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1. WO2015004078 - DRUCKLUFTBEHÄLTER EINES STRASSEN- ODER SCHIENENFAHRZEUGS

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Druckluftbehälter eines Straßen- oder Schienenfahrzeugs

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckluftbehälter eines Straßen- oder Schienenfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Derartige Druckluftbehälter sind in zahlreichen Varianten aus dem Stand der Technik bekannt.

Die in diesen Druckluftbehältern gespeicherte Druckluft dient dabei der Versorgung unterschiedlicher fahrzeugeigener Druckluftsysteme, beispielsweise einer Bremsanlage, einer Luftfederung, eines Anhängers oder diverser Nebenverbraucher mit Druckluft. Die für die verschiedenen Druckluftsysteme benötigten Drücke variieren dabei üblicherweise in einem Bereich von 8 bis 12 bar, so dass die Druckluftbehälter in der Regel mit ca. 12 bar Druckluft befüllt werden.

In manchen Situationen kommt es vor, dass die Menge der gespeicherten Druckluft als zu gering erachtet wird, jedoch der für die Unterbringung der Druckluftbehälter zur Verfügung stehende Platz eine Unterbringung größerer Druckluftbehälter nicht zulässt.

Daher wurde beispielsweise überlegt, den Druck in den Druckluftbehältern von beispielsweise 12 bar auf 15 bar zu erhöhen. Eine noch weitere Erhöhung des Luftdrucks auf werte von über 15 bar scheidet aufgrund bestehender Sicherheitsvorschriften in den meisten Ländern aus.

Allerdings ist bereits die Druckerhöhung auf 15 bar in dafür vorgesehenen Druckluftbehältern äußerst unwirtschaftlich, da zur Befüllung der Druckluftbehälter mit einem solch hohen Druck deutlich mehr Energie aufgewendet werden muss, als es zur Befüllung der Druckluftbehälter mit 12 bar Druckluft not-wendig ist.

Diese zusätzlich aufwendende Energie zur Erhöhung des Drucks von 12 auf 15 bar kann überdies bei einer weiteren Expansion der Druckluft im Verbrauchsfall auf einen Arbeitsdruck von beispielsweise 12 bar nicht mehr zu-rückgewonnen werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Druckluftbehälter mit einer erhöhten Kapazität bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch einen Druckluftbehälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Druckluftbehälter ist ein mit Druckluft befüllbarer Speicherraum zumindest teilweise mit einem Lufttrocknungsmittel befüllt.

Solche Lufttrocknungsmittel werden üblicherweise in dem eigentlichen Druckluftbehälter vorgeschalteten Trocknungs- oder Reinigungsbehältern eingesetzt, um die Druckluft nach dem Durchlauf durch einen Kompressor mit einem physikalischen Verfahren zu trocknen.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass diese Lufttrocknungsmit-telmaterialen auch dazu geeignet sind, neben Wasser auch die Luft selber zu speichern. So kann zum Beispiel bei 10 bar Druck die volumenmäßig doppelte Menge an Luft in einem mit einem Lufttrocknungsmittel gefüllten Druckluftbe-hälter gespeichert werden als in einem Druckluftbehälter, der nicht mit einem solchen Lufttrocknungsmittel befüllt ist.

Vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist das Lufttrocknungsmittel mit einem sogenannten Molekularsieb mit einem zur Aufnahme von molekularem Stickstoff und/oder Sauerstoff geeigneten Poren-durchmessen

Als Molekularsieb bezeichnet man dabei natürliche oder synthetisch hergestellte Zeolithe, die sich durch ihr großes Adsorptionsvermögen für Gase, Dämpfe oder auch gelöste Stoffe auszeichnen, was auf ihre große innere Oberfläche zurückzuführen ist. Wichtig ist dabei auch, dass diese Molekularsiebe regenrationsfähig sind, insbesondere durch Herabsetzung des Druckes, bei dem die absorbierte Luft sich aus den Poren des Molekularsiebes wieder löst, so dass bei der Entnahme von Druckluft aus dem mit dem Lufttrocknungsmittel befüllten Druckluftbehälter ein Teil des in dem Trocknungsmittel gespeicherten Luft wieder in den Speicherraum des Druckluftbehälter freigesetzt wird.

Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante der Erfindung ist das den Speicherraum zumindest teilweise füllende Lufttrocknungsmittel ein Xerogel, insbesondere Silikagel.

Als Xerogele bezeichnet man poröse Feststoffe mit einer netzartigen Struktur und damit ebenfalls einer sehr großen inneren Oberfläche. Insbesondere Silikagel ist dabei stark hygroskopisch, weshalb es in vielen Anwendungen zur Lufttrocknung eingesetzt wird.

Der Druckluftbehälter selbst besteht dabei im Wesentlichen aus einem Speicherraum zur Speicherung von Druckluft, die über einen Kompressor in den Druckluftbehälter eingeleitet wird.

Zur Ausleitung der in den Druckluftbehälter bevorrateten Druckluft ist an dem Druckluftbehälter des weiteren ein Auslassventil vorgesehen, über das die Druckluft zu einem Endverbraucher wie beispielsweise eine Druckluftbremsanlage oder dergleichen geleitet wird, gegebenenfalls über eine Drosseleinrich-tung zur Verringerung des Drucks auf einen an den Endverbraucher ange-passten Luftdruck.

Zumindest ein Teilvolumen des Speicherraums des Druckluftbehälters ist dabei mit einem Lufttrocknungsmittel gefüllt. Als Lufttrocknungsmittel wird dabei insbesondere ein Molekularsieb eingesetzt, dessen Porendurchmesser zur Aufnahme von molekularem Stickstoff und/oder Sauerstoff geeignet ist, so dass hier Molekularsiebe mit Porendurchmesser von 3 bis 4 Angström in Frage kommen. Abhängig vom angelegten Druck kann das Molekularsieb eine vorbestimmte Menge an Luft, sprich Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle, in seiner Kristallstruktur speichern. Dabei nimmt die Speicherfähigkeit der Molekularsiebe mit dem Druck zu.

Alternativ ist als Befüllungsmittel für den Speicherraum des Druckluftbehälters auch ein Xerogel, insbesondere Silicagel einsetzbar, das ebenfalls große Mengen an Luft zu speichern vermag. Durch diese Fähigkeit, neben der Speicherung von Wasser auch größere Mengen an Luft in seiner Kristallstruktur aufnehmen zu können, ist die Verwendung eines solchen Lufttrocknungsmittels auch zur Speicherung von Luft in einem mit einem solchen Lufttrock-nungsm ittel befüllten Druckluftbehälter besonders geeignet.