CN116398434A - 用于商用车的螺旋式压缩机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于商用车的螺旋式压缩机系统(100)，其包括至少一个螺旋式压缩机(10)、至少一个带有从动轴的螺旋式压缩机驱动器和至少一个带有螺杆驱动轴区段(102)的被驱动的螺杆(16)，其中，从动轴和螺杆驱动轴区段(102)基本上同轴。

Description

用于商用车的螺旋式压缩机系统
本申请是申请日为2017年09月19日、申请号为201780058084.6、国际申请号为PCT/EP2017/073543、发明名称为“用于商用车的螺旋式压缩机系统”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于商用车的螺旋式压缩机系统，其包括至少一个螺旋式压缩机、至少一个带有从动轴的螺旋式压缩机驱动器和至少一个被驱动的螺杆。
背景技术
由现有技术已经已知用于商用车的螺旋式压缩机。这样的螺旋式压缩机用于给例如商用车制动系统提供所需的压缩空气。
在此背景下，尤其已知用油填充的压缩机、尤其是螺旋式压缩机，其中提出调节油温度的任务。这通常如下实现，即，存在外部的油冷却器，其与用油填充的压缩机和油回路经由恒温阀连接。油冷却器在此是热交换器，其具有两个互相分离的回路，其中，第一回路设置用于热液体、即压缩机油，并且第二回路用于冷却液体。作为冷却液体例如可以使用空气、水与防冻剂的混合物或者其它的油。
所述油冷却器必须而后与压缩机油回路经由管或软管连接，并且油回路必须被防止泄漏。
该外部体积此外必须用油填充，从而也增大了油的总量。由此增大了系统惯性。此外，油冷却器必须机械地安装并且固定，要么通过位于周围的多个保持装置、要么通过一个单独的保持装置，这需要附加的固定机构以及结构空间。
发明内容
本发明的目的在于，以有利的方式改进开头提到类型的用于商用车的螺旋式压缩机系统，尤其是改进成，使得螺旋式压缩机的螺杆的支承可以简化地并且成本更低地设计，并且使得螺旋式压缩机可以更小构造地构成。
按照本发明，所述任务通过一种根据本发明的用于商用车的用于提供压缩空气的螺旋式压缩机系统解决，该螺旋式压缩机系统包括至少一个螺旋式压缩机、至少一个带有从动轴的螺旋式压缩机驱动器和至少一个带有螺杆驱动轴区段的被驱动的螺杆，其中，从动轴和螺杆驱动轴区段基本上同轴，螺杆驱动轴区段具有第一支承区段，在第一支承区段上设置径向轴承，第一支承区段是硬化的并且构成为轴承座，并且径向轴承不具有内圈。
本发明基于以下基本构思：通过在螺旋式压缩机驱动器和被驱动的螺杆之间的同轴的转矩传递，显著减小作用的径向力和径向力矩，从而相比于例如螺旋式压缩机的利用齿轮级或皮带传动被驱动的螺杆而言，基本上除了驱动力矩之外作用显著较小的径向力。由此可以使用较小的轴承并且这些轴承也可以设计用于较小的作用力和力矩。
通过应用比较小的轴承也可能的是，可以将螺旋式压缩机构造成较小且较紧凑的。此外，由此得以简化螺旋式压缩机壳体中的轴承座的制造。由此可以显著减小螺旋式压缩机的制造成本。通过较小构造的轴承，此外公差链变短并且总体上实现在制造和装配中的较高精度。
尤其是可以规定，在从动轴和螺杆驱动轴区段之间设置补偿联轴器。通过补偿联轴器可以减小作用的径向力。此外也可以补偿在从动轴和螺杆驱动轴区段之间的轻微错位。由此同样可以缩短公差链以及也改善装配。由此也可实现磨损减小。
螺杆驱动轴区段可以具有第一支承区段。在该第一支承区段上可以支承螺杆。由此也能实现，负载合理地支承被驱动的螺杆。
尤其是可以规定，在第一支承区段中设置径向轴承。在此按照经验不需要吸收轴向力，从而设置径向轴承就足矣。由此可以在此较小地选择对于轴承所需的构造空间，并且也以较小的直径在壳体中设置轴承座。这同样便利于缩短公差链并且实现较高的精度。
