DE102009017203B4 - Servobetätigte Kompressorbetriebsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Betriebsvorrichtung (10, 40) für einen Verdrängungskompressor eines Motors, wobei die Vorrichtung (10, 40) umfasst: ein Rotorpaar (12, 14) mit ineinander greifenden Nocken (16, 18), das zur Drehung in einem Rotorgehäuse ausgelegt ist; wobei die Rotoren (12, 14) mit einem Timing-Zahnradpaar (20, 22) verbunden sind, das eingesetzt ist, um eine gleichmäßige und entgegengesetzte Drehung der Rotoren (12, 14) in dem Gehäuse zu erhalten; einen Zahnradbehälter (24), der die Timing-Zahnräder (20, 22) umschließt und so ausgelegt ist, dass es ein Ölvolumen zum Schmieren der Zahnräder (20, 22) enthält; und einen servobetätigten Antriebsstrang (26), der mit einem der Timing-Zahnräder (20) in Eingriff steht und so ausgelegt ist, dass er die Timing-Zahnräder (20, 22) dreht und die Rotoren (12, 14) antreibt, wenn er betätigt wird, wobei der Antriebsstrang (26) umfasst: ein geschlossenes Kupplungsgehäuse (28), das dem Zahnradbehälter (24) benachbart ist und so ausgelegt ist, dass es Öl zur Verwendung in dem Kupplungsgehäuse (28) enthält; eine Hydraulikkupplung (32) in dem Kupplungsgehäuse (28), die mit einem der Timing-Zahnräder (20) in Eingriff steht, um die Timing-Zahnräder (20, 22) anzutreiben, wenn sich die Hydraulikkupplung (32) im Eingriff befindet; eine Servoölpumpe (34) in dem Kupplungsgehäuse (28), die mit der Hydraulikkupplung (32) hydraulisch verbunden ist, wobei die Pumpe (34) so ausgelegt ist, dass sie bei Betätigung druckbeaufschlagtes Öl zum Ineingriffbringen der Hydraulikkupplung (32) liefert, wobei die Pumpe (34) mit der Hydraulikkupplung (32) antreibend verbunden ist, um die Hydraulikkupplung (32) zu drehen, wenn die Ölpumpe (34) betätigt wird; eine elektromagnetische Kupplung (36), die sich außerhalb des Kupplungsgehäuses (28) befindet und mit der Hydraulikkupplung (32) antreibend verbunden ist, um die Hydraulikkupplung (32) zu drehen, wenn die elektromagnetische Kupplung (36) betätigt wird; und ein Antriebselement (38), das mit der elektromagnetischen Kupplung (36) antreibend verbunden ist, wobei die elektromagnetische Kupplung (36) extern steuerbar ist, um das Antriebselement (38) zur Drehung mit der Ölpumpe (34) zu verbinden und die Ölpumpe (34) zu drehen, um eine Betätigung und Drehung der Hydraulikkupplung (32) einzuleiten, woraus eine Drehung der Timing-Zahnräder (20, 22) und der Kompressorrotoren (12, 14) resultiert.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Erfindung betrifft Kupplungen für Verdrängerluftpumpen oder Kompressoren bzw. Lader, wie etwa Roots-Gebläse oder Schraubenkompressoren, die für Kraftfahrzeugmotorkompressoren und andere Zwecke verwendet werden.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Verwendung von Verdrängungskompressoren mit ineinander greifenden Nockenrotoren zum Laden von Verbrennungsmotoren und zum Bereitstellen komprimierter Luft für andere Zwecke ist in der Technik bekannt. Bei der Verwendung in Kraftfahrzeugen wenden derartige geladene Motoren oft Kupplungen zwischen einer mit dem Motor verbundenen Antriebsvorrichtung und dem Kompressor an, um den Kompressorantrieb zu unterbrechen, wenn kein Ladebetrieb benötigt wird. Dies verringert die parasitären Antriebslasten bei vielen üblichen Fahrbedingungen. Die Kupplungen werden in der Regel auf hydraulische oder elektromagnetische Weise betätigt.
