CN109790751A - 用于商用车的螺旋式压缩机的螺杆组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于螺旋式压缩机的螺杆(16、18)组件，螺旋式压缩机用于商用车，所述组件包括至少一个阴螺杆(16)和至少一个阳螺杆(18)，阴螺杆(16)和阳螺杆(18)分别具有相互啮合的齿(100、102)，阴螺杆(16)的齿(100)具有滚齿侧(106)，滚齿侧设置用于在阳螺杆(18)的齿侧(108)上滚动，滚齿侧(106)在尖端区域(110)中具有凸状地倒圆的滚动尖端区域(112)，滚动尖端区域具有第一半径(R1)，在阴螺杆(16)的两个相邻的齿(100)之间设置有齿根(114)，该齿根通过平的过渡区域(116)与滚动尖端区域(112)连接，在阴螺杆(16)的两个齿(100)之间的齿根(114)基本上凹状地以至少一个第二半径(R2)倒圆，第二半径(R2)以大约2.5至3.5倍大于第一半径(R1)。

Description

用于商用车的螺旋式压缩机的螺杆组件
技术领域
本发明涉及一种用于商用车的螺旋式压缩机的螺杆组件，包括至少一个阴螺杆和至少一个阳螺杆。
背景技术
由现有技术已知用于商用车的螺旋式压缩机。使用这样的螺旋式压缩机，以便提供对于例如商用车制动系统所需要的压缩空气。
就此而言，已知尤其是油填充的压缩机、尤其也是螺旋式压缩机，在该压缩机中作为任务提出，要调整油温。这通常通过如下方式实现：提供外部的油冷却器，所述外部的油冷却器与油填充的压缩机和油回路通过恒温阀连接。在此，油冷却器是热交换器，所述热交换器具有两个彼此分离的回路，其中，第一回路设置用于热液体、亦即压缩机油，并且第二回路设置用于冷却液体。作为冷却液体例如可使用空气、具有防冻剂或另一种油的水混合物。
该油冷却器必须然后与压缩机油回路通过管道或软管连接，并且油回路必须保证防止泄漏。
此外，该外部的体积必须以油填充，从而油的总量也增大。由此，系统惯性增大。此外，油冷却器必须或者通过处于周围的保持装置或者通过独立的保持装置被机械地安置和紧固，这需要附加的紧固机构、但也需要安装空间。
发明内容
本发明的任务是，这样完善螺旋式压缩机的相互啮合的螺杆的设计，使得能改进螺旋式压缩机的压缩功率。
该任务按照本发明通过一种具有权利要求1特征的用于螺旋式压缩机的螺杆组件(所述螺旋式压缩机用于商用车)解决。由此设置，用于(用于商用车的)螺旋式压缩机的螺杆组件实施具有至少一个阴螺杆和至少一个阳螺杆，其中，阴螺杆和阳螺杆分别具有互相啮合的齿，其中，阴螺杆的齿具有滚齿侧，所述滚齿侧设置用于在阳螺杆的齿侧上滚动，其中，滚齿侧在尖端区域中具有凸状地倒圆的滚动尖端区域，所述滚动尖端区域具有第一半径，其中，在阴螺杆的两个相邻的齿之间设置有齿根，所述齿根通过平的过渡区域与滚动尖端区域连接，其中，在阴螺杆的两个齿之间的齿根基本上凹状地以至少一个第二半径倒圆，其中，第二半径以大约2.5至3.5倍大于第一半径。
本发明基于如下基本构思，即，通过阴螺杆的与阳螺杆齿啮合的尖端区域的构型来确保：在齿相互的最大啮合的瞬间实现在这两个螺杆转子之间的可靠密封作用并且由此可对要压缩的流体、尤其是压缩空气进行推进。此外，要通过这样的构型改善用油润湿齿表面以及螺杆转子或螺杆的可湿润性。
尤其是可设置，阴螺杆的齿的数量大于阳螺杆的齿的数量。由此可实现：阴螺杆和阳螺杆的旋转速度的比例可彼此相应地调设。
