ambient temperature and the coolant temperature is controlled and regulated during a later regeneration process.
  • the air dryer is used to operate the presented compressed air generating device provided that a maximum high temperature value of the coolant to be expected during operation of the compressed air generating device is determined, that this value of the coolant temperature serves as the basis for determining a maximum regeneration compressed air volume, and that a related regeneration process for the desiccant is carried out with this maximum regeneration compressed air volume.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a compressed air generating device with an intercooler and an aftercooler, which are integrated in a silencer, and in which a coolant line is guided through a silencer sump
  • Fig. 2 is a compressed air generating device similar to that according to Fig. 1, in which a compressed air line which connects a second air compressor with an aftercooler, is guided through a silencer sump,
  • FIG. 3 shows a compressed air generating device similar to that according to FIG. 1, but with a separate compressed air cooling module, in which ambient air can be sucked in through the silencer by a first air compressor,
  • FIG. 4 shows a compressed air generating device similar to that according to FIG. 3, but with a different arrangement of a coolant temperature sensor, and with a water and particle filter arranged in the silencer, through which sucked-in ambient air can be conducted to the first air compressor,
  • FIG. 5 shows a compressed air generating device similar to that according to FIGS. 1 to 4, in which a multi-circuit protection valve can be operated arranged outside a dryer module,
  • Fig. 6 shows a compressed air generating device similar to that according to Fig. 5, in which a multi-circuit protection valve is arranged outside the compressed air generating device and is connected to an electrical control and regulating device and the dryer module via flexible electrical and pneumatic lines, as well
  • Fig. 7 shows a compressed air generating device similar to that according to Fig. 4, but in which the ambient air for the first air compressor can be sucked in through an air inlet in the compressor module.
  • pneumatic lines that carry air or compressed air are shown with a solid line.
  • Hydraulic lines that transport liquid coolant are shown with a dashed line, and electrical lines are shown with a dotted line.
  • the compressed air generating device 2.7 shown in FIG. 7 has a closed but also openable housing 6, in which the components of the compressed air generating device 2.7 are combined into modules which are arranged one behind the other.
  • the compressor 4 comprising an electric motor 24 including two drive shafts 30, 32, an inverter 26, a first air compressor 16, a second air compressor 18 and a control and regulating device 28, is arranged in a compressor module 90.
  • a compressed air cooling module 92 is then arranged in the housing 6 and has an intercooler 20 and an aftercooler 22.
  • These two air coolers 20, 22 serve to cool the compressed air generated by the compressor 4.
  • the two air coolers 20, 22 use a liquid coolant which is supplied by an external cooling device 82.
  • this external cooling device 82 is a cooling device of a commercial vehicle with a suitable heat exchanger, not shown here.
  • the aftercooler 22 is arranged so that it is the first component to be supplied with cold liquid coolant by the external cooling device 82.
  • this aftercooler 22 is the last air cooler which is arranged in front of an air dryer 40 in the compressed air stream coming from the second air compressor 18.
  • At least one temperature sensor is arranged, which is connected to the control and regulating device 28 via a data or sensor line 59.
  • the temperature sensor 73 can be arranged at the coolant outlet of the external cooling device 82.
  • the most cost-effective arrangement of such a temperature sensor 73 is probably the arrangement at the coolant outlet of the external cooling device 82.
  • the temperature reduction of the coolant as it flows through the aftercooler 22 can be determined by forming the difference between the measured values supplied by the two temperature sensors 73', 73" and thus the cooling effect the compressed air to be cooled can be determined.
  • the reduction in the compressed air temperature that occurs due to the described energy transfer to the coolant at the aftercooler 22 can be determined, for example, if the temperature of the compressed air at the compressed air inlet of the aftercooler 22 and the per second compressed air volume flow through the aftercooler 22 are also known. Based on the reduction in the compressed air temperature that can be determined in this way, it can be determined which dew point shift in the compressed air has occurred and how much water is separated from the compressed air at the aftercooler 22 every second.
  • a dryer module 94 is subsequently placed in the housing 6, in which the aforementioned air dryer 40 and a multi-circuit protection valve 50 are arranged.
  • the air dryer 40 contains a desiccant 41 with which atmospheric moisture can be removed from the compressed air supplied to the air dryer 40.
  • the drying agent 41 can release this moisture back into dry air, namely when dry compressed air is passed through the air dryer 40 in the opposite direction during a regeneration process.
  • the multi-circuit protection valve 50 does not have to be part of the dryer module 94, but its arrangement in the common housing 6 is advantageous.
  • the multi-circuit protection valve 50 it is possible to selectively deliver compressed air delivered by the air dryer 40 to different compressed air consumers 50, 51 via compressed air lines DL6, DL7 and/or to at least one compressed air reservoir 45 via a compressed air line DL8.
  • the sixth compressed air line DL6 leading to the compressed air consumers 50, 51 and seventh compressed air line DL7 can also be connected to other compressed air storage units on the way there.
  • at least one further compressed air consumer can be connected to the compressed air storage 45 shown.
  • a 3/2 solenoid switching valve 72 arranged in the dryer module 94 enables the air dryer 40 to be switched into a drying mode or into a regeneration mode, the desiccant 41 of the air dryer 40 being able to be dried in the latter. This will be discussed further below.
  • the 3/2 solenoid switching valve 72 is also referred to below as the regeneration switching valve.
  • the compressed air generating device 2.7 has a silencer module 96, which is designed here as a silencer 43, which contains a sound-absorbing material 44, which is only partially shown in the figures to make other details easier to see.
  • This sound-absorbing material 44 is able to dampen sound emissions that arise during a regeneration process when moisture-laden regeneration exhaust air AL is released from the air dryer 40.
  • the silencer module 96 has a plurality of regeneration air outlet openings, of which only one regeneration air outlet opening 34 is shown, through which regeneration exhaust air AL can be released into the environment.
  • the silencer module 96 or the silencer 43 has at least one water outlet opening 36 at its deepest point, through which water droplets separated from the compressed air in the air dryer 40 during normal operation and/or splash water that has penetrated through the regeneration air outlet opening 34 is removed via a water separation path 80 that forms can be.
  • the silencer module 96, the silencer 43 or the sound-absorbing material 44 can be attached to the housing 6 in an easily replaceable manner.
  • the components of the four modules 90, 92, 94, 96 described are connected to one another via pneumatic, hydraulic and electrical lines as far as necessary, which will be discussed separately in the description of the method for operating the compressed air generating device 2.7.
  • the functionality and interaction of the components of the compressed air generating device 2.7 are as follows:
  • the operation of the compressor 4 is controlled and regulated by means of the control and regulating device 28 already mentioned.
  • the control and regulating device 28 is connected via a low-voltage line 57 to a low-voltage source (not shown), to the mentioned data or sensor line 59 of a vehicle-specific data communication system, such as a CAN bus, and via at least one control line 54 to an inverter 26.
  • the inverter 26, which influences the operation of the electric motor 24, is electrically connected via a high-voltage line 58 to a high-voltage source, not shown separately.
  • the electric motor 24 of the compressor 4 To start and operate the electric motor 24 of the compressor 4, it is controlled in the desired manner by means of the control and regulating device 28 and the inverter 26. This causes the two drive shafts 30, 32 of the electric motor 24 to rotate.
  • the first drive shaft 30 is connected to the first air compressor 16 and the second drive shaft 32 to the second air compressor 18 in a driving manner.
  • the two air compressors 16, 18 are known spiral compressors.
  • the first air compressor 16 is connected to the ambient air L on the input side via an air inlet opening 8 in the housing 6. When the first air compressor 16 is operating, it sucks in ambient air L via a suction line DL and compresses it into compressed air with a first air pressure value.
  • the first air compressor 16 is pneumatically connected on the output side via a first compressed air line DL1, the intercooler 20 and then via a second compressed air line DL2 to the inlet of the second air compressor 18.
  • the intercooler 20 cools the precompressed compressed air, whereby water is condensed out and removed if necessary.
  • the cooled compressed air is then further compressed to a desired second, higher air pressure value and then fed to the already mentioned aftercooler 22 via a third compressed air line DL3.
  • the compressed air is further cooled in the aftercooler 22. Humidity from the compressed air condenses.
  • the cooled and still residually moist compressed air reaches an inlet-side collecting area 49 of the air dryer 40 via a fourth compressed air line DL4.
  • the already condensed water also reaches this collecting area 49 of the air dryer 40 in the form of entrained small droplets or as a film of water. From there, the water is separated from the air dryer 40 via a regeneration air outlet 42 during a later regeneration process. As a result, the condensed water did not get into the drying agent 41 of the air dryer 40, as shown schematically in FIG. 7 with small droplets.
  • the compressed air which has been partially dewatered in this way and is still still moist, arrives from the short fourth compressed air line DL4 into the drying agent 41 of the air dryer 40, flows through this drying agent 41 in a drying air stream 23 and is dried there.
  • the desiccant 41 is able to remove atmospheric moisture from the supplied compressed air and release it back into dry air during a later regeneration process.
  • the dried compressed air then leaves the air dryer 40 via a spring-loaded first check valve 29 which shuts off in the direction of the air dryer 40, and then enters a fifth compressed air line DL5.
  • This fifth compressed air line DL5 leads to the already mentioned multi-circuit protection valve 50, which is controlled at least indirectly by the control and regulating device 28.
  • the multi-circuit protection valve 50 is connected to the control and regulating device 28 via a sensor line 56.
  • the dried compressed air can be directed, for example, through the already mentioned sixth compressed air line DL6 and a compressed air outlet opening 10 in the housing 6 to the first compressed air consumer 51 and via the mentioned seventh compressed air line DL7 to the second compressed air consumer 52.
  • the multi-circuit protection valve 50 can direct dried compressed air to the at least one compressed air reservoir 45 via the eighth compressed air line DL8.
  • Other compressed air consumers and/or compressed air reservoirs (not shown) can also be supplied with compressed air if necessary via the compressed air storage 45. If necessary, the compressed air stored in the compressed air storage 45 can also be supplied to other compressed air consumers via the multi-circuit protection valve 50 or for one Regeneration of the desiccant 41 of the air dryer 40 is returned to the fifth compressed air line DL5.
  • the compressed air generating device 2.7 has a regeneration line DL5a.
  • This regeneration line DL5a is indirectly connected via the fifth compressed air line DL5 at least to the eighth compressed air line DL8 leading to the compressed air storage 45 and to the air dryer 40.
  • the 3/2-way solenoid switching valve 72 already mentioned above is arranged in the regeneration line DL5a, which is connected to the control and regulating device 28 via a control line 55 and can be controlled by it.
  • the regeneration line DL5a is closed as shown in FIG. 7, so that no compressed air can reach the air dryer 40 from the compressed air reservoir 45 via the multi-circuit protection valve 50.
  • the 3/2-way solenoid switching valve 72 is actuated, as a result of which the regeneration line DL5a is opened.
  • part of the dried compressed air from the compressed air reservoir 45 passes through a first line branch DL5b of the regeneration line DL5a to an aperture 75. There the dried compressed air is expanded, whereby it takes up a larger volume.
  • the compressed air then passes through a second spring-loaded check valve 76 that opens in the direction of the air dryer 40 and then reaches the air dryer 40 via a regeneration compressed air inlet 70.
  • the relaxed compressed air then flows through the air dryer 40 and the drying agent 41 arranged there in a regeneration compressed air stream 77, provided that a pressure-controlled, 2/2-way switching valve 39, which acts as a drain valve, is open at the collecting area 49 of the air dryer 40.
  • a pressure-controlled, 2/2-way switching valve 39 which acts as a drain valve, is open at the collecting area 49 of the air dryer 40.
  • another part of the dried compressed air is passed behind the outlet of the 3/2-way solenoid switching valve 72 through a second line branch DL5c to this pressure-controlled 2/2-way switching valve 39.
  • the pressure-controlled 2/2-way switching valve 39 is constructed in such a way that in its unactuated switching position it closes a connection from the collecting area 49 of the air dryer 40 to the regeneration air outlet 42 of the air dryer 40 and opens it in the actuated switching state. Accordingly, the pressure-controlled 2/2-way switching valve 39 is opened when the 3/2-way solenoid switching valve 72 has also been switched to its open position.
  • the 3/2-way solenoid switching valve 72 instead of the 3/2-way solenoid switching valve 72, there are two 2/2-way solenoid switching valves that can be controlled by the control and regulating device 28. These two 2/2-way solenoid switching valves are not shown in the figures, but their arrangement can be easily understood by a person skilled in the art based on the following description.
  • the first 2/2-way solenoid switching valve is arranged in the flow direction of the regeneration compressed air in front of the orifice 75 in the first line branch DL5b
  • the second 2/2-way solenoid switching valve is in front of the pressure-controlled 2/2-way switching valve 39 in the second Line branch DL5c arranged.
  • the fifth compressed air line DL5 is connected directly to the first line branch DL5b and directly to the second line branch DL5c in the flow direction of the regeneration compressed air in front of the two 2/2-way solenoid switching valves.
  • dry regeneration compressed air can be passed through the air dryer 40 into the silencer 43 with the pressure-controlled 2/2-way switching valve 39 also open in order to dry the desiccant 41.
  • the collecting area 49 of the air dryer 40 can pass through the aftercooler 22 supplied compressed air can advantageously be freed from water W that has accumulated there.
  • the pressure-controlled 2/2-way switching valve 39 When the pressure-controlled 2/2-way switching valve 39 is open, the relaxed compressed air flows through the desiccant 41 in the mentioned regeneration compressed air stream 77 in the direction of the silencer 43. Moisture is removed from the desiccant 41 .
  • the compressed air enriched with moisture in this way and the water that has already condensed and accumulated in the collecting area 49 of the air dryer 40 then leave the air dryer 40 via its regeneration air outlet 42 and thus reach the silencer 43.
  • the moist regeneration exhaust air AL then flows through the sound-absorbing material 44 arranged in the silencer 43 via an exhaust air path 78 to the at least one regeneration air outlet opening 34 of the silencer 43 of the compressed air generating device 2.7.
  • Water droplets which may have formed in the regeneration compressed air stream or which form in the sound-absorbing material 44 of the silencer 43 when the regeneration compressed air stream flows through there, as well as the condensed water from the collecting area 49 of the air dryer 40, flow in the silencer 43 via the already mentioned water separation path 80 towards the at least one water outlet opening 36 of the silencer 43.
  • the water outlet opening 36 of the silencer 43 also serves to remove any splash water that may have penetrated into the silencer 43 via the at least one regeneration air outlet opening 34.
  • the regeneration process is ended when a predetermined, sufficiently large volume of regeneration compressed air has flowed through the drying agent 41 of the air dryer 40 in order to be able to use it for a further air drying phase.
  • the flow path of the liquid coolant supplied by the external cooling device 82 is controlled and regulated with the control and regulating device 28.
  • the current actual temperature of the coolant is measured with a first temperature sensor 73 at the output of the cooling device 82, and then the coolant temperature is regulated to a predetermined setpoint of the coolant temperature.
  • the first temperature sensor 73 is connected to the control and regulating device 28 via the data and/or sensor line 59.
  • the coolant passes from the external cooling device 82 through a coolant inlet opening 12 into the compressed air generating device 2.7 and into the compressed air cooling module 92.
  • the coolant then flows through a first coolant line KL1 into the aftercooler 22 in order to cool the compressed air generated by the compressor 4 as much as possible . Since the coolant is first passed into the aftercooler 22, the lowest temperature of the coolant that it has within the compressed air generating device 2.7 can be used. As a result, the compressed air is cooled comparatively strongly before it enters the air dryer 40, as a result of which some of the air moisture carried condenses out and is at least partially separated in the aftercooler 22.
  • the condensed water is also passed into the collecting area 49 of the air dryer 40 and from there discharged into the environment directly or via the silencer 43. This process removes a lot of moisture from the compressed air before it reaches the air dryer 40. This is all the more the lower the temperature of the coolant.
  • the desiccant 41 of the air dryer 40 needs to be dried less frequently in regeneration operations compared to conventional compressed air generating devices, or such regeneration operations may be performed with a smaller volume of regeneration compressed air than usual.
  • more of the dry compressed air stored in the compressed air storage 45 is available for the compressed air consumers 51, 52, so that the electric motor 24 of the compressor 4 of the compressed air generating device 2.7 has to be in operation less frequently.
  • the consumption of electrical energy is reduced, which reduces the vehicle's exhaust emissions and thus its CC emissions.
  • the frequency of the regeneration processes or the respectively required regeneration compressed air volume can therefore be smaller, the lower the temperature of the coolant at the inlet of the aftercooler 22. It is therefore advantageous if the regulation of the frequency of actuation and/or the regulation of the duration of actuation of the regeneration switching valve designed as a 3/2-way solenoid switching valve 72 is also carried out by means of the control and regulating device 28 as a function of the temperature of the coolant.
  • a first temperature sensor 73 is arranged in the area of the outlet of the external cooling device 82 or in the area of the coolant inlet opening 12, by means of which the temperature of the liquid coolant can be measured.
  • such a temperature sensor 73 is already a component of the external cooling device 82, so its use does not cause any additional manufacturing costs.
  • the temperature measurements obtained in this way can be routed to the control and regulating device 28 via the data and/or sensor line 59 mentioned.
  • the control and regulating device 28 then controls and regulates the regeneration of the desiccant 41 of the air dryer 40, taking into account the current coolant temperature, directly via the frequency of actuation and/or the duration of actuation of the 3/2-way solenoid switching valve 72 and indirectly by means of the pressure-controlled 2/2 -way switching valve 39.
  • FIG. 7 also shows alternative solutions, according to which the temperature of the coolant at the coolant inlet of the aftercooler 22 can be measured by means of a second temperature sensor 73' and/or at the coolant outlet of the aftercooler 22 by means of a third temperature sensor 73''.
  • These temperature sensors 73′, 73′′ are then also connected to the control and regulating device 28 via the data and/or sensor line 59.
  • the data and/or sensor line 59 which is connected to the respective temperature sensor 73, 73', 73", can also, unlike shown in FIG. 7, be arranged completely within the compressed air generating device 2.7.
  • the temperature of the coolant can fluctuate during operation of the compressed air generating device 2.7. This can be caused by different load conditions of the vehicle and its systems and/or by itself rapidly changing ambient temperatures. Since the current temperature of the coolant is measured with the first temperature sensor 73 in most vehicles in order to regulate the external cooling device 82 mentioned, its current value is available to the control and regulating device 28 via the already mentioned data and/or sensor line 59 CAN bus available. Based on the current value of the temperature of the coolant, the control and regulating device 28 can therefore quickly control and regulate the duration of operation of the 3/2-way solenoid switching valve 72 and thus the frequency and duration of a regeneration process on the dryer 40 depending on the temperature at any time.
  • the ambient temperature of the vehicle is also measured by means of an ambient temperature sensor 74 and displayed with a display element, the ambient temperature also represents the control and regulation of the operating time of the 3/2-way solenoid switching valve 72 and thus for the Control and regulation of the frequency and duration of a regeneration process on the air dryer 40 is available to the control and regulating device 28 via the data and/or sensor line 59 of the CAN bus.
  • the ambient temperature of the vehicle is of particular importance for the control and regulation of the regeneration processes because the compressed air, after it has been dried in the dryer 40, continues to cool down to the temperature of the compressed air tank 45 or the compressed air consumers 51, 52, which generally have the ambient temperature . During this further cooling process, the relative humidity in the compressed air increases again. To ensure that excessive air humidity does not lead to corrosion processes in the compressed air storage tanks and compressed air consumers when ambient temperatures are low in relation to the coolant temperature, or even water condenses out and freezes into ice, the degree of drying of the compressed air must ideally also take the current ambient temperature into account.
  • This degree of drying can be adjusted via the regeneration compressed air volume used in a regeneration process and/or via the frequency of the regeneration processes in a period under consideration. If, for example, a volume of regeneration compressed air that is actually too large is used during a regeneration process, the drying agent 41 becomes drier than this is required according to previously known practice. During a subsequent conveying process, the compressed air passed through the air dryer 40 will lose more moisture than previously necessary, as a result of which the compressed air has a higher degree of drying when it leaves the air dryer 40. When the compressed air then cools down further in a compressed air container or in a compressed air consumer, the degree of drying of the compressed air is then advantageously uncritically high, so that condensation and possibly ice formation do not occur when the compressed air is cooled further.
  • the regeneration compressed air volume and/or the frequency of the regeneration processes is therefore controlled and regulated by means of the control and regulating device 28 at a constant ambient temperature depending on the temperature of the coolant, and at a constant temperature of the coolant it is controlled and regulated depending on the ambient temperature.
  • the duration and/or frequency of the regeneration processes is controlled and regulated depending on the difference between the two temperatures mentioned.
  • the volume of regeneration compressed air required for a regeneration process must also cover the most unfavorable case, i.e. take into account the highest temperature of the coolant to be expected during operation of the compressed air generating device 2.7. As a result, such a regeneration process for the drying agent 41 would always take place with a previously determined maximum regeneration compressed air volume.
  • the liquid coolant After the liquid coolant has flowed through the aftercooler 22, it reaches the intercooler 20 mentioned via a second coolant line KL2. There it cools the compressed air precompressed by the first air compressor 16. After cooling the pre-compressed compressed air in the intercooler 20, the liquid coolant is conducted via a third coolant line KL3 to a cooling device 25 of the electric motor 24. There the coolant cools, for example, the stator of the electric motor 24. The coolant then flows through a fourth coolant line KL4 to a cooling device 48 of the second air compressor 18 of the compressor 4, which is thereby cooled during its compression activity. The coolant then flows through a fifth coolant line KL5 to a cooling device 27 of the inverter 26 in order to cool this too.
  • the coolant is passed through a sixth coolant line KL6 to a cooling device 46 of the first air compressor 16 of the compressor 4 in order to cool it.
  • the heated coolant is passed through a coolant outlet opening 14 from the compressor module 90 and from the housing 6 of the compressed air generating device 2.7 via a coolant discharge line Kout to the external cooling device 82.
  • a compressed air generating device 2.7 designed according to the invention is installed in a truck and for cooling it uses the liquid coolant of the cooling system, which also cools the internal combustion engine of the truck and serves as a heat source for interior heating.
  • the internal combustion engine cold, i.e. starting it at a very low ambient temperature
  • the electrically operated compressed air generating device 2.7 is immediately put into operation when the internal combustion engine is cold started to generate compressed air that is necessary for operation, it is cooled as far as possible by the liquid coolant.
  • the waste heat thereby removed from the compressed air generating device 2.7 in particular the heat which is generated by the operation of the electric motor 24, the inverter 26 and the two air compressors 16, 18, then advantageously also serves indirectly for a Relieving the load on the vehicle battery.
  • temperatures at which water ice can form can also be accepted at the aftercooler 22 and at the inlet of the air dryer 40. Since the warm-up phase is comparatively short, in the normal operating phase that follows, any water ice formed on the aftercooler 22 and at the inlet of the air dryer 40 will evaporate and be absorbed into the compressed air as atmospheric moisture.
  • the compressed air generating devices 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6 shown in FIGS. 1 to 6 also have very largely the design features explained in connection with FIG. 7 and work according to the method described.
  • the control and regulating device 28 is designed and arranged in such a way that the operation of the electric motor 24, a drying operation and a regeneration operation of the air dryer 40, as well as the operation of a multi-circuit protection valve 50 can be controlled and regulated, and that the air cooler 22, which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer 40 in the flow direction of the compressed air, is the first of the air cooler 22 in the flow direction of the coolant Coolant can flow through.
  • the compressed air generating devices 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6 shown in Figures 1 to 6 have further advantageous special features, which are described below.
  • the compressed air generating device 2.1 there does not have a separate compressed air cooling module 92, because the two air coolers, i.e. the intercooler 20 and the aftercooler 22, are arranged in the installation space of the silencer module 96 * or in the installation space of the silencer 43 itself .
  • the air coolers 20, 22 are connected to coolant lines KL1, KL2, KL2, which are also at least partially arranged in the installation space of the silencer module 96* or in the installation space of the silencer 43 .
  • the silencer module 96* or the silencer 43 has a coolant inlet opening 12*, to which the coolant supply line Kin and the internal, first coolant line KL1 are connected .
  • the compressed air generating device 2.1 By arranging the two air coolers 20, 22, the associated compressed air lines DL1, DL2, DL3, DL4 and the coolant lines KL1, KL2 mentioned in the installation space of the silencer module 96 * or in the installation space of the silencer 43, the compressed air generating device 2.1 in comparison
  • the compressed air generating device 2.7 described above according to FIG. 7 has a shorter length, so that this compressed air generating device 2.1 requires little space in a motor vehicle.
  • the silencer module 96 * or the silencer 43 unlike the compressed air generating device 2.7 according to FIG.
  • the first coolant line KL1 is arranged in the sump area 98 of the silencer 43. This makes it possible for the water W accumulated there, be it condensation or splash water that has penetrated into the silencer 43, to evaporate into water vapor 86 at least when the temperature of the water W is lower than the temperature of the coolant supplied by the external cooling device 82 .
  • the comparatively high temperature of the coolant required for this can be set for a short period of time using the control and regulating device on the external cooling device 82. Which temperature of the coolant is necessary for this is calculated using the ambient temperature measured by a fourth temperature sensor 74.
  • the ambient temperature can be used as control information, since it can be assumed that the sump area 98 of the silencer 43 and the water W located therein have the ambient temperature.
  • the water vapor 86 that forms passes inside the silencer 43 or the Silencer module 96* via the exhaust air path 78 in the silencer 43 to the regeneration air outlet opening 34 and from there into the ambient air.
  • this compressed air generating device 2.1 due to the arrangement of the two air coolers 20, 22 and the compressed air lines DL1, DL2, DL3, DL4, heat from the hot compressed air into the silencer 43 or into the silencer module 96* is entered.
  • This heat means that during a regeneration process and/or through the regeneration air outlet opening 34 into the silencer 43, atmospheric moisture or water W will hardly accumulate in the sump area 98 of the silencer 43, because this is constantly evaporated during the operation of the compressed air generating device 2.1 and as water vapor 86 is removed from the compressed air generating device 2.1 via the regeneration air outlet opening 34 at the latest during the next regeneration operation.
  • the silencer 43 or the silencer module 96* is connected or can be connected to the housing 6 of the compressed air generating device 2.1 and the lines there, but is not structurally integrated into this housing 6.
  • the heating coil-shaped section 84 of the third compressed air line DL3 is partially surrounded by water W, which has accumulated there due to the supply of condensation or the penetration of splash water.
  • the heating coil-shaped section 84 of the third compressed air line DL3 heats the water W during operation of the compressed air generating device 2.2 and water vapor 86 is formed, which is released at the latest during the next regeneration operation via the exhaust air path 78 in the silencer 43 to the regeneration air outlet opening 34 and from there into the ambient air.
  • FIG. 3 of a compressed air generating device 2.3 having the features of the invention like the first embodiment of the compressed air generating device 2.1 according to FIG 94 is arranged.
  • the compressed air generating device 2.3 according to FIG. 1 this air inlet 8* is identical to the at least one regeneration air outlet opening 34, which is only required by the compressed air generating device 2.3 when it is operated in regeneration mode.
  • this at least one regeneration air outlet opening 34 serves as an air inlet 8 * through which ambient air L can be sucked in to the first air compressor 18.
  • the ambient air L passes from this alternately usable opening 8 *, 34 via the sound-absorbing material 44 arranged in the silencer 43 and the intake line DL to the inlet of the first air compressor 16 in order to be compressed into compressed air in a first compression process.
  • the compressed air follows the description of the compressed air generating device 2.1
  • the fourth variant of the compressed air generating device 2.4 shown in FIG. 4 is designed largely identically to the compressed air generating device 2.3 according to FIG and dirt particles could be contaminated, a water and particle separator 88 is arranged in or on the silencer 43.
  • the water W filtered out of the sucked-in ambient air L by this water and particle separator 88 is passed along with filtered-out dirt particles to the water outlet opening 36 of the silencer 43, where it is discharged into the environment.
  • FIG. 5 shows a fifth variant of a compressed air generating device 2.5 having the features of the invention. This differs from the compressed air generating device 2.3 shown in FIG. 3 only in that the multi-circuit protection valve 50 does not belong to the dryer module 94. 5 illustrates, the multi-circuit protection valve 50 can be arranged and operated remotely from the dryer module 94 on or remotely from the compressed air generating device 2.5. For this purpose, the multi-circuit protection valve 50 has pneumatic connecting means 62 on the input side, via which the multi-circuit protection valve 50 is releasably connected to the fifth compressed air line DL5 of the dryer module 94 described above.
  • the multi-circuit protection valve 50 has output-side pneumatic connecting means 66, via which the multi-circuit protection valve 50 is releasably connected to the sixth, seventh and eighth compressed air lines DL6, DL7, DL8.
  • these compressed air lines DL6, DL7, DL8 lead to compressed air consumers 51, 52 and to at least one compressed air reservoir 45.
  • the multi-circuit protection valve 50 has electrical connection means 64, by means of which the multi-circuit protection valve 50 can be detached from electrical connection means 68 of the control and regulating device 28 connected is.
  • the hydraulic connecting means 62, 66 are preferably designed as compressed air connection sockets into which compressed air plugs can be detachably inserted. These compressed air connectors are arranged on the compressed air lines DL5, DL6, DL7, DL8.
  • the compressed air lines DL5, DL6, DL7, DL8 can be designed as flexible compressed air lines.
  • the electrical connection means 64 on the multi-circuit protection valve 50 is preferably designed as an electrical socket.
  • An electrical plug of a sensor line 56 can be detachably inserted into this, which has, for example, a second electrical plug at its other end, which can also be detachably inserted into an associated electrical connecting means 68 designed as a plug socket on the control and regulating device 28.
  • the multi-circuit protection valve 50 can also be arranged remotely from the compressed air generating device 2.5, so that it does not have to be removed from the compressed air system of a vehicle for repair purposes if the compressed air generating device 2.5 is damaged.
  • control and regulating device 28 is designed in such a way and is connected to the other components of the compressed air generating device 2.5 via sensor lines and control lines that the control and regulating device 28 controls the operation of the inverter 26 and thus the operation of the electric motor 24 as well can control and regulate, such as the dryer operation and the regeneration operation of the air dryer 40.
  • control and regulating device 28 at least indirectly controls and regulates the operation of the multi-circuit protection valve 50.
  • the control and regulating device 28 can be structurally integrated, for example, in the inverter 26 or in the multi-circuit protection valve 50. This prevents the control and regulating device 28 from remaining on the vehicle in the repair case described.
  • FIG. 1 a sixth embodiment of a compressed air generating device 2.6 having the features of the invention is shown in FIG.
  • the multi-circuit protection valve 50 can be separated from the other components of the compressed air generating device 2.6 and can be operated remotely from these components.
  • the control and regulating device 28 and the multi-circuit protection valve 50 have electrical connection means 64; 68, which are at least indirectly releasably connected to one another via the at least one flexible electrical line 56.
