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Die Erfindung betrifft einen Kompressor, insbesondere für eine Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine, mit einer antreibbaren, in einem ersten Kompressorgehäuseteil gelagerten Eingangswelle, einer einen ersten Kompressorrotor aufweisenden und in einem zweiten Kompressorgehäuseteil gelagerten Zwischenrotorwelle und einer einen zweiten Kompressorrotor aufweisenden Rotorwelle.
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Ein derartiger Kompressor ist aus
DE 196 33 089 A1 als Strömungsmaschine, die als Lader eines Fahrzeuges ausgebildet ist, bekannt. Der Lader weist unter anderem eine Eingangsriemenscheibe, einen Übersetzungsgetriebesatz, einen Zeitsteuerungsgetriebesatz und einen Verdichter mit einer Schraubenspindel und einer Gegenschraubenspindel auf. Die Eingangsriemenscheibe ist auf einer Eingangswelle verkeilt, die innerhalb eines Gehäuses von einem Kugellager getragen wird. Die Schraubenspindel und die Gegenschraubenspindel weisen jeweils einen Spindelhauptkörper und eine Spindelwelle auf. Die Spindelwellen werden an einem ihrer Enden an dem Gehäuse von einem Kugellager und an ihrem anderen Ende von einem Ringlager und einem Rollenlager getragen.
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Ferner ist aus
DE 44 03 649 C2 eine zweiwellige Drehkolbenmaschine mit ausgeprägter Profilschrägstellung und diagonaler Durchströmbarkeit als ein Schraubenverdichter mit Kämmeingriff zwischen einem schraubverzahnten Rippenrotor und einem schraubverzahnten Nutenrotor bekannt. Saugseitige und druckseitige Lagergehäuse der Drehkolbenmaschine weisen Zapfen auf, die in Bohrungen innerhalb des Rippenrotors und des Nutenrotors hineinragen, die mit Gleit- oder Wälzlagern versehen sind. Ein Antrieb des Schraubenverdichters kann als Getriebeantrieb ausgeführt sein.
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Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kompressor der eingangs genannten Art mit verminderten Wellenabstandstoleranzen zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Kompressor der eingangs genannten Art, bei dem gemäß unabhängigem Anspruch 1 das erste Kompressorgehäuseteil ein im Montagezustand an der Zwischenrotorwelle anliegendes Ausrichtelement aufweist. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Vorteilhaft ist in dem erfindungsgemäßen Kompressor die Zwischenrotorwelle mittels des Ausrichtelementes präzise zu dem ersten Kompressorgehäuseteil, welches vorzugsweise als Gehäusedeckel ausgebildet ist, und somit auch zu der in dem ersten Kompressorgehäuseteil gelagerten Eingangswelle ausgerichtet. Gleichzeitig kann auch eine exakte Ausrichtung der Zwischenrotorwelle gegenüber der Rotorwelle, die vorzugsweise ebenso wie die Zwischenrotorwelle in dem zweiten Kompressorgehäuseteil gelagert ist, gewährleistet werden. Folglich können mit der Erfindung besonders geringe Achsabstandstoleranzen von Eingangswelle, Zwischenrotorwelle und Rotorwelle bei der Montage des Kompressors eingehalten werden. Dadurch erhöht sich nicht nur die Lebensdauer des Kompressors, sondern es kann auch in sehr kostengünstiger Weise eine erhebliche Geräuschminderung während des Betriebes des Kompressors erreicht werden. Die Geräuschminderung tritt in besonders erheblichem Umfang ein, wenn die Wellen mittels Zahnradgetrieben miteinander verbunden sind. Mit der Erfindung wird das erste Kompressorgehäuseteil mittels des Ausrichtelementes direkt an der Zwischenrotorwelle positioniert und ausgerichtet. Es ist sowohl denkbar, dass das Ausrichtelement, welches im Montagezustand des Kompressors an der Zwischenrotorwelle anliegt, nach der Montage des Kompressors entfernt wird als auch, dass das Ausrichtelement nach der Montage an dem ersten Kompressorgehäuseteil verbleibt. Insbesondere in letztgenanntem Fall kann es von Vorteil sein, wenn das Ausrichtelement in einer nur kleinen Kontaktfläche an der Zwischenrotorwelle anliegt und/oder wenn das Ausrichtelement aus einem weicheren Werkstoff besteht als die Zwischenrotorwelle, so dass es bei den ersten Umdrehungen der Zwischenrotorwelle im Betrieb des Kompressors abgeschliffen wird und ein Freischleifen der Zwischenrotorwelle erfolgt. Grundsätzlich ist das Ausrichtelement nur für die Montage des Kompressors erforderlich. Das Ausrichtelement kann von innen und/oder von außen an der Zwischenrotorwelle anliegen. Es kann beispielsweise von einem Anguss, beispielsweise aus Aluminium, an dem ersten Kompressorgehäuseteil oder zum Beispiel von einem in eine Ausnehmung des ersten Kompressorgehäuseteiles eingesteckten Bauelement gebildet werden. Vorteilhaft kann mit der Erfindung auf eine dritte Lagerung der Zwischenrotorwelle, an die grundsätzlich auch gedacht werden könnte, die aber zu einer mechanischen Überbestimmung führen würde und die Lebensdauer des Kompressors vermindern würde, verzichtet werden. Vorzugsweise eignet sich der erfindungsgemäße Kompressor aufgrund seines einfachen, kostengünstigen Aufbaues und seiner hohen Betriebssicherheit als Kompressor für eine Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine.