  • Der Motoröldruck wurde verwendet, um Kompressorkupplungen hydraulisch zu betätigen. Dies ermöglicht eine Betätigung bei hoher Drehzahl und hoher Last, weist aber den Nachteil langer externer Ölleitungen und mehrerer Verbindungen auf, welche die Komplexität und das Leckpotential von Kompressorinstallationen erhöht. Eine typische Alternative ist eine elektromagnetische Kupplung, welche auf Klimaanlagenkupplungen basieren kann. Diese Systeme sind relativ kostengünstig, weisen aber allgemein eine niedrige Drehmomentkapazität auf, sodass die Kupplung bei einer ziemlich niedrigen Drehzahl in Eingriff gebracht werden muss. Dies führt zu einer schlechten Kraftstoffwirtschaftlichkeit auf Schnellstraßen, wenn der Kompressor betätigt wird, ohne dass er benötigt wird.
  • Die Druckschrift DE 696 30 966 T2 offenbart eine Vorrichtung zur Regelung eines mechanischen Laders für einen Dieselmotor, bei der eine Hydraulikkupplung zwischen dem Dieselmotor und dem mechanischen Lader angeordnet ist. Die Zufuhr von Drucköl zu der Hydraulikkupplung erfolgt mit Hilfe einer Hydraulikpumpe, die durch ein Magnetventil abhängig von einer Stellung eines Gaspedals gesteuert wird.
  • In der Druckschrift DE 602 03 980 T2 ist ein gesteuerter Eingriff für die Antriebskupplung eines Turboladers offenbart, wobei die Antriebskupplung abhängig von einem Signal eingerückt wird, das beruhend auf der erfassten Gaspedalposition oder Motordrehzahl bzw. deren Veränderung oder Veränderungsrate erzeugt wird.
  • Die Druckschrift DE 197 42 586 C2 offenbart einen Turbolader, der von einem Motor über ein Planetenradgetriebe und eine Hydraulikkupplung angetrieben wird. Zum Einrücken der Hydraulikkupplung wird Drucköl von einer Hydraulikpumpe verwendet, die vom Motor angetrieben wird.
  • In der Druckschrift US 5 289 813 A ist ein mechanischer Superlader offenbart, bei dem ein Getriebe zwischen einem Motor und drei Wellen des Superladers angeordnet ist. Wenn der Motor über eine Kupplung mit der ersten Welle verbunden wird, dann dreht sich die zweite Welle über Timing-Zahnräder gemeinsam mit der ersten Welle, während sich die dritte Welle über ein Untersetzungsgetriebe langsamer dreht. Wenn die Kupplung ausgerückt wird, wird die dritte Welle mit dem Motor verbunden, sodass sich der Superlader dann langsamer dreht.
  • Die Druckschrift JP H08-21 253 A offenbart einen mechanischen Superlader mit zwei Rotorwellen, die über Timing-Zahnräder gekoppelt sind, und einer dritten Welle, die über eine Kupplung mit einer der Rotorwellen gekoppelt ist. Wenn diese Kupplung ausgerückt ist, wird eine weitere Kupplung eingerückt, um die andere Rotorwelle über einen Verstärkungsmechanismus mit einer Motorwelle zu koppeln.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Betriebsvorrichtung für einen Kompressor bereitzustellen, die elektrisch angesteuert werden kann und dennoch die Drehmomentkapazität einer Hydraulikkupplung aufweist, ohne dabei die Komplexität und das Leckpotential von Hydraulikkupplungen aufzuweisen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Betriebsvorrichtung für einen Verdrängungskompressor nach Anspruch 1, den Verdrängungskompressor nach Anspruch 7 sowie das Verfahren nach Anspruch 13 gelöst.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Lösung bereit, indem sie eine servobetätigte Betriebsvorrichtung bereitstellt, die eine elektromagnetische Kupplung mit geringen Kosten und geringer Kapazität mit einer kleinen Ölpumpe kombiniert, die sich im Inneren der Kompressoreinheit befindet. Die Ölpumpe liefert auf Anforderung Öldruck von Öl in einem hydraulischen Kupplungsgehäuse oder dem Timing-Zahnradbehälter des Kompressors und wirkt als eine Servovorrichtung zur Betätigung einer internen Hydraulikkupplung. Die Hydraulikkupplung kann über einen viel breiteren Drehzahl- und Lastbereich in Eingriff gebracht werden, als dies allein mit einer elektromagnetischen Kupplung möglich wäre. Das Hinzufügen eines Akkumulators ermöglicht noch schnellere Eingriffe.
