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Title:
DEVICE ARRANGEMENT HAVING A WORK MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/078794
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device arrangement having a work machine and further associated components, wherein on the work machine, at least one sensor is provided for converting physical variables into electrical variables, wherein the sensor has a feeler for measuring a physical variable and electrical contacts or lines for forwarding the electrical variable, wherein the work machine and at least one further component within the device arrangement can be combined with one another and are in each case designed as modular construction units, wherein the feeler of the sensor is connected to the work machine and the electrical contacts of the sensor are connected to the further component and, during combination of the modular construction units, the sensor can be positioned and brought into contact with an electronic circuit or an electronic control apparatus.

Inventors:
ORAL ERKAN (DE)
STABENOW UWE (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/074747
Publication Date:
April 18, 2024
Filing Date:
September 08, 2023
Export Citation:
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Assignee:
ZF CV SYSTEMS EUROPE BV (BE)
International Classes:
G01K1/14; B60T17/02; F04B53/22; G01K1/16; G01K7/16; H01R13/66
Attorney, Agent or Firm:
RABE, Dirk-Heinrich (DE)
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Claims:
Patentansprüche:

1. Geräteanordnung (1) mit einer Arbeitsmaschine (2) und weiteren zugehörigen Bauteilen (3, 4, 5), wobei an der Arbeitsmaschine mindestens ein Sensor (8) zur Umwandlung physikalischer Größen in elektrische Größen vorgesehen ist, wobei der Sensor einen Fühler (8.1 ) zur Messung einer physikalischen Größe und elektrische Kontakte oder Leitungen (8.2) zur Weiterleitung der elektrischen Größe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsmaschine (2) und mindestens ein weiteres Bauteil (5) innerhalb der Geräteanordnung (1 ) zusammenbaubar und jeweils als modular ausgebildete Baueinheiten ausgebildet sind, wobei der Fühler (8.1 ) des Sensors mit der Arbeitsmaschine (2) und die elektrischen Kontakte (8.2) des Sensors mit dem weiteren Bauteil (5) verbunden sind und der Sensor (8) beim Zusammenbau der modularen Baueinheiten (2, 5) positionierbar und mit einer elektronischen Schaltung (6) oder einer elektronischen Steuerungseinrichtung (20) kontaktierbar ist.

2. Geräteanordnung nach Anspruch 1 , bei der mindestens der Fühler (8.1 ) des Sensors (8) an der Arbeitsmaschine (2) oder innerhalb eines in der Arbeitsmaschine vorgesehenen Bauraumes (10) zur Aufnahme des Sensors positionierbar ist.

3. Geräteanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der mindestens der Fühler (8.1 ) des Sensors (8) innerhalb einer Vertiefung oder Bohrung (10) in einer Wandung der Arbeitsmaschine (2) aufnehmbar ist, vorzugsweise unter Hinzugabe einer aushärtenden Stützmasse (12) oder einer für physikalische Größen leitfähigen Masse (12) oder Paste.

4. Geräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Sensor (8) als Teil des weiteren Bauteils (5) ausgebildet ist, vorzugsweise mindestens teilweise in dem weiteren Bauteil (5) eingegossen ist.

5. Geräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der ein mit den modularen Baueinheiten (2, 5) zusammenwirkendes und in mindestens eine der Baueinheiten eingreifendes Steckerbauteil (11 , 14) den Sensor (8) enthält.

6. Geräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der Sensor (8) und das Steckerbauteil (11 , 14) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.

7. Geräteanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der Sensor (8) oder das Steckerbauteil (11 , 14) einen den Bauraum (10) zur Aufnahme des Sensors abdichtenden Kragen (16, 17, 18) aufweisen.

8. Geräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Sensor als Temperatursensor (8) ausgebildet ist, vorzugsweise mit einem als NTC- oder PTC- Widerstand ausgebildeten Fühler (8.1 ), wobei der Fühler (8.1 ) des Sensors (8) thermisch mit der Arbeitsmaschine (2) und elektrisch mit dem weiteren Bauteil (5) verbunden ist.

9. Geräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die elektrischen Kontakte (8.2) des Sensors mittels Steck-, Schnapp- oder Klemmverbindungen (13, 13.1 , 13.2) mit der elektronischen Schaltung (6) oder der Steuerungseinrichtung verbindbar sind, wobei die Steck-, Schnapp- oder Klemmverbindungen (13, 13.1 , 13.2) vorzugsweise durch den Zusammenbau der modularen Baueinheiten (2, 5) aktivierbar sind.

10. Geräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der das weitere Bauteil (5) die elektronische Schaltung (6), vorzugsweise eine gedruckte Schaltung (PCB) oder Leiterplatte (6) aufweist und die elektrischen Kontakte (8.2) des Sensors über die elektronische Schaltung (6) oder direkt mit der elektronischen Steuerungseinrichtung (20) verbindbar sind, vorzugsweise mit Hilfe weiterer elektrischer Leitungen (15) im weiteren Bauteil (5).