径向轴承可以构成为滚针轴承。通过设置为滚针轴承，选择成本低的并且同时负载合理的轴承类型。
尤其是还可规定，径向轴承不具有内圈。由此实现，总体上可以较小地选择轴承的外径。
在此背景下尤其是可以规定，径向轴承的滚动元件直接在第一支承区段的表面上运行。
第一支承区段在此可以相应地硬化并且构成为轴承座。通过滚动元件与第一支承区段表面的直接的滚动接触而可行的是，总体上可以较小地构造，并且也成本更低地制造。通过去掉径向轴承的内圈，总体上对于轴承需要较小的直径。
此外可以规定，被驱动的螺杆除了螺杆驱动轴区段之外还具有螺杆区段和第二支承区段，螺杆区段位于螺杆驱动轴区段和第二支承区段之间。因此，螺杆区段设置在螺杆驱动轴区段和第二支承区段之间，并且螺杆因此在两个端部上被支承。
在此背景下尤其是可以规定，螺杆驱动轴区段在朝向螺杆区段的一侧具有轴承座，并且在背离螺杆区段的一侧上具有用于补偿联轴器的附接部。
在第二支承区段上可以设置用于吸收轴向和径向力的轴承。通过该支承结构可以有意义并符合目的地吸收轴承的作用的负载。在此可能要求的较大的轴承尺寸在此也可较简单地安装在壳体中。
此外可以规定，与被驱动的螺杆啮合的螺杆具有与被驱动的螺杆基本上相同的支承结构。
由此简化制造。此外可以将相同的工具用于在壳体中构成轴承座。以此可以减少在制造时的转换时间。
附图说明
现在应借助在附图中示出的一个实施例进一步阐述本发明的其它细节和优点。其中：
图1示出按照本发明的螺旋式压缩机的示意性剖视图；以及
图2示出螺旋式压缩机的螺杆以及相应支承结构和补偿联轴器的透视性俯视图。
具体实施方式
图1以示意性剖视图示出在本发明实施例意义上的螺旋式压缩机10。
螺旋式压缩机10具有用于将螺旋式压缩机10机械固定在此处未进一步示出的电动机上的固定凸缘12。
然而也示出输入轴14，经由该输入轴将电动机的转矩传递到两个螺杆16和18之一、即螺杆16上。
螺杆18与螺杆16啮合并且经由螺杆16驱动。
螺旋式压缩机10具有壳体20，在该壳体中安装螺旋式压缩机10的主要部件。
壳体20用油22填充。
在空气进入侧在螺旋式压缩机10的壳体20上设有进入接管24。进入接管24在此构成为，使得在该进入接管上设有空气过滤器26。此外在空气进入接管24上在径向上设置空气进入口28。
在进入接管24和进入接管24在壳体20上安置所在的部位之间的区域中，设有弹簧加载的阀嵌件30，其在此实施为轴向密封件。
所述阀嵌件30用作止回阀。
在阀嵌件30下游设有空气供给通道32，所述空气供给通道将空气供应给两个螺杆16、18。
在两个螺杆16、18的输出侧设有空气排出管34，其具有提升管路36。
在提升管路36的端部区域中，设有温度传感器38，借助于该温度传感器能监控油温度。
此外，在空气排出区域中设有用于空气除油元件42的保持件40。
用于空气除油元件的保持件40在装配状态下在朝向底部的区域中(也如图1所述)具有空气除油元件42。
此外，在空气除油元件42的内部中设有相应的过滤筛或已知的过滤和油分离装置44(它们未被进一步详细描述)。
参照装配的和可交付使用的状态(即如图1所示)，在中央上部区域中，用于空气除油元件的保持件40具有空气输出开口46，所述空气输出开口通至止回阀48和最小压力阀50。止回阀48和最小压力阀50也可以在一个共同的组合阀中构成。
在止回阀48下游设有空气排出口51。
空气排出口51通常与相应已知的压缩空气消耗器连接。
为了使位于空气除油元件42中的并且分离的油22又回引到壳体20中，设有提升管路52，其在用于空气除油元件42的保持件40的出口处在过渡到壳体20中处具有过滤和止回阀54。
在过滤和止回阀54下游，在壳体孔中设有喷嘴56。回油管路58回引至螺杆16或螺杆18的大约中间区域中，以便重新将油22供应给所述螺杆。