此外可设置，阴螺杆与阳螺杆的传动比为3：2。因此可实现：所述速度比例也能以比例3：2调设。
在此，阴螺杆可具有6个齿，并且，阳螺杆可具有4个齿。由此可实现：获得相对简单的构造和非常有效的传动比。可实现简单的制造并且可获得在高的压缩机功率时相对低噪声的运行。
阴螺杆和阳螺杆可具有基本上相同的公称直径。由此，阳螺杆和阴螺杆相互的啮合被简化。此外，螺杆在螺旋式压缩机的壳体中的支承也由此被改善。
此外可设置，阴螺杆的齿在背离滚齿侧的那侧上具有着陆侧，以用于着陆到阳螺杆的齿上，其中，着陆侧与滚动尖端区域以第三半径通过尖端区域过渡，所述第三半径小于所述第一半径，尤其是以大约2.5倍至3.5倍小于所述第一半径。由此实现：在阴螺杆的齿的尖端中的沉入阳螺杆的齿根的最深点中的区域实施有尽可能小的半径，但同时阴螺杆齿尖端朝阳螺杆齿根的滚动运动可不是突变地、而是以相对均匀过渡的方式进行。同时，通过选择第三半径，也确定阴齿的尖端与阳螺杆的阳齿齿根的最深区域的接触线，其中，选择相对小的半径在这里显著改善密封作用。
尖端区域可直接地没有中间区域地过渡到阴螺杆的齿根中。在这里，不需要设置过渡区域，因为该齿侧仅必须密封地贴靠到阳螺杆的相应的相对齿侧上，而不用在驱动和啮合时滚动到该相对齿侧上。
此外可设置，阴螺杆的齿构造成涡轮叶片状的。在阴螺杆上的相对细长的齿的该设计能够实现：阴螺杆的齿由于所述设计相对弹性地构造并且因此可密封地嵌入到阳螺杆的齿隙和齿根中。
阳螺杆的齿可具有齿根，在所述齿根的最深点上设置有倒圆的拐点，其中，所述拐点的最深点设置用于啮合到滚动尖端区域和尖端区域中。通过该拐点状的构造也改善在阴螺杆和阳螺杆的齿之间的密封作用。
尤其是可设置，所述拐点基本上形成在约90°至约110°之间的角度。这样构造的拐点也能实现：在阴(螺杆)齿的尖端区域啮合到阳螺杆的齿根最深点、亦即阳螺杆的拐点中的时刻形成密封性好的接触线。
附图说明
现在要借助在附图中详细示出的实施例阐释本发明另外的细节和优点。
附图中：
图1示出按照本发明的螺旋式压缩机的示意性剖面图；以及
图2示出该螺旋式压缩机的相互啮合的阳螺杆和阴螺杆的示意性前视图。
具体实施方式
图1在示意性剖面图中以本发明实施例的方式示出螺旋式压缩机10。
螺旋式压缩机10具有固定法兰12，以用于将螺旋式压缩机10机械地固定在这里未进一步示出的电动机上。
然而，示出输入轴14，通过所述输入轴，转矩从电动机传输到两个螺杆16和18之一、即传输到螺杆16上。
螺杆18与螺杆16啮合并且通过螺杆16被驱动。
螺旋式压缩机10具有壳体20，螺旋式压缩机10的主要部件容纳在所述壳体中。
壳体20以油22填充。
在空气输入侧，在螺旋式压缩机10的壳体20上设置入口接管24。入口接管24在此构造为使得空气过滤器26设置在该入口接管上。此外，在径向上在空气入口接管24上设置空气入口28。
在入口接管24和入口接管24在壳体20上的接合位置之间的区域中，设置有被弹簧加载的阀嵌件30，所述阀嵌件在此实施为轴向密封装置。
该阀嵌件30用作止回阀。
在阀嵌件30的下游设置有空气输入通道32，所述空气输入通道将空气输入给这两个螺杆16、18。
在这两个螺杆16、18的输出侧设置有包括上升管路36的空气出口管34。
在上升管路36的端部区域中设置有温度传感器38，借助所述温度传感器能监控油温。
此外，在空气出口区域中设置有用于空气去油元件42的支架40。