11 . Geräteanordnung nach Anspruch 10, bei der die Verbindung der elektrischen Kontakte (8.2) des Sensors zur Steuerungseinrichtung über einen Stecker am weiteren Bauteil erfolgt, vorzugsweise über einen die elektronische Schaltung (6) beinhaltenden Gerätestecker (7).

12. Geräteanordnung nach Anspruch 10 oder 11 , bei der die Verbindung der elektrischen Kontakte (8.2) des Sensors (8) zur Steuerungseinrichtung (20) über einen Stecker (19) außerhalb des weiteren Bauteils (5) erfolgt.

13. Geräteanordnung nach Anspruch 9, bei der Verbindung der elektrischen Kontakte (8.2) des Sensors (8) zur Steuerungseinrichtung (20) direkt über einen mit den Kontakten (8.2) des Sensors (8) verbundenen Stecker (21 ) erfolgt

14. Geräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ausgebildet als Druckluft- Kompressoreinheit (1 ) in einem Fahrzeug, wobei die als modulare Baueinheiten ausgebildete Arbeitsmaschine einen Verdichter (2) aufweist und als weitere modulare Baueinheit (5) ein Pneumatikmodul (5) mit einer Anordnung von schaltbaren Ventilen (5.1 ) zur Leitung und Verteilung der Druckluft sowie mit einer zugehörigen elektronischen Schaltung oder Leiterplatte (6) vorgesehen ist.

15. Geräteanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ausgebildet als Druckluft- Kompressoreinheit (1 ) in einem Fahrzeug, wobei die als modulare Baueinheiten ausgebildete Arbeitsmaschine einen Verdichter (2) sowie eine Anordnung von schaltbaren Ventilen (3.2) zur Leitung und Verteilung der Druckluft aufweist, vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, und eine weitere modulare Baueinheit (22) mindestens eine zugehörige elektronische Schaltung oder Leiterplatte (6) enthält.

16. Geräteanordnung nach Anspruch 14 oder 15, bei der der Verdichter (2) als Hubkolbenverdichter mit einem in einem Kurbelgehäuse (3) angeordneten Kurbeltrieb (3.1 ) ausgebildet ist und der Fühler (8.1 ) des Sensors in einer Aufnahme (10) des Hubzylinders (2.1 ) des Verdichters (2) vorgesehen ist, vorzugsweise in einer Vertiefung oder Bohrung (10) aufgenommen ist.

17. Geräteanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei der der als Hubkolbenverdichter ausgebildete Verdichter (2) zusammen mit dem Kurbelgehäuse (3) als modulare Baueinheit (23) ausgebildet sind, in der sowohl ein zugehöriger Hubzylinder (2.1 ) als auch eine zugehöriger Kurbeltrieb (3.1 ) angeordnet sind.

18. Geräteanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei der als Arbeitsmaschine oder als modular ausgebildetes weiteres Bauteil ein separater Motor (4) zum Antrieb des Verdichters (2) und/oder ein Lufttrockner (24) vorgesehen sind.

19. Druckluftversorgungsanlage (25) einer Luftfederung und/oder einer Druckluftbremse eines Fahrzeugs (26) mit einer Geräteanordnung (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 18.

20. Fahrzeug (26), insbesondere Kraftfahrzeug (26) mit einer Druckluftversorgungsanlage (25) nach Anspruch 19.

Description:
Geräteanordnung mit einer Arbeitsmaschine

Die Erfindung betrifft eine Geräteanordnung mit einer Arbeitsmaschine und weiteren zugehörigen Bauteilen, wobei an der Arbeitsmaschine mindestens ein Sensor zur Umwandlung physikalischer Größen in elektrische Größen vorgesehen ist und der Sensor einen Fühler zur Messung einer physikalischen Größe und elektrische Kontakte oder Leitungen zur Weiterleitung der elektrischen Größe aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin Druckluftversorgungsanlage mit einer solchen Geräteanordnung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Druckluftversorgungsanlage.

Bei den allenthalben im technischen Umfeld zu findenden Geräteanordnungen und funktional gekoppelten Bauteilen oder Einheiten ist es in aller Regel erforderlich, die physikalischen Zustandsgrößen der einzelnen Bauteile, zum Beispiel einzelner Arbeitsmaschinen, zu überwachen, um durch eine Steuerung oder Regelung ein sicheres Zusammenwirken aller Einheiten zu erreichen. Heutzutage verwendet man dazu einerseits Sensoren, die verschiedene physikalischen Größen und Zustandsänderungen an den Geräten detektieren und in elektrische Größen umwandeln, andererseits elektronische Steuerungen, welche die durch die Sensoren bereitgestellten elektrischen Größen als Eingangssignale zur Steuerung der Geräteanordnung verarbeiten, oft mithilfe verschiedener Algorithmen und speziell angepasster Programme, die im Prozessor der Steuerung oder in zugehörigen Speichern eingelesen sind.