  • the multi-circuit protection valve 50 has pneumatic connecting means 62, which are at least indirectly releasably connected to the outlet of the air dryer 40 via at least one flexible pneumatic line 106.
  • the compressed air generating device 2.6 has an electric motor 24 and two air compressors 16, 18 which can be driven by the electric motor 24 and act one after the other.
  • the compressed air generating device 2.6 also has an air inlet 8*, via which ambient air L can be sucked in by means of the first air compressor 16.
  • an intercooler 20 and an aftercooler 22 the inlet of the intercooler 20 being pneumatically connected to the outlet of the first air compressor 16, the outlet of the intercooler 20 being pneumatically connected to the inlet of the second air compressor 18, and the outlet of the second air compressor 18 is pneumatically connected to the inlet of the aftercooler 22.
  • a coolant inlet opening 12 via which a liquid coolant can be supplied to the intercooler 20 and the aftercooler 22 from a first external cooling device 82. Heated coolant can be discharged to the external cooling device 82 via a coolant outlet opening 14.
  • the compressed air generating device 2.6 feeds a multi-circuit protection valve 50 with compressed air, via which the output of the air dryer 40 is pneumatically connected to at least one external compressed air storage 45 and external compressed air consumers 51, 52.
  • a control and regulating device 28 which is connected to the multi-circuit protection valve 50 and the sensors arranged there via at least one sensor line 56.
  • a dryer module 94* having the air dryer 40 has at least one electrical socket 100 and at least one pneumatic socket 104.
  • the electrical socket 100 of the dryer module 94* is connected to an electrical socket 68 on the control and regulating device 28 via the sensor line 56 mentioned.
  • An electrical plug of an electrical connecting line 102 is detachably plugged into the electrical socket 100 of the dryer module 94.
  • This electrical connecting line 102 has a second plug which is detachably plugged into an electrical plug socket 64 of the multi-circuit protection valve 50.
  • the pneumatic socket 104 of the dryer module 94* is pneumatically connected to the fifth compressed air line DL5, through which dry compressed air coming from the air dryer 40 can be conducted to the compressed air consumers 51, 52 and to the compressed air storage 45.
  • a plug of a pneumatic connecting line 106 is detachably inserted into this pneumatic socket 104 of the dryer module 94*.
  • the pneumatic connecting line 106 has a second plug which can be detachably inserted into a pneumatic socket 62 of the multi-circuit protection valve 50.
  • the multi-circuit protection valve 50 can be arranged comparatively far from the other components of the compressed air generating device 2.6.
  • the realizable distance is determined in particular by the maximum sensible length of the electrical connecting line 102 and the pneumatic connecting line 106.
  • the use of such a compressed air generating device 2.6 takes place, for example, in a vehicle train consisting of a towing vehicle and several trailer vehicles, in which the multi-circuit protection valve 50 is arranged on one of the trailer vehicles, but the core components of the compressed air generating device 2.6 are placed on the towing vehicle.
  • the compressed air lines DL6, DL7, DL8 emanating from the multi-circuit protection valve 50 and leading to the compressed air consumers 51, 52 and the at least one compressed air reservoir 45 can be kept comparatively short. This reduces manufacturing costs and reduces the risk of cable damage due to the reduced overall cable length be reduced.
  • the air dryer module 94* can be made narrower, which can be advantageous when space on a vehicle is limited.
  • the multi-circuit protection valve 50 with all of its sensors and electromagnetic switching valves arranged there can be connected to a central control device 110 of the vehicle via a single electrical line 108.
  • the central control device 110 would then also be electrically connected to the 3/2-way solenoid switching valve 72 or to the two 2/2-way solenoid switching valves used for this purpose via at least one control line 112.
  • Such a central control device 110 of the vehicle would then also take over all other tasks of the control and regulating device 28 described.
  • Coolant inlet opening (first embodiment)
  • Output-side pneumatic connecting means on the multi-circuit protection valve Electrical connecting means on the control and regulating device Regeneration compressed air inlet of the air dryer 3/2-way solenoid switching valve

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Abstract

The invention relates to a compressed air generating device (2.1) comprising a control and regulating device (28), at least one controllable and regulatable electric motor (24), at least one air compressor (16, 18) which can be driven by the electric motor (24), an air inlet (8) via which surrounding air (L) can be suctioned into the at least one air compressor, at least one air cooler (20, 22) which is connected to the outlet of the at least one air compressor, an air dryer (40), the inlet of which is connected to the outlet of the at least one air cooler, a coolant inlet opening (12*) via which a liquid coolant can be supplied to the at least one air cooler and other components of the compressed air generating device, and a coolant outlet opening (14) via which heated coolant can be discharged out of the compressed air generating device. In order to design the compressed air generating device to be as compact as possible and inexpensive to produce, the control and regulating device (28) is designed and arranged such that the control and regulating device can be used to control and regulate the operation of the electric motor (24), a drying operation, and a regeneration operation of the air dryer (40) as well as the operation of a multi-circuit protection valve (50), and coolant can flow through the air cooler (22) first when viewed in the flow direction of the coolant, said air cooler being arranged in front of the air dryer (40) as the last air cooler in the flow direction of the compressed air. The invention also relates to a method for operating said compressed air generating device.

Description

Drucklufterzeugungsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben derselben Compressed air generating device and method for operating the same
Die Erfindung betrifft eine Drucklufterzeugungsvorrichtung, mit einem Steuer- und Regelgerät, mit zumindest einem 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 einem Lufttrockner, dessen Eingang 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, und mit einer Kühlmittelauslassöffnung, über welche erwärmtes Kühlmittel aus der Drucklufterzeugungsvorrichtung abführbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Drucklufterzeugungsvorrichtung. The invention relates to a compressed air generating device, with a control and regulating device, with at least one controllable and regulatable electric motor, with at least one air compressor that can be driven by the electric motor, with an air inlet via which ambient air can be sucked into the at least one air compressor, with at least one air cooler, which is connected to the output of the at least one air compressor, to an air dryer, the input of which is connected to the output of the at least one air cooler, to a coolant inlet opening, via which a liquid coolant can be supplied to the at least one air cooler and other components of the compressed air generating device, and with a coolant outlet opening through which heated coolant can be removed from the compressed air generating device. The invention also relates to a method for operating such a compressed air generating device.
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.Electrically driven compressors for generating compressed air in vehicles are already known in various embodiments and are described, for example, in DE 10 2018 139 058 A1, DE 10 2013 003 513 A1 and EP 3 516 218 B1. From EP 3 331 738 B1 a compressed air generating device for a vehicle with a piston compressor and two compression stages is known. The cylinder spaces of the two compression stages are connected to one another by a connecting line through which the compressed air generated in the first compression stage can be fed to the second compression stage. When the piston compressor is in operation, the ambient air pressure in the first compression stage is increased with the help of a counterpressure that builds up in the subsequent connecting line. An intercooler is arranged in the connecting line between the two compression stages and serves to cool the air heated during compression in the first compression stage. The pressure of the compressed air in the connecting line drops.
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. The intercooler can therefore increase the efficiency of the second compression stage. Furthermore, before or after the first compression stage, additional ones can be used Facilities for processing the air used may be arranged, such as further cooling devices or air drying devices. One disadvantage is that the compressor described is designed as a reciprocating piston compressor, which disadvantageously requires a lubricant. In addition, the design of the cooling system is not described further.
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. In addition, from DE 10 2004 051 435 B3 a system for generating dry compressed air is known, which has a cooled compressor for sucking in and compressing ambient air. The compressor is followed by a cooler in the direction of flow of the compressed air, which serves to cool the compressed air generated. The cooling effect of the cooler is achieved by means of a fan and water droplets directed onto the surface of the cooler, which evaporate there and thereby remove heat from the cooler and indirectly from the compressed air. The cooler is followed by an air dryer which contains a desiccant that removes moisture from the compressed air and thereby lowers the dew point of this compressed air. The compressed air dried in this way has an air humidity of less than 35% at the outlet of the air dryer, which should be sufficient to protect devices subsequently supplied with this compressed air from corrosion or freezing due to the formation of water ice.
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. Furthermore, from DE 44 45 972 02 a compressor system for generating dry compressed air is known, in which an air-cooled radiator is used to cool the compressed air generated by a compressor. There is a water separator downstream of the radiator, by means of which water droplets can be removed from the compressed air, which are formed by condensation when the compressed air cools down. Since the compressed air is not yet sufficiently dry to be able to avoid freezing at low temperatures when used in pressure medium consumers, the water separator is followed by an air dryer in which the compressed air is further dried.
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. In addition, from the applicant's unpublished DE 10 2021 121 424.6, a compressed air generating device is known which has an electric motor which can drive two air compressors arranged in series. During operation of the compressed air generating device, ambient air is generated by means of the first air compressor sucked in and compressed. From there, the pre-compressed compressed air is fed to the second air compressor via a check valve, an intercooler and a switching valve. In the second air compressor, the pre-compressed compressed air is further compressed and then passed on to compressed air consumers via an aftercooler or another switching valve. The intercooler and the aftercooler are cooled using a liquid coolant and are used to cool the compressed air generated by the air compressors. The liquid coolant comes, for example, from a cooling circuit of a vehicle and in the compressed air generating device first supplies a cooling device of the electric motor, then the intercooler and then a cooling device of the first air compressor. From there, the coolant goes to the aftercooler and then to a cooling device of the second air compressor before the coolant is returned to the vehicle's cooling circuit. An air dryer is neither shown nor described in this compressed air generating device.
Außerdem ist aus der US 2010/0 303 658 A1 ein wassergekühlter und ölfreier zweistufiger 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. In addition, a water-cooled and oil-free two-stage air compressor is known from US 2010/0 303 658 A1, which has a water-cooled intercooler which is arranged between a first air compressor and a second air compressor with regard to the air flow. The air compressed by the first air compressor is cooled by the intercooler, and the air compressed by the second air compressor is cooled by an aftercooler whose cooling water inlet is hydraulically connected to the cooling water outlet of the intercooler.
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. Finally, from DE 11 2015 006 955 T5 a compressed air supply system for locomotives and a method for operating the same are known, in which the air sucked in and compressed by a compressor is cooled in an air cooler and then fed to a first compressed air storage. From this first compressed air reservoir, the compressed air travels via a check valve that closes in the return flow direction to a prefilter which has a drainage valve. After separating liquid and aerosolized water from the compressed air in the pre-filter, the compressed air goes to an air dryer. A temperature sensor arranged at the air flow inlet of the air dryer or in its immediate vicinity is connected to a control unit via a sensor line. The temperature sensor can display the actual Measure the temperature of the compressed air flowing into the air dryer and make this measured value available to the control unit. The controller can calculate an appropriate purge cycle time for the drain valve based on the saturation partial pressure of water vapor at the measured actual temperature of the compressed air and control its operation to remove the water accumulated in the pre-filter.
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. The desiccant of the air dryer of such generic compressed air generating devices must also be repeatedly freed from the moisture that has accumulated there, because if the moisture absorption capacity of its desiccant is saturated, it is no longer able to work in accordance with the task. In order to remove this moisture from the air dryer, it is known to pass dry compressed air generated by the compressed air generating device and stored in a pressure medium storage back through the air dryer in a so-called regeneration process. Here, the dry compressed air absorbs moisture from the desiccant of the air dryer and transports it outside into the environment of the compressed air generating device. Since these regeneration processes consume dried compressed air, which is actually required in a motor vehicle, for example, for the actuation of, for example, brake actuators and/or air bellows, additional operating times of the compressor are necessary in order to also stock up on sufficient compressed air for the regeneration processes. However, this is associated with additional energy consumption, which increases the operating costs of a motor vehicle, for example, and ultimately also releases environmentally harmful CO2 into the atmosphere through the generation of electrical energy for the electric motor.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drucklufterzeugungsvorrichtung mit einem Kompressor, einem Flüssigkeitskühlsystem und einem Lufttrockner vorzustellen, welche kompakt ausgebildet und kostengünstig herstellbar ist. Außerdem soll diese Drucklufterzeugungsvorrichtung einen geringeren Verbrauch von getrockneter Druckluft bei einer Regeneration eines Trocknungsmittels des Lufttrockners ermöglichen als bei bekannten Drucklufterzeugungsvorrichtungen. Zudem soll dasjenige Regenerationsdruckluftvolumen durch ein Verfahren ermittelbar sein, welches zu der jeweiligen Regeneration des Trocknungsmittels voraussichtlich benötigt wird. 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. Against this background, the invention is based on the object of presenting a compressed air generating device with a compressor, a liquid cooling system and an air dryer, which is compact and can be produced inexpensively. In addition, this compressed air generating device should enable a lower consumption of dried compressed air during regeneration of a desiccant of the air dryer than with known compressed air generating devices. In addition, the volume of regeneration compressed air that is expected to be required for the respective regeneration of the drying agent should be able to be determined using a method. This problem is solved with a compressed air generating device which has the features of claim 1. An independent method claim defines a method for operating such a compressed air generating device. Advantageous refinements and further developments are mentioned in the respectively assigned dependent claims.
Demnach betrifft die Erfindung zunächst eine Drucklufterzeugungsvorrichtung, mit einem Steuer- und Regelgerät, mit zumindest einem 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 einem Lufttrockner, dessen Eingang 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, und mit einer Kühlmittelauslassöffnung, über welche erwärmtes Kühlmittel aus der Drucklufterzeugungsvorrichtung abführbar ist. Accordingly, the invention initially relates to a compressed air generating device, with a control and regulating device, with at least one controllable and regulatable electric motor, with at least one air compressor that can be driven by the electric motor, with an air inlet via which ambient air can be sucked into the at least one air compressor, with at least one Air cooler, which is connected to the output of the at least one air compressor, with an air dryer, the input of which is connected to the output of the at least one air cooler, with a coolant inlet opening, via which a liquid coolant can be supplied to the at least one air cooler and other components of the compressed air generating device, and with a coolant outlet opening through which heated coolant can be removed from the compressed air generating device.
Zur Lösung der die Vorrichtung betreffenden Aufgabe ist bei dieser Drucklufterzeugungsvorrichtung vorgesehen, dass das Steuer- und Regelgerät derartig ausgebildet und angeordnet ist, dass mit diesem der Betrieb des Elektromotors, ein Trocknungsbetrieb sowie ein Regenerationsbetrieb des Lufttrockners, sowie der Betrieb eines Mehrkreisschutzventils steuerbar und regelbar ist, und dass der Luftkühler, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner angeordnet ist, in Strömungsrichtung des Kühlmittels gesehen als erstes von dem Kühlmittel durchströmbar ist. In order to solve the task relating to the device, it is provided in this compressed air generating device that the control and regulating device is designed and arranged in such a way that the operation of the electric motor, a drying operation and a regeneration operation of the air dryer, as well as the operation of a multi-circuit protection valve can be controlled and regulated , and that the air cooler, which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer in the flow direction of the compressed air, is the first to be flowed through by the coolant when viewed in the flow direction of the coolant.
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 auch 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. Weil bereits vor Erreichen des Trocknungsmittels des Lufttrockners vergleichswiese viel Feuchtigkeit aus der Druckluft entfernt wird, 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 zu werden. Accordingly, in a departure from the previously known designs, an aftercooler is first flowed through by the still comparatively cold liquid coolant, which is arranged directly in front of the air dryer when viewed in the flow direction of the compressed air. This cools the compressed air as much as possible, so that some of the humidity contained in this compressed air precipitates in the form of small drops of water before it reaches the air dryer. This water will then for example, removed from the compressed air by a water separator in the aftercooler before it reaches the air dryer. A small amount of condensed water droplets can also be carried along by the comparatively strongly cooled compressed air via a short compressed air line to the air dryer, in the inlet collection area of which these water droplets collect and are removed during the next regeneration process with the regeneration compressed air flowing out of the air dryer. Because a comparatively large amount of moisture is removed from the compressed air before the air dryer reaches the drying agent, the air dryer is then required less to dry the compressed air. As a result, a regeneration process that consumes dried compressed air needs to be carried out on the air dryer less frequently.
Dadurch, dass gemäß der Erfindung das Steuer- und Regelgerät derartig ausgebildet und angeordnet ist, dass mit diesem der Betrieb des Elektromotors, ein Trocknungsbetrieb und ein Regenerationsbetrieb des Lufttrockners, sowie der Betrieb eines Mehrkreisschutzventils steuerbar und regelbar ist, ist ein gesondertes Steuer- und Regelgerät zur Steuerung und Regelung des Elektromotors oder ein gesondertes Steuer- und Regelgerät zur zumindest indirekten Steuerung und Regelung eines Mehrkreisschutzventils nicht notwendig. Hierdurch werden Herstellkosten und Bauraum eingespart. The fact that, according to the invention, the control and regulating device is designed and arranged in such a way that the operation of the electric motor, a drying operation and a regeneration operation of the air dryer, as well as the operation of a multi-circuit protection valve can be controlled and regulated, is a separate control and regulating device for controlling and regulating the electric motor or a separate control and regulating device for at least indirectly controlling and regulating a multi-circuit protection valve is not necessary. This saves manufacturing costs and installation space.
Die Menge des sekündlich durch die kühlbaren Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung hindurch geleiteten flüssigen Kühlmittels kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung mittels einer regelbaren Kühlmittelpumpe eingestellt werden, welche mit dem Steuer- und Regelgerät ansteuerbar verbunden ist. According to an advantageous development, the amount of liquid coolant passed every second through the coolable components of the compressed air generating device can be adjusted by means of a controllable coolant pump, which is controllably connected to the control and regulating device.
In Weiterbildung der Drucklufterzeugungsvorrichtung ist die Anordnung wenigstens eines Temperatursensors vorgesehen, welcher zur Messung der Kühlmitteltemperatur vor dem Kühlmitteleingang und/oder hinter dem Kühlmittelausgang desjenigen Luftkühlers angeordnet ist, und welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner, beispielsweise an einer Kühlmittelleitung, platziert ist. Dieser Temperatursensor ist mit dem Steuer- und Regelgerät über eine Daten- oder Sensorleitung verbunden ist. Bei der Daten- oder Sensorleitung kann es sich um eine CAN-Bus-Leitung handeln. Durch die Anordnung eines solchen Temperatursensors kann mittels des Steuer- und Regelgeräts berechnet werden, wie sehr die von dem Luftverdichter kommende Druckluft in dem Luftkühler abkühlt und dadurch schon vor Erreichen des Lufttrockners Wasser aus der Druckluft abgeschieden wird. Mittels dieser Kenntnis kann ein optimal geringes Volumen an trockener Druckluft bei einem Regenerationsvorgang zur Trocknung der Trocknungsmittels des Lufttrockners durch diesen hindurch geleitet werden. Hierdurch wird der Verbrauch an trockener Druckluft minimiert und die Anzahl und/oder die Dauer der Regenerationsvorgänge am Lufttrockner auf ein Minimum reduziert. In a further development of the compressed air generating device, the arrangement of at least one temperature sensor is provided, which is arranged in front of the coolant inlet and/or behind the coolant outlet of that air cooler for measuring the coolant temperature, and which is placed in the flow direction of the compressed air as the last air cooler in front of the air dryer, for example on a coolant line is. This temperature sensor is connected to the control and regulation device via a data or sensor line. The data or sensor line can be a CAN bus line. By arranging such a temperature sensor, the control and regulating device can be used to calculate how much the compressed air coming from the air compressor cools in the air cooler and thus water is separated from the compressed air before it reaches the air dryer. Using this knowledge, an optimally small volume of dry compressed air can be passed through the air dryer during a regeneration process for drying the desiccant. This minimizes the consumption of dry compressed air and reduces the number and/or duration of regeneration processes on the air dryer to a minimum.
Die durch die Erfindung vorgeschlagenen Konstruktionsmerkmale lassen sich bei unterschiedlich konfigurierten Drucklufterzeugungsvorrichtungen anwenden. So kann eine solche Drucklufterzeugungsvorrichtung nur eine oder mehrere Verdichterstufen aufweisen, welche beispielsweise von nur einem Elektromotor oder von jeweils einem Elektromotor antreibbar sind. Auch die Bauart der Verdichtungsstufen sowie die Anzahl der Luftkühler sind hinsichtlich der Nutzung der Erfindung nicht festgelegt. The design features proposed by the invention can be applied to differently configured compressed air generating devices. Such a compressed air generating device can have only one or more compressor stages, which can be driven, for example, by only one electric motor or by one electric motor each. The design of the compression stages and the number of air coolers are also not specified with regard to the use of the invention.
So kann die Erfindung beispielsweise bei einer Drucklufterzeugungsvorrichtung genutzt werden, welche einen Elektromotor und zwei von diesem antreibbare sowie nacheinander wirksame Luftverdichter aufweist. Diese Drucklufterzeugungsvorrichtung weist außerdem einen Lufteinlass auf, über den mittels des ersten Luftverdichters Umgebungsluft ansaugbar ist. Außerdem sind ein als Zwischenkühler ausgebildeter sowie angeordneter erster Luftkühler und ein als Nachkühler ausgebildeter sowie angeordneter zweiter Luftkühler vorhanden. Hierbei ist der Eingang des Zwischenkühlers mit dem Ausgang des ersten Luftverdichters pneumatisch verbunden, der Ausgang des Zwischenkühlers ist mit dem Eingang des zweiten Luftverdichters pneumatisch verbunden, und der Ausgang des zweiten Luftverdichters ist mit dem Eingang des Nachkühlers pneumatisch verbunden. Weiter ist ein Lufttrockner vorhanden, dessen Eingang mit dem Ausgang des Nachkühlers pneumatisch verbunden ist. Außerdem ist eine Kühlmitteleinlassöffnung vorhanden, über welche dem Zwischenkühler sowie dem Nachkühler und weiteren Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist. Weiter ist eine Kühlmittelauslassöffnung vorhanden, über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist. Gemäß der Erfindung ist bei dieser Drucklufterzeugungsvorrichtung außerdem vorgesehen, dass der Nachkühler, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner angeordnet ist, in Strömungsrichtung des Kühlmittels gesehen als erstes von dem Kühlmittel durchströmbar ist, dass zumindest ein Temperatursensor vorhanden ist, welcher mit dem Steuer- und Regelgerät über eine Daten- oder Sensorleitung verbunden ist, dass der Temperatursensor zur Messung der Kühlmitteltemperatur vor dem Kühlmitteleingang oder hinter dem Kühlmittelausgang des Nachkühlers angeordnet ist, und dass das Steuer- und Regelgerät derart ausgebildet ist, dass mit diesem zusätzlich zu dem Betrieb des Elektromotors ein Trocknungsbetrieb und ein Regenerationsbetrieb des Lufttrockners sowie der Betrieb eines Mehrkreisschutzventils steuerbar und regelbar ist. For example, the invention can be used in a compressed air generating device which has an electric motor and two air compressors that can be driven by this and operate one after the other. This compressed air generating device also has an air inlet through which ambient air can be sucked in by means of the first air compressor. There is also a first air cooler designed and arranged as an intercooler and a second air cooler designed and arranged as an aftercooler. Here, the inlet of the intercooler is pneumatically connected to the outlet of the first air compressor, the outlet of the intercooler is pneumatically connected to the inlet of the second air compressor, and the outlet of the second air compressor is pneumatically connected to the inlet of the aftercooler. There is also an air dryer whose inlet is pneumatically connected to the outlet of the aftercooler. There is also a coolant inlet opening through which a liquid coolant can be supplied to the intercooler as well as the aftercooler and other components of the compressed air generating device. There is also a coolant outlet opening through which heated coolant can be removed. According to the invention, in this compressed air generating device it is also provided that the aftercooler, which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer in the flow direction of the compressed air, is the first to be flowed through by the coolant when viewed in the flow direction of the coolant, that at least one temperature sensor is present, which with the control and regulating device is connected via a data or sensor line, that the temperature sensor for measuring the coolant temperature is arranged in front of the coolant inlet or behind the coolant outlet of the aftercooler, and that the control and regulating device is designed in such a way that with this in addition to the Operation of the electric motor, a drying operation and a regeneration operation of the air dryer as well as the operation of a multi-circuit protection valve can be controlled and regulated.
Hinsichtlich der weiter konkretisierten Anordnung des wenigstens einen Temperatursensors kann vorgesehen sein, dass dieser zur Messung der Kühlmitteltemperatur vor der Kühlmitteleinlassöffnung der Drucklufterzeugungsvorrichtung angeordnet ist. Hierbei kann besonders kostengünstig ein Temperatursensor genutzt werden, welcher sowieso an einer externen Kühlvorrichtung eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, um am Ausgang dieser externen Kühlvorrichtung die Temperatur des Kühlmittels zu bestimmen und dem Steuer- und Regelgerät des Kraftfahrzeugs mitzuteilen. Sofern die Leitungslänge zum Transport des Kühlmittels von dieser externen Kühlvorrichtung bis zu der Drucklufterzeugungsvorrichtung vergleichsweise groß ist, kann eine solche Anordnung jedoch ungünstig sein, denn auf dem Weg bis zum Kühlmitteleingang der Drucklufterzeugungsvorrichtung kann sich das Kühlmittel unkontrolliert abkühlen oder erwärmen. With regard to the further specific arrangement of the at least one temperature sensor, it can be provided that it is arranged in front of the coolant inlet opening of the compressed air generating device for measuring the coolant temperature. In this case, a temperature sensor can be used particularly cost-effectively, which is anyway arranged on an external cooling device of a motor vehicle, in order to determine the temperature of the coolant at the output of this external cooling device and to communicate this to the control and regulating device of the motor vehicle. However, if the line length for transporting the coolant from this external cooling device to the compressed air generating device is comparatively long, such an arrangement can be unfavorable because the coolant can cool or heat up in an uncontrolled manner on the way to the coolant inlet of the compressed air generating device.
Aus diesem Grund kann vorgesehen sein, dass der Temperatursensor zur Messung der Kühlmitteltemperatur unmittelbar vor dem Kühlmitteleingang des Nachkühlers angeordnet ist, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner angeordnet ist. Hierdurch bekommt man besonders sichere Messwerte. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Temperatursensor zur Messung der Kühlmitteltemperatur als nächste dann folgende Komponente hinter dem Kühlmittelausgang des Nachkühlers angeordnet ist, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner angeordnet ist. Dieser Ort der Anordnung des Temperatursensors kann unmittelbar am Kühlmittelausgang des Nachkühlers sein, oder wenn der dortige Bauraum dies nicht zulässt, eben an der nächst möglichen Stelle in Strömungsrichtung des Kühlmittels hinter dem Kühlmittelausgang des Nachkühlers. For this reason, it can be provided that the temperature sensor for measuring the coolant temperature is arranged directly in front of the coolant inlet of the aftercooler, which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer in the direction of flow of the compressed air. This gives you particularly reliable measurements. However, it can also be provided that the temperature sensor for measuring the coolant temperature is arranged as the next component behind the coolant outlet of the aftercooler, which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer in the direction of flow of the compressed air. This location of the temperature sensor can be directly at the coolant outlet of the aftercooler, or if the installation space there does not allow this, at the closest possible location in the flow direction of the coolant behind the coolant outlet of the aftercooler.
Es kann auch vorgesehen sein, dass sowohl am Kühlmitteleingang als auch am Kühlmittelausgang des Nachkühlers jeweils ein Temperatursensor angeordnet ist, welche mit dem Steuer- und Regelgerät signaltechnisch verbunden sind. Mittels der von diesen beiden Temperatursensoren gemessenen Temperaturwerte kann in dem Steuer- und Regelgerät eine Temperaturdifferenz ermittelt werden, welche ein Maß für die Abkühlung der Druckluft in dem Nachkühler ist. Hieraus lässt sich zumindest abschätzen, wie viel Wasser beim Durchströmen des Nachkühlers aus der Druckluft auskondensiert ist. Gegebenenfalls ist hierzu noch ein weiterer Temperatursensor notwendig, mit dem die Temperatur der Druckluft am Drucklufteingang des Nachkühlers messbar ist. It can also be provided that a temperature sensor is arranged both at the coolant inlet and at the coolant outlet of the aftercooler, which are connected to the control and regulating device in terms of signals. Using the temperature values measured by these two temperature sensors, a temperature difference can be determined in the control and regulating device, which is a measure of the cooling of the compressed air in the aftercooler. From this you can at least estimate how much water has condensed out of the compressed air as it flows through the aftercooler. If necessary, an additional temperature sensor is necessary for this, with which the temperature of the compressed air at the compressed air inlet of the aftercooler can be measured.
Gemäß einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Elektromotor, ein den Betrieb des Elektromotors beeinflussender Wechselrichter, die beiden Luftverdichter, der Zwischenkühler, der Nachkühler, der Lufttrockner, das Mehrkreisschutzventil, welches den Ausgang des Lufttrockners mit zumindest einem externen Druckluftspeicher und externen Druckluftverbrauchern pneumatisch verbindet, sowie ein Schalldämpfer zusammenwirkend, jedoch in Bezug zueinander separat angeordnet sind. According to another development of the subject matter of the invention, it can be provided that the at least one electric motor, an inverter influencing the operation of the electric motor, the two air compressors, the intercooler, the aftercooler, the air dryer, the multi-circuit protection valve, which connects the output of the air dryer with at least one external compressed air storage and external compressed air consumers pneumatically connects, as well as a silencer interacting, but are arranged separately in relation to each other.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Elektromotor, ein den Betrieb des Elektromotors beeinflussender Wechselrichter, die beiden Luftverdichter, der Zwischenkühler, der Nachkühler, der Lufttrockner, das 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. Alternatively, it can be provided that the at least one electric motor, an inverter influencing the operation of the electric motor, the two air compressors, the intercooler, the aftercooler, the air dryer, the multi-circuit protection valve, which pneumatically connects the output of the air dryer with at least one external compressed air storage and external compressed air consumers connects, and a silencer is arranged in or on a common housing. In the two construction variants described, the device components mentioned are connected to one another in a suitable manner via the electrical, pneumatic and hydraulic connecting lines mentioned and possibly arranged in the housing. As a result, the compressed air generating device is extremely compact, easy to assemble during production and easy to attach to a motor vehicle, for example a commercial vehicle.
In diesem Zusammenhang kann weiter vorgesehen sein, dass das Steuer- und Regelgerät separat oder in oder an dem Gehäuse angeordnet ist, dass das Steuer- und Regelgerät über eine erste Steuerungsleitung mit dem Wechselrichter zur Steuerung und Regelung 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 pneumatisch zumindest indirekt verbindenden Regenerationsleitung dient, und dass das Steuer- und Regelgerät über eine Sensorleitung mit dem Mehrkreisschutzventil verbunden ist. In this context, it can further be provided that the control and regulating device is arranged separately or in or on the housing, that the control and regulating device is connected via a first control line to the inverter for controlling and regulating the electric motor, that the control and control device is connected via a second control line to a 3/2-way solenoid switching valve, which is used to open or close a regeneration line that pneumatically at least indirectly connects the compressed air storage and the air dryer, and that the control and regulating device is connected to the multi-circuit protection valve via a sensor line is.