用于空气去油元件的支架40在已装配的状态中在朝向底部的区域中(如也在图1中示出的那样)具有空气去油元件42。
此外，在空气去油元件42的内部设置有相应的滤筛或已知的过滤器和油分离装置44(其未进一步详细说明)。
关于已装配的且在运行上准备就绪的状态(亦即如在图1中示出的那样)在中央上部区域中，用于空气去油元件40的支架具有空气输出开口46，所述空气输出开口通向止回阀48和最小压力阀50。止回阀48和最小压力阀50也可构造在一个共同的组合阀中。
接着止回阀48，设置有空气出口51。
空气出口51通常与相应已知的压缩空气消耗器连接。
为了将处于空气去油元件42中的且被分离的油22再引回到壳体20中，设置有上升管路52，所述上升管路在用于空气去油元件42的支架40的输出端在到壳体20中的转移部中具有过滤器和止回阀54。
在过滤器和止回阀54下游，在壳体孔中设置有喷嘴56。油导回管路58导回到螺杆16或螺杆18的大致中间区域中，以便再将油22输入给螺杆。
在壳体20的处于已装配状态中的底部区域中设置有排油螺塞59。通过排油螺塞59可打开相应的排油口，油22可通过所述排油口排出。
在壳体20的下部区域中也存在附接部60，油滤器62固定在所述附接部上。通过设置在壳体20中的油滤器入口通道64，油22首先被引导至恒温阀66。
代替恒温阀66，可设置控制和/或调节设备，借助该控制和/或调节设备，处于壳体20中的油22的油温可被监控并且可调节到设定值。
在恒温阀66下游然后是油滤器62的油入口，所述油入口通过中央引回管路68引导油22重新朝螺杆18或螺杆16返回，但也朝向轴14的油润滑的轴承70引导。在轴承70的区域中也设置有喷嘴72，所述喷嘴在壳体20中与引回管路68关联地设置。
冷却器74衔接在附接部60上。
安全阀76(关于已装配的状态)处于壳体20的上部区域中，在壳体20中过大的压力可通过所述安全阀被降低。
旁路管路78处于最小压力阀50之前，所述旁路管路通向减压阀80。通过该减压阀80(所述减压阀借助与空气输送装置32的连接被操控)空气可被引回到空气入口28的区域中。在该区域中可设置有未进一步示出的排气阀并且也设置有喷嘴(输入管路的直径减小部)。
此外，可大约在管路34的高度上在壳体20的外壁中设置有油位传感器82。该油位传感器82可例如是光学传感器并且这样设置和设计，使得借助该传感器信号可识别：油位在运行中是否处于油位传感器82上方或者油位传感器82是否露出并且由此油位已相应下降。
结合该监控也可设置有报警单元，所述报警单元将相应的故障消息或报警消息输出或发送给系统的用户。
在图1中示出的螺旋式压缩机10的功能在此如下：
空气通过空气入口28输入并且通过止回阀30到达螺杆16、18，在螺杆处空气被压缩。压缩的空气-油-混合物以5至16倍之间的压缩因数在螺杆16和18之后通过出口管路34经由上升管36上升，所述压缩的空气-油-混合物直接吹到温度传感器38上。
还部分地带有油颗粒的空气然后通过支架40被引导到空气去油元件42中并且只要达到相应的最小压力就到达空气出口管路51中。
处于壳体20中的油22通过油滤器62并且必要时通过热交换器74保持在运行温度。
只要不需要冷却，就不使用并且也不接通热交换器74。
该相应的接通通过恒温阀68进行。在油滤器64中的净化之后，油通过管路68输入给螺杆18或螺杆16，但也输入给轴承72。螺杆16或螺杆18通过引回管路52、58被供应以油22，在此，油22在空气去油元件42中进行净化。