Damit entsteht das Erfordernis, dass einerseits die Sensoren an den Stellen der Geräte oder Bauteile angeordnet werden sollen, an denen die relevanten physikalischen Größen und Zustandsänderungen auch tatsächlich auftreten, und dass andererseits die elektrischen Leitungen und Verbindungen zwischen den Sensoren und der Steuerungseinheit möglichst sicher, einfach, flexibel, verlustfrei angeschlossen werden können, ohne dass störende Wechselwirkungen mit anderen Bauteilen entstehen. Insbesondere bei einer sehr komplexen Zusammenstellung von Geräten und Aggregaten in einem Kraftfahrzeug, ist dieses Erfordernis darüber hinaus noch durch den relativ geringen Bauraum beeinflusst sowie durch die Notwendigkeit, möglichst gewichtssparend zu konstruieren. Außerdem müssen bei der Vielzahl von Geräten unterschiedlicher Herstellung bzw. unterschiedlicher Hersteller, welche in einem Kraftfahrzeug verbaut sind, die Schnittstellen und Anschlussmöglichkeiten gerade im Bereich der Sensorik und Elektronik miteinander kompatibel und problemlos in das Gesamtsystem integrierbar sein.

Ein gutes Beispiel für eine Problematik solche Art findet sich, wenn man eine Druckluftversorgungsanlage betrachtet, welche etwa in einem Kraftfahrzeug für eine Druckluftbremse oder eine Luftfederung vorgesehen ist. Eine solche Druckluftversorgungsanlage beinhaltet in der Regel eine Anordnung von verschiedenen Geräten, nämlich u.a. eine Druckluft-Kompressoreinheit, bei der als Arbeitsmaschine ein Verdichter und als weitere Baueinheit ein Pneumatikmodul vorgesehen sind, welches die erforderlichen schaltbaren Ventilen zur Leitung und Verteilung der Druckluft sowie oft mindestens einen Teil einer zugehörigen elektronischen Schaltung enthält. Als Verdichter ist oft ein Hubkolbenverdichter eingesetzt, der über einen in einem Kurbelgehäuse angeordneten Kurbeltrieb angetrieben wird.

Dabei ist es nun unabdingbar, den Hubkolbenverdichter im Hinblick auf die dort entstehende Temperatur genauestens zu überwachen, um nämlich bei Überhitzung oder bei Überschreitung bestimmter Temperaturgrenzen oder Temperatur- Belastungskollektive eingreifen zu können. Dazu sind in der Steuerungseinheit entsprechende vorprogrammierte Regelungsschritte vorgesehen. Die Basis für solche Eingriffe und Regelungsschritte ist aber auf jeden Fall ein Temperatursensor, der die tatsächliche, im Zylinder des Hubkolbenverdichters vorliegende Temperatur, also am Ort der Entstehung möglichst genau und unbeeinflusst von Umgebungseinflüssen, etwa einer Wärmestrahlung des Fahrzeugmotors, detektiert und als elektrisches Signal sicher weiterleitet.

Auch wenn heutzutage sehr genau arbeitende Sensoren, wie zum Beispiel die bekannten NTC-Widerstände (Thermistoren - Negative Temperature Coefficient) oder PTC-Widerstände (Positive Temperature Coefficient) als Sensoren zur Verfügung stehen, so ist doch die Befestigung solcher Sensoren am Verdichter - ebenso wie die erforderlichen elektrischen Kontaktierungen der Verbindungsleitungen zur elektronischen Steuerungseinheit - durch z.B. Wärmequellen in der Umgebung stark beeinflusst.

Die DE 10 2014 207 509 A1 schlägt zur Reduzierung solcher Einflüsse einen erhöhten Grad an Integration in einer Luftversorgungseinheit vor, bei der verschiedene Arten von Sensoren in einer Baueinheit integriert werden.

Für die Erfindung bestand daher die Aufgabe, eine Geräteanordnung mit einer Arbeitsmaschine und weiteren zugehörigen Bauteilen und/oder Funktionseinheiten bereitzustellen, beispielsweise eines Hubkolbenverdichters als Arbeitsmaschine und einer pneumatische Einheit als weiterem Bauteil, wobei an der Arbeitsmaschine mindestens ein Sensor zur Umwandlung physikalischer Größen in elektrische Größen vorgesehen ist, der direkt an der Arbeitsmaschine und unbeeinflusst von Umgebungsbedingungen die physikalische Größe messen kann, wobei die Geräteanordnung so ausgebildet ist, dass auch das elektrische Signal des Sensors nicht nur möglichst sicher, einfach, und verlustfrei übertragen werden kann, sondern auch so, dass die Verbindungsmittel zur Übertragung der elektrischen/elektronischen Signale so ausgebildet sind, dass unterschiedliche Bauteile und Anschlüsse miteinander ohne weiteres kompatibel sind. Ebenfalls offenbart ist eine Druckluftversorgungsanlage mit einer erfindungsgemäßen Geräteanordnung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Druckluftversorgungsanlage.