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Der Kompressor weist einen besonders kompakten und einfachen Aufbau auf, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Eingangswellendrehachse, die Zwischenrotorwellendrehachse und die Rotorwellendrehachse parallel zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise können die Eingangswellendrehachse und die Rotorwellendrehachse zusammenfallen, das heißt sie sind in diesem Fall identisch.
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Ein besonders kostengünstiger und betriebssicherer Antrieb der Kompressorrotoren kann vorteilhaft erreicht werden, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Zwischenrotorwelle von der Eingangswelle mittels eines ersten Zahnradgetriebes und die Rotorwelle von der Zwischenrotorwelle mittels eines zweiten Zahnradgetriebes antreibbar ist. insbesondere bei einem Einsatz von Zahnradgetrieben ist die Erfindung von großem Vorteil, da mit dem erfindungsgemäßen Ausrichtelement die Spaltmaße zwischen ineinandergreifenden Zähnen besonders klein gehalten werden können, wodurch eine wesentliche Reduzierung des Kompressorverzahnungsgeräusches, insbesondere im Leerlauf der Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine, und eine Erhöhung der Haltbarkeit des Kompressors erreicht wird. Die Zahnräder werden mit der Erfindung bei der Montage des Kompressors exakt positioniert.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind dabei den Aufbau und die Montage des Kompressors weiter vereinfachend die Zahnradgetriebe jeweils als ein Stirnradgetriebe ausgebildet.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung greift das Ausrichtelement in eine Stirnseite der Zwischenrotorwelle ein, wodurch auch bei sehr einfacher Ausbildung des Ausrichtelementes eine hochgenaue Ausrichtung der Zwischenrotorwelle erreichbar ist. Dabei ist die Stirnseite der Zwischenrotorwelle zum Eingriff des Ausrichtelementes mit einer bevorzugt zentrischen Ausnehmung, zum Beispiel einem Sackloch, versehen, und das Ausrichtelement kann vorzugsweise rotationssymmetrisch zu der Zwischenrotorwellendrehachse ausgebildet sein.
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Es ist aber insbesondere für eine besonders kostengünstige Herstellbarkeit der Einzelteile des Kompressors auch vorstellbar, dass gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gleichzeitig mit oder alternativ zu der vorgenannten Weiterbildung das Ausrichtelement in einem Endbereich der Zwischenrotorwelle von außen an der Zwischenrotorwelle anliegt.
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Es ist dabei beispielsweise denkbar, dass das Ausrichtelement punktförmig an der Zwischenrotorwelle anliegt. Vorteilhaft für eine äußerst exakte Positionierung der Zwischenrotorwelle bei einfacher Montierbarkeit des Kompressors ist es hingegen, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das Ausrichtelement die Zwischenrotorwelle über ihren Umfang, vorzugsweise ringförmig, umgreift.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Ausrichtelement zumindest eine an der Zwischenrotorwelle anliegende Nase auf. Für eine besonders exakte Ausrichtung der Zwischenrotorwelle sind vorzugsweise drei entsprechende Nasen vorgesehen, die bezogen auf die Zwischenrotorwellendrehachse unter einem Winkel von jeweils 120° zueinander angeordnet sind.
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Von besonderem Vorteil ist es, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung das Ausrichtelement einen durch das erste Kompressorgehäuseteil hindurchgreifenden Stift aufweist. Der Stift, der in dem ersten Kompressorgehäuseteil vorteilhaft geführt sein kann und vorzugsweise in eine Stirnseite der Zwischenrotorwelle eingreift, ist nach der Montage des Kompressors vorzugsweise aus dem ersten Kompressorgehäuseteil entnehmbar und kann so für die Montage weiterer Kompressoren verwendet werden. Der Stift kann ein Passstift sein.