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 Reparaturstelle 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. Due to the additional integration of the control and regulating device, the 3/2-way solenoid switching valve as well as the associated control lines and the regeneration line into the housing of the compressed air generating device, this contains further components assigned to the compressed air generating device, which makes the entire system even easier to handle and easier to connect to the motor vehicle . Therefore, if one of its components malfunctions, such a compressed air generating device can easily be removed as a whole from a commercial vehicle and sent to a repair point, while a new compressed air generating device is quickly and easily installed on the motor vehicle. Since a compressed air generating device is an operationally necessary device, especially in commercial vehicles, the procedure described avoids lengthy repairs and the commercial vehicle can be put back into use quickly.
Eine besonders kompakt herstellbare Variante einer erfindungsgemäßen Drucklufterzeugungsvorrichtung kann dadurch erreicht werden, dass das Steuer- und Regelgerät in dem Wechselrichter oder in dem Mehrkreisschutzventil baulich integriert ist. A particularly compact variant of a compressed air generating device according to the invention can be achieved in that the control and Control device is structurally integrated in the inverter or in the multi-circuit protection valve.
Alternativ dazu kann bei einer die Merkmale der Erfindung aufweisenden Drucklufterzeugungsvorrichtung vorgesehen sein, dass das erwähnte Steuer- und Regelgerät das zentrale Steuer- und Regelgerät eines Fahrzeugs ist. Hierdurch werden Zusatzkosten und Bauraum für die Bereitstellung des vorrichtungseigenen Steuer- und Regelgeräts eingespart, jedoch müssen Sensor- und Steuerleitungen für den Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung von dieser zu dem Steuer- und Regelgerät des Fahrzeugs vorhanden sein. Alternatively, in a compressed air generating device having the features of the invention, it can be provided that the control and regulating device mentioned is the central control and regulating device of a vehicle. This saves additional costs and installation space for the provision of the device's own control and regulating device, but sensor and control lines for the operation of the compressed air generating device must be available from it to the control and regulating device of the vehicle.
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 mehreren Modulen aufgebaut ist, welche samt der zugehörigen pneumatischen, hydraulischen und elektrischen Leitungen in oder an einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. In order to further improve the repairability of the compressed air generating device and to enable quick repairs, according to another development of the compressed air generating device it can be provided that it is constructed from several modules, which, together with the associated pneumatic, hydraulic and electrical lines, are arranged in or on a common housing are.
Demnach kann vorgesehen sein, dass in oder an dem Gehäuse der Drucklufterzeugungsvorrichtung ein Kompressor-Modul, ein Druckluftkühlmodul, ein Trockner-Modul und ein Schalldämpfer-Modul samt zugehörigen pneumatischen, hydraulischen und elektrischen Leitungen angeordnet sind, wobei das Kompressor- Modul den Elektromotor, den Wechselrichter, die beiden Luftverdichter sowie das Steuer- und Regelgerät aufweist, wobei das Druckluftkühl-Modul den Zwischenkühler und den Nachkühler aufweist, wobei das Trockner-Modul den Lufttrockner sowie das Mehrkreisschutzventil aufweist, wobei das Schalldämpfer-Modul den Schalldämpfer mit einem schalldämpfenden Material aufweist, und bei dem das Schalldämpfer-Modul wenigstens eine Regenerationsluftauslassöffnung zum Ableiten von Regenerationsdruckluft in die Umgebung aufweist. Accordingly, it can be provided that a compressor module, a compressed air cooling module, a dryer module and a silencer module together with associated pneumatic, hydraulic and electrical lines are arranged in or on the housing of the compressed air generating device, the compressor module containing the electric motor Inverter, which has both air compressors and the control and regulating device, the compressed air cooling module having the intercooler and the aftercooler, the dryer module having the air dryer and the multi-circuit protection valve, the silencer module having the silencer with a sound-absorbing material, and in which the silencer module has at least one regeneration air outlet opening for discharging regeneration compressed air into the environment.
Das schalldämpfende Material ist derartig ausgebildet, dass es auch von dem Lufttrockner abgeschiedene Wassertröpfchen aufnehmen und auch in den Schalldämpfer eingetragenes Spritzwasser zu einem Wasserauslass des Schalldämpfer-Moduls leiten kann. Bei bestimmten Anwendungsfällen kann auf die Integration eines solitären Schalldämpfer-Moduls verzichtet werden. The sound-absorbing material is designed in such a way that it also absorbs water droplets separated by the air dryer and also carries splash water into the silencer to a water outlet of the Silencer module can conduct. In certain applications, the integration of a solitary silencer module can be dispensed with.
Betreffend den modularen Aufbau einer die Merkmale der Erfindung aufweisenden Drucklufterzeugungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass das Kompressor-Modul, das Trockner-Modul sowie das Schalldämpfer-Modul in dieser Reihenfolge hintereinander angeordnet sind, und dass der zumindest eine Luftkühler in dem Schalldämpfer oder in dem Schalldämpfermodul integriert ist. Regarding the modular structure of a compressed air generating device having the features of the invention, it can be provided that the compressor module, the dryer module and the silencer module are arranged one behind the other in this order, and that the at least one air cooler is in the silencer or in the silencer module is integrated.
Hinsichtlich der Luftkühler kann bei der gerade genannten Bauform vorgesehen sein, dass nur der Zwischenkühler oder nur der Nachkühler in dem Bauraum des Schalldämpfers integriert ist. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass sowohl der Zwischenkühler als auch der Nachkühler in dem Schalldämpfer integriert sind. Natürlich sind bei den gerade genannten Varianten auch die an dem wenigstens einen Luftkühler angeschlossenen Druckluftleitungen, Kühlmittelleitungen und Sensorleitungen in dem Schalldämpfer oder Schalldämpfermodul angeordnet. With regard to the air cooler, in the design just mentioned it can be provided that only the intercooler or only the aftercooler is integrated in the installation space of the silencer. However, it is preferably provided that both the intercooler and the aftercooler are integrated in the silencer. Of course, in the variants just mentioned, the compressed air lines, coolant lines and sensor lines connected to the at least one air cooler are also arranged in the silencer or silencer module.
Die Integration der genannten Luftkühler in den Schalldämpfer erzeugt mehrere Vorteile, denn der Zwischenkühler, der Nachkühler oder beide Luftkühler werden über pneumatische Leitungen mit Druckluft versorgt, welche in den Verdichterstufen durch Verdichtung erwärmt wurde. Die pneumatischen Leitungen erwärmen sich durch die warme Druckluft und geben deren Wärme an das schalldämpfende Material des Schalldämpfers ab. Sofern sich an dem schalldämpfenden Material Wasser niedergeschlagen hat, wird dieses durch die genannte Abwärme der pneumatische Leitungen aufgeheizt und verdampft zu Wasserdampf, welcher bei dem nächsten Regenerationsvorgang am Lufttrockner zusammen mit Regenerationsdruckluft letztlich aus dem Schalldämpfer in die Umgebungsluft abgeführt wird. The integration of the air coolers mentioned in the silencer creates several advantages, because the intercooler, the aftercooler or both air coolers are supplied with compressed air via pneumatic lines, which was heated by compression in the compressor stages. The pneumatic lines heat up due to the warm compressed air and transfer their heat to the sound-absorbing material of the silencer. If water is deposited on the sound-absorbing material, it is heated by the waste heat from the pneumatic lines and evaporates into water vapor, which is ultimately discharged from the silencer into the ambient air during the next regeneration process on the air dryer together with regeneration compressed air.
Gegebenenfalls benötig ein solcher Schalldämpfer daher kostensparend keine Wasserauslassöffnung zum Ableiten von sich in dem Schalldämpfer ansammelndem Kondenswasser oder in diesem eingedrungenem Spritzwasser. Schließlich wird Bauraum eingespart, wenn der wenigstens eine Luftkühler in den Bauraum des schalldämpfenden Materials des Schalldämpfers integriert ist. Das in diesem Schalldämpfer angeordnete schalldämpfende Material kann als ein Paket ausgebildet sein, welches an die Abmessungen und Geometrie des zumindest einen Luftkühlers angepasst und bei Bedarf auswechselbar ist. If necessary, such a silencer does not require a water outlet opening to save money in order to drain away condensation that accumulates in the silencer or splash water that has penetrated into it. Finally, installation space is saved if the at least one air cooler is integrated into the installation space of the sound-absorbing material of the silencer. The sound-absorbing material arranged in this silencer can be formed as a package be, which is adapted to the dimensions and geometry of the at least one air cooler and can be replaced if necessary.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann daher vorgesehen sein, dass der Schalldämpfer ohne eine Wasserauslassöffnung ausgebildet ist. Zur weiteren Optimierung des Verdampfens von Kondenswasser in dem Schalldämpfer ist dann vorgesehen, dass eine von dem zumindest einen Verdichter zu dem wenigstens einen Luftkühler führende Druckluftleitung in einem Sumpfbereich des Schalldämpfers einen heizschlangenförmigen Abschnitt aufweist. Das schalldämpfende Material des Schalldämpfers ist hierbei derartig angeordnet, dass dieses im Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung zumindest an dem heizschlangenförmigen Abschnitt der erwähnten Druckluftleitung aufheizbar ist. According to a further development of the invention, it can therefore be provided that the silencer is designed without a water outlet opening. To further optimize the evaporation of condensation water in the silencer, it is then provided that a compressed air line leading from the at least one compressor to the at least one air cooler has a heating coil-shaped section in a sump area of the silencer. The sound-absorbing material of the silencer is arranged in such a way that it can be heated during operation of the compressed air generating device at least on the heating coil-shaped section of the compressed air line mentioned.
Auch gemäß einer anderen Weiterbildung der hier in Rede stehenden Drucklufterzeugungsvorrichtung ist zunächst vorgesehen, dass der Schalldämpfer ohne eine Wasserauslassöffnung ausgebildet ist. Weiter ist vorgesehen, dass die von der externen Kühlvorrichtung zu dem wenigstens einem Luftkühler führende Kühlmittelleitung durch einen Sumpfbereich des Schalldämpfers geführt ist, und dass diese Kühlmittelleitung zumindest in diesem Sumpfbereich des Schalldämpfers derartig ausgebildet und angeordnet ist, dass im Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung die Kühlmittelleitung das schalldämpfende Material des Schalldämpfers bei einer unterhalb der Kühlmitteltemperatur liegenden Umgebungstemperatur aufheizen kann. According to another development of the compressed air generating device in question here, it is initially provided that the silencer is designed without a water outlet opening. It is further provided that the coolant line leading from the external cooling device to the at least one air cooler is guided through a sump area of the silencer, and that this coolant line is designed and arranged at least in this sump area of the silencer in such a way that during operation of the compressed air generating device, the coolant line provides the sound-absorbing Material of the silencer can heat up at an ambient temperature below the coolant temperature.
Eine noch detailliertere Ausbildung der Drucklufterzeugungsvorrichtung sieht vor, dass der Zwischenkühler und der Nachkühler in den Schalldämpfer integriert sind, dass der erste Luftverdichter mit dem Zwischenkühler über eine erste Druckluftleitung verbunden ist, dass der Zwischenkühler über eine zweite Druckluftleitung mit dem zweiten Luftverdichter verbunden ist, dass der zweite Luftverdichter über eine dritte Druckluftleitung mit dem Nachkühler verbunden ist, dass der Nachkühler über eine vierte Druckluftleitung mit dem Lufttrockner verbunden ist, und dass die genannten vier Druckluftleitungen derartig ausgebildet und im Schalldämpfer angeordnet sind, dass mittels der durch diese Druckluftleitungen geführten warmen Druckluft im Schalldämpfer angesammeltes Wasser dort soweit aufheizbar ist, dass dieses Wasser verdampft und aus dem Schalldämpfer abführbar ist. Eine andere Variante der die Merkmale der Erfindung aufweisenden Drucklufterzeugungsvorrichtung ist mit zumindest einem Elektromotor ausgestattet, mit dem wenigstens ein Luftverdichter antreibbar ist, und die einen Lufteinlass aufweist, über den mittels des Luftverdichters Umgebungsluft ansaugbar ist. Diese Drucklufterzeugungsvorrichtung weist wenigstens einen Luftkühler auf, in dem die von dem Luftverdichter komprimierte Luft abkühlbar ist. Zudem ist ein Lufttrockner vorhanden, dessen Eingang mit dem Ausgang des wenigstens einen Luftkühlers pneumatisch verbunden ist. Weiter ist eine Kühlmitteleinlassöffnung ausgebildet, über welche dem Luftkühler ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist. Außerdem ist eine Kühlmittelauslassöffnung vorhanden, über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist. An even more detailed design of the compressed air generating device provides that the intercooler and the aftercooler are integrated into the silencer, that the first air compressor is connected to the intercooler via a first compressed air line, that the intercooler is connected to the second air compressor via a second compressed air line, that the second air compressor is connected to the aftercooler via a third compressed air line, that the aftercooler is connected to the air dryer via a fourth compressed air line, and that the four compressed air lines mentioned are designed and arranged in the silencer in such a way that by means of the warm compressed air guided through these compressed air lines The water that has accumulated in the silencer can be heated up to such an extent that this water evaporates and can be removed from the silencer. Another variant of the compressed air generating device having the features of the invention is equipped with at least one electric motor, with which at least one air compressor can be driven, and which has an air inlet through which ambient air can be sucked in by means of the air compressor. This compressed air generating device has at least one air cooler in which the air compressed by the air compressor can be cooled. There is also an air dryer, the inlet of which is pneumatically connected to the outlet of the at least one air cooler. Furthermore, a coolant inlet opening is formed, via which a liquid coolant can be supplied to the air cooler. There is also a coolant outlet opening through which heated coolant can be removed.
Diese Drucklufterzeugungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer wenigstens eine Regenerationsluftauslassöffnung zum Ableiten von durch diesen geführte Regenerations-Abluft in die Umgebung aufweist, dass diese zumindest eine Regenerationsluftauslassöffnung dann, wenn keine Regeneration des Trocknungsmittels des Lufttrockners erfolgt, als Lufteinlass zum Ansaugen von Umgebungsluft hin zu dem wenigstens einen Luftverdichter dient, und dass die durch den Schalldämpfer angesaugte Umgebungsluft stromabwärts hinter dem Schalldämpfer durch eine Ansaugluftleitung zu dem wenigstens einen Luftverdichter leitbar ist. This compressed air generating device is characterized in that the silencer has at least one regeneration air outlet opening for discharging regeneration exhaust air guided through it into the environment, that this at least one regeneration air outlet opening when the desiccant of the air dryer is not regenerated as an air inlet for sucking in ambient air which serves at least one air compressor, and that the ambient air sucked in by the silencer can be conducted downstream behind the silencer through an intake air line to the at least one air compressor.
Eine davon abgeleitete Weiterentwicklung der Drucklufterzeugungsvorrichtung weist folgendes auf: Zumindest einem Elektromotor, zwei von dem Elektromotor antreibbare und nacheinander wirksame Luftverdichter, einen Lufteinlass, über den mittels des ersten Luftverdichters Umgebungsluft ansaugbar ist, sowie einen Zwischenkühler und einen Nachkühler, 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, und wobei der Ausgang des zweiten Luftverdichters mit dem Eingang des Nachkühlers pneumatisch verbunden ist, weiter aufweisend einen Lufttrockner, dessen Eingang mit dem Ausgang des Nachkühlers verbunden ist, sowie mit einer Kühlmitteleinlassöffnung, über welche dem Zwischenkühler und dem Nachkühler ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, und mit einer Kühlmittelauslassöffnung, über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist. Diese weiterentwickelte Drucklufterzeugungsvorrichtung ist ebenfalls dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer wenigstens eine Regenerationsluftauslassöffnung zum Ableiten von durch diesen geführte Regenerations-Abluft in die Umgebung aufweist, dass die zumindest eine Regenerationsluftauslassöffnung dann, wenn keine Regeneration des Trocknungsmittels des Lufttrockners erfolgt, als Lufteinlass zum Ansaugen von Umgebungsluft hin zu dem ersten Luftverdichter dient, und dass die durch den Schalldämpfer angesaugte Umgebungsluft stromabwärts hinter dem Schalldämpfer durch eine Ansaugluftleitung zu dem ersten Luftverdichter leitbar ist. A further development of the compressed air generating device derived from this has the following: at least one electric motor, two air compressors that can be driven by the electric motor and act one after the other, an air inlet through which ambient air can be sucked in by means of the first air compressor, and an intercooler and an aftercooler, the inlet of the intercooler also is pneumatically connected to the output of the first air compressor, wherein the output of the intercooler is pneumatically connected to the input of the second air compressor, and wherein the output of the second air compressor is pneumatically connected to the input of the aftercooler, further comprising an air dryer, the input of which is connected to the output of the aftercooler, as well as with a coolant inlet opening, via which a liquid coolant can be supplied to the intercooler and the aftercooler, and with a coolant outlet opening, via which heated coolant can be removed. This further developed compressed air generating device is also characterized in that the silencer has at least one regeneration air outlet opening for discharging regeneration exhaust air guided through it into the environment, and that the at least one regeneration air outlet opening acts as an air inlet for sucking in ambient air when the desiccant of the air dryer is not regenerated serves towards the first air compressor, and that the ambient air sucked in through the silencer can be conducted downstream behind the silencer through an intake air line to the first air compressor.
Um eine unerwünschte Verschmutzung oder starke Spritzwasserbelastung des Schalldämpfers über den kombiniert wirksamen Einlass und Auslass für die anzusaugende Umgebungsluft sowie für das Abführen von feuchtigkeitstragender Regenerationsdruckluft zu vermeiden, ist gemäß einer anderen Weiterbildung der Drucklufterzeugungsvorrichtung vorgesehen, dass vor oder in dem Schalldämpfer ein Abscheider zum Abscheiden von Wasser und Partikel angeordnet ist, welcher derartig ausgebildet und angeordnet ist, dass mit diesem durch die zumindest eine, auch als Lufteinlass dienende Regenerationsluftauslassöffnung angesaugte Umgebungsluft von mitgeführten Wassertröpfchen und Partikel befreibar ist. Ein solcher Abscheider kann beispielsweise als Zyklon-Abscheider ausgebildet sein, in dem angesaugte Umgebungsluft in eine Kreis- oder Spiralbewegung geleitet wird. In order to avoid undesirable contamination or heavy splash water loading of the silencer via the combined effective inlet and outlet for the ambient air to be sucked in as well as for the removal of moisture-carrying regeneration compressed air, according to another development of the compressed air generating device, it is provided that a separator for separating out is provided in front of or in the silencer Water and particles are arranged, which are designed and arranged in such a way that the ambient air sucked in through the at least one regeneration air outlet opening, which also serves as an air inlet, can be freed from entrained water droplets and particles. Such a separator can be designed, for example, as a cyclone separator, in which ambient air sucked in is directed in a circular or spiral movement.
Ein gesonderter Luftfilter mit einem üblichen Luftfiltermaterial wird bei dieser Konstruktion demnach nicht benötigt, denn das in dem Schalldämpfer angeordnete schalldämpfende Material nimmt auch die Aufgabe eines Luftfiltermaterials wahr. A separate air filter with a conventional air filter material is therefore not required in this design, because the sound-absorbing material arranged in the silencer also performs the task of an air filter material.
Für denjenigen Anwendungsfall, bei dem das im Schalldämpfer angeordnete schalldämpfende Material zu grobmaschig ist, um eine Luftfilterfunktion ausreichend wahrnehmen zu können, kann vorgesehen sein, dass ein konventioneller Luftfilter am Eingang der Ansaugleitung für Umgebungsluft angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist ja der Eingang der Ansaugleitung für Umgebungsluft mit einer als Ausgang für angesaugte Umgebungsluft dienenden Öffnung im Schalldämpfer verbunden. Eine andere, die Merkmale der Erfindung aufweisende Drucklufterzeugungsvorrichtung weist ebenfalls zumindest einem Elektromotor auf, mit dem wenigstens ein Luftverdichter antreibbar ist. Zudem ist ein Lufteinlass vorhanden, über den mittels des Luftverdichters Umgebungsluft ansaugbar ist. Weiter ist wenigstens ein Luftkühler vorhanden, in dem die von dem Luftverdichter komprimierte Luft abkühlbar ist. Außerdem ist ein Lufttrockner angeordnet, dessen Eingang mit dem Ausgang des wenigstens einen Luftkühlers pneumatisch verbunden ist. Weiter ist eine Kühlmitteleinlassöffnung an der Drucklufterzeugungsvorrichtung ausgebildet, über welche dem Luftkühler ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist. Über eine ebenfalls vorhandene Kühlmittelauslassöffnung kann erwärmtes Kühlmittel an die externe Kühlvorrichtung zurückgeführt werden. Außerdem ist ein Mehrkreisschutzventil angeordnet, welches den Ausgang des Lufttrockners mit zumindest einem externen Druckluftspeicher und externen Druckluftverbrauchern pneumatisch verbindet. Zudem ist ein Steuer- und Regelgerät vorhanden, welches über wenigstens eine Sensorleitung mit dem Mehrkreisschutzventil sowie dort angeordneten Sensoren verbunden ist. For those applications in which the sound-absorbing material arranged in the silencer is too coarse-meshed to be able to adequately perform an air filter function, it can be provided that a conventional air filter is arranged at the inlet of the intake line for ambient air. In this embodiment, the inlet of the intake line for ambient air is connected to an opening in the silencer that serves as an outlet for sucked-in ambient air. Another compressed air generating device having the features of the invention also has at least one electric motor with which at least one air compressor can be driven. There is also an air inlet through which ambient air can be sucked in using the air compressor. There is also at least one air cooler in which the air compressed by the air compressor can be cooled. An air dryer is also arranged, the inlet of which is pneumatically connected to the outlet of the at least one air cooler. Furthermore, a coolant inlet opening is formed on the compressed air generating device, via which a liquid coolant can be supplied to the air cooler. Heated coolant can be returned to the external cooling device via a coolant outlet opening that is also present. In addition, a multi-circuit protection valve is arranged, which pneumatically connects the outlet of the air dryer to at least one external compressed air storage and external compressed air consumers. There is also a control and regulating device which is connected to the multi-circuit protection valve and the sensors arranged there via at least one sensor line.
Um diese Drucklufterzeugungsvorrichtung unabhängig von einem bestimmten, gegebenenfalls fahrzeugspezifischen Mehrkreisschutzventil zu machen, ist gemäß einer hier in Rede stehenden Weiterentwicklung vorgesehen, dass das Mehrkreisschutzventil von den anderen Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung abtrennbar sowie entfernt von diesen Komponenten betreibbar ist, dass das Steuer- und Regelgerät sowie das Mehrkreisschutzventil elektrische Verbindungsmittel aufweisen, welche über zumindest eine flexible elektrische Leitung lösbar miteinander verbunden sind, und dass das Mehrkreisschutzventil pneumatische Verbindungsmittel aufweist, welche über wenigstens eine flexible pneumatische Leitung zumindest indirekt mit dem Ausgang des Lufttrockners lösbar verbunden sind. In order to make this compressed air generating device independent of a specific, possibly vehicle-specific, multi-circuit protection valve, it is provided according to a further development in question here that the multi-circuit protection valve can be separated from the other components of the compressed air generating device and can be operated remotely from these components, that the control and regulating device as well as that Multi-circuit protection valve have electrical connecting means which are releasably connected to one another via at least one flexible electrical line, and that the multi-circuit protection valve has pneumatic connecting means which are at least indirectly releasably connected to the outlet of the air dryer via at least one flexible pneumatic line.
Die Erfindung betrifft auch Weiterentwicklung der gerade geschilderten Variante der Drucklufterzeugungsvorrichtung, mit zumindest einem Elektromotor, mit zwei von dem Elektromotor antreibbaren und nacheinander wirksamen Luftverdichtern, mit einem Lufteinlass, über den mittels des ersten Luftverdichters Umgebungsluft ansaugbar ist, mit einem Zwischenkühler und einem Nachkühler, 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, und wobei der Ausgang des zweiten Luftverdichters mit dem Eingang des Nachkühlers pneumatisch verbunden ist, mit einem Lufttrockner, dessen Eingang mit dem Ausgang des Nachkühlers verbunden ist, mit einer Kühlmitteleinlassöffnung, über welche dem Zwischenkühler und dem Nachkühler ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, mit einer Kühlmittelauslassöffnung, über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist, mit einem Mehrkreisschutzventil, welches den Ausgang des Lufttrockners mit zumindest einem externen Druckluftspeicher und externen Druckluftverbrauchern pneumatisch verbindet, sowie mit einen Steuer- und Regelgerät, welches über wenigstens eine Sensorleitung mit dem Mehrkreisschutzventil sowie dort angeordneten Sensoren verbunden ist. The invention also relates to further development of the variant of the compressed air generating device just described, with at least one electric motor, with two air compressors that can be driven by the electric motor and act one after the other, with an air inlet through which ambient air can be sucked in by means of the first air compressor, with an intercooler and an aftercooler, whereby the inlet of the intercooler is pneumatically connected to the outlet of the first air compressor is, wherein the output of the intercooler is pneumatically connected to the input of the second air compressor, and wherein the output of the second air compressor is pneumatically connected to the input of the aftercooler, with an air dryer, the input of which is connected to the output of the aftercooler, with a coolant inlet opening , via which a liquid coolant can be supplied to the intercooler and the aftercooler, with a coolant outlet opening through which heated coolant can be removed, with a multi-circuit protection valve, which pneumatically connects the output of the air dryer with at least one external compressed air storage and external compressed air consumers, and with a control and control device, which is connected to the multi-circuit protection valve and sensors arranged there via at least one sensor line.
Die Erfindung sieht bei dieser Variante der Drucklufterzeugungsvorrichtung vor, dass das Mehrkreisschutzventil von den anderen Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung abtrennbar sowie entfernt von diesen Komponenten betreibbar ist, dass das Steuer- und Regelgerät sowie das Mehrkreisschutzventil elektrische Verbindungsmittel aufweisen, welche über zumindest eine flexible elektrische Sensorleitung lösbar miteinander verbunden sind, und dass das Mehrkreisschutzventil pneumatische Verbindungsmittel aufweist, welche über wenigstens eine flexible pneumatische Leitung zumindest indirekt mit dem Ausgang des Lufttrockners lösbar verbunden sind. In this variant of the compressed air generating device, the invention provides that the multi-circuit protection valve can be separated from the other components of the compressed air generating device and can be operated remotely from these components, that the control and regulating device and the multi-circuit protection valve have electrical connecting means which can be detached from one another via at least one flexible electrical sensor line are connected, and that the multi-circuit protection valve has pneumatic connecting means which are at least indirectly releasably connected to the outlet of the air dryer via at least one flexible pneumatic line.
In weiterer Ausgestaltung der gerade geschilderten Drucklufterzeugungsvorrichtung ist vorgesehen, dass ein den Lufttrockner aufweisendes Trockner-Modul wenigstens eine elektrische Steckerbuchse und zumindest eine pneumatische Steckerbuchse aufweist, dass die elektrische Steckerbuchse des Trockner-Moduls mit einer elektrischen Steckerbuchse am Steuer- und Regelgerät über die Sensorleitung verbunden ist, dass in die elektrische Steckerbuchse des Trockner-Moduls ein elektrischer Stecker einer elektrischen Verbindungsleitung lösbar einsteckbar ist, dass diese elektrische Verbindungsleitung einen zweiten Stecker aufweist, welcher in eine elektrische Steckerbuchse des Mehrkreisschutzventils lösbar einsteckbar ist, dass die pneumatische Steckerbuchse des Trockner-Moduls mit der fünften Druckluftleitung pneumatisch verbunden ist, durch welche vom Lufttrockner kommende getrocknete Druckluft leitbar ist, dass in diese pneumatische Steckerbuchse des Trockner-Moduls ein Stecker einer pneumatischen Verbindungsleitung lösbar einsteckbar ist, und dass die pneumatische Verbindungsleitung einen zweiten Stecker aufweist, welcher in eine pneumatische Steckerbuchse des Mehrkreisschutzventils lösbar einsteckbar ist. In a further embodiment of the compressed air generating device just described, it is provided that a dryer module having the air dryer has at least one electrical plug socket and at least one pneumatic plug socket, so that the electrical plug socket of the dryer module is connected to an electrical plug socket on the control and regulating device via the sensor line is that an electrical plug of an electrical connecting line can be releasably plugged into the electrical plug socket of the dryer module, that this electrical connecting cable has a second plug which can be releasably plugged into an electrical plug socket of the multi-circuit protection valve, that the pneumatic plug socket of the dryer module with the fifth compressed air line is pneumatically connected, through which dried compressed air coming from the air dryer can be conducted into this pneumatic socket of the dryer module a plug of a pneumatic connecting line can be detachably inserted, and that the pneumatic connecting line has a second plug, which can be detachably inserted into a pneumatic socket of the multi-circuit protection valve.
Um eine die Merkmale der Erfindung aufweisende Drucklufterzeugungsvorrichtung besonders kompakt, also bauraumsparend auszubilden, weist diese zumindest einem Elektromotor auf, mit dem wenigstens ein Luftverdichter antreibbar ist. Dieser wenigstens eine Luftverdichter kann über einen Lufteinlass Umgebungsluft ansaugen. Weiter ist wenigstens ein Luftkühler vorhanden, in dem die von dem zumindest einen Luftverdichter komprimierte Luft abkühlbar ist. Außerdem ist ein Lufttrockner angeordnet, mit dem von dem Luftkühler gekühlte Druckluft getrocknet werden kann. Zudem weist diese Drucklufterzeugungsvorrichtung eine Kühlmitteleinlassöffnung auf, über welche dem Luftkühler ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist. Über eine ebenfalls ausgebildete Kühlmittelauslassöffnung kann erwärmtes Kühlmittel abgeführt werden. Weiter gehört zu dieser Drucklufterzeugungsvorrichtung ein Mehrkreisschutzventil, welches den Ausgang des Lufttrockners mit wenigstens einem externen Druckluftspeicher sowie mit externen Druckluftverbrauchern pneumatisch verbindet, sowie ein Wechselrichter, welcher zur Steuerung und Regelung des Elektromotors dient. Schließlich ist ein Steuer- und Regelgerät vorhanden, welches über zumindest eine Sensorleitung mit dem Mehrkreisschutzventil sowie dort angeordneten Sensoren und mit dem Wechselrichter über wenigstens eine Steuerleitung verbunden ist. In order to make a compressed air generating device having the features of the invention particularly compact, i.e. to save space, it has at least one electric motor with which at least one air compressor can be driven. This at least one air compressor can suck in ambient air via an air inlet. Furthermore, there is at least one air cooler in which the air compressed by the at least one air compressor can be cooled. An air dryer is also arranged, with which compressed air cooled by the air cooler can be dried. In addition, this compressed air generating device has a coolant inlet opening through which a liquid coolant can be supplied to the air cooler. Heated coolant can be discharged via a coolant outlet opening that is also designed. This compressed air generating device also includes a multi-circuit protection valve, which pneumatically connects the output of the air dryer to at least one external compressed air storage and to external compressed air consumers, as well as an inverter, which is used to control and regulate the electric motor. Finally, there is a control and regulating device which is connected to the multi-circuit protection valve and sensors arranged there via at least one sensor line and to the inverter via at least one control line.