Dabei ist die Geräteanordnung mit einer Arbeitsmaschine und weiteren zugehörigen Bauteilen so ausgebildet, dass die Arbeitsmaschine und mindestens ein weiteres Bauteil innerhalb der Geräteanordnung zusammenbaubar und jeweils als modular ausgebildete Baueinheiten ausgebildet sind, wobei der Fühler des Sensors mit der Arbeitsmaschine und die elektrischen Kontakte des Sensors mit dem weiteren Bauteil verbunden sind und der Sensor beim Zusammenbau der modularen Baueinheiten positionierbar und mit einer elektronischen Schaltung oder einer elektronischen Steuerungseinrichtung kontaktierbar ist. Als weitere Bauteile sind hier auch Funktionseinheiten zu verstehen, die selbst jeweils aus einem oder mehreren Teilen aus zusammengesetzt sein können.

Auf diese Weise wird ein sehr hohes Maß von Integration der wesentlichen Sensorbauteile und der elektrischen Übertragung erreicht. Dadurch, dass die ortsrichtige Positionierung des Sensors und dessen Kontaktierung während bzw. durch den Zusammenbau von modular ausgebildeten Baueinheiten erfolgt, wird einerseits vermieden, dass eine mangelhafte physikalische Verbindung entstehen könnte zwischen Sensorfühler und maßgeblichem Messpunkt, dem sogenannten „Hotspot“ für das Ermitteln der physikalischen Messgröße, andererseits wird eine sichere elektronische/elektrische Verbindung zwischen Sensor und nachgeschalteten elektronischen Bauteilen bereits während des Zusammenbaus sichergestellt, so dass die elektrischen Signale des Sensors sicher an eine Steuerungseinheit geleitet werden können.

Das ist besonders in einer Weiterbildung der Erfindung der Fall, bei der mindestens der Fühler des Sensors an der Arbeitsmaschine oder innerhalb eines in der Arbeitsmaschine vorgesehenen Bauraumes zur Aufnahme des Sensors positionierbar ist. So kann je nach Art der Arbeitsmaschine, nach Art der zu messenden physikalischen Größe und nach Art der durch die Konstruktion vorgegebenen Eigenarten der Fühler des Sensors an dem Punkt positioniert werden, an dem die zu messende physikalische Größe in oder an der Arbeitsmaschine ihre größte Ausprägung erfährt.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist mindestens der Fühler des Sensors innerhalb einer Vertiefung oder Bohrung in einer Wandung der Arbeitsmaschine aufnehmbar, vorzugsweise unter Hinzugabe einer aushärtenden Stützmasse oder einer für physikalische Größen leitfähigen Masse oder Paste. Das Einbringen in einer Vertiefung oder Bohrung der Wandung schützt einerseits den Sensor bzw. den Fühler und erlaubt andererseits die Messung der physikalischen Größe direkt oder möglichst nah am Ort ihrer Entstehung. Die genannte Masse oder Paste unterstützt eine solche Befestigung und kann dazu beitragen, den Kontakt des Fühlers zur physikalischen Größe zu verbessern. In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Sensor als Teil des weiteres Bauteils ausgebildet, vorzugsweise mindestens teilweise in dem weiteren Bauteil eingegossen. Eine solche Weiterbildung ist mit einer zusätzlichen Erhöhung der Bauteilintegration verbunden und führt im Übrigen dazu, dass der Sensor, bzw. der Fühler quasi „automatisch“ beim Zusammenbau in die richtige Position gebracht wird.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung enthält ein mit den modularen Baueinheiten zusammenwirkendes und in mindestens eine der Baueinheiten eingreifendes Steckerbauteil den Sensor, etwa in Form eines Adapters, der einseitig oder beidseitig mit den modularen Baueinheiten verbindbar bzw. in diese einsteckbar ist. Eine solche Ausbildung vereinfacht den Zusammenbau und führt auch dazu, dass - mit normierter Steckerausbildung - Bauteile unterschiedlicher Hersteller oder unterschiedlicher Herstellungsarten problemlos miteinander verknüpft werden können. Weiterhin verhindert solch ein Steckeradapter, das die empfindlichen Sensorbauteile während der Montage beschädigt werden könnten.

Eine einfache und leicht herzustellende Weiterbildung der Erfindung besteht in diesem Fall darin, dass Sensor und Steckerbauteil stoffschlüssig miteinander verbunden sind, etwa durch eine Klebung verbunden oder miteinander vergossen sind.