  • Die elektrohydraulische Servovorrichtung führt zu einer verbesserten Kraftstoffwirtschaftlichkeit auf Schnellstraßen im Verhältnis zu einer elektromagnetischen Kupplung, da die Eingriffsdrehzahl auf eine höhere Drehzahl (rpm) verlagert werden kann. Das interne Hydrauliksystem ermöglicht die höheren Kompressoreingriffsdrehzahlen, die mit einem Hydrauliksystem möglich sind, aber ohne die Montage- und Leckprobleme, die mit extern angeschlossenen, von dem Motorölsystem betätigten Kupplungen einhergehen.
  • Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden genauen Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser verstanden werden.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine bildhafte Ansicht einer Betriebsvorrichtung für einen beispielhaften Kraftfahrzeugverdrängungskompressor mit einer erfindungsgemäßen Servovorrichtung, die eine elektrohydraulische Kupplung betätigt, und
  • 2 ist eine bildhafte Ansicht ähnlich wie 1 einer ähnlichen Vorrichtung mit einem hinzugefügten hydraulischen Akkumulator.
  • BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Unter genauer Bezugnahme auf 1 der Zeichnungen bezeichnet Bezugszeichen 10 allgemein eine erste beispielhafte Ausführungsform einer Betriebsvorrichtung für einen Verdrängungskompressor mit einem Rotorgehäuse, das einen nicht gezeigten Rotorhohlraum mit einer allgemein bekannten Ausgestaltung definiert. Die Betriebsvorrichtung 10 umfasst ein Rotorpaar 12, 14 mit ineinander greifenden Nocken 16, 18, das zur Drehung innerhalb des nicht gezeigten Rotorgehäuses ausgelegt ist. Die Rotoren sind mit einem Timing-Zahnradpaar 20, 22 antreibend verbunden, das eingesetzt wird, um eine gleichmäßige und entgegengesetzte Drehung der Rotoren in dem Gehäuse zu erhalten. Die Timing-Zahnräder sind in einem Zahnradbehälter 24 eingeschlossen, in welchem vorzugsweise eine permanente Ölladung abgedichtet ist.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Betriebsvorrichtung 10 einen servobetätigten Antriebsstrang 26, der mit einem der Timing-Zahnräder 20 in Eingriff steht, und wenn er betätigt ist, dazu dient, die Timing-Zahnräder 20, 22 zu drehen und die Rotoren 12, 14 anzutreiben. Der Antriebsstrang 26 umfasst ein geschlossenes Kupplungsgehäuse 28, das an den Zahnradbehälter angrenzt und Öl zur Verwendung in dem Kupplungsgehäuse enthält. Der Zahnradbehälter 24 und das Kupplungsgehäuse 28 können optional durch einen internen oder externen Durchgang verbunden sein, der schematisch durch einen Verbindungsschlauch 30 dargestellt ist, sodass sich der Zahnradbehälter 24 und das Kupplungsgehäuse 28 eine gemeinsame Ölladung teilen.
  • In dem Kupplungsgehäuse befindet sich eine hydraulische Kupplung 32, die mit dem Timing-Zahnrad 20 zum Antreiben der Timing-Zahnräder in Eingriff steht, wenn sich die Kupplung in Eingriff befindet. Eine Servoölpumpe 34 in dem Kupplungsgehäuse 28 ist mit der Hydraulikkupplung 32 hydraulisch verbunden. Wenn sie betätigt wird, liefert die Ölpumpe 34 druckbeaufschlagtes Öl, um die Hydraulikkupplung in Eingriff zu bringen. Die Pumpe ist auch mit der Hydraulikkupplung antreibend verbunden, um die Hydraulikkupplung zu drehen, wenn die Ölpumpe betätigt wird.
  • Der Antriebsstrang 26 umfasst auch eine elektromagnetische Kupplung 36, die sich außerhalb des Kupplungsgehäuses befindet und mit der Hydraulikkupplung antreibend verbunden ist, um die Hydraulikkupplung 32 durch die Ölpumpe 34 zu drehen, wenn die elektromagnetische Kupplung 36 betätigt wird. Ein Antriebselement, das durch eine Riemenantriebsscheibe 38 dargestellt ist, ist mit der elektromagnetischen Kupplung 36 antreibend verbunden.