Diese Drucklufterzeugungsvorrichtung ist nun derart weiterentwickelt, dass das Steuer- und Regelgerät ein integraler Bestandteil des Wechselrichters ist. This compressed air generating device has now been further developed in such a way that the control and regulating device is an integral part of the inverter.
Hierdurch ist insbesondere das schon erwähnte Kompressormodul besonders kompakt ausgebildet, in dem ja der wenigstens eine Elektromotor, der Wechselrichter, die beiden Luftverdichter und der diesen Luftverdichtern zugeordnete Zwischenkühler angeordnet sind. Das Steuer- und Regelgerät ist demnach in ein Gehäuse des Wechselrichters baulich aufgenommen oder bildet mit diesem eine bauliche Einheit, sodass auch die Steuerungsleitung von dem Steuer- und Regelgerät hin zu der Elektronik des Wechselrichters optimal kurz ist. Natürlich ist die geschilderte Konstruktion sprachlich und baulich auch umkehrbar, nämlich dass der Wechselrichter ein integraler Bestandteil des Steuer- und Regelgeräts ist. In weiterer Ausgestaltung dieser Integration des Steuer- und Regelgeräts kann die Drucklufterzeugungsvorrichtung auch wie folgt ausgebildet sein: As a result, the already mentioned compressor module in particular is designed to be particularly compact, in which the at least one electric motor, the inverter, the two air compressors and the intercooler assigned to these air compressors are arranged. The control and regulating device is therefore structurally accommodated in a housing of the inverter or forms a structural unit with it, so that the control line from the control and regulating device to the electronics of the inverter is also optimally short. Of course, the construction described can also be reversed in terms of language and construction, namely that the inverter is an integral part of the control and regulation device. In a further embodiment of this integration of the control and regulating device, the compressed air generating device can also be designed as follows:
Aufweisend zumindest einen Elektromotor, zwei von dem Elektromotor antreibbare und nacheinander wirksame Luftverdichter, einen Lufteinlass, über den mittels des ersten Luftverdichters Umgebungsluft ansaugbar ist, einen Zwischenkühler und einen Nachkühler, 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, und wobei der Ausgang des zweiten Luftverdichters mit dem Eingang des Nachkühlers pneumatisch verbunden ist, und weiter aufweisend einen Lufttrockner, dessen Eingang mit dem Ausgang des Nachkühlers verbunden ist, eine Kühlmitteleinlassöffnung, über welche dem Zwischenkühler und dem Nachkühler ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, eine Kühlmittelauslassöffnung, über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist, ein Mehrkreisschutzventil, welches den Ausgang des Lufttrockners mit wenigstens einem externen Druckluftspeicher sowie mit externen Druckluftverbrauchern pneumatisch verbindet, ein Wechselrichter, welcher zur Steuerung und Regelung des Elektromotors dient, sowie ein Steuer- und Regelgerät vorhanden, welches über zumindest eine Sensorleitung mit dem Mehrkreisschutzventil sowie dort angeordneten Sensoren und mit dem Wechselrichter über wenigstens eine Steuerleitung verbunden ist. Having at least one electric motor, two air compressors that can be driven by the electric motor and act one after the other, an air inlet through which ambient air can be sucked in by means of the first air compressor, an intercooler and an aftercooler, the inlet of the intercooler being pneumatically connected to the outlet of the first air compressor, wherein the output of the intercooler is pneumatically connected to the input of the second air compressor, and wherein the output of the second air compressor is pneumatically connected to the input of the aftercooler, and further comprising an air dryer whose input is connected to the output of the aftercooler, a coolant inlet opening, via which can be supplied with a liquid coolant to the intercooler and the aftercooler, a coolant outlet opening through which heated coolant can be removed, a multi-circuit protection valve which pneumatically connects the output of the air dryer to at least one external compressed air reservoir and to external compressed air consumers, an inverter which is used for control and regulation of the electric motor, as well as a control and regulating device, which is connected via at least one sensor line to the multi-circuit protection valve and sensors arranged there and to the inverter via at least one control line.
Bei dieser Weiterbildung der Drucklufterzeugungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Steuer- und Regelgerät mit den genannten Vorteilen ebenfalls ein integraler Bestandteil des Wechselrichters ist. In this development of the compressed air generating device it is provided that the control and regulating device with the advantages mentioned is also an integral part of the inverter.
Das Steuer- und Regelgerät kann aber auch in das Mehrkreisschutzventil integriert sein. Gemäß dieser Weiterentwicklung haben wir es hier mit einer Drucklufterzeugungsvorrichtung zu tun, aufweisend zumindest einen Elektromotor, zwei von dem Elektromotor antreibbare und nacheinander wirksame Luftverdichter, einen Lufteinlass, über den mittels des ersten Luftverdichters Umgebungsluft ansaugbar ist, einen Zwischenkühler und einen Nachkühler, 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, und wobei der Ausgang des zweiten Luftverdichters mit dem Eingang des Nachkühlers pneumatisch verbunden ist, sowie mit einem Lufttrockner, dessen Eingang mit dem Ausgang des Nachkühlers verbunden ist, eine Kühlmitteleinlassöffnung, über welche dem Zwischenkühler und dem Nachkühler ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, eine Kühlmittelauslassöffnung, über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist, ein Mehrkreisschutzventil, welches den Ausgang des Lufttrockners mit wenigstens einem externen Druckluftspeicher sowie mit externen Druckluftverbrauchern pneumatisch verbindet, ein Wechselrichter, welcher zur Steuerung und Regelung des Elektromotors dient, und ein Steuer- und Regelgerät, welches über zumindest eine Sensorleitung mit Sensoren des Mehrkreisschutzventils sowie mit dem Wechselrichter über wenigstens eine Steuerleitung verbunden ist. Gemäß dieser Weiterbildung ist wie schon erwähnt vorgesehen, dass das Steuer- und Regelgerät ein integraler Bestandteil des Mehrkreisschutzventils ist. The control and regulating device can also be integrated into the multi-circuit protection valve. According to this further development, we are dealing here with a compressed air generating device, having at least one electric motor, two air compressors that can be driven by the electric motor and act one after the other, an air inlet through which ambient air can be sucked in by means of the first air compressor, an intermediate cooler and an aftercooler, the inlet of the intercooler is pneumatically connected to the output of the first air compressor, wherein the output of the intercooler is pneumatically connected to the input of the second air compressor, and wherein the output of the second air compressor is connected to is pneumatically connected to the inlet of the aftercooler, as well as with an air dryer, the inlet of which is connected to the outlet of the aftercooler, a coolant inlet opening, via which a liquid coolant can be supplied to the intercooler and the aftercooler, a coolant outlet opening, via which heated coolant can be removed Multi-circuit protection valve, which pneumatically connects the output of the air dryer with at least one external compressed air storage and with external compressed air consumers, an inverter, which is used to control and regulate the electric motor, and a control and regulating device, which has at least one sensor line with sensors of the multi-circuit protection valve and with the Inverter is connected via at least one control line. According to this development, as already mentioned, it is provided that the control and regulating device is an integral part of the multi-circuit protection valve.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass bei der gerade geschilderten Drucklufterzeugungsvorrichtung, deren Merkmale hier nicht nochmals wiederholt werden, das Steuer- und Regelgerät nicht integraler Bestandteil des Mehrkreisschutzventils sondern ein integraler Bestandteil eines, vorzugsweise zentralen, Fahrzeugsteuergeräts ist. Alternatively, it can be provided that in the compressed air generating device just described, the features of which are not repeated here, the control and regulating device is not an integral part of the multi-circuit protection valve but rather an integral part of a, preferably central, vehicle control device.
Die Drucklufterzeugungsvorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung kann im Detail demnach konstruktiv derartig ausgebildet sein, dass der Lufttrockner sowohl zum Trocknen der Druckluft als auch zur Regeneration, also zur Entfeuchtung seines Trocknungsmittels optimal betrieben werden kann. Hierzu ist, welches anhand eines Ausführungsbeispiels noch ausführlich dargelegt wird, bevorzugt vorgesehen, dass der Ausgang des Lufttrockners über ein in Richtung zum Lufttrockner schließendes erstes Rückschlagventil mit 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-Magentschaltventils verbunden ist, dass der Eingang dieses 3/2-Wege-Magentschaltventils über eine Regenerationsleitung mit der fünften Druckluftleitung verbunden ist, dass bei betätigtem 3/2-Wege-Magentschaltventil 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-Magentschaltventil über einen zweiten Leitungszweig Regenerationsdruckluft dem pneumatischen Steuereingang eines 2/2- Wege-Schaltventils zuleitbar ist, welches einem Regenerationsluftausgang des Lufttrockners zugeordnet ist. The compressed air generating device with the features of the invention can therefore be constructed in detail in such a way that the air dryer can be optimally operated both for drying the compressed air and for regeneration, i.e. for dehumidifying its desiccant. For this purpose, which will be explained in detail using an exemplary embodiment, it is preferably provided that the outlet of the air dryer is connected to a fifth compressed air line via a first check valve that closes in the direction of the air dryer, that this fifth compressed air line is connected via the mentioned multi-circuit protection valve to the at least one compressed air reservoir and to compressed air consumers that a regeneration compressed air inlet of the air dryer is connected to the output of a 3/2-way solenoid switching valve via a second check valve opening in the direction of the regeneration compressed air inlet, an orifice and a first line branch, that the input of this 3/2-way solenoid switching valve is connected to the fifth compressed air line via a regeneration line, so that when the 3/2-way solenoid switching valve is activated, the air dryer is supplied via this 3/2-way Dry compressed air can be supplied as regeneration compressed air to the first line branch, the orifice and the first check valve, and that regeneration compressed air can also be supplied to the pneumatic control input of a 2/2-way switching valve via a second line branch when the 3/2-way solenoid switching valve is actuated, which is assigned to a regeneration air outlet of the air dryer.
Ein Regenerationsvorgang am Lufttrockner wird demnach von dem Steuer- und Regelgerät veranlasst und maßgeblich mithilfe des 3/2-Wege-Magentschaltventils gesteuert. Mittels des 3/2-Wege-Magentschaltventils wird 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 zum größten Teil in den Lufttrockner zum Trocknen des dortigen Trocknungsmittels geleitet wird. A regeneration process on the air dryer is therefore initiated by the control and regulation device and is largely controlled using the 3/2-way solenoid switching valve. By means of the 3/2-way solenoid switching valve, dry regeneration compressed air is directed to the air dryer, and at the same time a control pressure is fed to a control pressure input of the pneumatic 2/2-way switching valve to open a regeneration air outlet of the air dryer. This control pressure is generated by a small portion of the regeneration compressed air, most of which comes from the compressed air storage and is passed into the air dryer for drying the desiccant there.
Eine andere Weiterbildung sieht vor, dass das druckgesteuerte 2/2-Wege-Schaltventil einem Sammelbereich des Lufttrockners zugeordnet ist, wobei der pneumatische Steuereingang dieses 2/2-Wege-Schaltventils über einen zweiten Leitungszweig mit dem Ausgang des 3/2-Wege-Magnetschaltventils verbunden ist. Dieses 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. Another development provides that the pressure-controlled 2/2-way switching valve is assigned to a collecting area of the air dryer, with the pneumatic control input of this 2/2-way switching valve via a second line branch with the output of the 3/2-way solenoid switching valve connected is. This 2/2-way switching valve is designed in such a way that it is closed when not actuated. The 2/2-way switching valve can also be switched from its closed position to its open position by means of regeneration compressed air supplied to the air dryer and via the second line branch. When the 2/2-way switching valve is open, dry regeneration compressed air can be passed through the desiccant of the air dryer in a regeneration compressed air stream. After flowing through the drying agent, the regeneration compressed air can be directed into the collecting area of the air dryer and can entrain any condensed water that has accumulated there and remove it from it via at least one regeneration air outlet on the air dryer.
Außerdem weist die Drucklufterzeugungsvorrichtung vorzugsweise einen weiteren Temperatursensor auf, mittels dem die Umgebungstemperatur messbar ist. Auch dieser weitere Temperatursensor ist über eine Daten- oder Sensorleitung mit dem Steuer- und Regelgerät verbunden. Im Falle der Verwendung einer Datenleitung kann es sich um eine CAN-Bus-Leitung handeln. In addition, the compressed air generating device preferably has a further temperature sensor by means of which the ambient temperature can be measured. This additional temperature sensor is also connected to the control and control via a data or sensor line Control device connected. If a data line is used, it can be a CAN bus line.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Drucklufterzeugungsvorrichtung mit den beschriebenen Merkmalen. Gemäß dem Verfahren wird mittels des wenigstens eines 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 hindurchgeleitetet sowie anschließend in die Umgebung abgeführt. The invention also relates to a method for operating a compressed air generating device with the features described. According to the method, compressed air is cooled in at least one air cooler by means of the at least one air compressor. The cooled compressed air is then fed to an air dryer and dried there in order to then be directed to compressed air consumers and/or at least one compressed air storage. During a regeneration operation of the compressed air generating device, in order to regenerate a desiccant arranged in the air dryer, dry compressed air to the extent of the necessary regeneration compressed air volume is passed through the desiccant and then discharged into the environment.
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. It is provided here that the regeneration compressed air volume required for the regeneration of the desiccant is calculated at least as a function of the temperature that the coolant has before and/or after it flows through the air cooler that is arranged as the last air cooler in front of the air dryer, and that this is then done in such a way A certain regeneration compressed air volume of dry compressed air is passed through the air dryer.
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. Since the amount of water that the compressed air carries as air humidity after passing through the last air cooler to the air dryer depends on the compressed air temperature there, it may initially seem disadvantageous not to base the regeneration compressed air volume necessary for regeneration operation of the compressed air generating device on the basis of a direct measurement Determine the temperature of the compressed air stream in front of the air dryer.
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 wurde, 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, beispielsweise 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. However, the procedure presented here has the advantage that no additional temperature sensor is necessary to obtain information about what temperature the compressed air has before it reaches the air dryer and what water content in the form of air humidity this compressed air carries with it. As already explained above, every motor vehicle today has one Liquid cooling system measures the coolant temperature after leaving its radiator using a temperature sensor and its measured values are made available in the motor vehicle for a variety of purposes, for example via a CAN data bus. Knowing the temperature of the coolant directly after leaving the vehicle radiator or immediately before the air cooler mentioned, the temperature of the compressed air after leaving this air cooler can be inferred indirectly without requiring a separate temperature sensor.
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 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. The operation of the compressed air generating device and in particular the supply of the coolant are then regulated so that the cooling effect of the last air cooler before the air dryer is maximum. As a result, the compressed air is cooled to the maximum in front of the air dryer, as a result of which the compressed air only contains comparatively little moisture that puts a strain on the air dryer. As a result, the desiccant of the air dryer must be regenerated less frequently or with less regeneration compressed air volume.
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 während eines späteren Regenerationsvorgangs gesteuert und/oder geregelt durch den Lufttrockner geleitet wird. In a further embodiment of the method, it is provided that the coolant temperature is measured in front of the coolant inlet opening of the compressed air generating device by means of a first temperature sensor, and that the regeneration compressed air volume required for drying the desiccant in the air dryer is controlled and/or as a function of the measured coolant temperature during a later regeneration process is passed through the air dryer in a controlled manner.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass mittels eines, in dieser Aufzählung 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 während eines späteren Regenerationsvorgangs gesteuert und/oder geregelt durch den Lufttrockner geleitet wird. Weiter kann 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 während eines späteren Regenerationsvorgangs gesteuert und/oder geregelt durch den Lufttrockner geleitet wird. Alternatively, it can be provided that by means of a second temperature sensor in this list, the coolant temperature is measured directly in front of the coolant inlet of the air cooler, which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer in the flow direction of the compressed air, and that this is for drying the desiccant in the air dryer The respectively required regeneration compressed air volume is passed through the air dryer in a controlled and/or regulated manner depending on the measured coolant temperature during a later regeneration process. Furthermore, it can be provided that, by means of a third temperature sensor, the coolant temperature is measured behind the coolant outlet of the air cooler, which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer in the direction of flow of the compressed air, and that the volume of regeneration compressed air required for drying the desiccant in the air dryer depends on the measured coolant temperature is controlled and/or regulated through the air dryer during a later regeneration process.
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. Another possibility for determining an optimally sufficient volume of regeneration compressed air for drying the desiccant of the air dryer provides that the temperature of an inverter used to control and regulate the electric motor is measured and that the measured temperature of the inverter is used to calculate the coolant temperature in the air cooler which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer in the direction of flow of the compressed air, and that the regeneration compressed air volume required for drying the desiccant in the air dryer is passed through the air dryer in a controlled and / or regulated manner depending on the coolant temperature determined in this way.
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. The temperature of its electronics can be used as the temperature of the inverter. With this method variant, the arrangement of a temperature sensor in the area of the coolant lines and/or the air cooler mentioned can be dispensed with in a cost-saving manner.
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. According to a further specialization of the method, the following method steps can be provided: a) sucking in ambient air by means of the first air compressor, b) pre-compressing the sucked-in ambient air in the first air compressor to a first air pressure value, c) cooling an intercooler with a liquid coolant, d) Cooling the pre-compressed compressed air in the intercooler, e) further compressing the compressed air to a second, higher pressure value using a second air compressor, f) cooling an aftercooler with the liquid coolant, the aftercooler being the first air cooler, viewed in the flow direction of the coolant, being reached hydraulically by the coolant, g) cooling the compressed air further compressed in the second air compressor in the aftercooler, h) drying the cooled compressed air in an air dryer, i) forwarding the cooled and dried compressed air to compressed air consumers and/or to at least one compressed air storage.
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. These process steps make it clear that the compressed air that has left the second air compressor is cooled as it flows through the aftercooler to the extent that the freshly supplied liquid coolant allows. For this purpose, it is provided that the liquid coolant is not first directed to a cooling device of the electric motor or to the intercooler in order to cool it during operation, as in the compressed air generating device according to DE 10 2039 139 424.6. In the compressed air generating device presented here, the coolant is first directed to the aftercooler in order to cool it and, as a result, the compressed air as much as possible. This makes it possible according to the method to cool the compressed air generated so much before it reaches the air dryer that as much moisture as possible is separated and drained away from the compressed air.
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. In order to also cool other components of the compressed air generating device with the liquid coolant, the following further process steps are provided in addition to the method mentioned: j) forwarding the liquid coolant from the aftercooler to the intercooler, k) forwarding the liquid coolant from the intercooler to a cooling device of the electric motor, l) forwarding the liquid coolant from the cooling device of the electric motor to a cooling device of the second air compressor, m) forwarding the liquid coolant from the cooling device of the second air compressor to a cooling device of the inverter, n) forwarding the liquid coolant from the cooling device of the inverter to a cooling device of the first air compressor, o) forwarding the liquid coolant from the cooling device of the first air compressor to an external cooling device.
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 vor Erreichen des Trocknungsmittels in die Umgebung abgeführt wird. In addition to guiding the coolant, especially first to the aftercooler, and guiding the compressed air in the compressed air generating device, the regeneration of the drying agent of the air dryer is particularly important. During this regeneration, the drying agent, which has removed atmospheric moisture from the supplied compressed air in previous drying processes and has now greatly reduced its drying ability, is flowed through in the opposite direction by temporarily stored dry compressed air. The compressed air takes water from the desiccant and flows loaded with it out of the air dryer into the environment. The frequency with which such regeneration processes must be carried out and the volume of compressed air required for these regeneration processes influence the need for compressed air to be generated by the compressed air generating device when a vehicle is operating. Since during the cooling of the compressed air described above, water is already separated from the compressed air in the aftercooler, this arrives as a film of water or as small droplets with the compressed air directed to the air dryer into its entrance area, from which it is discharged into the environment before reaching the desiccant.
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. However, it can just as easily be provided that the time interval between two regeneration processes for drying the desiccant of the air dryer is controlled and/or regulated depending on the temperature of the coolant which the coolant has at the outlet of the external cooling device or at the inlet of the aftercooler.
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 in 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. Since the temperature of the coolant is decisive for how much water has already condensed out of the compressed air supplied to the aftercooler, a comparatively low coolant temperature causes a comparatively large separation of water from the compressed air already at the aftercooler, which is drained from there. As a result, the desiccant of the air dryer is less heavily loaded, so that the regeneration compressed air volume can be lower or, for example, the time interval between two regeneration processes can be greater than at a comparatively high coolant temperature. The ambient temperature of a vehicle must also be taken into account when carrying out regeneration processes of the type described, because the compressed air stored in a compressed air reservoir takes on the ambient temperature over the wall of the compressed air reservoir after some time. Since the compressed air stored in this compressed air storage is also used for the regeneration of the desiccant in the air dryer and the compressed air temperature determines the water storage capacity of the regeneration compressed air, knowledge of the ambient temperature is important for determining the necessary regeneration compressed air volume.
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 auch in Abhängigkeit von der durchschnittlichen Umgebungstemperatur gesteuert und/oder geregelt wird. Therefore, in the method in which previously dried and temporarily stored compressed air is passed through the air dryer as regeneration compressed air in the opposite direction to regenerate a desiccant arranged in the air dryer, it can be provided that the volume of regeneration compressed air required for drying the desiccant also depends on the average ambient temperature is controlled and/or regulated.
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. It can also be provided in this method that the time interval between two regeneration processes for drying the desiccant of the air dryer is controlled and/or regulated as a function of the average ambient temperature. The average value of the ambient temperature can be determined over a predetermined period of time.
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 während eines späteren Regenerationsvorgangs gesteuert und geregelt wird. For example, if both the ambient temperature and the coolant temperature change quickly due to the current driving situation and/or rapidly changing environmental conditions, it can be provided that the regeneration compressed air volume required for drying the desiccant or the duration and/or frequency of the regeneration processes in Depending on the difference between the ambient temperature and the coolant temperature is controlled and regulated during a later regeneration process.
Bei einer ungeregelten Steuerung der Regeneration des Trocknungsmittels desWith unregulated control of the regeneration of the desiccant
Lufttrockners ist gemäß einer anderen Weiterbildung des Verfahrens zum Betreiben der vorgestellten Drucklufterzeugungsvorrichtung vorgesehen, dass ein im Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung zu erwartender maximal hoher 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. According to another development of the method, the air dryer is used to operate the presented compressed air generating device provided that a maximum high temperature value of the coolant to be expected during operation of the compressed air generating device is determined, that this value of the coolant temperature serves as the basis for determining a maximum regeneration compressed air volume, and that a related regeneration process for the desiccant is carried out with this maximum regeneration compressed air volume.
Zum besseren Verständnis der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt, die einige Ausführungsbeispiele zeigt. In dieser Zeichnung zeigt For a better understanding of the invention, a drawing is attached to the description, which shows some exemplary embodiments. Shown in this drawing
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Drucklufterzeugungsvorrichtung mit einem Zwischenkühler und einem Nachkühler, welche in einem Schalldämpfer integriert sind, und bei welcher eine Kühlmittelleitung durch einen Schalldämpfersumpf geführt ist, Fig. 2 eine Drucklufterzeugungsvorrichtung ähnlich der gemäß Fig. 1 , bei welcher eine Druckluftleitung, die einen zweiten Luftverdichter mit einem Nachkühler verbindet, durch einen Schalldämpfersumpf geführt ist, Fig. 1 is a schematic representation of a compressed air generating device with an intercooler and an aftercooler, which are integrated in a silencer, and in which a coolant line is guided through a silencer sump, Fig. 2 is a compressed air generating device similar to that according to Fig. 1, in which a compressed air line which connects a second air compressor with an aftercooler, is guided through a silencer sump,
Fig. 3 eine Drucklufterzeugungsvorrichtung ähnlich der gemäß Fig. 1 , jedoch mit einem gesonderten Druckluftkühlmodul, bei welcher Umgebungsluft von einem ersten Luftverdichter durch den Schalldämpfer hindurch ansaugbar ist, 3 shows a compressed air generating device similar to that according to FIG. 1, but with a separate compressed air cooling module, in which ambient air can be sucked in through the silencer by a first air compressor,
Fig. 4 eine Drucklufterzeugungsvorrichtung ähnlich der gemäß Fig. 3, jedoch mit unterschiedlicher Anordnung eines Kühlmittel-Temperatursensors, und mit einem in dem Schalldämpfer angeordneten Wasser- und Partikelfilter, durch den angesaugte Umgebungsluft zum ersten Luftverdichter leitbar ist, 4 shows a compressed air generating device similar to that according to FIG. 3, but with a different arrangement of a coolant temperature sensor, and with a water and particle filter arranged in the silencer, through which sucked-in ambient air can be conducted to the first air compressor,
Fig. 5 eine Drucklufterzeugungsvorrichtung ähnlich der gemäß den Figuren 1 bis 4, bei welcher ein Mehrkreisschutzventil außerhalb eines Trockner-Moduls angeordnet betreibbar ist, 5 shows a compressed air generating device similar to that according to FIGS. 1 to 4, in which a multi-circuit protection valve can be operated arranged outside a dryer module,
Fig. 6 eine Drucklufterzeugungsvorrichtung ähnlich der gemäß Fig. 5, bei welcher ein Mehrkreisschutzventil außerhalb der Drucklufterzeugungsvorrichtung angeordnet und über flexible elektrische sowie pneumatische Leitungen mit einem elektrischen Steuer- und Regelgerät und dem Trockner-Modul verbunden ist, sowie Fig. 6 shows a compressed air generating device similar to that according to Fig. 5, in which a multi-circuit protection valve is arranged outside the compressed air generating device and is connected to an electrical control and regulating device and the dryer module via flexible electrical and pneumatic lines, as well
Fig. 7 eine Drucklufterzeugungsvorrichtung ähnlich der gemäß Fig. 4, bei der jedoch die Umgebungsluft für den ersten Luftverdichter durch einen Lufteinlass im Kompressor-Modul ansaugbar ist. In dieser Zeichnung sind pneumatische Leitungen, welche Luft oder Druckluft führen, mit durchgezogener Linie dargestellt. Hydraulische Leitungen, welche ein flüssiges Kühlmittel transportieren, sind mit gestrichelter Linie gezeichnet, und elektrische Leitungen sind mit gepunkteter Linie dargestellt. Fig. 7 shows a compressed air generating device similar to that according to Fig. 4, but in which the ambient air for the first air compressor can be sucked in through an air inlet in the compressor module. In this drawing, pneumatic lines that carry air or compressed air are shown with a solid line. Hydraulic lines that transport liquid coolant are shown with a dashed line, and electrical lines are shown with a dotted line.
Der grundsätzliche Aufbau einer die Merkmale der Erfindung aufweisenden Drucklufterzeugungsvorrichtung wird nachfolgend anhand der Fig. 7 erläutert. The basic structure of a compressed air generating device having the features of the invention is explained below with reference to FIG. 7.
Die in der Fig. 7 dargestellte Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein geschlossenes, aber auch zu öffnendes Gehäuse 6 auf, in dem die Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 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. In this exemplary embodiment, the compressed air generating device 2.7 shown in FIG. 7 has a closed but also openable housing 6, in which the components of the compressed air generating device 2.7 are combined into modules which are arranged one behind the other. The compressor 4, comprising an electric motor 24 including two drive shafts 30, 32, an inverter 26, a first air compressor 16, a second air compressor 18 and a control and regulating device 28, is arranged in a compressor module 90.
Danach 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 hier gewählten Beispiel um eine Kühlvorrichtung eines Nutzfahrzeugs mit einem geeigneten, hier nicht dargestellten Wärmetauscher. Der Nachkühler 22 ist so angeordnet, dass dieser als erste Komponente von der externen Kühlvorrichtung 82 mit kaltem flüssigem Kühlmittel versorgt wird. Außerdem ist dieser Nachkühler 22 der letzte Luftkühler, welcher in dem von dem zweiten Luftverdichter 18 kommenden Druckluftstrom vor einem Lufttrockner 40 angeordnet ist. A compressed air cooling module 92 is then arranged in the housing 6 and has an intercooler 20 and an aftercooler 22. These two air coolers 20, 22 serve to cool the compressed air generated by the compressor 4. For this purpose, the two air coolers 20, 22 use a liquid coolant which is supplied by an external cooling device 82. In the example chosen here, this external cooling device 82 is a cooling device of a commercial vehicle with a suitable heat exchanger, not shown here. The aftercooler 22 is arranged so that it is the first component to be supplied with cold liquid coolant by the external cooling device 82. In addition, this aftercooler 22 is the last air cooler which is arranged in front of an air dryer 40 in the compressed air stream coming from the second air compressor 18.
Zur Messung der Kühlmitteltemperatur ist zumindest ein Temperatursensor angeordnet, welcher mit dem Steuer- und Regelgerät 28 über eine Daten- oder Sensorleitung 59 verbunden ist. Der Temperatursensor 73 kann am Kühlmittelausgang der externen Kühlvorrichtung 82 angeordnet sein. Alternativ dazu kann der Temperatursensor 73' am Kühlmitteleingang des Nachkühlers 22 angeordnet sein, oder der Temperatursen- sor 73" ist am Kühlmittelausgang des Nachkühlers 22 angeordnet. Die kostengünstigste Anordnung eines solchen Temperatursensors 73 ist wohl die Anordnung am Kühlmittelausgang der externen Kühlvorrichtung 82. To measure the coolant temperature, at least one temperature sensor is arranged, which is connected to the control and regulating device 28 via a data or sensor line 59. The temperature sensor 73 can be arranged at the coolant outlet of the external cooling device 82. Alternatively, the temperature sensor 73 'can be arranged at the coolant inlet of the aftercooler 22, or the temperature sensor sor 73" is arranged at the coolant outlet of the aftercooler 22. The most cost-effective arrangement of such a temperature sensor 73 is probably the arrangement at the coolant outlet of the external cooling device 82.
Sofern jeweils ein Temperatursensor 73', 73" am Kühlmitteleingang und am Kühlmittelausgang des Nachkühlers 22 angeordnet ist, kann durch Differenzbildung der von den beiden Temperatursensoren 73', 73" gelieferten Messwerte die Temperaturreduzierung des Kühlmittels beim Durchströmen des Nachkühlers 22 bestimmt und damit die Kühlwirkung auf die abzukühlende Druckluft ermittelt werden. Die aufgrund der beschriebenen Energieübertragung auf das Kühlmittel am Nachkühler 22 eintretende Reduzierung der Drucklufttemperatur kann beispielsweise ermittelt werden, wenn zusätzlich die Temperatur der Druckluft am Drucklufteingang des Nachkühlers 22 sowie der sekündliche Druckluft-Volumenstrom durch den Nachkühler 22 bekannt sind. Anhand der so ermittelbaren Reduzierung der Drucklufttemperatur kann festgestellt werden, welche Taupunktverschiebung der Druckluft eingetreten ist und wie viel Wasser an dem Nachkühler 22 sekündlich aus der Druckluft abgeschieden wird. If a temperature sensor 73', 73" is arranged at the coolant inlet and at the coolant outlet of the aftercooler 22, the temperature reduction of the coolant as it flows through the aftercooler 22 can be determined by forming the difference between the measured values supplied by the two temperature sensors 73', 73" and thus the cooling effect the compressed air to be cooled can be determined. The reduction in the compressed air temperature that occurs due to the described energy transfer to the coolant at the aftercooler 22 can be determined, for example, if the temperature of the compressed air at the compressed air inlet of the aftercooler 22 and the per second compressed air volume flow through the aftercooler 22 are also known. Based on the reduction in the compressed air temperature that can be determined in this way, it can be determined which dew point shift in the compressed air has occurred and how much water is separated from the compressed air at the aftercooler 22 every second.