In einer weiteren Ausbildung weisen der Sensor oder das Steckerbauteil einen den Bauraum zur Aufnahme des Sensors abdichtenden Kragen auf. Auf diese Weise erhält man einen sicheren Schutz des Sensors beim Handling und gegen Umgebungseinflüsse.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Sensor als Temperatursensor ausgebildet ist, vorzugsweise mit einem als NTC-Widerstand (Thermistor) oder PTC-Widerstand ausgebildeten Fühler, wobei der Fühler des Sensors thermisch mit der Arbeitsmaschine und elektrisch mit dem weiteren Bauteil verbunden ist. Solche, als Widerstandselemente sehr einfach aufgebaute Sensoren eignen sich in besonderer Weise zur Verwendung mit der findungsgemäßen Ausbildung. Im Zusammenhang mit der bereits erwähnten Hinzugabe einer aushärtenden Stützmasse oder einer für physikalische Größen leitfähigen Masse oder Paste wäre hier z.B. eine Wärmeleitpaste gut geeignet, eine Wärmeübertragung noch zu verbessern.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind die elektrischen Kontakte des Sensors mittels Steck-, Schnapp- oder Klemmverbindungen mit der elektronischen Schaltung oder Steuerungseinrichtung verbindbar, wobei die Steck-, Schnapp- oder Klemmverbindungen vorzugsweise durch den Zusammenbau der modularen Baueinheiten aktivierbar sind. Eine solche Ausbildung unterstützt in starkem Maße die Kompatibilität von Bauteilen unterschiedlicher Hersteller oder Herstellungsarten. Durch die Ausbildung der elektrischen Kontaktierung mithilfe von allgemein bekannten und ggf. normierten oder eindeutig codierten Steck-, Schnapp- oder Klemmverbindungen können Bauteile unterschiedlicher Hersteller oder unterschiedlicher Herstellungsarten problemlos miteinander verknüpft werden. So sind beispielsweise Verbindungen von Stecker-Pins in federnden Clips oder Rast- Verbindungen sehr einfach und sicher zu handhaben.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung weist das weitere Bauteil die elektronische Schaltung auf, vorzugsweise eine PCB (Printed Circuit Board - Gedruckte Schaltung) oder eine Leiterplatte, und die elektrischen Kontakte des Sensors sind über die bzw. unter Einbindung der elektronischen Schaltung mit der elektronischen Steuerungseinrichtung verbindbar. Die Verbindung zur Steuerungseinrichtung kann aber auch direkt erfolgen, nämlich über z.B. ein „bypassing“, d. h. über Leitungen, die an der PCB vorbeiführen.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht diesbezüglich darin, dass die Verbindung der elektrischen Kontakte des Sensors zur Steuerungseinrichtung über einen Stecker am weiteren Bauteil erfolgt, vorzugsweise über einen die elektronische Schaltung beinhaltenden Gerätestecker. Auch hier sorgt die Ausbildung eines Steckers/ Gerätesteckers dafür, dass Kompatibilität mit weiteren Bauteilen und Herstellungsarten auf einfache Weise ermöglicht wird.

Dasselbe gilt für eine weitere Ausbildung der Erfindung, die darin besteht, dass die Verbindung der elektrischen Kontakte des Sensors zur Steuerungseinrichtung über einen Stecker außerhalb des weiteren Bauteils erfolgt, oder darin, dass die Verbindung der elektrischen Kontakte des Sensors zur Steuerungseinrichtung direkt über einen mit den Kontakten des Sensors verbundenen Stecker erfolgt

Besonders eignet sich eine erfindungsgemäße Geräteanordnung, wie bereits oben dargestellt, für Anwendungen im Kraftfahrzeugbereich, da hier weitere Restriktionen zu beachten sind, wie zum Beispiel geringer Bauraum und Gewicht. In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Geräteanordnung daher als Druckluft- Kompressoreinheit in einem Fahrzeug ausgebildet, wobei die als modulare Baueinheit ausgebildete Arbeitsmaschine einen Verdichter aufweist und als weitere modulare Baueinheit ein Pneumatikmodul mit einer Anordnung von schaltbaren Ventilen zur Leitung und Verteilung der Druckluft sowie mit einer zugehörigen elektronischen Schaltung oder Leiterplatte vorgesehen ist.

In einer diesbezüglich weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Verdichter als Hubkolbenverdichter mit einem in einem Kurbelgehäuse angeordneten Kurbeltrieb ausgebildet und der Fühler des Sensors ist in einer Vertiefung oder Bohrung des Hubzylinders aufnehmbar ist. Eine entsprechende Bohrung oder Vertiefung im Hubzylinder, respektive in der Seitenwand des Zylinders, fixiert und bestimmt einen Messpunkt, der die tatsächlichen Temperaturverhältnisse im Hubkolbenverdichter bestens repräsentiert.

In einer anderen Ausbildung der erfindungsgemäßen Geräteanordnung ist der Verdichter als Hubkolbenverdichter und als modulare Baueinheit zusammen mit einem in einem Kurbelgehäuse angeordneten Kurbeltrieb ausgebildet. Auch hierdurch ergeben sich Vorteile bezüglich des Bauraums und des Gewichts.

Der Verdichter bzw. der Hubkolbenverdichter kann dabei ein- oder mehrstufig ausgebildet sein und unterschiedliche Konstruktionen aufweisen, beispielsweise seriell oder parallel angeordnete Stufen.

In einer weiteren, alternativen Ausführung weist die als modulare Baueinheiten ausgebildete Arbeitsmaschine einen Verdichter sowie eine Anordnung von schaltbaren Ventilen zur Leitung und Verteilung der Druckluft aufweist, vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, wobei eine weitere modulare Baueinheit mindestens eine zugehörige elektronische Schaltung oder Leiterplatte enthält.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist als Arbeitsmaschine oder als modular ausgebildetes weiteres Bauteil ein separater Motor zum Antrieb des Verdichters und/oder ein Lufttrockner vorgesehen. Bei einem solchen Motor kann es sich auch um eine zusätzliche Arbeitsmaschine handeln, die ebenfalls im Hinblick auf ihre Temperatur überwacht werden muss.