  • Im Betrieb wird, beispielsweise bei einer Kraftfahrzeuganwendung, die Antriebsriemenscheibe 38 oder ein anderes Antriebselement durch den Motor kontinuierlich angetrieben, während der Motor arbeitet. Solange die elektromagnetische Kupplung 36 nicht betätigt wird, wird der Rest des Antriebsstrangs nicht betätigt und die Kompressorrotoren 12, 14 bleiben stationär. Die elektromagnetische Kupplung ist von außen steuerbar, um den Antriebsstrang 26 zu betreiben und die Kompressorrotoren anzutreiben, um den Kompressor zu betreiben, wenn dies von der nicht gezeigten externen Steuerung angefordert wird.
  • Wenn die elektromagnetische Kupplung 36 betätigt wird, wird die Antriebsriemenscheibe durch die rotierende elektromagnetische Kupplung mit der Servoölpumpe 34 verbunden, die sich dreht und Öl aus dem Kupplungsgehäuse entnimmt und druckbeaufschlagtes Öl an die Hydraulikkupplung überträgt. Gleichzeitig beginnt die rotierende Ölpumpe 34 damit, den Eingangsabschnitt der Hydraulikkupplung 32, mit welcher sie verbunden ist, zu drehen. Wenn der Öldruck von der Pumpe ausreicht, bringt er die Hydraulikkupplung 32 in Eingriff, wodurch die Antriebsriemenscheibe 38 durch den Antriebsstrang 26 mit dem Timing-Zahnrad 20 verbunden wird, was die Rotoren 12, 14 antreibt und dadurch die Kompressorbetriebsvorrichtung 10 in Betrieb setzt.
  • Wenn der Kompressor betrieben wird, erhöht er die potentielle Leistung des zugehörigen Motors. Wenn die servobetätigte Betriebsvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung angewendet wird, wird die Motordrehzahl oder die Motorlast, bei welcher der Kompressorantriebsstrang in Eingriff gebracht werden kann, erhöht, sodass der Kompressor nur dann arbeiten wird, wenn erhöhte Leistung angefordert wird, wodurch unnötige Energieverluste bei niedrigeren Drehzahlen und Lasten verringert werden.
  • Wenn die Motordrehzahl oder -last unter das Niveau, welches ein Laden benötigt, verringert wird, wird die elektromagnetische Kupplung deaktiviert und die Antriebsstrangverbindung wird unterbrochen, sodass der Kompressor anhält, wodurch der Energieverlust aus einem Betrieb der Kompressorbetriebsvorrichtung 10 beseitigt wird.
  • Nun auf 2 der Zeichnungen Bezug nehmend ist eine zweite Ausführungsform einer Betriebsvorrichtung 40 veranschaulicht. Die zuvor beschriebenen Komponenten und die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform 10 sind in der zweiten Ausführungsform 40 wiederholt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile anzeigen und eine wiederholende Beschreibung dieser Merkmale in 2 weggelassen wird.
  • Die zweite Ausführungsform 40 unterscheidet sich von der Ausführungsform 10 durch das Einfügen eines hydraulischen Akkumulators 42 zwischen der Servopumpe 34 und der Hydraulikkupplung 32. Die Pumpe 34 ist mit dem Akkumulator 42 durch einen (vorzugsweise internen) Ladedurchgang verbunden, der in 2 durch einen externen Ladeschlauch 44 dargestellt ist. Ein Rückschlagventil 46 in dem Durchgang oder dem Schlauch 44 kann verwendet werden, um eine Ölströmung nur von der Pumpe 34 an den Akkumulator 42 zuzulassen, um für ein Laden des Öldrucks in dem Akkumulator zu sorgen, wenn die Pumpe läuft.
  • Ein (vorzugsweise interner) Eingriffsdurchgang ist in 2 durch einen Eingriffsschlauch 48 dargestellt. Ein Steuerungsventil 50 in dem Eingriffsdurchgang oder Schlauch 48 wird geöffnet, um druckbeaufschlagtes Öl aus dem Akkumulator 42 an die Hydraulikkupplung 32 weiterzuleiten, um die Kupplung in Eingriff zu bringen und die Betriebsvorrichtung und den zugehörigen Kompressor zu betätigen.
  • Das Hinzufügen des Akkumulators 42 beschleunigt den Beginn des Kompressorbetriebs, da das druckbeaufschlagte Öl in dem Akkumulator 42 an die Hydraulikkupplung 32 übertragen wird, sobald eine Steuerung betätigt wird, um einen Betrieb der elektromagnetischen Kupplung 36 zu starten, welche die Servoölpumpe 34 betätigt. Somit kann die Hydraulikkupplung 32 durch den Akkumulatordruck in Eingriff gebracht werden, bevor die Pumpe einen ausreichenden Druck entwickelt hat, um den Akkumulator 42 wieder aufzuladen.