通过未进一步示出的电动机，驱动螺旋式压缩机10的螺杆16和18，所述电动机将其转矩通过轴14传输到螺杆16上，所述螺杆16又与轴18啮合。
通过未进一步示出的减压阀80确保：在运行状态中例如在螺杆16、18的输出侧存在的高压力不会被闭锁在输入管路32的区域中，而是尤其是在起动压缩机时在输入管路32的区域中总是存在低的输入压力、尤其是大气压。否则，随着压缩机的起动首先非常高的压力会在螺杆16和18的输出侧产生，所述压力会使驱动马达过载。
图2在前视图中示出相互啮合的阴螺杆16和阳螺杆18。
如由图2清楚可见的那样，阴螺杆16具有六个相同构造的、在周向上均匀分布的螺旋齿100。
与此相对，阳螺杆18具有四个也在周向上均匀分布的螺旋齿102。
由此，阴螺杆16的齿100的数量大于阳螺杆18的齿的数量。
通过这样的构型，形成阴螺杆16相对于阳螺杆18的为3：2的传动比。
阴螺杆16和阳螺杆18具有基本上相同的公称直径。
如进一步由图2可看出的，阴螺杆16的齿100各自具有一个滚齿侧106，所述滚齿侧设置用于在阳螺杆18的齿侧108上滚动。
滚齿侧106在其尖端区域110中具有凸状倒圆的滚动尖端区域112，所述滚动尖端区域具有第一半径R1。
此外，在阴螺杆16的两个相邻的齿100之间设置有齿根114，所述齿根具有第二半径R2。
在此，第二半径R2以2.5倍至3.5倍大于第一半径R1，在该情况下以3倍大于第一半径R1。
滚动尖端区域112和齿根114通过平的过渡区域116过渡到彼此中。在过渡区域116中设置有接近无穷大的半径、即完全展平部。
阴螺杆16的齿100在背离滚齿侧106的那侧上具有着陆侧118，所述着陆侧用于着陆到阳螺杆18的齿102上。
着陆侧118与滚动尖端区域112以第三半径R3通过尖端区域110过渡到彼此中。
在此，第三半径R3小于第一半径R1，并且更确切地说是在该情况下以3倍小于第一半径R1。
半径R3相对于半径R1的比例可在2.5倍至3.5倍之间的范围中，对于半径R3的值变化地、小于第一半径R1。
尖端区域110本身直接地没有中间区域地过渡到阴螺杆16的齿根114中。
原则上考虑到图2要提到，阴螺杆16的齿100构造成涡轮叶片状的。
阳螺杆18的齿102也具有齿根122，在所述齿根的最深点124上设置有拐点126。
在此，拐点126倒圆地构造并且用于与在阴螺杆16的齿100的尖端区域110中的滚动尖端区域112啮合。
在此，拐点126具有基本上钝角。
所述角度在此可构造在90°至大约110°之间的范围中。
附图标记列表
10 螺旋式压缩机
12 固定法兰
14 输入轴
16 螺杆
18 螺杆
20 壳体
22 油
24 入口接管
26 空气过滤器
28 空气入口
30 阀嵌件
32 空气输入通道
34 空气出口管
36 上升管路
38 温度传感器
40 用于空气去油元件的支架
42 空气去油元件
44 滤筛或者已知的过滤器或油分离装置
46 空气输出开口
48 止回阀
50 最小压力阀
51 空气出口
52 上升管路
54 过滤器和止回阀
56 喷嘴
58 油导回管路
59 排油螺塞
60 附接部
60a 外部环
60b 内部环
62 油滤器
64 油滤器入口通道
66 恒温阀
68 引回管路
70 轴承
72 喷嘴
74 冷却器、热交换器
76 安全阀
78 旁路管路
80 减压阀
82 油位传感器
100 螺旋齿