Wie bereits dargestellt eignet sich eine solche erfindungsgemäße Geräteanordnung insbesondere für eine Druckluftversorgungsanlage einer Luftfederung und/oder einer Druckluftbremse eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei als Kraftfahrzeuge sowohl Personenkraftwagen als auch Lastkraftwagen oder Autobusse, aber auch Sattelauflieger oder Anhänger geeignete Fahrzeuge zur Anwendung sind.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1a -1c jeweils eine Ausführung der erfinderischen Geräteanordnung in lediglich prinzipieller Darstellung vor dem kompletten Zusammenbau,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer Ausführung einer erfinderischen

Geräteanordnung in vergrößertem Maßstab nach dem Zusammenbau,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer anderen Ausführung einer erfinderischen Geräteanordnung in vergrößertem Maßstab nach dem Zusammenbau,

Fig. 4 einen Ausschnitt aus zwei weiteren Ausführungen einer erfinderischen Geräteanordnung in vergrößertem Maßstab nach dem Zusammenbau,

Fig. 5, 6 einen Ausschnitt der Leitungsführung eines als Pneumatikmodul ausgebildeten modularen Bauteils in mehreren Ausführungen und in vergrößertem Maßstab. Fig. 7, 8 weitere Ausführungen von Verbindungen elektrischer Kontakte bei der erfindungsgemäßen Geräteanordnung.

Fig. 1 a zeigt rein prinzipiell eine erfinderische Geräteanordnung, wie sie beispielsweise in einer Druckluftversorgungsanlage eines LKW mit Luftfederung Niveauregulierungsanlage vorgesehen ist.

Neben einer Reihe anderer, hier nicht dargestellter Komponenten, weist die Druckluftversorgungsanlage eine Geräteanordnung in Form einer Druckluft- Kompressoreinheit 1 auf, wobei als Arbeitsmaschine ein Verdichter vorgesehen ist, hier ausgebildet als Hubkolbenverdichter 2, welcher über einen in einem Kurbelgehäuse 3 angeordneten, hier nicht detailliert dargestellten Kurbeltrieb 3.1 mithilfe eines Elektromotors 4 angetrieben wird. Die Druckluft-Kompressoreinheit 1 ist in einem Zustand vor dem endgültigen Zusammenbau mit einer weiteren modularen Baueinheit dargestellt, nämlich vor ihrem Zusammenbau mit einem Pneumatikmodul 5. Das Pneumatikmodul 5 weist eine ebenfalls nicht im Detail dargestellte Anordnung von schaltbaren Ventilen 5.1 zur Leitung und Verteilung der Druckluft auf und ist mit einer zugehörigen elektronischen Schaltung 6 versehen. Die elektronische Schaltung 6 ist dabei in einem Gerätestecker 7 angeordnet, der mit dem Pneumatikmodul 5 lösbar über Steckerkontakte/Pins verbunden ist.

In Fig. 1 erkennt man einen Sensor, nämlich einen Temperatursensor 8, hier ausgebildet als NTC-Widerstand (Thermistor), wobei der Fühler 8.1 des Sensors 8 nach dem Zusammenbau des Pneumatikmoduls 5 mit der Druckluft- Kompressoreinheit 1 thermisch mit dem Hubkolbenverdichter 2 bzw. dessen Hubzylinder 2.1 und über die elektrischen Leitungen 8.2 elektrisch mit der elektronischen Schaltung 6 verbunden ist, und damit schließlich über den die elektronische Schaltung beinhaltenden Gerätestecker 7 weiter mit einer hier nicht im Detail dargestellten Steuerungseinrichtung 20. Der Zusammenbau der modularen Einheiten 1 und 5 ist durch die Pfeile 9 dargestellt.

Fig. 1 b unterscheidet sich von der Fig. 1a lediglich dadurch, dass hier die modularen Baueinheiten der erfinderischen Geräteanordnung etwas anders aufgebaut sind. Die als modulare Baueinheiten ausgebildete Arbeitsmaschine weist neben dem Hubkolbenverdichter 2 hier auch eine in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnete Anordnung von schaltbaren Ventilen 3.2 zur Leitung und Verteilung der Druckluft auf. Diese Anordnung von Ventilen ist hier im Gegensatz zur Ausführung nach Fig. 1a also nicht in einem separaten Pneumatikmodul enthalten, sondern am oder in einem Gehäuse enthalten, dass auch das Kurbelgehäuse 3.1 aufweist. Die weitere modulare Baueinheit 22 in der Ausführung nach Fig. 1b enthält dann mindestens eine zugehörige elektronische Schaltung oder Leiterplatte 6. Nach dem Zusammenbau des Pneumatikmoduls 5 bzw. der weiteren modularen Baueinheit 22 mit der Druckluft-Kompressoreinheit 1 ist der der Fühler 8.1 des Sensors 8 innerhalb einer Bohrung 10 in einer Wandung des Hubkolbenverdichters 2 bzw. des Hubzylinders 2.1 aufgenommen und sitzt dort an der Stelle, die tatsächlich als Hotspot, d. h. als idealer Messpunkt bei der Temperaturmessung anzusehen ist.