  • Obwohl die Erfindung durch Bezugnahme auf gewisse bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich, dass zahlreiche Änderungen im Geist und Umfang der beschriebenen erfinderischen Konzepte durchgeführt werden können. Folglich ist es beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen begrenzt ist, sondern dass sie den vollen Schutzumfang aufweist, der durch die Sprache der folgenden Ansprüche zulässig ist.

Claims (14)

  1. Betriebsvorrichtung (10, 40) für einen Verdrängungskompressor eines Motors, wobei die Vorrichtung (10, 40) umfasst: ein Rotorpaar (12, 14) mit ineinander greifenden Nocken (16, 18), das zur Drehung in einem Rotorgehäuse ausgelegt ist; wobei die Rotoren (12, 14) mit einem Timing-Zahnradpaar (20, 22) verbunden sind, das eingesetzt ist, um eine gleichmäßige und entgegengesetzte Drehung der Rotoren (12, 14) in dem Gehäuse zu erhalten; einen Zahnradbehälter (24), der die Timing-Zahnräder (20, 22) umschließt und so ausgelegt ist, dass es ein Ölvolumen zum Schmieren der Zahnräder (20, 22) enthält; und einen servobetätigten Antriebsstrang (26), der mit einem der Timing-Zahnräder (20) in Eingriff steht und so ausgelegt ist, dass er die Timing-Zahnräder (20, 22) dreht und die Rotoren (12, 14) antreibt, wenn er betätigt wird, wobei der Antriebsstrang (26) umfasst: ein geschlossenes Kupplungsgehäuse (28), das dem Zahnradbehälter (24) benachbart ist und so ausgelegt ist, dass es Öl zur Verwendung in dem Kupplungsgehäuse (28) enthält; eine Hydraulikkupplung (32) in dem Kupplungsgehäuse (28), die mit einem der Timing-Zahnräder (20) in Eingriff steht, um die Timing-Zahnräder (20, 22) anzutreiben, wenn sich die Hydraulikkupplung (32) im Eingriff befindet; eine Servoölpumpe (34) in dem Kupplungsgehäuse (28), die mit der Hydraulikkupplung (32) hydraulisch verbunden ist, wobei die Pumpe (34) so ausgelegt ist, dass sie bei Betätigung druckbeaufschlagtes Öl zum Ineingriffbringen der Hydraulikkupplung (32) liefert, wobei die Pumpe (34) mit der Hydraulikkupplung (32) antreibend verbunden ist, um die Hydraulikkupplung (32) zu drehen, wenn die Ölpumpe (34) betätigt wird; eine elektromagnetische Kupplung (36), die sich außerhalb des Kupplungsgehäuses (28) befindet und mit der Hydraulikkupplung (32) antreibend verbunden ist, um die Hydraulikkupplung (32) zu drehen, wenn die elektromagnetische Kupplung (36) betätigt wird; und ein Antriebselement (38), das mit der elektromagnetischen Kupplung (36) antreibend verbunden ist, wobei die elektromagnetische Kupplung (36) extern steuerbar ist, um das Antriebselement (38) zur Drehung mit der Ölpumpe (34) zu verbinden und die Ölpumpe (34) zu drehen, um eine Betätigung und Drehung der Hydraulikkupplung (32) einzuleiten, woraus eine Drehung der Timing-Zahnräder (20, 22) und der Kompressorrotoren (12, 14) resultiert.
  2. Vorrichtung (10, 40) nach Anspruch 1, wobei der Zahnradbehälter (24) abgedichtet ist, um eine permanente Schmiermittelladung zu behalten.
  3. Vorrichtung (10, 40) nach Anspruch 2, wobei das Kupplungsgehäuse (28) mit dem Zahnradbehälter (24) in Verbindung steht, um ein gemeinsames Nutzen der permanenten Schmiermittelladung mit dem Zahnradbehälter (24) zu ermöglichen.