在壳体20的处于装配状态下的底部区域中，设有放油螺塞59。经由放油螺塞59可以打开相应的油流出开口，经由该油流出开口能够将油22放出。
在壳体20的下部区域中也存在附接部60，在该附接部上固定油过滤器62。经由设置在壳体20中的油过滤器进入通道64，首先将油22引导至恒温阀66。
代替恒温阀66，可以设有开环控制和/或闭环控制装置，借助开环控制和/或闭环控制装置能够监控位于壳体20中的油22的油温度并且能够将该油温度调节到额定值。
在恒温阀66下游然后是油过滤器62的油进入口，其经由中央回引管路68又将油22回引至螺杆18或螺杆16，然而也通至轴14的油润滑的轴承70。在轴承70区域中也设有喷嘴72，该喷嘴与回引管路68相关联地设置在壳体20中。
冷却器74连接在附接部60上。
安全阀76位于壳体20的上部区域中(参照装配状态)，经由该安全阀可以消减壳体20中过大的压力。
在最小压力阀50上游设有旁路管路78，其通至卸压阀80。经由该卸压阀80(其借助与空气供给装置32的连接被操控)，可以将空气回引至空气进入口28的区域中。在该区域中可以设有未进一步示出的排气阀以及喷嘴(供给管路的直径减小部)。
此外，在壳体20的外壁中大致在管路34的高度上可以设有油位传感器82。所述油位传感器82例如可以是光学传感器并且配置和设立成，使得可以借助传感器信号识别到，油位在运行中是处于油位传感器82上方、还是油位传感器82露出且由此油位是相应下降的。
结合该监控，也可以设有警报单元，该警报单元向系统用户发出或传递相应的故障提示或报警提示。
在此，图1示出的螺旋式压缩机10的功能如下：
空气经由空气进入口28供给并且经由止回阀30到达螺杆16、18，在此处将空气压缩。压缩的空气-油-混合物(其在螺杆16和18之后以5至16倍的压缩因数通过排出管路34经由提升管36提升)直接吹到温度传感器38上。
还部分带有油颗粒的空气然后经由保持件40被引导到空气除油元件42中，并且只要达到相应的最小压力就进入空气排出管路51中。
位于壳体20中的油22经由油过滤器62和必要时经由热交换器74保持在运行温度上。
只要不需要冷却，则不使用并且也不接通热交换器74。
相应的接通经由恒温阀68实现。在油过滤器64中净化之后，经由管路68将油供应给螺杆18或螺杆16，也供应给轴承72。螺杆16或螺杆18经由回引管路52、58供应以油22，在此在空气除油元件42中进行油22的净化。
经由未进一步示出的电动机(电动机将其转矩经由轴14传递到螺杆16上，该螺杆又与螺杆18啮合)驱动螺旋式压缩机10的螺杆16和18。
经由未进一步示出的卸压阀80确保，在供给管路32的区域中不能封存有高压力(该高压力在运行状态下例如存在于在螺杆16、18的输出侧)，而是尤其在压缩机启动时在供给管路32的区域中始终存在低输入压力、尤其是大气压力。否则，随着压缩机的启动，首先可能在螺杆16和18的输出侧出现非常高的压力，其会使驱动马达过载。
图2以透视图示出用于商用车的螺旋式压缩机系统100的被驱动的螺杆16和与被驱动的螺杆啮合的螺杆18。用于商用车的螺旋式压缩机系统100具有如在图1中所示的螺旋式压缩机10以及未进一步示出的作为驱动器的电动机。
输入轴14基本上相应于螺杆16的螺杆驱动轴区段并且具有螺杆驱动轴区段102。
螺杆驱动轴区段102和螺旋式压缩机驱动器(在此例如是电动机)的未进一步示出的从动轴彼此同轴。
这在图2中可见，方式为，示出补偿联轴器104。
补偿联轴器104处于螺杆驱动轴区段102的顶端上并且也处于螺旋式压缩机驱动器的从动轴的顶端上。
螺杆驱动轴区段102还具有第一支承区段106，其与整个螺杆驱动轴区段102具有相同的直径。然而在此，螺杆驱动轴区段102被硬化，因为第一支承区段106设置用于在那里设置轴承。
在第一支承区段106上设置径向轴承108，径向轴承108在此构成为滚针轴承。