Nachfolgend ist in dem Gehäuse 6 ein Trockner-Modul 94 platziert, in dem der erwähnte Lufttrockner 40 sowie 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. A dryer module 94 is subsequently placed in the housing 6, in which the aforementioned air dryer 40 and a multi-circuit protection valve 50 are arranged. The air dryer 40 contains a desiccant 41 with which atmospheric moisture can be removed from the compressed air supplied to the air dryer 40. The drying agent 41 can release this moisture back into dry air, namely when dry compressed air is passed through the air dryer 40 in the opposite direction during a regeneration process.
Wie noch weiter ausgeführt wird, muss das Mehrkreisschutzventil 50 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 über Druckluftleitungen DL6, DL7 an unterschiedliche Druckluftverbraucher 50, 51 und/oder über eine Druckluftleitung DL8 an wenigstens einen Druckluftspeicher 45 selektiv abzugeben. Ergänzend sei erwähnt, dass die zu den Druckluftverbrauchern 50, 51 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. Ein in dem Trockner-Modul 94 angeordnetes 3/2- Magnetschaltventil 72 ermöglicht die Umschaltung des Lufttrockners 40 in einen Trocknungsbetrieb beziehungsweise in einem Regenerationsbetrieb, wobei in dem letzteren das Trocknungsmittel 41 des Lufttrockners 40 getrocknet werden kann. Hierauf wird noch weiter unten eingegangen. Das 3/2-Magnet- schaltventil 72 wird nachfolgend auch Regenerationsschaltventil genannt. As will be explained further, the multi-circuit protection valve 50 does not have to be part of the dryer module 94, but its arrangement in the common housing 6 is advantageous. By means of the multi-circuit protection valve 50, it is possible to selectively deliver compressed air delivered by the air dryer 40 to different compressed air consumers 50, 51 via compressed air lines DL6, DL7 and/or to at least one compressed air reservoir 45 via a compressed air line DL8. In addition, it should be mentioned that the sixth compressed air line DL6 leading to the compressed air consumers 50, 51 and seventh compressed air line DL7 can also be connected to other compressed air storage units on the way there. Likewise, at least one further compressed air consumer, not shown, can be connected to the compressed air storage 45 shown. A 3/2 solenoid switching valve 72 arranged in the dryer module 94 enables the air dryer 40 to be switched into a drying mode or into a regeneration mode, the desiccant 41 of the air dryer 40 being able to be dried in the latter. This will be discussed further below. The 3/2 solenoid switching valve 72 is also referred to below as the regeneration switching valve.
Schließlich weist die Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 ein Schalldämpfer-Modul 96 auf, welches hier als Schalldämpfer 43 ausgebildet ist, der ein schalldämpfendes Material 44 enthält, welches in den Figuren zur besseren Erkennbarkeit anderer Details nur teilweise dargestellt ist. Dieses schalldämpfende Material 44 ist in der Lage, Schallemission zu dämpfen, welche während eines Regenerationsvorgangs beim Ablassen von feuchtigkeitsbeladener Regenerations-Abluft AL aus dem Lufttrockner 40 entsteht. Das Schalldämpfer-Modul 96 weist eine Mehrzahl von Regenerationsluftauslassöffnungen auf, von denen lediglich eine Regenerationsluftauslassöffnung 34 dargestellt ist, über welche Regenerations-Abluft AL in die Umgebung abgegeben werden kann. Außerdem weist das Schalldämpfer- Modul 96 beziehungsweise 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, der Schalldämpfer 43 oder das schalldämpfende Material 44 können leicht auswechselbar an dem Gehäuse 6 befestigt sein. Finally, the compressed air generating device 2.7 has a silencer module 96, which is designed here as a silencer 43, which contains a sound-absorbing material 44, which is only partially shown in the figures to make other details easier to see. This sound-absorbing material 44 is able to dampen sound emissions that arise during a regeneration process when moisture-laden regeneration exhaust air AL is released from the air dryer 40. The silencer module 96 has a plurality of regeneration air outlet openings, of which only one regeneration air outlet opening 34 is shown, through which regeneration exhaust air AL can be released into the environment. In addition, the silencer module 96 or the silencer 43 has at least one water outlet opening 36 at its deepest point, through which water droplets separated from the compressed air in the air dryer 40 during normal operation and/or splash water that has penetrated through the regeneration air outlet opening 34 is removed via a water separation path 80 that forms can be. The silencer module 96, the silencer 43 or the sound-absorbing material 44 can be attached to the housing 6 in an easily replaceable manner.
Die Komponenten der vier geschilderten Module 90, 92, 94, 96 sind über pneumatische, hydraulische und elektrische Leitungen soweit notwendig miteinander verbunden, worauf bei der Schilderung des Verfahrens zum Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 noch gesondert eingegangen wird. Die Funktionsweise und das Zusammenwirken der Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 sind wie folgt: The components of the four modules 90, 92, 94, 96 described are connected to one another via pneumatic, hydraulic and electrical lines as far as necessary, which will be discussed separately in the description of the method for operating the compressed air generating device 2.7. The functionality and interaction of the components of the compressed air generating device 2.7 are as follows:
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 der erwähnten Daten- oder Sensorleitung 59 eines fahrzeugeigenen Datenkommunikationssystems, wie beispielsweise einem CAN-Bus, und über wenigstens eine Steuerungsleitung 54 mit einem Wechselrichter 26 verbunden. Der den Betrieb des Elektromotors 24 beeinflussende Wechselrichter 26 steht über eine Hochspannungsleitung 58 mit einer nicht gesondert dargestellten Hochspannungsquelle elektrischen in Verbindung. The operation of the compressor 4 is controlled and regulated by means of the control and regulating device 28 already mentioned. The control and regulating device 28 is connected via a low-voltage line 57 to a low-voltage source (not shown), to the mentioned data or sensor line 59 of a vehicle-specific data communication system, such as a CAN bus, and via at least one control line 54 to an inverter 26. The inverter 26, which influences the operation of the electric motor 24, is electrically connected via a high-voltage line 58 to a high-voltage source, not shown separately.
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 über eine Ansaugleitung DL an und verdichtet diese zu Druckluft mit einem ersten Luftdruckwert. To start and operate the electric motor 24 of the compressor 4, it is controlled in the desired manner by means of the control and regulating device 28 and the inverter 26. This causes the two drive shafts 30, 32 of the electric motor 24 to rotate. The first drive shaft 30 is connected to the first air compressor 16 and the second drive shaft 32 to the second air compressor 18 in a driving manner. The two air compressors 16, 18 are known spiral compressors. The first air compressor 16 is connected to the ambient air L on the input side via an air inlet opening 8 in the housing 6. When the first air compressor 16 is operating, it sucks in ambient air L via a suction line DL and compresses it into compressed air with a first air pressure value.
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 Luftfeuchtigkeit 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 einen 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 Fig. 7 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. The first air compressor 16 is pneumatically connected on the output side via a first compressed air line DL1, the intercooler 20 and then via a second compressed air line DL2 to the inlet of the second air compressor 18. The intercooler 20 cools the precompressed compressed air, whereby water is condensed out and removed if necessary. In the second air compressor 18, the cooled compressed air is then further compressed to a desired second, higher air pressure value and then fed to the already mentioned aftercooler 22 via a third compressed air line DL3. The compressed air is further cooled in the aftercooler 22. Humidity from the compressed air condenses. From the outlet of the aftercooler 22, the cooled and still residually moist compressed air reaches an inlet-side collecting area 49 of the air dryer 40 via a fourth compressed air line DL4. The already condensed water also reaches this collecting area 49 of the air dryer 40 in the form of entrained small droplets or as a film of water. From there, the water is separated from the air dryer 40 via a regeneration air outlet 42 during a later regeneration process. As a result, the condensed water did not get into the drying agent 41 of the air dryer 40, as shown schematically in FIG. 7 with small droplets. The compressed air, which has been partially dewatered in this way and is still still moist, arrives from the short fourth compressed air line DL4 into the drying agent 41 of the air dryer 40, flows through this drying agent 41 in a drying air stream 23 and is dried there. The desiccant 41 is able to remove atmospheric moisture from the supplied compressed air and release it back into dry air during a later regeneration process.
Die getrocknete Druckluft verlässt den Lufttrockner 40 anschließend über ein in Richtung zum Lufttrockner 40 absperrendes federbelastetes erstes Rückschlagventil 29, und gelangt dann in eine fünfte Druckluftleitung DL5. Diese fünfte Druckluftleitung DL5 führt zu dem schon erwähnten 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 die 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. The dried compressed air then leaves the air dryer 40 via a spring-loaded first check valve 29 which shuts off in the direction of the air dryer 40, and then enters a fifth compressed air line DL5. This fifth compressed air line DL5 leads to the already mentioned multi-circuit protection valve 50, which is controlled at least indirectly by the control and regulating device 28. For this purpose, the multi-circuit protection valve 50 is connected to the control and regulating device 28 via a sensor line 56. Via the multi-circuit protection valve 50, the dried compressed air can be directed, for example, through the already mentioned sixth compressed air line DL6 and a compressed air outlet opening 10 in the housing 6 to the first compressed air consumer 51 and via the mentioned seventh compressed air line DL7 to the second compressed air consumer 52. The multi-circuit protection valve 50 can direct dried compressed air to the at least one compressed air reservoir 45 via the eighth compressed air line DL8. Other compressed air consumers and/or compressed air reservoirs (not shown) can also be supplied with compressed air if necessary via the compressed air storage 45. If necessary, the compressed air stored in the compressed air storage 45 can also be supplied to other compressed air consumers via the multi-circuit protection valve 50 or for one Regeneration of the desiccant 41 of the air dryer 40 is returned to the fifth compressed air line DL5.
Wenn ein vorbestimmter Luftdruck bei den Druckluftverbrauchern 51 , 52 und in 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 2.7 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 mittelbar verbunden. In der Regenerationsleitung DL5a ist das weiter vorne schon erwähnte 3/2-Wege- Magnetschalt- ventil 72 angeordnet, welches über eine Steuerungsleitung 55 mit dem Steuer- und Regelgerät 28 verbunden und von diesem ansteuerbar ist. If a predetermined air pressure is set in the compressed air consumers 51, 52 and in the at least one compressed air storage 45 and the electric motor 24 of the compressor module 90 is switched off, the drying agent 41 arranged in the air dryer 40 and saturated with moisture can be regenerated, i.e. from that stored there water to be freed. For this purpose, the compressed air generating device 2.7 has a regeneration line DL5a. This regeneration line DL5a is indirectly connected via the fifth compressed air line DL5 at least to the eighth compressed air line DL8 leading to the compressed air storage 45 and to the air dryer 40. The 3/2-way solenoid switching valve 72 already mentioned above is arranged in the regeneration line DL5a, which is connected to the control and regulating device 28 via a control line 55 and can be controlled by it.
Im nicht betätigten Zustand des 3/2-Wege-Magnetschaltventils 72 ist die Regenerationsleitung DL5a wie in Fig. 7 dargestellt 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-Magnetschaltventil 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 in Richtung zum Lufttrockner 40 öffnendes 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 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 dem 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. When the 3/2-way solenoid switching valve 72 is not actuated, the regeneration line DL5a is closed as shown in FIG. 7, so that no compressed air can reach the air dryer 40 from the compressed air reservoir 45 via the multi-circuit protection valve 50. To carry out a regeneration operation of the air dryer 40, the 3/2-way solenoid switching valve 72 is actuated, as a result of which the regeneration line DL5a is opened. As a result, part of the dried compressed air from the compressed air reservoir 45 passes through a first line branch DL5b of the regeneration line DL5a to an aperture 75. There the dried compressed air is expanded, whereby it takes up a larger volume. The compressed air then passes through a second spring-loaded check valve 76 that opens in the direction of the air dryer 40 and then reaches the air dryer 40 via a regeneration compressed air inlet 70. The relaxed compressed air then flows through the air dryer 40 and the drying agent 41 arranged there in a regeneration compressed air stream 77, provided that a pressure-controlled, 2/2-way switching valve 39, which acts as a drain valve, is open at the collecting area 49 of the air dryer 40. To operate this pressure-controlled 2/2-way switching valve 39, another part of the dried compressed air is passed behind the outlet of the 3/2-way solenoid switching valve 72 through a second line branch DL5c to this pressure-controlled 2/2-way switching valve 39. The pressure-controlled 2/2-way switching valve 39 is constructed in such a way that in its unactuated switching position it closes a connection from the collecting area 49 of the air dryer 40 to the regeneration air outlet 42 of the air dryer 40 and opens it in the actuated switching state. Accordingly, the pressure-controlled 2/2-way switching valve 39 is opened when the 3/2-way solenoid switching valve 72 has also been switched to its open position.
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 den Figuren 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- Magnetschaltventil 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 der Regenerationsdruckluft vor den beiden 2/2-Wege- Magnetschaltventilen 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-Schaltventil 39 trockene Regenerationsdruckluft durch den Lufttrockner 40 in den Schalldämpfer 43 geleitet werden, um das Trocknungsmittel 41 zu trocknen. According to an alternative embodiment, it is provided that instead of the 3/2-way solenoid switching valve 72, there are two 2/2-way solenoid switching valves that can be controlled by the control and regulating device 28. These two 2/2-way solenoid switching valves are not shown in the figures, but their arrangement can be easily understood by a person skilled in the art based on the following description. The first 2/2-way solenoid switching valve is arranged in the flow direction of the regeneration compressed air in front of the orifice 75 in the first line branch DL5b, and the second 2/2-way solenoid switching valve is in front of the pressure-controlled 2/2-way switching valve 39 in the second Line branch DL5c arranged. In addition, the fifth compressed air line DL5 is connected directly to the first line branch DL5b and directly to the second line branch DL5c in the flow direction of the regeneration compressed air in front of the two 2/2-way solenoid switching valves. As soon as these two 2/2-way solenoid switching valves are switched to their open position, dry regeneration compressed air can be passed through the air dryer 40 into the silencer 43 with the pressure-controlled 2/2-way switching valve 39 also open in order to dry the desiccant 41.
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. Doch nun zurück zu dem in der Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel: Bei einem geöffnetem druckgesteuert 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 verlassen den Lufttrockner 40 anschließend über dessen Regenerationsluftausgang 42 und gelangen so in den Schalldämpfer 43. By means of this structure, when the first 2/2-way solenoid switching valve is closed, the second 2/2-way solenoid switching valve is open and the pressure-controlled 2/2-way switching valve 39 is therefore open, the collecting area 49 of the air dryer 40 can pass through the aftercooler 22 supplied compressed air can advantageously be freed from water W that has accumulated there. But now back to the exemplary embodiment shown in FIG. 7: When the pressure-controlled 2/2-way switching valve 39 is open, the relaxed compressed air flows through the desiccant 41 in the mentioned regeneration compressed air stream 77 in the direction of the silencer 43. Moisture is removed from the desiccant 41 . The compressed air enriched with moisture in this way and the water that has already condensed and accumulated in the collecting area 49 of the air dryer 40 then leave the air dryer 40 via its regeneration air outlet 42 and thus reach the silencer 43.
Die feuchte Regenerations-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 2.7. 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. The moist regeneration exhaust air AL then flows through the sound-absorbing material 44 arranged in the silencer 43 via an exhaust air path 78 to the at least one regeneration air outlet opening 34 of the silencer 43 of the compressed air generating device 2.7. Water droplets, which may have formed in the regeneration compressed air stream or which form in the sound-absorbing material 44 of the silencer 43 when the regeneration compressed air stream flows through there, as well as the condensed water from the collecting area 49 of the air dryer 40, flow in the silencer 43 via the already mentioned water separation path 80 towards the at least one water outlet opening 36 of the silencer 43. The water outlet opening 36 of the silencer 43 also serves to remove any splash water that may have penetrated into the silencer 43 via the at least one regeneration air outlet opening 34.
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. The regeneration process is ended when a predetermined, sufficiently large volume of regeneration compressed air has flowed through the drying agent 41 of the air dryer 40 in order to be able to use it for a further air drying phase.
Von großer Bedeutung für den erfindungsgemäßen Aufbau der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 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 2.7 zugeführt. Die Kühltätigkeit der externen Kühlvorrichtung 82 wird mit dem 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 dann wird die Kühlmitteltemperatur auf einen vorgegebenen Sollwert der Kühlmitteltemperatur geregelt. Der erste Temperatursensor 73 steht dazu über die Daten- und/oder Sensorleitung 59 mit dem Steuer- und Regelgerät 28 in Verbindung. Of great importance for the inventive structure of the compressed air generating device 2.7 is the flow path of the liquid coolant supplied by the external cooling device 82. This coolant is cooled to a predetermined temperature in the external cooling device 82 and supplied to the compressed air generating device 2.7 via a coolant supply line Kin. The cooling activity of the external cooling device 82 is controlled and regulated with the control and regulating device 28. With a preferred control of the temperature of the Coolant, the current actual temperature of the coolant is measured with a first temperature sensor 73 at the output of the cooling device 82, and then the coolant temperature is regulated to a predetermined setpoint of the coolant temperature. For this purpose, the first temperature sensor 73 is connected to the control and regulating device 28 via the data and/or sensor line 59.
Das Kühlmittel gelangt von der externen Kühlvorrichtung 82 durch eine Kühlmitteleinlassöffnung 12 in die Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 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 2.7 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. The coolant passes from the external cooling device 82 through a coolant inlet opening 12 into the compressed air generating device 2.7 and into the compressed air cooling module 92. The coolant then flows through a first coolant line KL1 into the aftercooler 22 in order to cool the compressed air generated by the compressor 4 as much as possible . Since the coolant is first passed into the aftercooler 22, the lowest temperature of the coolant that it has within the compressed air generating device 2.7 can be used. As a result, the compressed air is cooled comparatively strongly before it enters the air dryer 40, as a result of which some of the air moisture carried condenses out and is at least partially separated in the aftercooler 22. The condensed water is also passed into the collecting area 49 of the air dryer 40 and from there discharged into the environment directly or via the silencer 43. This process removes a lot of moisture from the compressed air before it reaches the air dryer 40. This is all the more the lower the temperature of the coolant.
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 2.7 weniger häufig in Betrieb sein muss. Im Ergebnis wird dadurch beispielsweise bei der Anordnung und dem Betrieb einer solchen Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 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 als 3/2-Wege-Magnetschaltventil 72 ausgebildeten Regenerationsschaltventils 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 Fig. 7 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 externen Kühlvorrichtung 82, sodass dessen Nutzung keine zusätzlichen Herstellkosten verursacht. 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. As a result, the desiccant 41 of the air dryer 40 needs to be dried less frequently in regeneration operations compared to conventional compressed air generating devices, or such regeneration operations may be performed with a smaller volume of regeneration compressed air than usual. As a result, more of the dry compressed air stored in the compressed air storage 45 is available for the compressed air consumers 51, 52, so that the electric motor 24 of the compressor 4 of the compressed air generating device 2.7 has to be in operation less frequently. As a result, for example when arranging and operating such a compressed air generating device 2.7 in a vehicle, the consumption of electrical energy is reduced, which reduces the vehicle's exhaust emissions and thus its CC emissions. The frequency of the regeneration processes or the respectively required regeneration compressed air volume can therefore be smaller, the lower the temperature of the coolant at the inlet of the aftercooler 22. It is therefore advantageous if the regulation of the frequency of actuation and/or the regulation of the duration of actuation of the regeneration switching valve designed as a 3/2-way solenoid switching valve 72 is also carried out by means of the control and regulating device 28 as a function of the temperature of the coolant. For this purpose, as already briefly mentioned, according to the exemplary embodiment shown in FIG. 7, a first temperature sensor 73 is arranged in the area of the outlet of the external cooling device 82 or in the area of the coolant inlet opening 12, by means of which the temperature of the liquid coolant can be measured. Typically, such a temperature sensor 73 is already a component of the external cooling device 82, so its use does not cause any additional manufacturing costs. The temperature measurements obtained in this way can be routed to the control and regulating device 28 via the data and/or sensor line 59 mentioned. The control and regulating device 28 then controls and regulates the regeneration of the desiccant 41 of the air dryer 40, taking into account the current coolant temperature, directly via the frequency of actuation and/or the duration of actuation of the 3/2-way solenoid switching valve 72 and indirectly by means of the pressure-controlled 2/2 -way switching valve 39.
Die Fig. 7 zeigt auch dazu alternative Lösungen, gemäß denen die Temperatur des Kühlmittels am Kühlmitteleingang des Nachkühlers 22 mittels eines zweiten Temperatursensor 73‘ und/oder am Kühlmittelausgang des Nachkühlers 22 mittels eines dritten Temperatursensor 73“ gemessen werden kann. Diese Temperatursensoren 73‘, 73“ sind dann ebenfalls über die Daten- und/oder Sensorleitung 59 mit dem Steuer- und Regelgerät 28 verbunden. Die Daten- und/oder Sensorleitung 59, welche mit dem jeweiligen Temperatursensor 73, 73‘, 73“ verbunden ist, kann auch, anders als in der Fig. 7 dargestellt, komplett innerhalb der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 angeordnet sein. 7 also shows alternative solutions, according to which the temperature of the coolant at the coolant inlet of the aftercooler 22 can be measured by means of a second temperature sensor 73' and/or at the coolant outlet of the aftercooler 22 by means of a third temperature sensor 73''. These temperature sensors 73′, 73″ are then also connected to the control and regulating device 28 via the data and/or sensor line 59. The data and/or sensor line 59, which is connected to the respective temperature sensor 73, 73', 73", can also, unlike shown in FIG. 7, be arranged completely within the compressed air generating device 2.7.
Bei einer solchen Regelung ist auch zu beachten, dass die Temperatur des Kühlmittels im Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 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 eines 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. With such a control, it should also be noted that the temperature of the coolant can fluctuate during operation of the compressed air generating device 2.7. This can be caused by different load conditions of the vehicle and its systems and/or by itself rapidly changing ambient temperatures. Since the current temperature of the coolant is measured with the first temperature sensor 73 in most vehicles in order to regulate the external cooling device 82 mentioned, its current value is available to the control and regulating device 28 via the already mentioned data and/or sensor line 59 CAN bus available. Based on the current value of the temperature of the coolant, the control and regulating device 28 can therefore quickly control and regulate the duration of operation of the 3/2-way solenoid switching valve 72 and thus the frequency and duration of a regeneration process on the dryer 40 depending on the temperature at any time.
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-Magnetschaltventils 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. Since in most vehicles on the road today, the ambient temperature of the vehicle is also measured by means of an ambient temperature sensor 74 and displayed with a display element, the ambient temperature also represents the control and regulation of the operating time of the 3/2-way solenoid switching valve 72 and thus for the Control and regulation of the frequency and duration of a regeneration process on the air dryer 40 is available to the control and regulating device 28 via the data and/or sensor line 59 of the CAN bus.
Die Umgebungstemperatur des Fahrzeugs ist für die Steuerung und Regelung der Regenerationsvorgänge von besonderer Bedeutung, weil 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. The ambient temperature of the vehicle is of particular importance for the control and regulation of the regeneration processes because the compressed air, after it has been dried in the dryer 40, continues to cool down to the temperature of the compressed air tank 45 or the compressed air consumers 51, 52, which generally have the ambient temperature . During this further cooling process, the relative humidity in the compressed air increases again. To ensure that excessive air humidity does not lead to corrosion processes in the compressed air storage tanks and compressed air consumers when ambient temperatures are low in relation to the coolant temperature, or even water condenses out and freezes into ice, the degree of drying of the compressed air must ideally also take the current ambient temperature into account.
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 bei einer weiteren Abkühlung der Druckluft nicht zur Kondensation und gegebenenfalls Eisbildung kommt. This degree of drying can be adjusted via the regeneration compressed air volume used in a regeneration process and/or via the frequency of the regeneration processes in a period under consideration. If, for example, a volume of regeneration compressed air that is actually too large is used during a regeneration process, the drying agent 41 becomes drier than this is required according to previously known practice. During a subsequent conveying process, the compressed air passed through the air dryer 40 will lose more moisture than previously necessary, as a result of which the compressed air has a higher degree of drying when it leaves the air dryer 40. When the compressed air then cools down further in a compressed air container or in a compressed air consumer, the degree of drying of the compressed air is then advantageously uncritically high, so that condensation and possibly ice formation do not occur when the compressed air is cooled further.
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 gesteuert und geregelt, und bei gleichbleibender Temperatur des Kühlmittels in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur gesteuert und geregelt.The regeneration compressed air volume and/or the frequency of the regeneration processes is therefore controlled and regulated by means of the control and regulating device 28 at a constant ambient temperature depending on the temperature of the coolant, and at a constant temperature of the coolant it is controlled and regulated depending on the ambient temperature.
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. If both the ambient temperature and the coolant temperature change, the duration and/or frequency of the regeneration processes is controlled and regulated depending on the difference between the two temperatures mentioned.
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 2.7 zu erwartende Temperatur des Kühlmittels berücksichtigen. Dadurch würde ein solcher Regenerationsvorgang für das Trocknungsmittel 41 immer mit einem zuvor ermittelten maximalen Regenerationsdruckluftvolumen erfolgen. If such a regulation is omitted, the volume of regeneration compressed air required for a regeneration process must also cover the most unfavorable case, i.e. take into account the highest temperature of the coolant to be expected during operation of the compressed air generating device 2.7. As a result, such a regeneration process for the drying agent 41 would always take place with a previously determined maximum regeneration compressed air volume.
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 auch diesen zu kühlen. Nachfolgend wird das Kühlmittel durch eine sechste Kühlmittelleitung KL6 zu einer Kühlvorrichtung 46 des ersten Luftverdichters 16 des Kompressors 4 geleitet, um diesen zu kühlen. Abschließend wird das erwärmte Kühlmittel durch eine Kühlmittelauslassöffnung 14 aus dem Kompressormodul 90 und aus dem Gehäuse 6 der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 über eine Kühlmittelabführleitung Kout zur externen Kühlvorrichtung 82 geleitet. After the liquid coolant has flowed through the aftercooler 22, it reaches the intercooler 20 mentioned via a second coolant line KL2. There it cools the compressed air precompressed by the first air compressor 16. After cooling the pre-compressed compressed air in the intercooler 20, the liquid coolant is conducted via a third coolant line KL3 to a cooling device 25 of the electric motor 24. There the coolant cools, for example, the stator of the electric motor 24. The coolant then flows through a fourth coolant line KL4 to a cooling device 48 of the second air compressor 18 of the compressor 4, which is thereby cooled during its compression activity. The coolant then flows through a fifth coolant line KL5 to a cooling device 27 of the inverter 26 in order to cool this too. Subsequently, the coolant is passed through a sixth coolant line KL6 to a cooling device 46 of the first air compressor 16 of the compressor 4 in order to cool it. Finally, the heated coolant is passed through a coolant outlet opening 14 from the compressor module 90 and from the housing 6 of the compressed air generating device 2.7 via a coolant discharge line Kout to the external cooling device 82.
Untersuchungen haben ergeben, dass die beschriebene, vergleichsweise starke Abkühlung der Druckluft in dem Nachkühler 22 keine negativen Auswirkungen auf den Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 hat. Es sind sogar weitere Vorteile erkennbar. Dies soll anhand des nachfolgenden Beispiels erläutert werden: Investigations have shown that the described, comparatively strong cooling of the compressed air in the aftercooler 22 has no negative effects on the operation of the compressed air generating device 2.7. There are even other benefits that can be seen. This will be explained using the following example:
In diesem Fall ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 in einem Lastkraftwagen eingebaut und sie nutzt zur Kühlung das flüssige Kühlmittel desjenigen Kühlsystems, welches auch den Verbrennungsmotor des Lastkraftwagens kühlt und als Wärmequelle für eine Innenraumheizung dient. 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 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 2.7 zur betriebsnotwendigen Erzeugung von Druckluft in Betrieb genommen wird, wird diese von dem flüssigen Kühlmittel soweit möglich gekühlt. Die dadurch der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 entzogene Abwärme, insbesondere diejenige 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. In this case, a compressed air generating device 2.7 designed according to the invention is installed in a truck and for cooling it uses the liquid coolant of the cooling system, which also cools the internal combustion engine of the truck and serves as a heat source for interior heating. When starting the internal combustion engine cold, i.e. starting it at a very low ambient temperature, it is advantageous in terms of the operating properties of a vehicle battery, in terms of low exhaust emissions from the truck and in terms of the provision of warm air for an interior heater in the truck if the temperature of the cooling system of the internal combustion engine quickly rises above Ambient temperature is increased. Because the electrically operated compressed air generating device 2.7 is immediately put into operation when the internal combustion engine is cold started to generate compressed air that is necessary for operation, it is cooled as far as possible by the liquid coolant. The waste heat thereby removed from the compressed air generating device 2.7, in particular the heat which is generated by the operation of the electric motor 24, the inverter 26 and the two air compressors 16, 18, then advantageously also serves indirectly for a Relieving the load on the vehicle battery. For the period of the cold start and a short warm-up phase of the truck, temperatures at which water ice can form can also be accepted at the aftercooler 22 and at the inlet of the air dryer 40. Since the warm-up phase is comparatively short, in the normal operating phase that follows, any water ice formed on the aftercooler 22 and at the inlet of the air dryer 40 will evaporate and be absorbed into the compressed air as atmospheric moisture.
Auch die in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Drucklufterzeugungsvorrichtungen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6 weisen sehr weitgehend die im Zusammenhang mit der Fig. 7 erläuterten Konstruktionsmerkmale auf und arbeiten nach dem geschilderten Verfahren. Erfindungsgemäß ist demnach bei allen in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Drucklufterzeugungsvorrichtungen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7 vorgesehen, dass das Steuer- und Regelgerät 28 derartig ausgebildet und angeordnet ist, dass mit diesem der Betrieb des Elektromotors 24, ein Trocknungsbetrieb sowie ein Regenerationsbetrieb des Lufttrockners 40, sowie der Betrieb eines Mehrkreisschutzventils 50 steuerbar und regelbar ist, und dass derjenige Luftkühler 22, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner 40 angeordnet ist, in Strömungsrichtung des Kühlmittels gesehen als erstes von dem Kühlmittel durchströmbar ist Die in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Drucklufterzeugungsvorrichtungen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6 weisen jedoch weitere vorteilhafte Besonderheiten auf, die nachfolgend geschildert werden. The compressed air generating devices 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6 shown in FIGS. 1 to 6 also have very largely the design features explained in connection with FIG. 7 and work according to the method described. According to the invention, in all compressed air generating devices 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7 shown in Figures 1 to 7, it is provided that the control and regulating device 28 is designed and arranged in such a way that the operation of the electric motor 24, a drying operation and a regeneration operation of the air dryer 40, as well as the operation of a multi-circuit protection valve 50 can be controlled and regulated, and that the air cooler 22, which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer 40 in the flow direction of the compressed air, is the first of the air cooler 22 in the flow direction of the coolant Coolant can flow through. However, the compressed air generating devices 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6 shown in Figures 1 to 6 have further advantageous special features, which are described below.