Weitere Gestaltungen der modularen Baueinheiten der erfinderischen Geräteanordnung sind ebenfalls möglich, beispielsweise so, dass Hubkolbenverdichter und Kurbelgehäuse innerhalb einer modulare Baueinheit ausgebildet sind.

Eine solche Ausführung zeigt die Fig. 1 c, bei der der Verdichter 2 und das Kurbelgehäuse 3 als eine modulare Baueinheit 23 ausgebildet sind, die dann den Hubzylinder 2.1 und den Kurbeltrieb 3.1 enthält.

In den Fig. 1a bis 1c sind beispielhaft, rein prinzipiell und in Form von strichpunktierten Linien auch die Systemgrenzen einer Druckluftversorgungsanlage 25 und eines Fahrzeugs 26 angedeutet.

Ebenfalls rein prinzipiell dargestellt ist in Fig. 1a bis 1c eine Gestaltung, bei der ein Lufttrockner 24 als modulare Baueinheiten ausgebildet ist.

Fig.2 zeigt in vergrößertem Maßstab gegenüberliegende Teilbereiche des Hubkolbenverdichters 2 und des Pneumatikmoduls 5, respektive der weiteren modulare Baueinheit 22 nach dem Zusammenbau dieser beiden modularen Einheiten. In dieser Ausführung enthält ein mit den modularen Baueinheiten zusammenwirkendes und beide Baueinheiten eingreifendes Steckerbauteil den Sensor, hier nämlich ein Steckadapter 11 . Der Steckadapter 11 wirkt mit beiden modularen Baueinheiten Hubkolbenverdichter 2 und Pneumatikmoduls 5 / Baueinheit 22 zusammen und greift in beide Baueinheiten ein. Auf Seiten des Pneumatikmoduls 5 / der Baueinheit 22 greift der Steckadapter 11 in ein weiteres Steckerbauteil 14 ein, welches als Aufnahme dient und auch die Leitungsverbindung herstellt.

Der Sensor 8 mitsamt Teilen seines Fühlers 8.1 und den elektrischen Leitungen 8.2 ist im Steckadapter 11 eingegossen, um bei einem Einzeleinbau möglicherweise entstehende Beschädigungen zu vermeiden. Die Bohrung 10 in der Wandung des Hubkolbenverdichters 2 bzw. des Hubzylinders 2.1 ist mit einer aushärtenden, stützenden und temperaturleitfähigen Masse 12 ausgefüllt, die vor oder während des Zusammenbaus eingebracht wird. Die elektrischen Leitungen 8.2 sind in Federklemmen 13 aufgenommen, die zum Steckerbauteil 14 gehören, das auf Seiten des Pneumatikmoduls 5 / der Baueinheit 22 zur Aufnahme des Steckeradapters 11 vorgesehen ist. Die Federklemmen 13 sind dann mit weiteren Leitungen 15 verbunden, die letztlich zur Steuerungseinheit 20 führen.

Natürlich können die Leitungen 8.2 auch über andere fachüblich ausgebildete Steck- Schnapp- oder Klemmverbindungen mit einer entsprechenden Aufnahme im Pneumatikmodul verbunden werden, die dann wiederum die Verbindung mit der elektronischen Schaltung oder Steuerungseinrichtung herstellt. Vorzugsweise sind die Steck-, Schnapp- oder Klemmverbindungen durch den Zusammenbau der modularen Baueinheiten 2 und 5 bzw. 22 aktivierbar.

Der Steckeradapter 11 weist ist in dieser Ausführung auch einen den Bauraum 10 abdichtenden Kragen 16 auf.

Fig.3 zeigt - ebenfalls in vergrößertem Maßstab - gegenüberliegende Teilbereiche des Hubkolbenverdichters 2 und des Pneumatikmoduls 5 / der Baueinheit 22 einer weiteren Ausführung nach ihrem Zusammenbau. Hier wurde auf den in der Fig. 2 gezeigten Steckeradapter verzichtet. Der Sensor 8 mitsamt Fühler 8.1 und den elektrischen Leitungen 8.2 ist direkt am Steckerbauteil 14 angeordnet, welches ebenfalls Federklemmen 13 zur Aufnahme der an ihrem Ende als Steckerpins 13.1 ausgeführten elektrischen Leitungen 8.2 des Sensors aufweist. Die Federklemmen 13 sind dann mit weiteren Leitungen 15 verbunden, die letztlich zur Steuerungseinheit 20 führen. Die Bohrung 10 in der Wandung des Hubkolbenverdichter 2 bzw. des Hubzylinders 2.1 ist auch in dieser Ausführung mit einer aushärtenden, stützenden und temperaturleitfähigen Masse 12 ausgefüllt, die vor oder während des Zusammenbaus eingebracht wird. Hier weist das Steckerbauteil 14 einen den Bauraum 10 abdichtenden Kragen 17 auf.