102 螺旋齿
106 滚动侧
108 齿侧
110 尖端区域
112 滚动尖端区域
114 齿根
116 过渡区域
118 着陆侧
122 齿根
124 最深点
126 拐点
R1 第一半径
R2 第二半径
R3 第三半径

Claims (10)

1.用于螺旋式压缩机的螺杆(16、18)组件，所述螺旋式压缩机用于商用车，所述组件包括至少一个阴螺杆(16)和至少一个阳螺杆(18)，其中，所述阴螺杆(16)和所述阳螺杆(18)分别具有互相啮合的齿(100、102)，并且，所述阴螺杆(16)的齿(100)具有滚齿侧(106)，所述滚齿侧设置用于在所述阳螺杆(18)的齿侧(108)上滚动，其中，所述滚齿侧(106)在尖端区域(110)中具有凸状地倒圆的滚动尖端区域(112)，所述滚动尖端区域具有第一半径(R1)，其中，在所述阴螺杆(16)的两个相邻的齿(100)之间设置有齿根(114)，所述齿根通过平的过渡区域(116)与所述滚动尖端区域(112)连接，其中，在所述阴螺杆(16)的两个齿(100)之间的齿根(114)基本上凹状地以至少一个第二半径(R2)倒圆，其中，所述第二半径(R2)以大约2.5至3.5倍大于所述第一半径(R1)。
2.按照权利要求1所述的用于螺旋式压缩机的螺杆(16、18)组件，其特征在于，所述阴螺杆(16)的齿(100)的数量大于所述阳螺杆(18)的齿的数量。
3.按照权利要求2所述的用于螺旋式压缩机的螺杆(16、18)组件，其特征在于，阴螺杆(16)与阳螺杆(18)的传动比为三比二。
4.按照权利要求3所述的用于螺旋式压缩机的螺杆(16、18)组件，其特征在于，所述阴螺杆(16)具有六个齿(100)，并且，所述阳螺杆(18)具有四个齿(102)。
5.按照上述权利要求之一所述的用于螺旋式压缩机的螺杆(16、18)组件，其特征在于，所述阴螺杆(16)和所述阳螺杆(18)具有基本上相同的公称直径。
6.按照上述权利要求之一所述的用于螺旋式压缩机的螺杆(16、18)组件，其特征在于，所述阴螺杆(16)的齿(100)在背离所述滚齿侧(106)的那侧上具有着陆侧(118)，以用于着陆到所述阳螺杆(18)的齿(102)上，其中，所述着陆侧(118)与所述滚动尖端区域(112)以第三半径(R3)通过尖端区域(110)过渡，所述第三半径小于所述第一半径(R1)，尤其是以大约2.5至3.5倍小于所述第一半径(R1)。
7.按照权利要求6所述的用于螺旋式压缩机的螺杆(16、18)组件，其特征在于，所述尖端区域(110)直接地没有中间区域地过渡到所述齿根(114)中。
8.按照上述权利要求之一所述的用于螺旋式压缩机的螺杆(16、18)组件，其特征在于，所述阴螺杆(16)的齿(100)构造成涡轮叶片状的。
9.按照权利要求6至8之一所述的用于螺旋式压缩机的螺杆(16、18)组件，其特征在于，所述阳螺杆(18)的齿(102)具有齿根(122)，在所述齿根的最深点(124)上设置有倒圆的拐点(126)，其中，所述最深点(124)所述拐点(126)设置用于与所述滚动尖端区域(112)和所述尖端区域(110)啮合。
10.按照权利要求9所述的用于螺旋式压缩机的螺杆(16、18)组件，其特征在于，所述拐点(126)基本上形成在约90°至约110°之间的角度。
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