Wie die Fig. 1 zeigt, weist die dortige Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.1 kein gesondertes Druckluftkühlmodul 92 auf, denn die beiden Luftkühler, also der Zwischenkühler 20 und der Nachkühler 22, sind im Bauraum des Schalldämpfer-Moduls 96* beziehungsweise in dem Bauraum des Schalldämpfers 43 selbst angeordnet. Um diese Luftkühler 20, 22 mit dem flüssigen Kühlmittel zu versorgen, sind die Luftkühler 20, 22 mit Kühlmittelleitungen KL1 , KL2, KL2 verbunden, welche ebenfalls zumindest teilweise in dem Bauraum des Schalldämpfer-Moduls 96* beziehungsweise in dem Bauraum des Schalldämpfers 43 angeordnet sind. Gleiches gilt für die erste Druckluftleitung DL1 und die zweite Druckluftleitung DL2, welche mit dem Zwischenkühler 20 pneumatisch verbunden sind, und die dritte Druckluftleitung DL3 sowie die vierte Druckluftleitung DL4, welche mit den Nachkühler 22 pneumatisch verbunden sind. Um die Zuleitung des flüssigen Kühlmittels von der externen Kühleinrichtung 82 über eine Kühlmittelzuführleitung Kin hin zu dem Nachkühler 22 zu ermöglichen, weist das Schalldämpfer-Modul 96* beziehungsweise der Schalldämpfer 43 eine Kühlmitteleinlassöffnung 12* auf, an welche die Kühlmittelzuführleitung Kin sowie die interne, erste Kühlmittelleitung KL1 angeschlossen sind. 1 shows, the compressed air generating device 2.1 there does not have a separate compressed air cooling module 92, because the two air coolers, i.e. the intercooler 20 and the aftercooler 22, are arranged in the installation space of the silencer module 96 * or in the installation space of the silencer 43 itself . In order to supply these air coolers 20, 22 with the liquid coolant, the air coolers 20, 22 are connected to coolant lines KL1, KL2, KL2, which are also at least partially arranged in the installation space of the silencer module 96* or in the installation space of the silencer 43 . The same applies to the first compressed air line DL1 and the second compressed air line DL2, which are pneumatically connected to the intercooler 20, and the third compressed air line DL3 and the fourth compressed air line DL4, which are pneumatically connected to the aftercooler 22. To ensure the supply of the To enable liquid coolant from the external cooling device 82 via a coolant supply line Kin to the aftercooler 22, the silencer module 96* or the silencer 43 has a coolant inlet opening 12*, to which the coolant supply line Kin and the internal, first coolant line KL1 are connected .
Durch die Anordnung der beiden Luftkühler 20, 22, der zugeordneten Druckluftleitungen DL1 , DL2, DL3, DL4 und der erwähnten Kühlmittelleitungen KL1 , KL2 in dem Bauraum des Schalldämpfer-Moduls 96* beziehungsweise in dem Bauraum des Schalldämpfers 43 weist die Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.1 im Vergleich zu der weiter oben beschriebenen Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 gemäß Fig. 7 eine geringere Länge auf, sodass diese Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.1 einen geringen Platzbedarf in einem Kraftfahrzeug hat. By arranging the two air coolers 20, 22, the associated compressed air lines DL1, DL2, DL3, DL4 and the coolant lines KL1, KL2 mentioned in the installation space of the silencer module 96 * or in the installation space of the silencer 43, the compressed air generating device 2.1 in comparison The compressed air generating device 2.7 described above according to FIG. 7 has a shorter length, so that this compressed air generating device 2.1 requires little space in a motor vehicle.
Außerdem ist bei der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.1 gemäß Fig. 1 vorgesehen, dass das Schalldämpfer-Modul 96* beziehungsweise der Schalldämpfer 43, anders als bei der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.7 gemäß Fig. 7, herstellkostensparend keine Wasserauslassöffnung 36 aufweist. Um dennoch in einem Sumpfbereich 98 des Schalldämpfers 43 beziehungsweise des Schalldämpfer-Moduls 96* sich ansammelndes Wasser W entfernen zu können, ist die erste Kühlmittelleitung KL1 in dem Sumpfbereich 98 des Schalldämpfers 43 angeordnet. Hierdurch ist es möglich, das dort angesammelte Wasser W, sei es nun Kondenswasser oder in den Schalldämpfer 43 eingedrungenes Spritzwasser, zumindest dann zu Wasserdampf 86 verdampfen kann, wenn die Temperatur des Wassers W geringer ist als die Temperatur des von der externen Kühleinrichtung 82 zugeführten Kühlmittels. Die dafür notwendige vergleichsweise hohe Temperatur des Kühlmittels kann für einen geringen Zeitraum mittels des Steuer- und Regelgeräts an der externen Kühleinrichtung 82 eingestellt werden. Welche Temperatur des Kühlmittels hierzu notwendig ist, wird mittels der von einem vierten Temperatursensor 74 gemessenen Umgebungstemperatur berechnet. Die Umgebungstemperatur kann als Regelungsinformation genutzt werden, da davon auszugehen ist, dass der Sumpfbereich 98 des Schalldämpfers 43 und das darin befindliche Wasser W die Umgebungstemperatur aufweist. Der sich bildende Wasserdampf 86 gelangt innerhalb des Schalldämpfers 43 beziehungsweise des Schalldämpfer-Moduls 96* über den Abluftpfad 78 im Schalldämpfer 43 zu der Regenerationsluftauslassöffnung 34 und von dort in die Umgebungsluft. In addition, in the compressed air generating device 2.1 according to FIG. 1 it is provided that the silencer module 96 * or the silencer 43, unlike the compressed air generating device 2.7 according to FIG. In order to be able to remove water W that accumulates in a sump area 98 of the silencer 43 or the silencer module 96*, the first coolant line KL1 is arranged in the sump area 98 of the silencer 43. This makes it possible for the water W accumulated there, be it condensation or splash water that has penetrated into the silencer 43, to evaporate into water vapor 86 at least when the temperature of the water W is lower than the temperature of the coolant supplied by the external cooling device 82 . The comparatively high temperature of the coolant required for this can be set for a short period of time using the control and regulating device on the external cooling device 82. Which temperature of the coolant is necessary for this is calculated using the ambient temperature measured by a fourth temperature sensor 74. The ambient temperature can be used as control information, since it can be assumed that the sump area 98 of the silencer 43 and the water W located therein have the ambient temperature. The water vapor 86 that forms passes inside the silencer 43 or the Silencer module 96* via the exhaust air path 78 in the silencer 43 to the regeneration air outlet opening 34 and from there into the ambient air.
Von großem Vorteil bei dieser Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.1 gemäß Fig. 1 ist es auch, dass aufgrund der Anordnung der beiden Luftkühler 20, 22 und der Druckluftleitungen DL1 , DL2, DL3, DL4 Wärme von der heißen Druckluft in den Schalldämpfer 43 beziehungsweise in das Schalldämpfer-Modul 96* eingetragen wird. Diese Wärme führt dazu, dass bei einem Regenerationsvorgang und/oder durch die Regenerationsluftauslassöffnung 34 in den Schalldämpfer 43 eingetragene Luftfeuchtigkeit beziehungsweise Wasser W sich kaum im Sumpfbereich 98 des Schalldämpfers 43 ansammeln wird, denn dieses wird während des Betriebs der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.1 ständig verdampft und als Wasserdampf 86 spätestens beim nächsten Regenerationsbetrieb über die Regenerationsluftauslassöffnung 34 wieder aus der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.1 entfernt. It is also of great advantage in this compressed air generating device 2.1 according to FIG. 1 that due to the arrangement of the two air coolers 20, 22 and the compressed air lines DL1, DL2, DL3, DL4, heat from the hot compressed air into the silencer 43 or into the silencer module 96* is entered. This heat means that during a regeneration process and/or through the regeneration air outlet opening 34 into the silencer 43, atmospheric moisture or water W will hardly accumulate in the sump area 98 of the silencer 43, because this is constantly evaporated during the operation of the compressed air generating device 2.1 and as water vapor 86 is removed from the compressed air generating device 2.1 via the regeneration air outlet opening 34 at the latest during the next regeneration operation.
An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass der Schalldämpfer 43 beziehungsweise das Schalldämpfer-Modul 96* mit dem Gehäuse 6 der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.1 und den dortigen Leitungen zwar verbunden beziehungsweise verbindbar ist, jedoch nicht in dieses Gehäuse 6 baulich integriert ist. At this point it should be noted that the silencer 43 or the silencer module 96* is connected or can be connected to the housing 6 of the compressed air generating device 2.1 and the lines there, but is not structurally integrated into this housing 6.
Anders ist dies bei der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.2 gemäß der Fig. 2, bei welcher der Schalldämpfer 43 beziehungsweise das Schalldämpfer-Modul 96* in dem Gehäuse 6 intergiert ist. Dies ist jedoch nicht der einzige Unterschied zu der gerade erläuterten Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.1 gemäß Fig. 1 , denn die erste Kühlmittelleitung KL1 , welche über die Kühlmitteleinlassöffnung 12* und die Kühlmittelzuführleitung Kin mit der externen Kühlvorrichtung 82 verbunden ist, verläuft von dort auf kurzem Wege direkt zu dem Kühlmitteleingang des Nachkühlers 22. Außerdem ist bei dieser Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.2 gemäß Fig. 2 die von dem zweiten Luftverdichter 18 kommende dritte Druckluftleitung DL3 nicht direkt zu dem Drucklufteingang des Nachkühlers 22 geführt. Vielmehr ist diese dritte Druckluftleitung DL3 zuerst zu dem Sumpfbereich 98 des Schalldämpfers 43 geführt und weist dort einen heizschlangenförmiger Abschnitt 84 auf. Erst hinter diesem heizschlangenförmigen Abschnitt 84 ist die dritte Druckluftleitung DL3 mit dem Drucklufteingang des Nachkühlers 22 verbunden. This is different with the compressed air generating device 2.2 according to FIG. 2, in which the silencer 43 or the silencer module 96 * is integrated in the housing 6. However, this is not the only difference to the compressed air generating device 2.1 according to FIG the coolant inlet of the aftercooler 22. In addition, in this compressed air generating device 2.2 according to FIG. 2, the third compressed air line DL3 coming from the second air compressor 18 is not led directly to the compressed air inlet of the aftercooler 22. Rather, this third compressed air line DL3 is first led to the sump area 98 of the silencer 43 and has a heating coil-shaped section 84 there. Only behind this heating coil-shaped one In section 84, the third compressed air line DL3 is connected to the compressed air inlet of the aftercooler 22.
Der heizschlangenförmigen Abschnitt 84 der dritten Druckluftleitung DL3 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel teilweise von Wasser W umgeben, welches sich dort aufgrund der Zuführung von Kondenswasser oder durch das Eindringen von Spritzwasser angesammelt hat. Hierdurch erwärmt der heizschlangenförmige Abschnitt 84 der dritten Druckluftleitung DL3 im Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.2 das Wasser W und es bildet sich Wasserdampf 86, welcher spätestens beim nächsten Regenerationsbetrieb über den Abluftpfad 78 im Schalldämpfer 43 zu der Regenerationsluftauslassöffnung 34 und von dort in die Umgebungsluft abgelassen wird. In the exemplary embodiment shown, the heating coil-shaped section 84 of the third compressed air line DL3 is partially surrounded by water W, which has accumulated there due to the supply of condensation or the penetration of splash water. As a result, the heating coil-shaped section 84 of the third compressed air line DL3 heats the water W during operation of the compressed air generating device 2.2 and water vapor 86 is formed, which is released at the latest during the next regeneration operation via the exhaust air path 78 in the silencer 43 to the regeneration air outlet opening 34 and from there into the ambient air.
Die in der Fig. 3 gezeigte dritte Ausführungsform einer die Merkmale der Erfindung aufweisenden Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.3 weist ebenso wie die eingangs vorgestellte erste Ausführungsform der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.1 gemäß Fig. 7 ein separates Druckluftkühlmodul 92 auf, welches zwischen dem Kompressor-Modul 90 und dem Trockner-Modul 94 angeordnet ist. Im Unterschied zu der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.1 gemäß Fig. 1 weist die Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.3 gemäß Fig. 3 einen Lufteinlass 8* zum Ansaugen von Umgebungsluft L auf, welcher nicht am Kompressor-Modul 90 sondern am Schalldämpfer 43 beziehungsweise am Schalldämpfermodul 96 ausgebildet ist. Zur Einsparung von Herstellkosten ist dieser Lufteinlass 8* identisch mit der wenigstens einen Regenerationsluftauslassöffnung 34, welche von der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.3 nur dann benötigt wird, wenn diese im Regenerationsmodus betrieben wird. Für die übrige Zeit, also für die meiste Zeit, dient diese wenigstens einen Regenerationsluftauslassöffnung 34 als Lufteinlass 8*, über die Umgebungsluft L hin zu dem ersten Luftverdichter 18 angesaugt werden kann. The third embodiment shown in FIG. 3 of a compressed air generating device 2.3 having the features of the invention, like the first embodiment of the compressed air generating device 2.1 according to FIG 94 is arranged. In contrast to the compressed air generating device 2.1 according to FIG. 1, the compressed air generating device 2.3 according to FIG. To save manufacturing costs, this air inlet 8* is identical to the at least one regeneration air outlet opening 34, which is only required by the compressed air generating device 2.3 when it is operated in regeneration mode. For the rest of the time, i.e. for most of the time, this at least one regeneration air outlet opening 34 serves as an air inlet 8 * through which ambient air L can be sucked in to the first air compressor 18.
Die Umgebungsluft L gelangt von dieser wechselweise nutzbaren Öffnung 8*, 34 über das in dem Schalldämpfer 43 angeordnete schalldämpfende Material 44 und der Ansaugleitung DL zu dem Eingang des ersten Luftverdichters 16, um in diesem in einem ersten Verdichtungsvorgang zu Druckluft verdichtet zu werden. Anschließend folgt die Druckluft dem in der Beschreibung der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.1 gemäß The ambient air L passes from this alternately usable opening 8 *, 34 via the sound-absorbing material 44 arranged in the silencer 43 and the intake line DL to the inlet of the first air compressor 16 in order to be compressed into compressed air in a first compression process. Afterward the compressed air follows the description of the compressed air generating device 2.1
Fig. 7 bereits erläuterten Strömungsweg. Fig. 7 already explained flow path.
Die in der Fig. 4 dargestellte vierte Variante der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.4 ist weitgehend identisch ausgebildet wie die Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.3 gemäß Fig. 3. Da durch das Ansaugen und Durchleiten von Umgebungsluft L durch das schalldämpfende Material 44 des Schalldämpfers 43 dieses unerwünscht stark mit eindringendem Spritzwasser, Luftfeuchtigkeit und Schmutzpartikel belastet werden könnte, ist in oder an dem Schalldämpfer 43 ein Wasser- und Partikelabscheider 88 angeordnet. Das von diesem Wasser- und Partikelabscheider 88 aus der angesaugten Umgebungsluft L herausgefilterte Wasser W wird zusammen mit herausgefilterten Schmutzpartikeln hin zu der Wasserauslassöffnung 36 des Schalldämpfers 43 geleitet, wo dieses in die Umgebung abgeleitet wird. The fourth variant of the compressed air generating device 2.4 shown in FIG. 4 is designed largely identically to the compressed air generating device 2.3 according to FIG and dirt particles could be contaminated, a water and particle separator 88 is arranged in or on the silencer 43. The water W filtered out of the sucked-in ambient air L by this water and particle separator 88 is passed along with filtered-out dirt particles to the water outlet opening 36 of the silencer 43, where it is discharged into the environment.
In der Fig. 5 ist eine fünfte Variante einer die Merkmale der Erfindung aufweisenden Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.5 dargestellt. Diese unterscheidet sich von der in der Fig. 3 gezeigten Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.3 nur dadurch, dass das Mehrkreisschutzventil 50 nicht zu dem Trockner-Modul 94 gehört. Wie die Fig. 5 veranschaulicht, kann das Mehrkreisschutzventil 50 fern von dem Trockner-Modul 94 an der oder auch fern von der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.5 angeordnet sein und betrieben werden. Hierzu weist das Mehrkreisschutzventil 50 eingangsseitige pneumatische Verbindungsmittel 62 auf, über die das Mehrkreisschutzventil 50 mit der weiter oben beschriebenen fünften Druckluftleitung DL5 des Trockner-Moduls 94 lösbar verbunden ist. Außerdem weist das Mehrkreisschutzventil 50 ausgangsseitige pneumatische Verbindungsmittel 66 auf, über die das Mehrkreisschutzventil 50 mit der sechsten, siebten und achten Druckluftleitung DL6, DL7, DL8 lösbar verbunden ist. Diese Druckluftleitungen DL6, DL7, DL8 führen ja wie bereits beschrieben zu Druckluftverbrauchern 51 , 52 und zu wenigstens einem Druckluftspeicher 45. Außerdem weist das Mehrkreisschutzventil 50 elektrische Verbindungsmittel 64 auf, mittels denen das Mehrkreisschutzventil 50 mit elektrischen Verbindungsmitteln 68 des Steuer- und Regelgeräts 28 lösbar verbunden ist. Die hydraulischen Verbindungsmittel 62, 66 sind vorzugsweise als Druckluftanschlussbuchsen ausgebildet, in welche Druckluftstecker lösbar einsteckbar sind. Diese Druckluftstecker sind an den genannten Druckluftleitungen DL5, DL6, DL7, DL8 angeordnet. Die Druckluftleitungen DL5, DL6, DL7, DL8 können als flexible Druckluftleitungen ausgebildet sein. 5 shows a fifth variant of a compressed air generating device 2.5 having the features of the invention. This differs from the compressed air generating device 2.3 shown in FIG. 3 only in that the multi-circuit protection valve 50 does not belong to the dryer module 94. 5 illustrates, the multi-circuit protection valve 50 can be arranged and operated remotely from the dryer module 94 on or remotely from the compressed air generating device 2.5. For this purpose, the multi-circuit protection valve 50 has pneumatic connecting means 62 on the input side, via which the multi-circuit protection valve 50 is releasably connected to the fifth compressed air line DL5 of the dryer module 94 described above. In addition, the multi-circuit protection valve 50 has output-side pneumatic connecting means 66, via which the multi-circuit protection valve 50 is releasably connected to the sixth, seventh and eighth compressed air lines DL6, DL7, DL8. As already described, these compressed air lines DL6, DL7, DL8 lead to compressed air consumers 51, 52 and to at least one compressed air reservoir 45. In addition, the multi-circuit protection valve 50 has electrical connection means 64, by means of which the multi-circuit protection valve 50 can be detached from electrical connection means 68 of the control and regulating device 28 connected is. The hydraulic connecting means 62, 66 are preferably designed as compressed air connection sockets into which compressed air plugs can be detachably inserted. These compressed air connectors are arranged on the compressed air lines DL5, DL6, DL7, DL8. The compressed air lines DL5, DL6, DL7, DL8 can be designed as flexible compressed air lines.
Das elektrische Verbindungsmittel 64 an dem Mehrkreisschutzventil 50 ist vorzugsweise als eine elektrische Steckerbuchse ausgebildet. In diese ist ein elektrischer Stecker einer Sensorleitung 56 lösbar einsteckbar, welche an deren anderen Ende beispielsweise einen zweiten elektrischen Stecker aufweist, welcher in ein zugeordnetes, als Steckerbuchse ausgebildetes elektrisches Verbindungsmittel 68 an dem Steuer- und Regelgerät 28 ebenfalls lösbar einsteckbar ist. The electrical connection means 64 on the multi-circuit protection valve 50 is preferably designed as an electrical socket. An electrical plug of a sensor line 56 can be detachably inserted into this, which has, for example, a second electrical plug at its other end, which can also be detachably inserted into an associated electrical connecting means 68 designed as a plug socket on the control and regulating device 28.
Aufgrund des geschilderten Aufbaus der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.5 kann das Mehrkreisschutzventil 50 auch fern von der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.5 angeordnet sein, sodass dieses bei einem Schaden an der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.5 nicht ebenfalls zu Reparaturzwecken aus dem Druckluftsystem eines Fahrzeugs entfernt werden muss. Due to the described structure of the compressed air generating device 2.5, the multi-circuit protection valve 50 can also be arranged remotely from the compressed air generating device 2.5, so that it does not have to be removed from the compressed air system of a vehicle for repair purposes if the compressed air generating device 2.5 is damaged.
An diese Stelle sei erwähnt, dass das Steuer- und Regelgerät 28 derartig ausgebildet und über Sensorleitungen und Steuerleitungen mit den anderen Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.5 verbunden ist, dass das Steuer- und Regelgerät 28 den Betrieb des Wechselrichters 26 und damit den Betrieb des Elektromotors 24 ebenso steuern und regeln kann, wie den Trocknerbetrieb sowie den Regenerationsbetrieb des Lufttrockners 40. Zudem steuert und regelt das Steuer- und Regelgerät 28 zumindest indirekt den Betrieb des Mehrkreisschutzventils 50. It should be mentioned at this point that the control and regulating device 28 is designed in such a way and is connected to the other components of the compressed air generating device 2.5 via sensor lines and control lines that the control and regulating device 28 controls the operation of the inverter 26 and thus the operation of the electric motor 24 as well can control and regulate, such as the dryer operation and the regeneration operation of the air dryer 40. In addition, the control and regulating device 28 at least indirectly controls and regulates the operation of the multi-circuit protection valve 50.
Das Steuer- und Regelgerät 28 kann baulich beispielsweise in dem Wechselrichter 26 oder in dem Mehrkreisschutzventil 50 intergiert sein. Hierdurch wird bei dem geschilderten Reparaturfall vermieden, dass das Steuer- und Regelgerät 28 am Fahrzeug verbleiben kann. The control and regulating device 28 can be structurally integrated, for example, in the inverter 26 or in the multi-circuit protection valve 50. This prevents the control and regulating device 28 from remaining on the vehicle in the repair case described.
Schließlich ist in der Fig. 6 eine sechste Ausführungsform einer die Merkmale der Erfindung aufweisende Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.6 dargestellt. Wie bei der in der Fig. 4 gezeigten vierten Ausführungsform ist hier ebenfalls vorgesehen, dass das Mehrkreisschutzventil 50 von den anderen Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.6 abtrennbar sowie entfernt von diesen Komponenten betreibbar ist. Das Steuer- und Regelgerät 28 sowie das Mehrkreisschutzventil 50 weisen hierzu elektrische Verbindungsmittel 64; 68 auf, welche über die zumindest eine flexible elektrische Leitung 56 zumindest mittelbar lösbar miteinander verbunden sind. Außerdem verfügt das Mehrkreisschutzventil 50 über pneumatische Verbindungsmittel 62, welche über wenigstens eine flexible pneumatische Leitung 106 mit dem Ausgang des Lufttrockners 40 zumindest mittelbar lösbar verbunden sind. Finally, a sixth embodiment of a compressed air generating device 2.6 having the features of the invention is shown in FIG. As with the in The fourth embodiment shown in FIG. 4 is also provided here that the multi-circuit protection valve 50 can be separated from the other components of the compressed air generating device 2.6 and can be operated remotely from these components. For this purpose, the control and regulating device 28 and the multi-circuit protection valve 50 have electrical connection means 64; 68, which are at least indirectly releasably connected to one another via the at least one flexible electrical line 56. In addition, the multi-circuit protection valve 50 has pneumatic connecting means 62, which are at least indirectly releasably connected to the outlet of the air dryer 40 via at least one flexible pneumatic line 106.
Außerdem weist die Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.6 ein Elektromotor 24 und zwei von dem Elektromotor 24 antreibbare und nacheinander wirksame Luftverdichter 16, 18 auf. Die Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.6 verfügt zudem über einen Lufteinlass 8*, über den mittels des ersten Luftverdichters 16 Umgebungsluft L ansaugbar ist. Weiter ist ein Zwischenkühler 20 und ein Nachkühler 22 vorhanden, 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, und wobei der Ausgang des zweiten Luftverdichters 18 mit dem Eingang des Nachkühlers 22 pneumatisch verbunden ist. Zudem ist ein Lufttrockner 40 vorhanden, dessen Eingang mit dem Ausgang des Nachkühlers 22 pneumatisch verbunden ist. Zur Zuleitung einer Kühlflüssigkeit ist eine Kühlmitteleinlassöffnung 12 vorhanden, über welche dem Zwischenkühler 20 und dem Nachkühler 22 von einer ersten externen Kühlvorrichtung 82 ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist. Über eine Kühlmittelauslassöffnung 14 ist erwärmtes Kühlmittel hin zu der externen Kühlvorrichtung 82 abführbar. In addition, the compressed air generating device 2.6 has an electric motor 24 and two air compressors 16, 18 which can be driven by the electric motor 24 and act one after the other. The compressed air generating device 2.6 also has an air inlet 8*, via which ambient air L can be sucked in by means of the first air compressor 16. There is also an intercooler 20 and an aftercooler 22, the inlet of the intercooler 20 being pneumatically connected to the outlet of the first air compressor 16, the outlet of the intercooler 20 being pneumatically connected to the inlet of the second air compressor 18, and the outlet of the second air compressor 18 is pneumatically connected to the inlet of the aftercooler 22. There is also an air dryer 40, the input of which is pneumatically connected to the output of the aftercooler 22. To supply a coolant, there is a coolant inlet opening 12, via which a liquid coolant can be supplied to the intercooler 20 and the aftercooler 22 from a first external cooling device 82. Heated coolant can be discharged to the external cooling device 82 via a coolant outlet opening 14.
Die Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.6 gemäß Fig. 6 speist ein Mehrkreisschutzventil 50 mit Druckluft, über dem der Ausgang des Lufttrockners 40 mit zumindest einem externen Druckluftspeicher 45 und externen Druckluftverbrauchern 51 , 52 pneumatisch verbunden ist. Weiter ist ein Steuer- und Regelgerät 28 vorhanden, welches über wenigstens eine Sensorleitung 56 mit dem Mehrkreisschutzventil 50 und dort angeordneten Sensoren verbunden ist. Bei dieser Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.6 gemäß Fig. 6 ist vorgesehen, dass ein den Lufttrockner 40 aufweisendes Trockner-Modul 94* wenigstens eine elektrische Steckerbuchse 100 und zumindest eine pneumatische Steckerbuchse 104 aufweist. Die elektrische Steckerbuchse 100 des Trockner-Moduls 94* ist mit einer elektrischen Steckerbuchse 68 am Steuer- und Regelgerät 28 über die erwähnte Sensorleitung 56 verbunden. In die elektrische Steckerbuchse 100 des Trockner-Moduls 94 ist ein elektrischer Stecker einer elektrischen Verbindungsleitung 102 lösbar eingesteckt. Diese elektrische Verbindungsleitung 102 weist einen zweiten Stecker auf, welcher in eine elektrische Steckerbuchse 64 des Mehrkreisschutzventils 50 lösbar eingesteckt ist. Die pneumatische Steckerbuchse 104 des Trockner-Moduls 94* ist mit derjenigen fünften Druckluftleitung DL5 pneumatisch verbunden, durch welche vom Lufttrockner 40 kommende trockene Druckluft zu den Druckluftverbrauchern 51 , 52 und zu dem Druckluftspeicher 45 leitbar ist. In diese pneumatische Steckerbuchse 104 des Trockner-Moduls 94* ist ein Stecker einer pneumatischen Verbindungsleitung 106 lösbar eingesteckt. Die pneumatische Verbindungsleitung 106 weist einen zweiten Stecker auf, welcher in eine pneumatische Steckerbuchse 62 des Mehrkreisschutzventils 50 lösbar einsteckbar ist. The compressed air generating device 2.6 according to FIG. 6 feeds a multi-circuit protection valve 50 with compressed air, via which the output of the air dryer 40 is pneumatically connected to at least one external compressed air storage 45 and external compressed air consumers 51, 52. There is also a control and regulating device 28, which is connected to the multi-circuit protection valve 50 and the sensors arranged there via at least one sensor line 56. In this compressed air generating device 2.6 according to FIG. 6 it is provided that a dryer module 94* having the air dryer 40 has at least one electrical socket 100 and at least one pneumatic socket 104. The electrical socket 100 of the dryer module 94* is connected to an electrical socket 68 on the control and regulating device 28 via the sensor line 56 mentioned. An electrical plug of an electrical connecting line 102 is detachably plugged into the electrical socket 100 of the dryer module 94. This electrical connecting line 102 has a second plug which is detachably plugged into an electrical plug socket 64 of the multi-circuit protection valve 50. The pneumatic socket 104 of the dryer module 94* is pneumatically connected to the fifth compressed air line DL5, through which dry compressed air coming from the air dryer 40 can be conducted to the compressed air consumers 51, 52 and to the compressed air storage 45. A plug of a pneumatic connecting line 106 is detachably inserted into this pneumatic socket 104 of the dryer module 94*. The pneumatic connecting line 106 has a second plug which can be detachably inserted into a pneumatic socket 62 of the multi-circuit protection valve 50.
Bei dieser Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.6 kann das Mehrkreisschutzventil 50 vergleichsweise weit von den übrigen Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.6 angeordnet sein. Der realisierbare Abstand ist insbesondere durch die maximal sinnvolle Länge der elektrischen Verbindungsleitung 102 und der pneumatischen Verbindungsleitung 106 bestimmt. Die Nutzung einer solchen Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.6 erfolgt beispielsweise bei einem aus einem Zugfahrzeug und mehreren Anhängefahrzeugen bestehenden Fahrzeugzug, bei dem das Mehrkreisschutzventil 50 an einem der Anhängefahrzeuge angeordnet ist, die Kernkomponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung 2.6 jedoch an dem Zugfahrzeug platziert sind. In this compressed air generating device 2.6, the multi-circuit protection valve 50 can be arranged comparatively far from the other components of the compressed air generating device 2.6. The realizable distance is determined in particular by the maximum sensible length of the electrical connecting line 102 and the pneumatic connecting line 106. The use of such a compressed air generating device 2.6 takes place, for example, in a vehicle train consisting of a towing vehicle and several trailer vehicles, in which the multi-circuit protection valve 50 is arranged on one of the trailer vehicles, but the core components of the compressed air generating device 2.6 are placed on the towing vehicle.