Fig.4 zeigt in vergrößertem Maßstab gegenüberliegende Teilbereiche des Hubkolbenverdichters 2 bzw. des Hubzylinders 2.1 und des Pneumatikmoduls 5 einer Ausführung, bei der der Sensor 8 als Teil des weiteren modularen Bauteils, d.h. hier des Pneumatikmoduls 5 / der Baueinheit 22 ausgebildet ist. Hier ist der Sensor 8 direkt und ohne weitere Stecker oder Adapter am Pneumatikmoduls 5 / der Baueinheit 22 angeordnet. Im unteren Teil der Fig. 4 ist dabei der Sensor mit einem Kragen 18 ausgebildet, der den mit einer temperaturleitfähigen Masse 12 ausgefüllten Bauraum 10 abdichtet. Die elektrischen Leitungen 8.2 werden im Pneumatikmodul 5 / in der Baueinheit 22 direkt weitergeführt und gehen in weitere Leitungen 15 über, die letztlich zu einer Steuerungseinheit führen.

Fig. 5 und 6 zeigen eine insbesondere auf die Leitungsführung der weiteren elektrischen Leitungen 15 gerichtete Ausführung. Die Leitungen 15 führen letztlich vom Sensor zur Steuerungseinheit. Hier ist nicht das gesamte Pneumatikmodul 5 / Baueinheit 22 dargestellt, sondern nur ein Ausschnitt, nämlich der in den Fig. 1a, 1b und 2 erkennbare rechte obere Teil des Pneumatikmoduls 5 / der Baueinheit 22. Das weitere Bauteil, hier das Pneumatikmodul 5 /die Baueinheit 22, weist hier eine elektronische Schaltung 6 in Form einer PCB (Printed Circuit Board) auf, welche zu einem Gerätestecker 7 gehört, mit dem das Pneumatikmodul 5 / die Baueinheit 22 elektrisch angeschlossen und mit der Steuerungseinheit verbunden wird. Die elektrischen Leitungen 15 als Weiterführung der elektrischen Kontakte 8.2 des Sensors sind hier entweder über die im Gerätestecker 7 vorgesehene elektronische Schaltung oder direkt (bypassing) mit der elektronischen Steuerungseinrichtung verbunden. Dabei zeigen Fig. 3 und 4 jeweils auf der linken Seite die erste Variante - Verbindung des Sensors über die elektronische Schaltung 6 - und auf der rechten Seite den direkten Anschluss an die Steuerungseinrichtung über einen Bypass zur elektronischen Schaltung 6. In Fig. 6 ist darüber hinaus dargestellt, wie in einer weiteren Ausführung zur Verbindung der elektrischen Kontakte des Sensors mit der hier nicht näher dargestellten Steuerungseinrichtung jeweils ein weiterer Stecker 19 außerhalb des Pneumatikmoduls 5 / der Baueinheit 22 vorgesehen ist.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführung, bei der Verbindung der elektrischen Kontakte

8.2 des Sensors zur hier nicht näher dargestellten Steuerungseinrichtung direkt über einen mit den weiterführenden elektrischen Leitungen 15 im Bauteil 5 , 22 verbundenen Stecker 21 vorgesehen ist.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführung der in Fig. 2 dargestellten Anordnung, bei der die elektrischen Leitungen 8.2 an ihrem Ende als verdickte Steckerpins 13.1 ausgebildet sind, die in eine nach dem Einführen einrasten in einer federnde Schnapp-Aufnahme 13.2, einer sogenannten Steckerfalle. Die Schnapp-Aufnahme

13.2 bzw. Steckerfalle gehört hier zu einem Steckerbauteil 14, das auf Seiten des Pneumatikmoduls 5 / der Baueinheit 22 vorgesehen ist. Die Leitungen 15 führen letztlich zur hier nicht näher dargestellten Steuerungseinrichtung.

Bezugszeichen (Teil der Beschreibung):

1 Geräteanordnung, Druckluft-Kompressoreinheit

2 Hubkolbenverdichter, Arbeitsmaschine

2.1 Hubzylinder

3 Kurbelgehäuse

3.1 Kurbeltrieb

3.2 schalbare Ventile

4 Elektromotor, Antriebsmotor

5 Pneumatikmodul

5.1 schaltbare Ventile

6 elektronische Schaltung

7 Gerätestecker

8 NTC-Temperatursensor

8.1 Fühler des NTC-Sensors

8.2 elektrische Leitung

9 Zusammenbau-Pfeile

10 Bohrung, Bauraum zur Sensoraufnahme

11 Steckadapter

12 Temperaturleitfähige Masse, Stützmasse

13 Klemmverbindung, Federklemme

13.1 Steckverbindung, Steckerpin

13.2 Schnappverbindung,

14 Steckerbauteil, Aufnahme im Pneumatikmodul

15 elektrische Leitung

16 Kragen am Steckeradapter

17 Kragen am Steckerbauteil

18 Kragen am Sensor

19 Stecker

20 Steuerungseinrichtung

21 Stecker

22 weitere modulare Baueinheit

23 modulare Baueinheit

24 Lufttrockner 25 Druckluftversorgungsanlage

26 Fahrzeug, Kraftfahrzeug