径向轴承108在此不具有内圈，并且滚动元件、即径向轴承108的滚针直接在第一支承区段106的表面上运行。
被驱动的螺杆16除了螺杆驱动轴区段102之外还具有螺杆区段110和第二支承区段112。
螺杆区段110在此设置在螺杆驱动轴区段102和第二支承区段112之间。
在第二支承区段112中在此设有用于吸收径向和轴向力的轴承114。由此可行的是，以相对较小构造的径向/轴向轴承能够吸收在被驱动的螺杆16上作用的力。在位于螺杆区段110和补偿联轴器104之间的螺杆驱动轴区段102上完全足够在那里仅吸收径向力。
对被驱动的螺杆16的足够的支承由此可行。
由此可较小地构造并且不再需要(例如在利用皮带传动或齿轮级来驱动时)设置相对大的轴承114来吸收作用的径向力。
与被驱动的螺杆16啮合的螺杆18具有与被驱动的螺杆16基本上相同的支承结构。
由此能实现，在壳体20中的各轴承座基本上可以构成有相同直径。由此减小应使用的工具的转换时间。也在此需要比较少的构造空间。
附图标记列表
10 螺旋式压缩机
12 固定凸缘
14 输入轴
16 螺杆
18 螺杆
20 壳体
22 油
24 进入接管
26 空气过滤器
28 空气进入口
30 阀嵌件
32 空气供给通道
34 空气排出管
36 提升管路
38 温度传感器
40 用于空气除油元件的保持件
42 空气除油元件
44 过滤筛或者已知的过滤或油分离装置
46 空气输出开口
48 止回阀
50 最小压力阀
51 空气排出口
52 提升管路
54 过滤和止回阀
56 喷嘴
58 油回引管路
59 放油螺塞
60 附接部
60a外圈
60b 内圈
62 油过滤器
64 油过滤器进入通道
66 恒温阀
68 回引管路
70 轴承
72 喷嘴
74 冷却器、热交换器
76 安全阀
78 旁路管路
80 卸压阀
82 油位传感器
100螺旋式压缩机系统
102螺杆驱动轴区段
104补偿联轴器
106第一支承区段
108径向轴承
110 螺杆区段
112 第二支承区段
114 轴承

Claims (6)

1.一种用于商用车的用于提供压缩空气的螺旋式压缩机系统(100)，该螺旋式压缩机系统包括至少一个螺旋式压缩机(10)、至少一个带有从动轴的螺旋式压缩机驱动器和至少一个带有螺杆驱动轴区段(102)的被驱动的螺杆(16)，其中，从动轴和螺杆驱动轴区段(102)基本上同轴，螺杆驱动轴区段(102)具有第一支承区段(106)，在所述第一支承区段上设置径向轴承(108)，第一支承区段是硬化的并且构成为轴承座，并且径向轴承(108)不具有内圈。
2.按照权利要求1所述的螺旋式压缩机系统(100)，其特征在于，在从动轴和螺杆驱动轴区段(102)之间设置补偿联轴器(104)。
3.按照权利要求1或2所述的螺旋式压缩机系统(100)，其特征在于，径向轴承(108)的滚动元件直接在第一支承区段(106)的表面上运行。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的螺旋式压缩机系统(100)，其特征在于，被驱动的螺杆(16)除了螺杆驱动轴区段(102)之外还具有螺杆区段(110)和第二支承区段(112)，其中，螺杆区段(110)位于螺杆驱动轴区段(102)和第二支承区段(112)之间。
5.按照权利要求4所述的螺旋式压缩机系统(100)，其特征在于，在第二支承区段(112)上设置用于吸收轴向和径向力的轴承(114)。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的螺旋式压缩机系统(100)，其特征在于，与被驱动的螺杆(16)啮合的螺杆(18)具有与被驱动的螺杆(16)基本上相同的支承结构。
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