Hierdurch kann insbesondere erreicht werden, dass die von dem Mehrkreisschutzventil 50 ausgehenden und zu den Druckluftverbrauchern 51 , 52 sowie dem wenigstens einen Druckluftspeicher 45 führenden Druckluftleitungen DL6, DL7, DL8 vergleichsweise kurz gehalten werden können. So können die Herstellkosten reduziert und die Gefahr von Leitungsschäden wegen der reduzierten Gesamtleitungslänge verringert werden. Außerdem kann das Lufttrockner-Modul 94* schmaler ausgebildet sein, welches bei beengten Bauraumverhältnissen an einem Fahrzeug vorteilhaft sein kann. In this way, it can be achieved in particular that the compressed air lines DL6, DL7, DL8 emanating from the multi-circuit protection valve 50 and leading to the compressed air consumers 51, 52 and the at least one compressed air reservoir 45 can be kept comparatively short. This reduces manufacturing costs and reduces the risk of cable damage due to the reduced overall cable length be reduced. In addition, the air dryer module 94* can be made narrower, which can be advantageous when space on a vehicle is limited.
Wie in der Fig. 6 angedeutet ist, kann gemäß einer alternativen Ausführungsform das Mehrkreisschutzventil 50 mit all seinen dort angeordneten Sensoren und elektromagnetischen Schaltventilen über eine einzige elektrische Leitung 108 mit einem zentralen Steuergerät 110 des Fahrzeugs verbunden sein. Bei dieser Variante wäre das zentrale Steuergerät 110 dann auch mit dem 3/2-Wege-Magnetschaltventil 72 oder mit den zwei dafür eingesetzten 2/2-Wege-Magnetschaltventilen über zumindest eine Steuerungsleitung 112 elektrisch verbunden. Ein solches zentrales Steuergerät 110 des Fahrzeugs würde dann auch alle anderen Aufgaben des beschriebenen Steuer- und Regelgeräts 28 übernehmen. 6, according to an alternative embodiment, the multi-circuit protection valve 50 with all of its sensors and electromagnetic switching valves arranged there can be connected to a central control device 110 of the vehicle via a single electrical line 108. In this variant, the central control device 110 would then also be electrically connected to the 3/2-way solenoid switching valve 72 or to the two 2/2-way solenoid switching valves used for this purpose via at least one control line 112. Such a central control device 110 of the vehicle would then also take over all other tasks of the control and regulating device 28 described.
Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung) List of reference symbols (part of the description)
2.1 Drucklufterzeugungsvorrichtung (erste Ausführungsform) 2.1 Compressed air generating device (first embodiment)
2.2 Drucklufterzeugungsvorrichtung (zweite Ausführungsform) 2.2 Compressed air generating device (second embodiment)
2.3 Drucklufterzeugungsvorrichtung (dritte Ausführungsform) 2.3 Compressed air generating device (third embodiment)
2.4 Drucklufterzeugungsvorrichtung (vierte Ausführungsform) 2.4 Compressed air generating device (fourth embodiment)
2.5 Drucklufterzeugungsvorrichtung (fünfte Ausführungsform) 2.5 Compressed air generating device (fifth embodiment)
2.6 Drucklufterzeugungsvorrichtung (sechste Ausführungsform) 2.6 Compressed air generating device (sixth embodiment)
2.7 Drucklufterzeugungsvorrichtung (siebte Ausführungsform) 2.7 Compressed air generating device (seventh embodiment)
4 Kompressor 4 compressor
6 Gehäuse der Drucklufterzeugungsvorrichtung 6 Housing of the compressed air generating device
8 Lufteinlass (erste Ausführungsform) 8 air inlet (first embodiment)
8* Lufteinlass (zweite Ausführungsform) 8* Air inlet (second embodiment)
10 Druckluftauslassöffnung 10 Compressed air outlet opening
12 Kühlmitteleinlassöffnung (erste Ausführungsform) 12 Coolant inlet opening (first embodiment)
12* Kühlmitteleinlassöffnung (zweite Ausführungsform) 12* Coolant inlet port (second embodiment)
14 Kühlmittelauslassöffnung 14 Coolant outlet opening
16 Erster Luftverdichter 16 First air compressor
18 Zweiter Luftverdichter 18 Second air compressor
20 Zwischenkühler, Luftkühler 20 intercoolers, air coolers
22 Nachkühler, Luftkühler 22 aftercoolers, air coolers
23 Trocknungsluftstrom im Lufttrockner 23 drying air flow in the air dryer
24 Elektromotor 24 electric motor
25 Kühlvorrichtung des Elektromotors 25 Electric motor cooling device
26 Wechselrichter 26 inverters
27 Kühlvorrichtung des Wechselrichters 27 Inverter cooling device
28 Steuer- und Regelgerät 28 control and regulating device
29 Erstes Rückschlagventil 29 First check valve
30 Erste Antriebswelle 30 First drive shaft
32 Zweite Antriebswelle 32 Second drive shaft
34 Regenerationsluftauslassöffnung 34 Regeneration air outlet opening
36 Wasserauslassöffnung des Schalldämpfers 36 Silencer water outlet opening
39 Druckgesteuertes 2/2-Wege-Schaltventil, Ablassventil am Lufttrockner Lufttrockner 39 Pressure-controlled 2/2-way switching valve, drain valve on the air dryer Air dryer
Trocknungsmittel im Lufttrockner Desiccant in the air dryer
Regenerationsluftausgang des Lufttrockners Regeneration air outlet of the air dryer
Schalldämpfer silencer
Schalldämpfendes Material Sound absorbing material
Druckluftspeicher Compressed air storage
Kühlvorrichtung des erster Luftverdichters Cooling device of the first air compressor
Kühlvorrichtung des zweiten Luftverdichters Cooling device of the second air compressor
Sammelbereich des Lufttrockners für Wasser Collection area of the air dryer for water
Mehrkreisschutzventil Multi-circuit protection valve
Erster Druckluftverbraucher First compressed air consumer
Zweiter Druckluftverbraucher Second compressed air consumer
Steuerungsleitung Control line
Steuerungsleitung vom Steuer- und Regelgerät zum 3/2-Wege-Schaltventil Sensorleitung vom Steuer- und Regelgerät zum Mehrkreisschutzventil Niederspannungsleitung Control line from the control and regulating device to the 3/2-way switching valve Sensor line from the control and regulating device to the multi-circuit protection valve Low-voltage line
Hochspannungsleitung High voltage line
Datenleitung und/oder Sensorleitung, CAN-Bus Data line and/or sensor line, CAN bus
Eingangsseitige pneumatische Verbindungsmittel am Mehrkreisschutzventil Elektrische Verbindungsmittel am MehrkreisschutzventilInlet-side pneumatic connecting means on the multi-circuit protection valve Electrical connecting means on the multi-circuit protection valve
Ausgangsseitige pneumatische Verbindungsmittel am Mehrkreisschutzventil Elektrische Verbindungsmittel an dem Steuer- und Regelgerät Regenerationsdrucklufteingang des Lufttrockners 3/2-Wege-Magnetschaltventil Output-side pneumatic connecting means on the multi-circuit protection valve Electrical connecting means on the control and regulating device Regeneration compressed air inlet of the air dryer 3/2-way solenoid switching valve
Erster Temperatursensor (Messung Kühlmittel) ‘ Zweiter Temperatursensor (Messung Kühlmittel) “ Dritter Temperatursensor (Messung Kühlmittel) First temperature sensor (measuring coolant) ‘ Second temperature sensor (measuring coolant) ‘ Third temperature sensor (measuring coolant)
Vierter Temperatursensor, (Messung Umgebungstemperatur) Fourth temperature sensor, (measuring ambient temperature)
Blende cover
Zweites Rückschlagventil Second check valve
Regenerationsdruckluftstrom im Lufttrockner Regeneration compressed air flow in the air dryer
Abluftpfad im Schalldämpfer Exhaust air path in the silencer
Wasserabscheidepfad im Schalldämpfer Externe Kühlvorrichtung 84 Heizschlangenförmiger Abschnitt der dritten Druckluftleitung DL3 Water separation path in the silencer External cooling device 84 Heating coil-shaped section of the third compressed air line DL3
86 Wasserdampf 86 water vapor
88 Wasser- und Partikelabscheider 88 water and particle separators
90 Kompressor-Modul 90 compressor module
92 Druckluftkühlmodul 92 Compressed air cooling module
94 Trockner-Modul (erste Ausführungsform) 94 dryer module (first embodiment)
94* Trockner-Modul (zweite Ausführungsform) 94* Dryer module (second embodiment)
96 Schalldämpfer-Modul (erste Ausführungsform) 96 Silencer module (first embodiment)
96* Schalldämpfer-Modul (zweite Ausführungsform) 96* Silencer module (second embodiment)
98 Sumpfbereich des Schalldämpfers 98 Silencer sump area
100 Elektrische Steckerbuchse am Trockner-Modul 100 Electrical socket on the dryer module
102 Elektrische Verbindungsleitung 102 Electrical connection cable
104 Pneumatische Steckerbuchse am Trockner-Modul 104 Pneumatic socket on the dryer module
106 Pneumatische Verbindungsleitung 106 Pneumatic connecting line
108 Elektrische Leitung vom Mehrkreisschutzventil zum Steuergerät 110108 Electrical line from the multi-circuit protection valve to the control unit 110
110 Zentrales Steuergerät eines Fahrzeugs 110 Central control unit of a vehicle
112 Steuerungsleitung vom Steuergerät 110 zum 3/2-Wege-Magnetschaltventil112 Control line from control unit 110 to 3/2-way solenoid switching valve
AL Regenerations-Abluft AL regeneration exhaust air
DL Ansaugleitung für Umgebungsluft DL intake line for ambient air
DL1 Erste Druckluftleitung DL1 First compressed air line
DL2 Zweite Druckluftleitung DL2 Second compressed air line
DL3 Dritte Druckluftleitung DL3 Third compressed air line
DL4 Vierte Druckluftleitung DL4 Fourth compressed air line
DL5 Fünfte Druckluftleitung DL5 Fifth compressed air line
DL5a Regenerationsleitung DL5a regeneration line
DL5b Erster Leitungszweig DL5b First line branch
DL5c Zweiter Leitungszweig DL5c Second line branch
DL6 Sechste Druckluftleitung DL6 Sixth compressed air line
DL7 Siebte Druckluftleitung DL7 Seventh compressed air line
DL8 Achte Druckluftleitung DL8 Eighth compressed air line
KL1 Erste Kühlmittelleitung KL1 First coolant line
KL2 Zweite Kühlmittelleitung KL2 Second coolant line
KL3 Dritte Kühlmittelleitung KL3 Third coolant line
KL4 Vierte Kühlmittelleitung KL5 Fünfte KühlmittelleitungKL4 Fourth coolant line KL5 Fifth coolant line
KL6 Sechste KühlmittelleitungKL6 Sixth coolant line
Kin KühlmittelzuführleitungKin coolant supply line
Kout KühlmittelabführleitungKout coolant drain line
L Umgebungsluft L Ambient air
W Wasser W water

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7), mit einem Steuer- und Regelgerät (28), mit zumindest einem steuerbaren und regelbaren Elektromotor (24), mit wenigstens einem von dem Elektromotor (24) antreibbaren Luftverdichter (16; 18), mit einem Lufteinlass (8, 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 einem Lufttrockner (40), dessen Eingang mit dem Ausgang des wenigstens einen Luftkühlers (20; 22) verbunden ist, mit einer Kühlmitteleinlassöffnung (12, 12*), über welche dem wenigstens einem Luftkühler (20; 22) und weiteren Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, und mit einer Kühlmittelauslassöffnung (14), über welche erwärmtes Kühlmittel aus der Drucklufterzeugungsvorrichtung abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer- und Regelgerät (28) derartig ausgebildet und angeordnet ist, dass mit diesem der Betrieb des Elektromotors (24), ein Trocknungsbetrieb sowie ein Regenerationsbetrieb des Lufttrockners (40), sowie der Betrieb eines Mehrkreisschutzventils (50) steuerbar und regelbar ist, und dass der Luftkühler (22), welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner (40) angeordnet ist, in Strömungsrichtung des Kühlmittels gesehen als erstes von dem Kühlmittel durchströmbar ist. 1. Compressed air generating device (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7), with a control and regulating device (28), with at least one controllable and regulatable electric motor (24), with at least one that can be driven by the electric motor (24). Air compressor (16; 18), with an air inlet (8, 8*), via which ambient air (L) can be sucked into the at least one air compressor (16, 18), with at least one air cooler (20, 22), which is connected to the outlet of the at least one air compressor (16, 18), with an air dryer (40), the inlet of which is connected to the outlet of the at least one air cooler (20; 22), with a coolant inlet opening (12, 12 *), via which the at least a liquid coolant can be supplied to an air cooler (20; 22) and other components of the compressed air generating device, and with a coolant outlet opening (14), via which heated coolant can be removed from the compressed air generating device, characterized in that the control and regulating device (28) is designed in this way and it is arranged that the operation of the electric motor (24), a drying operation and a regeneration operation of the air dryer (40), as well as the operation of a multi-circuit protection valve (50) can be controlled and regulated, and that the air cooler (22), which in the direction of flow the compressed air is arranged as the last air cooler in front of the air dryer (40), as seen in the flow direction of the coolant, the coolant can flow through it first.
2. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7), nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Temperatursensor (73, 73‘, 73“) vorhanden ist, welcher zur Messung der Kühlmitteltemperatur vor dem Kühlmitteleingang und/oder hinter dem Kühlmittelausgang desjenigen Luftkühlers (22) angeordnet ist, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner (40) platziert ist, und dass dieser zumindest eine Temperatursensor (73, 73‘, 73“) mit dem Steuer- und Regelgerät (28) über eine Daten- oder Sensorleitung (59) verbunden ist. 2. Compressed air generating device (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7), according to claim 1, characterized in that at least one temperature sensor (73, 73 ', 73") is present, which is used to measure the coolant temperature in front of the coolant inlet and/or is arranged behind the coolant outlet of the air cooler (22), which is placed as the last air cooler in front of the air dryer (40) in the direction of flow of the compressed air, and that this has at least one temperature sensor (73, 73 ', 73") with the control and control device (28) is connected via a data or sensor line (59).
3. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7) nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Elektromotor (24), mit zwei von dem Elektromotor (24) antreibbaren und nacheinander wirksamen Luftverdichtern (16, 18), mit einem Lufteinlass (8, 8*), über den mittels des ersten Luftverdichters (16) Umgebungsluft (L) ansaugbar ist, mit einem als Zwischenkühler (20) ausgebildeten sowie angeordneten ersten Luftkühler und mit einem als Nachkühler (22) ausgebildeten sowie angeordneten zweiten Luftkühler, 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, und wobei der Ausgang des zweiten Luftverdichters (18) mit dem Eingang des Nachkühlers (22) pneumatisch verbunden ist, mit einem Lufttrockner (40), dessen Eingang mit dem Ausgang des Nachkühlers (22) verbunden ist, sowie mit einer Kühlmitteleinlassöffnung (12, 12*), über welche dem Zwischenkühler (20) sowie dem Nachkühler (22) und weiteren Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, sowie mit einer Kühlmittelauslassöffnung (14), über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachkühler (22), welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner (40) angeordnet ist, in Strömungsrichtung des Kühlmittels gesehen als erstes von dem Kühlmittel durchströmbar ist, dass zumindest ein Temperatursensor (73, 73‘, 73“) vorhanden ist, welcher mit dem Steuer- und Regelgerät (28) über eine Daten- oder Sensorleitung (59) verbunden ist, dass der Temperatursensor (73, 73‘, 73“) zur Messung der Kühlmitteltemperatur vor dem Kühlmitteleingang oder hinter dem Kühlmittelausgang des Nachkühlers (22) angeordnet ist, und dass das Steuer- und Regelgerät (28) derart ausgebildet ist, dass mit diesem zusätzlich zu dem Betrieb des Elektromotors (24) ein Trocknungsbetrieb und ein Regenerationsbetrieb des Lufttrockners (40) sowie der Betrieb eines Mehrkreisschutzventils (50) steuerbar und regelbar ist. 3. Compressed air generating device (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7) according to claim 1 or 2, with an electric motor (24), with two driven by the electric motor (24). and successively effective air compressors (16, 18), with an air inlet (8, 8*), through which ambient air (L) can be sucked in by means of the first air compressor (16), with a first air cooler designed and arranged as an intermediate cooler (20) and with a second air cooler designed and arranged as an aftercooler (22), the inlet of the intercooler (20) being pneumatically connected to the outlet of the first air compressor (16), the outlet of the intercooler (20) being connected to the inlet of the second air compressor (18) is pneumatically connected, and wherein the output of the second air compressor (18) is pneumatically connected to the input of the aftercooler (22), to an air dryer (40), the input of which is connected to the output of the aftercooler (22), and to a coolant inlet opening (12, 12*), via which a liquid coolant can be supplied to the intercooler (20) as well as the aftercooler (22) and other components of the compressed air generating device, and with a coolant outlet opening (14), via which heated coolant can be removed, characterized in that the aftercooler (22), which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer (40) in the direction of flow of the compressed air, is the first through which the coolant can flow when viewed in the direction of flow of the coolant, that at least one temperature sensor (73, 73 ', 73") is present is, which is connected to the control and regulating device (28) via a data or sensor line (59), that the temperature sensor (73, 73 ', 73") for measuring the coolant temperature in front of the coolant inlet or behind the coolant outlet of the aftercooler ( 22) is arranged, and that the control and regulating device (28) is designed such that, in addition to the operation of the electric motor (24), a drying operation and a regeneration operation of the air dryer (40) as well as the operation of a multi-circuit protection valve (50) can be controlled and is adjustable.
4. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (73) zur Messung der Kühlmitteltemperatur vor der Kühlmitteleinlassöffnung (12, 12*) der Drucklufterzeugungsvorrichtung angeordnet ist. 4. Compressed air generating device (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7) according to one of claims 2 or 3, characterized in that the temperature sensor (73) for measuring the coolant temperature in front of the coolant inlet opening (12, 12 *) of the compressed air generating device is arranged.
5. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.4, 2.7) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (73‘) zur Messung der Kühlmitteltemperatur unmittelbar vor dem Kühlmitteleingang des Nachkühlers (22) angeordnet ist, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner (40) angeordnet ist. 5. Compressed air generating device (2.4, 2.7) according to one of claims 2 or 3, characterized in that the temperature sensor (73 ') for measuring the Coolant temperature is arranged immediately in front of the coolant inlet of the aftercooler (22), which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer (40) in the direction of flow of the compressed air.
6. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.4, 2.7) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (73“) zur Messung der Kühlmitteltemperatur als nächste dann folgende Komponente hinter dem Kühlmittelausgang des Nachkühlers (22) angeordnet ist, welcher in Strömungsrichtung der Druckluft als letzter Luftkühler vor dem Lufttrockner (40) angeordnet ist. 6. Compressed air generating device (2.4, 2.7) according to one of claims 2 or 3, characterized in that the temperature sensor (73") for measuring the coolant temperature is arranged as the next component behind the coolant outlet of the aftercooler (22), which is in the flow direction of the Compressed air is arranged as the last air cooler in front of the air dryer (40).
7. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 , 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine 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), das 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. 7. Compressed air generating device (2.1, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one electric motor (24), an inverter (26) influencing the operation of the electric motor (24), the two air compressors (16, 18), the intercooler (20), the aftercooler (22), the air dryer (40), the multi-circuit protection valve (50), which connects the outlet of the air dryer (40) with at least one external compressed air storage (45) and external compressed air consumers (51, 52) pneumatically connect, and a silencer (43) interact, but are arranged separately in relation to each other.
8. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine 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), das 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. 8. Compressed air generating device (2.2) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the at least one electric motor (24), an inverter (26) influencing the operation of the electric motor (24), the two air compressors (16, 18), the Intercooler (20), the aftercooler (22), the air dryer (40), the multi-circuit protection valve (50), which pneumatically connects the outlet of the air dryer (40) with at least one external compressed air storage (45) and external compressed air consumers (51, 52), and a silencer (43) are arranged in or on a common housing (6).
9. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer- und Regelgerät (28) separat oder in oder an dem Gehäuse (6) angeordnet ist, dass das Steuer- und Regel- gerät (28) über eine erste Steuerungsleitung (54) mit dem Wechselrichter (26) zur Steuerung und Regelung 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. 9. Compressed air generating device (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the control and regulating device (28) is arranged separately or in or on the housing (6). that the control and regulation device (28) is connected via a first control line (54) to the inverter (26) for controlling and regulating the electric motor (24), that the control and regulating device (28) via a second control line (55) with a 3/2 -Way magnetic switching valve (72) is connected, which is used to open or close a regeneration line (DL5a) that pneumatically at least indirectly connects the compressed air storage (45) and the air dryer (40), and that the control and regulating device (28) via a sensor line (56) is connected to the multi-circuit protection valve (50).
10. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer- und Regelgerät (28) in dem Wechselrichter (26) oder in dem Mehrkreisschutzventil (50) integriert ist. 10. Compressed air generating device (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the control and regulating device (28) in the inverter (26) or in the multi-circuit protection valve (50 ) is integrated.
11 . Drucklufterzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer- und Regelgerät (28) das zentrale Steuer- und Regelgerät eines Fahrzeugs ist. 11. Compressed air generating device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the control and regulating device (28) is the central control and regulating device of a vehicle.
12. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , 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 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, 96*) den Schalldämpfer (43) mit einem schalldämpfenden Material (44) aufweist, und bei dem das Schalldämpfer-Modul (96, 96*) wenigstens eine Regenerationsluftauslassöffnung (34) zum Ableiten von Regenerationsdruckluft in die Umgebung aufweist. 12. Compressed air generating device (2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7) according to one of claims 1 to 11, characterized in that in or on the housing (6) a compressor module (90), a compressed air cooling module (92), a dryer -Module (94) and a silencer module (96) together with associated pneumatic, hydraulic and electrical lines are arranged, the compressor module (90) containing the electric motor (24), the inverter (26), the two air compressors (16, 18) and the control and regulating device (28), the compressed air cooling module (92) having the intercooler (20) and the aftercooler (22), the dryer module (94) having the air dryer (40) and the multi-circuit protection valve (50), wherein the silencer module (96, 96*) has the silencer (43) with a sound-absorbing material (44), and in which the silencer module (96, 96*) has at least one regeneration air outlet opening (34). Discharge of regeneration compressed air into the environment.
13. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 , 2.2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompressor-Modul (90), das Trockner-Modul (94) sowie das Schalldämpfer-Modul (96*) in dieser Reihenfolge hintereinander angeordnet sind, und dass der zumindest eine Luftkühler (20) in dem Schalldämpfer (43) oder in dem Schalldämpfermodul (96*) integriert ist. 13. Compressed air generating device (2.1, 2.2) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the compressor module (90), the dryer module (94) and the silencer module (96*) are arranged one behind the other in this order are, and that the at least one air cooler (20) is integrated in the silencer (43) or in the silencer module (96*).
14. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 , 2.2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkühler (20) in dem Schalldämpfer (43) integriert ist. 14. Compressed air generating device (2.1, 2.2) according to claim 13, characterized in that the intercooler (20) is integrated in the silencer (43).
15. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 , 2.2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachkühler (22) in dem Schalldämpfer (43) integriert ist. 15. Compressed air generating device (2.1, 2.2) according to claim 13, characterized in that the aftercooler (22) is integrated in the silencer (43).
16. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 , 2.2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkühler (20) und der Nachkühler (22) in dem Schalldämpfer (43) integriert sind. 16. Compressed air generating device (2.1, 2.2) according to claim 13, characterized in that the intercooler (20) and the aftercooler (22) are integrated in the silencer (43).
17. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.2) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (43) ohne eine Wasserauslassöffnung (36) ausgebildet ist, dass eine von dem zumindest einen Verdichter (18) zu dem wenigstens einen Luftkühler (20, 22) führende Druckluftleitung (DL3) in einem Sumpfbereich (98) des Schalldämpfers (43) einen heizschlangenförmigen Abschnitt (84) aufweist sowie im schalldämpfenden Material (44) des Schalldämpfers (43) derartig angeordnet ist, dass das schalldämpfende Material (44) im Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung zumindest von dem heizschlangenförmigen Abschnitt (84) aufheizbar ist. 17. Compressed air generating device (2.2) according to one of claims 12 to 16, characterized in that the silencer (43) is designed without a water outlet opening (36), that one of the at least one compressor (18) to the at least one air cooler (20, 22) leading compressed air line (DL3) in a sump area (98) of the silencer (43) has a heating coil-shaped section (84) and is arranged in the sound-absorbing material (44) of the silencer (43) in such a way that the sound-absorbing material (44) during operation the compressed air generating device can be heated at least by the heating coil-shaped section (84).
18. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 ) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (43) ohne eine Wasserauslassöffnung (36) ausgebildet ist, dass die von der externen Kühlvorrichtung (82) zu dem wenigstens einem Luftkühler (20, 22) führende Kühlmittelleitung (KL1 ) durch einen Sumpfbereich (98) des Schalldämpfers (43) geführt ist, und dass die Kühlmittelleitung (KL1 ) zumindest in diesem Sumpfbereich (98) des Schalldämpfers (43) derartig ausgebildet und angeordnet ist, dass im Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung die Kühlmittelleitung (KL1 ) das schalldämpfende Material (44) des Schalldämpfers (43) bei einer unterhalb der Kühlmitteltemperatur liegenden Umgebungstemperatur aufheizen kann. 18. Compressed air generating device (2.1) according to one of claims 12 to 16, characterized in that the silencer (43) is designed without a water outlet opening (36) that from the external cooling device (82) to the at least one air cooler (20, 22 ) leading coolant line (KL1) is guided through a sump area (98) of the silencer (43), and that the coolant line (KL1) is designed and arranged at least in this sump area (98) of the silencer (43) in such a way that during operation of the compressed air generating device the coolant line (KL1) can heat the sound-absorbing material (44) of the silencer (43) at an ambient temperature below the coolant temperature.
19. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.2) nach einem der vorherigen Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkühler (20) und der Nachkühler (22) in den Schalldämpfer (43) integriert sind, dass der erste Luftverdichter (16) mit dem Zwischenkühler (20) über eine erste Druckluftleitung (DL1 ) verbunden ist, dass der Zwischenkühler (20) über eine zweite Druckluftleitung (DL2) mit dem zweiten Luftverdichter (18) verbunden ist, dass der zweite Luftverdichter (18) über eine dritte Druckluftleitung (DL3) mit dem Nachkühler (22) verbunden ist, dass der Nachkühler (22) über eine vierte Druckluftleitung (DL4) mit dem Lufttrockner (40) verbunden ist, und dass diese Druckluftleitungen (DL1 , DL2, DL3, DL4) derartig ausgebildet und im Schalldämpfer (43) angeordnet sind, dass mittels der durch diese Druckluftleitungen (DL1 , DL2, DL3, DL4) geführten warmen Druckluft im Schalldämpfer (43) angesammeltes Wasser (W) dort soweit aufheizbar ist, dass dieses Wasser (W) verdampft und aus dem Schalldämpfer (43) abführbar ist. 19. Compressed air generating device (2.2) according to one of the preceding claims 13 to 18, characterized in that the intercooler (20) and the aftercooler (22) are integrated into the silencer (43), that the first air compressor (16) is connected to the intercooler ( 20) is connected via a first compressed air line (DL1), that the intercooler (20) is connected to the second air compressor (18) via a second compressed air line (DL2), that the second air compressor (18) is connected via a third compressed air line (DL3). the aftercooler (22), that the aftercooler (22) is connected to the air dryer (40) via a fourth compressed air line (DL4), and that these compressed air lines (DL1, DL2, DL3, DL4) are designed in this way and in the silencer (43 ) are arranged so that by means of the warm compressed air guided through these compressed air lines (DL1, DL2, DL3, DL4), water (W) collected in the silencer (43) can be heated there to such an extent that this water (W) evaporates and comes out of the silencer (43 ) is deductible.
20. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.3, 2.4, 2.5, 2.6), mit zumindest einem Elektromotor (24), mit wenigstens einem von dem Elektromotor (24) antreibbaren Luftverdichter (16, 18), mit einem Lufteinlass (8*), über den mittels des Luftverdichters (16, 18) Umgebungsluft (L) ansaugbar ist, mit wenigstens einem Luftkühler (20, 22), in dem die von dem Luftverdichter (16, 18) komprimierte Luft abkühlbar ist, mit einem Lufttrockner (40), dessen Eingang mit dem Ausgang des wenigstens einen Luftkühlers (20; 22) verbunden ist, mit einer Kühlmitteleinlassöffnung (12), über welche dem Luftkühler (20, 22) ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, und mit einer Kühlmittelauslassöffnung (14), über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (43) wenigstens eine Regenerationsluftauslassöffnung (34) zum Ableiten von durch diesen geführte Regenerations-Abluft (AL) in die Umgebung aufweist, dass die zumindest eine Regenerationsluftauslassöffnung (34) dann, wenn keine Regeneration des Trocknungsmittels (41 ) des Lufttrockners (40) erfolgt, als Lufteinlass (8*) zum Ansaugen von Umgebungsluft (L) hin zu dem wenigstens einen Luftverdichter (16, 18) dient, und dass die durch den Schalldämpfer (43) angesaugte Umgebungsluft (L) stromabwärts hinter dem Schalldämpfer (43) durch eine Ansaugluftleitung (DL) zu dem wenigstens einen Luftverdichter (16, 18) leitbar ist. 20. Compressed air generating device (2.3, 2.4, 2.5, 2.6), with at least one electric motor (24), with at least one air compressor (16, 18) that can be driven by the electric motor (24), with an air inlet (8 *), via which the Air compressor (16, 18) ambient air (L) can be sucked in, with at least one air cooler (20, 22), in which the air compressed by the air compressor (16, 18) can be cooled, with an air dryer (40), the inlet of which is connected to the The output of the at least one air cooler (20; 22) is connected to a coolant inlet opening (12), via which a liquid coolant can be supplied to the air cooler (20, 22), and to a coolant outlet opening (14), via which heated coolant can be removed, characterized in that the silencer (43) has at least one regeneration air outlet opening (34) for discharging regeneration exhaust air (AL) guided through it into the environment, that the at least one regeneration air outlet opening (34) when no regeneration of the desiccant (41) of the air dryer (40), serves as an air inlet (8*) for sucking in ambient air (L) to the at least one air compressor (16, 18), and that the ambient air (L) sucked in through the silencer (43) is downstream behind the Silencer (43) can be conducted through an intake air line (DL) to the at least one air compressor (16, 18).