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Die Montage des Kompressors kann vorteilhaft weiter vereinfacht werden, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung das zweite Kompressorgehäuseteil einen Gehäusekörper und eine dem ersten Kompressorgehäuseteil zugewandte Zwischenplatte aufweist und wenn die Zwischenrotorwelle einerseits in dem Gehäusekörper und andererseits in der Zwischenplatte gelagert ist.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung schematisiert dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in
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1 eine teilgeschnittene perspektivische Ansicht eines Kompressors und
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2 einen Ausschnitt des Kompressors nach 1 in einer Schnittansicht.
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Sich jeweils entsprechende Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. 1 zeigt einen Kompressor 1 für eine hier nicht dargestellte Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine, der mittels eines hier ebenfalls nicht dargestellten Kompressortriebes von einer Kurbelwelle der Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine antreibbar ist.
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Der Kompressor 1 weist eine von dem Kompressortrieb antreibbare Eingangswelle 2 auf, die in einem ersten Kompressorgehäuseteil 3, das als Gehäusedeckel ausgebildet ist, mit Hilfe von zwei Lagerungen 4, 5 gelagert ist. Weiterhin weist der Kompressor 1 eine einen ersten Kompressorrotor 6 aufweisenden und in einem zweiten Kompressorgehäuseteil 7 mit Hilfe von zwei Lagerungen 8, 9 gelagerte Zwischenrotorwelle 10 auf. Darüber hinaus ist eine einen zweiten Kompressorrotor 11 aufweisende Rotorwelle 12 vorgesehen, die mit Hilfe von zwei Lagerungen 13, 14 ebenfalls in dem zweiten Kompressorgehäuseteil 7 gelagert ist.
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Wie insbesondere 2 zeigt, weist das erste Kompressorgehäuseteil 3 ein an der Zwischenrotorwelle 10 anliegendes Ausrichtelement 15 auf. Es ist zu erkennen, dass das Ausrichtelement 15 in einem nahe einer dem ersten Kompressorgehäuseteil 3 zugewandten Stirnseite 16 der Zwischenrotorwelle 10 angeordneten Endbereich 17 der Zwischenrotorwelle 10 von außen an der Zwischenrotorwelle 10 anliegt. Dabei weist das Ausrichtelement 15 zwei im Montagezustand des Kompressors 1 an der Zwischenrotorwelle 10 anliegende Nasen 18, 19 auf. Die Eingangswellendrehachse 20, die Zwischenrotorwellendrehachse 21 und die Rotorwellendrehachse 22 sind parallel zueinander angeordnet, wobei die Rotorwellendrehachse 22 und die Eingangswellendrehachse 20 zudem identisch sind.
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1, 2 lassen weiterhin erkennen, dass die Zwischenrotorwelle 10 von der Eingangswelle 2 mittels eines ersten, zwei Zahnräder 25, 26 aufweisenden Zahnradgetriebes 23 und die Rotorwelle 12 von der Zwischenrotorwelle 10 mittels eines zweiten, zwei Zahnräder 27, 28 aufweisenden Zahnradgetriebes 24 antreibbar ist. Die Zahnradgetriebe 23, 24 sind jeweils als ein Stirnradgetriebe ausgebildet. Das erste Zahnradgetriebe 23 bildet eine Übersetzungsstufe für eine Übersetzung der Drehzahl der Eingangswelle 2 ins Schnelle, und das zweite Zahnradgetriebe 24 bildet eine Synchronisationsstufe, so dass die Drehzahl des zweiten Kompressorrotors 11 mit der Drehzahl des ersten Kompressorrotors 6 übereinstimmt.
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Das zweite Kompressorgehäuseteil 7 weist einen Gehäusekörper 29 und eine dem ersten Kompressorgehäuseteil 3 zugewandte Zwischenplatte 30 auf. Die Zwischenrotorwelle 10 und die Rotorwelle 12 sind einerseits mit jeweils einer Lagerung 9, 14 in dem Gehäusekörper 29 (siehe 1) und andererseits mit jeweils einer Lagerung 8, 13 in der Zwischenplatte 30 gelagert. Mit Hilfe von die Zwischenplatte 30 durchgreifenden Schrauben 31 sind das erste Kompressorgehäuseteil 3 und das zweite Kompressorgehäuseteil 7 eine Einheit bildend miteinander verschraubt.