21 . Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.3, 2.4, 2.5, 2.6) nach Anspruch 20, mit zumindest einem Elektromotor (24), mit zwei von dem Elektromotor (24) antreibbaren und nacheinander wirksamen Luftverdichtern (16, 18), mit einem Lufteinlass (8*), über den mittels des ersten Luftverdichters (16) Umgebungsluft (L) ansaugbar ist, mit einem Zwischenkühler (20) und einem Nachkühler (22), 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, und wobei der Ausgang des zweiten Luftverdichters (18) mit dem Eingang des Nachkühlers (22) pneumatisch verbunden ist, mit einem Lufttrockner (40), dessen Eingang mit dem Ausgang des Nachkühlers ( 22) verbunden ist, sowie mit einer Kühlmitteleinlassöffnung (12), über welche dem Zwischenkühler (20) und dem Nachkühler (22) ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, und mit einer Kühlmittelauslassöffnung (14), über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (43) wenigstens eine Regenerationsluftauslassöffnung (34) zum Ableiten von durch diesen geführte Regenerations-Abluft (AL) in die Umgebung aufweist, dass die zumindest eine Regenerationsluftauslassöffnung (34) dann, wenn keine Regeneration des Trocknungsmittels (41 ) des Lufttrockners (40) erfolgt, als Lufteinlass (8*) zum Ansaugen von Umgebungsluft (L) hin zu dem ersten Luftverdichters (18) dient, und dass die durch den Schalldämpfer (43) angesaugte Umgebungsluft (L) stromabwärts hinter dem Schalldämpfer (43) durch eine Ansaugluftleitung (DL) zu dem ersten Luftverdichter (16) leitbar ist. 21. Compressed air generating device (2.3, 2.4, 2.5, 2.6) according to claim 20, with at least one electric motor (24), with two air compressors (16, 18) which can be driven by the electric motor (24) and act one after the other, with an air inlet (8*). which ambient air (L) can be sucked in by means of the first air compressor (16), with an intercooler (20) and an aftercooler (22), the inlet of the intercooler (20) being pneumatically connected to the outlet of the first air compressor (16), whereby the output of the intercooler (20) is pneumatically connected to the input of the second air compressor (18), and wherein the output of the second air compressor (18) is pneumatically connected to the input of the aftercooler (22), with an air dryer (40), whose Inlet is connected to the outlet of the aftercooler (22), as well as to a coolant inlet opening (12), via which a liquid coolant can be supplied to the intercooler (20) and the aftercooler (22), and to a coolant outlet opening (14), via which heated Coolant can be removed, characterized in that the silencer (43) has at least one regeneration air outlet opening (34) for discharging regeneration exhaust air (AL) guided through it into the environment, that the at least one regeneration air outlet opening (34) when there is no regeneration of the The drying agent (41) of the air dryer (40) serves as an air inlet (8*) for sucking in ambient air (L) towards the first air compressor (18), and that the ambient air (L) sucked in through the silencer (43) is downstream behind the silencer (43) can be conducted to the first air compressor (16) through an intake air line (DL).
22. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.4) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder in dem Schalldämpfer (43) ein Abscheider (88) zum Abscheiden von Wasser und Partikel angeordnet ist, welcher derartig ausgebildet und angeordnet ist, dass mit diesem durch die zumindest eine, als Lufteinlass (8*) dienende Regenerationsluftauslassöffnung (34) angesaugte Umgebungsluft (L) von mitgeführten Wassertröpfchen und Partikel befreibar ist. 22. Compressed air generating device (2.4) according to one of the preceding claims, characterized in that a separator (88) for separating water and particles is arranged in front of or in the silencer (43), which is designed and arranged in such a way that with this through the at least one regeneration air outlet opening (34) which serves as an air inlet (8*) and the ambient air (L) sucked in can be freed from entrained water droplets and particles.
23. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.5, 2.6), mit zumindest einem Elektromotor (24), mit wenigstens einem von dem Elektromotor (24) antreibbaren Luftverdichter (16, 18), mit einem Lufteinlass (8, 8*), über den mittels des Luftverdichters (16, 18) Umgebungsluft (L) ansaugbar ist, mit wenigstens einem Luftkühler (20, 22), in dem die von dem Luftverdichter (16, 18) komprimierte Luft abkühlbar ist, mit einem Lufttrockner (40), dessen Eingang mit dem Ausgang des wenigstens einen Luftkühlers (20, 22) verbunden ist, mit einer Kühlmitteleinlassöffnung (12), über welche dem Luftkühler (20, 22) ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, mit einer Kühlmittelauslassöffnung (14), über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist, mit einem Mehrkreisschutzventil (50), welches den Ausgang des Lufttrockners (40) mit zumindest einem externen Druckluftspeicher (45) und externen Druckluftverbrauchern (51 , 52) pneumatisch verbindet, sowie mit einen Steuer- und Regelgerät (28), welches über wenigstens eine Sensorleitung (56) mit dem Mehrkreisschutzventil (50) sowie dort angeordneten Sensoren verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkreisschutzventil (50) von den anderen Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung abtrennbar sowie entfernt von diesen Komponenten betreibbar ist, dass das Steuer- und Regelgerät (28) sowie das Mehrkreisschutzventil (50) elektrische Verbindungsmittel (64, 68) aufweisen, welche über zumindest eine flexible elektrische Leitung (56) lösbar miteinander verbunden sind, und dass das Mehrkreisschutzventil (50) pneumatische Verbindungsmittel (62) aufweist, welche über wenigstens eine flexible pneumatische Leitung (DL5, 106) zumindest indirekt mit dem Ausgang des Lufttrockners (40) lösbar verbunden sind. 23. Compressed air generating device (2.5, 2.6), with at least one electric motor (24), with at least one air compressor (16, 18) which can be driven by the electric motor (24), with an air inlet (8, 8*), via which the air compressor ( 16, 18) Ambient air (L) can be sucked in, with at least one air cooler (20, 22), in which the air compressed by the air compressor (16, 18) can be cooled, with an air dryer (40), the inlet of which is connected to the outlet of the at least one air cooler ( 20, 22), with a coolant inlet opening (12), via which a liquid coolant can be supplied to the air cooler (20, 22), with a coolant outlet opening (14), via which heated coolant can be removed, with a multi-circuit protection valve (50), which pneumatically connects the output of the air dryer (40) with at least one external compressed air storage (45) and external compressed air consumers (51, 52), as well as with a control and regulating device (28), which is connected via at least one sensor line (56) to the multi-circuit protection valve ( 50) and sensors arranged there, characterized in that the multi-circuit protection valve (50) can be separated from the other components of the compressed air generating device and can be operated remotely from these components, that the control and regulating device (28) and the multi-circuit protection valve (50) have electrical connection means (64, 68), which are releasably connected to one another via at least one flexible electrical line (56), and that the multi-circuit protection valve (50) has pneumatic connecting means (62), which are at least indirectly via at least one flexible pneumatic line (DL5, 106). are detachably connected to the outlet of the air dryer (40).
24. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.5, 2.6) nach Anspruch 23, mit zumindest einem Elektromotor (24), mit zwei von dem Elektromotor (24) antreibbaren und nacheinander wirksamen Luftverdichtern (16, 18), mit einem Lufteinlass (8, 8*), über den mittels des ersten Luftverdichters (16) Umgebungsluft (L) ansaugbar ist, mit einem Zwischenkühler (20) und einem Nachkühler (22), 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, und wobei der Ausgang des zweiten Luftverdichters (18) mit dem Eingang des Nachkühlers (22) pneumatisch verbunden ist, mit einem Lufttrockner (40), dessen Eingang mit dem Ausgang des Nachkühlers (22) verbunden ist, mit einer Kühlmitteleinlassöffnung (12), über welche dem Zwischenkühler (20) und dem Nachkühler (22) ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, mit einer Kühlmittelauslassöffnung (14), über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist, mit einem Mehrkreisschutzventil (50), welches den Ausgang des Lufttrockners (40) mit zumindest einem externen Druckluftspeicher (45) und externen Druckluftverbrauchern (51 , 52) pneumatisch verbindet, sowie mit einen Steuer- und Regelgerät (28), welches über wenigstens eine Sensorleitung (56) mit dem Mehrkreisschutzventil (50) sowie dort angeordneten Sensoren verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkreisschutzventil (50) von den anderen Komponenten der Drucklufterzeugungsvorrichtung abtrennbar sowie entfernt von diesen Komponenten betreibbar ist, dass das Steuer- und Regelgerät (28) sowie das Mehrkreisschutzventil (50) elektrische Verbindungsmittel (64, 68) aufweisen, welche über die zumindest eine flexible elektrische Sensorleitung (56) lösbar miteinander verbunden sind, und dass das Mehrkreisschutzventil (50) pneumatische Verbindungsmittel (62) aufweist, welche über wenigstens eine flexible pneumatische Leitung (DL5, 106) zumindest indirekt mit dem Ausgang des Lufttrockners (40) lösbar verbunden sind. 24. Compressed air generating device (2.5, 2.6) according to claim 23, with at least one electric motor (24), with two air compressors (16, 18) which can be driven by the electric motor (24) and act one after the other, with an air inlet (8, 8 *). which ambient air (L) can be sucked in by means of the first air compressor (16), with an intercooler (20) and an aftercooler (22), the inlet of the intercooler (20) being pneumatically connected to the outlet of the first air compressor (16), whereby the output of the intercooler (20) is pneumatically connected to the input of the second air compressor (18), and wherein the output of the second air compressor (18) is pneumatically connected to the input of the aftercooler (22), with an air dryer (40), whose Inlet is connected to the outlet of the aftercooler (22), with a coolant inlet opening (12), via which a liquid coolant can be supplied to the intercooler (20) and the aftercooler (22), with a coolant outlet opening (14), via which heated coolant can be removed is, with a multi-circuit protection valve (50), which connects the outlet of the air dryer (40). pneumatically connects at least one external compressed air reservoir (45) and external compressed air consumers (51, 52), as well as with a control and regulating device (28), which is connected via at least one sensor line (56) to the multi-circuit protection valve (50) and sensors arranged there, characterized in that the multi-circuit protection valve (50) can be separated from the other components of the compressed air generating device and can be operated remotely from these components, that the control and regulating device (28) and the multi-circuit protection valve (50) have electrical connection means (64, 68), which via the at least one flexible electrical sensor line (56) are detachably connected to one another, and that the multi-circuit protection valve (50) has pneumatic connecting means (62) which are at least indirectly connected to the outlet of the air dryer (40) via at least one flexible pneumatic line (DL5, 106). are detachably connected.
25. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.6) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Lufttrockner (40) aufweisendes Trockner-Modul (94) wenigstens eine elektrische Steckerbuchse (100) und zumindest eine pneumatische Steckerbuchse (104) aufweist, dass die elektrische Steckerbuchse (100) des Trockner-Moduls (94) mit einer elektrischen Steckerbuchse (68) am Steuer- und Regelgerät (28) über die Sensorleitung (56) verbunden ist, dass in die elektrische Steckerbuchse (100) des Trockner-Moduls (94) ein elektrischer Stecker einer elektrischen Verbindungsleitung (102) lösbar einsteckbar ist, dass diese elektrische Verbindungsleitung (102) einen zweiten Stecker aufweist, welcher in eine elektrische Steckerbuchse (64) des Mehrkreisschutzventils (50) lösbar einsteckbar ist, dass die pneumatische Steckerbuchse (104) des Trockner-Moduls (94) mit der fünften Druckluftleitung (DL5) pneumatisch verbunden ist, durch welche vom Lufttrockner (40) kommende getrocknete Druckluft leitbar ist, dass in diese pneumatische Steckerbuchse (104) des Trockner-Moduls (94) ein Stecker einer pneumatischen Verbindungsleitung (106) lösbar einsteckbar ist, und dass die pneumatische Verbindungsleitung (106) einen zweiten Stecker aufweist, welcher in eine pneumatische Steckerbuchse (62) des Mehrkreisschutzventils (50) lösbar einsteckbar ist. 25. Compressed air generating device (2.6) according to claim 24, characterized in that a dryer module (94) having the air dryer (40) has at least one electrical plug socket (100) and at least one pneumatic plug socket (104), that the electrical plug socket (100 ) of the dryer module (94) is connected to an electrical socket (68) on the control and regulating device (28) via the sensor line (56), so that an electrical plug is inserted into the electrical socket (100) of the dryer module (94). an electrical connecting line (102) can be releasably plugged in, that this electrical connecting line (102) has a second plug which can be releasably plugged into an electrical plug socket (64) of the multi-circuit protection valve (50), that the pneumatic plug socket (104) of the dryer module (94) is pneumatically connected to the fifth compressed air line (DL5), through which dried compressed air coming from the air dryer (40) can be conducted, so that a plug of a pneumatic connecting line (106) can be inserted into this pneumatic socket (104) of the dryer module (94). can be releasably plugged in, and that the pneumatic connecting line (106) has a second plug which can be releasably plugged into a pneumatic plug socket (62) of the multi-circuit protection valve (50).
26. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7), mit zumindest einem Elektromotor (24), mit wenigstens einem von dem Elektromotor (24) antreibbaren Luftverdichter (16, 18), mit einem Lufteinlass (8, 8*), über den mittels des Luftverdichters (16, 18) Umgebungsluft (L) ansaugbar ist, mit wenigstens einem Luftkühler (20, 22), in dem die von dem Luftverdichter (16, 18) komprimierte Luft kühlbar ist, mit einem Lufttrockner (40), mit dem Druckluft getrocknet werden kann, mit einer Kühlmitteleinlassöffnung (12), über welche dem Luftkühler (20, 22) ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, mit einer Kühlmittelauslassöffnung (14), über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist, mit einem Mehrkreisschutzventil (50), welches den Ausgang des Lufttrockners (40) mit wenigstens einem externen Druckluftspeicher (45) sowie mit externen Druckluftverbrauchern (51 , 52) pneumatisch verbindet, mit einem Wechselrichter (26), welcher zur Steuerung und Regelung des Elektromotors (24) dient, und mit einem Steuer- und Regelgerät (28), welches über zumindest eine Sensorleitung (56) mit dem Mehrkreisschutzventil (50) sowie dort angeordneten Sensoren und mit dem Wechselrichter (26) über wenigstens eine Steuerungsleitung (54) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer- und Regelgerät (28) ein integraler Bestandteil des Wechselrichters (26) ist. 26. Compressed air generating device (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7), with at least one electric motor (24), with at least one drivable by the electric motor (24). Air compressor (16, 18), with an air inlet (8, 8*), through which ambient air (L) can be sucked in by means of the air compressor (16, 18), with at least one air cooler (20, 22), in which the air from the air compressor (16, 18) compressed air can be cooled, with an air dryer (40), with which compressed air can be dried, with a coolant inlet opening (12), via which a liquid coolant can be supplied to the air cooler (20, 22), with a coolant outlet opening ( 14), through which heated coolant can be removed, with a multi-circuit protection valve (50), which pneumatically connects the output of the air dryer (40) with at least one external compressed air storage (45) and with external compressed air consumers (51, 52), with an inverter (26 ), which is used to control and regulate the electric motor (24), and with a control and regulating device (28), which via at least one sensor line (56) with the multi-circuit protection valve (50) and sensors arranged there and with the inverter (26) is connected via at least one control line (54), characterized in that the control and regulating device (28) is an integral part of the inverter (26).
27. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7), mit zumindest einem Elektromotor (24), mit zwei von dem Elektromotor (24) antreibbaren und nacheinander wirksamen Luftverdichtern (16, 18), mit einem Lufteinlass (8, 8*), über den mittels des ersten Luftverdichters (16) Umgebungsluft (L) ansaugbar ist, mit einem Zwischenkühler (20) und einem Nachkühler (22), 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, und wobei der Ausgang des zweiten Luftverdichters (18) mit dem Eingang des Nachkühlers (22) pneumatisch verbunden ist, und mit einem Lufttrockner (40), dessen Eingang mit dem Ausgang des Nachkühlers ( 22) verbunden ist, sowie mit einer Kühlmitteleinlassöffnung (12), über welche dem Zwischenkühler (20) und dem Nachkühler (22) ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, mit einer Kühlmittelauslassöffnung (14), über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist, mit einem Mehrkreisschutzventil (50), welches den Ausgang des Lufttrockners (40) mit wenigstens einem externen Druckluftspeicher (45) sowie mit externen Druckluftverbrauchern (51 , 52) pneumatisch verbindet, mit einem Wechselrichter (26), welcher zur Steuerung und Regelung des Elektromotors (24) dient, und mit einem Steuer- und Regelgerät (28), welches über zumindest eine Sensorleitung (56) mit dem Mehrkreisschutzventil (50) sowie dort angeordneten Sensoren und mit dem Wechselrichter (26) über wenigstens eine Steuerungsleitung (54) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer- und Regelgerät (28) ein integraler Bestandteil des Wechselrichters (26) ist. 27. Compressed air generating device (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7), with at least one electric motor (24), with two air compressors (16, 18) which can be driven by the electric motor (24) and act one after the other, with an air inlet ( 8, 8*), through which ambient air (L) can be sucked in by means of the first air compressor (16), with an intercooler (20) and an aftercooler (22), the inlet of the intercooler (20) being connected to the outlet of the first air compressor ( 16) is pneumatically connected, wherein the output of the intercooler (20) is pneumatically connected to the input of the second air compressor (18), and wherein the output of the second air compressor (18) is pneumatically connected to the input of the aftercooler (22), and with an air dryer (40), the inlet of which is connected to the outlet of the aftercooler (22), and with a coolant inlet opening (12), via which a liquid coolant can be supplied to the intercooler (20) and the aftercooler (22), with a coolant outlet opening (14), through which heated coolant can be removed, with a multi-circuit protection valve (50), which pneumatically connects the output of the air dryer (40) with at least one external compressed air storage (45) and with external compressed air consumers (51, 52), with an inverter ( 26), which is used to control and regulate the electric motor (24), and with a Control and regulating device (28), which is connected via at least one sensor line (56) to the multi-circuit protection valve (50) and sensors arranged there and to the inverter (26) via at least one control line (54), characterized in that the control and control device (28) is an integral part of the inverter (26).
28. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7), mit zumindest einem Elektromotor (24), mit zwei von dem Elektromotor (24) antreibbaren und nacheinander wirksamen Luftverdichtern (16, 18), mit einem Lufteinlass (8, 8*), über den mittels des ersten Luftverdichters (16) Umgebungsluft (L) ansaugbar ist, mit einem Zwischenkühler (20) und einem Nachkühler (22), 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, und wobei der Ausgang des zweiten Luftverdichters (18) mit dem Eingang des Nachkühlers (22) pneumatisch verbunden ist, und mit einem Lufttrockner (40), dessen Eingang mit dem Ausgang des Nachkühlers (22) verbunden ist, sowie mit einer Kühlmitteleinlassöffnung (12), über welche dem Zwischenkühler (20) und dem Nachkühler (22) ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, und mit einer Kühlmittelauslassöffnung (14), über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist, mit einem Mehrkreisschutzventil (50), welches den Ausgang des Lufttrockners (40) mit wenigstens einem externen Druckluftspeicher (45) sowie mit externen Druckluftverbrauchern (51 , 52) pneumatisch verbindet, mit einem Wechselrichter (26), welcher zur Steuerung und Regelung des Elektromotors (24) dient, und mit einem Steuer- und Regelgerät (28), welches über zumindest eine Sensorleitung (56) mit Sensoren des Mehrkreisschutzventils (50) verbunden ist sowie mit dem Wechselrichter (26) über wenigstens eine Steuerleitung (54) in Verbindung ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer- und Regelgerät (28) ein integraler Bestandteil des Mehrkreisschutzventils (50) ist. 28. Compressed air generating device (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7), with at least one electric motor (24), with two air compressors (16, 18) that can be driven by the electric motor (24) and act one after the other, with an air inlet ( 8, 8*), through which ambient air (L) can be sucked in by means of the first air compressor (16), with an intercooler (20) and an aftercooler (22), the inlet of the intercooler (20) being connected to the outlet of the first air compressor ( 16) is pneumatically connected, wherein the output of the intercooler (20) is pneumatically connected to the input of the second air compressor (18), and wherein the output of the second air compressor (18) is pneumatically connected to the input of the aftercooler (22), and with an air dryer (40), the inlet of which is connected to the outlet of the aftercooler (22), and with a coolant inlet opening (12), via which a liquid coolant can be supplied to the intercooler (20) and the aftercooler (22), and with a Coolant outlet opening (14), through which heated coolant can be discharged, with a multi-circuit protection valve (50), which pneumatically connects the output of the air dryer (40) with at least one external compressed air reservoir (45) and with external compressed air consumers (51, 52), with an inverter (26), which is used to control and regulate the electric motor (24), and with a control and regulating device (28), which is connected via at least one sensor line (56) to sensors of the multi-circuit protection valve (50) and to the inverter (26 ) is connected via at least one control line (54), characterized in that the control and regulating device (28) is an integral part of the multi-circuit protection valve (50).
29. Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7), mit zumindest einem Elektromotor (24), mit zwei von dem Elektromotor (24) antreibbaren und nacheinander wirksamen Luftverdichtern (16, 18), mit einem Lufteinlass (8, 8*), über den mittels des ersten Luftverdichters (16) Umgebungsluft (L) ansaugbar ist, mit einem Zwischenkühler (20) und einem Nachkühler (22), wobei der Eingang des Zwischenküh- lers (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, und wobei der Ausgang des zweiten Luftverdichters (18) mit dem Eingang des Nachkühlers (22) pneumatisch verbunden ist, und mit einem Lufttrockner (40), dessen Eingang mit dem Ausgang des Nachkühlers (22) verbunden ist, sowie mit einer Kühlmitteleinlassöffnung (12), über welche dem Zwischenkühler (20) und dem Nachkühler (22) ein flüssiges Kühlmittel zuführbar ist, und mit einer Kühlmittelauslassöffnung (14), über welche erwärmtes Kühlmittel abführbar ist, mit einem Mehrkreisschutzventil (50), welches den Ausgang des Lufttrockners (40) mit wenigstens einem externen Druckluftspeicher (45) sowie mit externen Druckluftverbrauchern (51 , 52) pneumatisch verbindet, mit einem Wechselrichter (26), welcher zur Steuerung und Regelung des Elektromotors (24) dient, und mit einem Steuer- und Regelgerät (28), welches über zumindest eine Sensorleitung (56) mit dem Mehrkreisschutzventil (50) sowie dort angeordneten Sensoren und mit dem Wechselrichter (26) über wenigstens eine Steuerleitung (54) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer- und Regelgerät (28) ein integraler Bestandteil eines Fahrzeugsteuergeräts ist. 29. Compressed air generating device (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7), with at least one electric motor (24), with two air compressors (16, 18) which can be driven by the electric motor (24) and act one after the other, with an air inlet ( 8, 8*), through which ambient air (L) can be sucked in by means of the first air compressor (16), with an intermediate cooler (20) and an aftercooler (22), the inlet of the intermediate cooling lers (20) is pneumatically connected to the output of the first air compressor (16), the output of the intercooler (20) being pneumatically connected to the input of the second air compressor (18), and wherein the output of the second air compressor (18) is connected to the The inlet of the aftercooler (22) is pneumatically connected, and with an air dryer (40), the inlet of which is connected to the outlet of the aftercooler (22), and with a coolant inlet opening (12), via which the intercooler (20) and the aftercooler ( 22) a liquid coolant can be supplied, and with a coolant outlet opening (14), through which heated coolant can be removed, with a multi-circuit protection valve (50), which connects the outlet of the air dryer (40) with at least one external compressed air storage (45) and with external compressed air consumers (51, 52) pneumatically connects, with an inverter (26), which is used to control and regulate the electric motor (24), and with a control and regulating device (28), which is connected via at least one sensor line (56) to the multi-circuit protection valve ( 50) and sensors arranged there and is connected to the inverter (26) via at least one control line (54), characterized in that the control and regulating device (28) is an integral part of a vehicle control device.
30. Verfahren zum Betreiben der Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 - 2.7) 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. 30. Method for operating the compressed air generating device (2.1 - 2.7) with the features of at least one of the device claims, wherein compressed air is cooled in at least one air cooler (20, 22) by means of the at least one air compressor (16, 18), this cooled compressed air is fed to an air dryer (40) and dried there, the dried compressed air being fed to compressed air consumers (51, 52) and/or at least one compressed air storage (45), and in which a desiccant (41) arranged in the air dryer (40) is regenerated. dry compressed air to the extent of a regeneration compressed air volume is passed through it and then discharged into the environment, characterized in that the regeneration compressed air volume necessary for the regeneration of the drying agent (41) is calculated at least as a function of the temperature at which the coolant is before and / or after flowing through of the air cooler (22), which is arranged as the last air cooler (22) in front of the air dryer (40), and that the regeneration compressed air volume of dry compressed air determined in this way is then passed through the air dryer (40).
31 . Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines ersten Temperatursensors (73) die Kühlmitteltemperatur vor der Kühlmitteleinlassöffnung (12, 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. 31. Method according to claim 30, characterized in that the coolant temperature is measured in front of the coolant inlet opening (12, 12*) of the compressed air generating device (2) by means of a first temperature sensor (73), and that this is for drying the desiccant (41) in the air dryer (40 ) the required regeneration compressed air volume is passed through the air dryer (40) in a controlled and/or regulated manner depending on the measured coolant temperature.
32. Verfahren nach Anspruch 30, 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 während eines späteren Regenerationsvorgangs gesteuert und/oder geregelt durch den Lufttrockner (40) geleitet wird. 32. The method according to claim 30, characterized in that the coolant temperature is measured directly in front of the coolant inlet of the air cooler (22) which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer (40) in the flow direction of the compressed air by means of a second temperature sensor (73 '), and that the regeneration compressed air volume required for drying the desiccant (41) in the air dryer (40) is passed through the air dryer (40) in a controlled and/or regulated manner depending on the measured coolant temperature during a later regeneration process.
33. Verfahren nach Anspruch 30, 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. 33. The method according to claim 30, characterized in that the coolant temperature is measured behind the coolant outlet of the air cooler (22) which is arranged as the last air cooler in front of the air dryer (40) in the direction of flow of the compressed air by means of a third temperature sensor (73”), and that the regeneration compressed air volume required for drying the desiccant (41) in the air dryer (40) is passed through the air dryer (40) in a controlled and/or regulated manner depending on the measured coolant temperature.
34. Verfahren nach Anspruch 30, 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. 34. The method according to claim 30, characterized in that the temperature of an inverter (26) present for controlling and regulating the electric motor (24) is measured, that the measured temperature of the inverter (26) is used to calculate the coolant temperature in that air cooler (22). is used, which is arranged as the last air cooler (22) in front of the air dryer (40) in the direction of flow of the compressed air, and that for drying the desiccant (41) in the air dryer (40) the required regeneration compressed air volume is controlled and / or regulated through the air dryer (40) depending on the coolant temperature determined in this way.
35. Verfahren zum Betreiben der Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 - 2.7) mit den Merkmalen von wenigstens einem der Vorrichtungsansprüche sowie mit den Merkmalen von wenigstens einem der Verfahrensansprüche 30 bis 34, 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 Nachkühler (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), 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). 35. Method for operating the compressed air generating device (2.1 - 2.7) with the features of at least one of the device claims and with the features of at least one of the method claims 30 to 34, characterized by the following method steps: a) sucking in ambient air by means of the first air compressor (16 ), b) pre-compressing the sucked-in ambient air in the first air compressor (16) to a first air pressure value, c) cooling an intercooler (20) with a liquid coolant, d) cooling the pre-compressed compressed air in the intercooler (20), e) further compressing the compressed air to a second, higher pressure value by means of a second air compressor (18), f) cooling an aftercooler (22) with the liquid coolant, the aftercooler (22), viewed in the flow direction of the coolant, being the first air cooler to be reached hydraulically by the coolant, g) cooling the compressed air further compressed in the second air compressor (18) in the aftercooler (22), h) drying the cooled compressed air in an air dryer (40), i) forwarding the cooled and dried compressed air to compressed air consumers (51, 52) and /or to at least one compressed air reservoir (45), j) forwarding the liquid coolant from the aftercooler (22) to the intercooler (20), k) forwarding the liquid coolant from the intercooler (20) to a cooling device (25) of the electric motor ( 24), l) forwarding the liquid coolant from the cooling device (25) of the electric motor (24) to a cooling device (48) of the second air compressor (18), m) forwarding the liquid coolant from the cooling device (48) of the second air compressor (18 ) to a cooling device (27) of the inverter (26), n) forwarding the liquid coolant from the cooling device (27) of the inverter (26) to a cooling device (46) of the first air compressor (18), o) forwarding the liquid coolant from the cooling device (46) of the first air compressor (18) to an external cooling device (82).
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand zwischen zwei Regenerationsvorgängen zur Trocknung des Trocknungsmittels (41 ) des Lufttrockners (40) in Abhängigkeit von derjenigen Temperatur des Kühlmittels während eines späteren Regenerationsvorgangs gesteuert und/oder geregelt wird, welche das Kühlmittel am Ausgang der externen Kühlvorrichtung (82) oder am Eingang des Nachkühlers (22) hat. 36. The method according to one of claims 30 to 35, characterized in that the time interval between two regeneration processes for drying the drying agent (41) of the air dryer (40) is controlled and / or regulated depending on the temperature of the coolant during a later regeneration process , which has the coolant at the outlet of the external cooling device (82) or at the inlet of the aftercooler (22).
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand zwischen zwei Regenerationsvorgängen zur Trocknung des Trocknungsmittels (41 ) des Lufttrockners (40) in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur während eines späteren Regenerationsvorgangs gesteuert und/oder geregelt wird. 37. The method according to one of claims 30 to 36, characterized in that the time interval between two regeneration processes for drying the desiccant (41) of the air dryer (40) is controlled and / or regulated as a function of the ambient temperature during a later regeneration process.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Trocknung des Trocknungsmittels (41 ) jeweils erforderliche Regenerationsdruckluftvolumen in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur während eines späteren Regenerationsvorgangs gesteuert und/oder geregelt wird. 38. The method according to one of claims 30 to 37, characterized in that the regeneration compressed air volume required for drying the drying agent (41) is controlled and / or regulated depending on the ambient temperature during a later regeneration process.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 38, 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 während eines späteren Regenerationsvorgangs gesteuert und/oder geregelt wird. 39. The method according to any one of claims 30 to 38, characterized in that the regeneration compressed air volume required for drying the drying agent (41) or the duration and / or frequency of the regeneration processes depends on the difference between the ambient temperature and the coolant temperature during a later Regeneration process is controlled and / or regulated.
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer ungeregelten Steuerung der Regeneration des Trocknungsmittels (41 ) des Lufttrockners (40) ein im Betrieb der Drucklufterzeugungsvorrichtung (2.1 - 2.7) zu erwartender maximal hoher 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. 40. The method according to one of claims 30 to 39, characterized in that with an unregulated control of the regeneration of the drying agent (41) of the air dryer (40), a maximum high temperature value of the coolant to be expected during operation of the compressed air generating device (2.1 - 2.7) is determined that this value of the coolant temperature serves as the basis for determining a maximum regeneration compressed air volume, and that a relevant one Regeneration process for the drying agent (41) is carried out with this maximum regeneration compressed air volume.
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