  4. Vorrichtung (40) nach Anspruch 1, die ferner einen hydraulischen Akkumulator (42) umfasst, der zwischen die Ölpumpe (34) und die Hydraulikkupplung (32) gekoppelt ist, um den Akkumulator (42) mit druckbeaufschlagtem Öl von der Pumpe (34) aufzuladen und die Hydraulikkupplung (32) mit dem druckbeaufschlagten Öl aus dem Akkumulator (42) zu betätigen.
  5. Vorrichtung (40) nach Anspruch 4, die ferner Ventile (46, 50) zum Halten des Öldrucks in dem Akkumulator (42) umfasst, wenn die Ölpumpe (34) deaktiviert ist, und zum erneuten Öffnen einer Akkumulatordruckölströmung an die Hydraulikkupplung (32), wenn die elektromagnetische Kupplung (36) erneut aktiviert ist.
  6. Vorrichtung (10, 40) nach Anspruch 1, wobei das Antriebselement (38) eine Riemenscheibe ist.
  7. Verdrängungskompressor eines Motors, umfassend: ein Rotorpaar (12, 14) mit ineinander greifenden Nocken (16, 18), das zur Drehung in einem Rotorgehäuse ausgelegt ist; wobei die Rotoren (12, 14) mit einem Timing-Zahnradpaar (20, 22) verbunden sind, das eingesetzt ist, um eine gleichmäßige und entgegengesetzte Drehung der Rotoren (12, 14) in dem Gehäuse zu erhalten; einen Zahnradbehälter (24), der die Timing-Zahnräder (20, 22) umschließt und so ausgelegt ist, dass er ein Ölvolumen zum Schmieren der Zahnräder (20, 22) enthält; und einen servobetätigten Antriebsstrang (26), der mit einem der Timing-Zahnräder (20) in Eingriff steht und so ausgelegt ist, dass er bei Betätigung die Timing-Zahnräder (20, 22) dreht und die Rotoren (12, 14) antreibt, wobei der Antriebsstrang (26) umfasst: ein geschlossenes Kupplungsgehäuse (28) benachbart zu dem Zahnradbehälter (24), das so ausgelegt ist, dass es Öl zur Verwendung in dem Kupplungsgehäuse (28) enthält; eine Hydraulikkupplung (32) in dem Kupplungsgehäuse (28), die mit einem der Timing-Zahnräder (20) in Eingriff steht, um die Timing-Zahnräder (20, 22) anzutreiben, wenn sich die Hydraulikkupplung (32) in Eingriff befindet; eine Servoölpumpe (34) in dem Kupplungsgehäuse (28), die mit der Hydraulikkupplung (32) hydraulisch verbunden ist, wobei die Pumpe (34) so ausgelegt ist, dass sie bei Betätigung druckbeaufschlagtes Öl zum Ineingriffbringen der Hydraulikkupplung (32) liefert, wobei die Pumpe (34) mit der Hydraulikkupplung (32) antreibend verbunden ist, um die Hydraulikkupplung (32) zu drehen, wenn die Ölpumpe (34) betätigt wird; eine elektromagnetische Kupplung (36), die sich außerhalb des Kupplungsgehäuses (28) befindet und mit der Hydraulikkupplung (32) antreibend verbunden ist, um die Hydraulikkupplung (32) zu drehen, wenn die elektromagnetische Kupplung (36) betätigt wird; und ein Antriebselement (38), das mit der elektromagnetischen Kupplung (36) antreibend verbunden ist, wobei die elektromagnetische Kupplung (36) von außen steuerbar ist, um das Antriebselement (38) zur Drehung mit der Ölpumpe (34) zu verbinden und die Ölpumpe (34) zu drehen, um eine Betätigung und Drehung der Hydraulikkupplung (32) einzuleiten, was zur Drehung der Timing-Zahnräder (20, 22) und der Kompressorrotoren (12, 14) führt.
  8. Kompressor nach Anspruch 7, wobei der Zahnradbehälter (24) abgedichtet ist, um eine permanente Schmiermittelladung zu behalten.
  9. Kompressor nach Anspruch 8, wobei das Kupplungsgehäuse (28) mit dem Zahnradbehälter (24) in Verbindung steht, um eine gemeinsame Nutzung der permanenten Schmiermittelladung mit dem Zahnradbehälter (24) zu ermöglichen.
  10. Kompressor nach Anspruch 7, der ferner einen hydraulischen Akkumulator (42) umfasst, der zwischen die Ölpumpe (34) und die Hydraulikkupplung (28) gekoppelt ist, um den Akkumulator (42) mit druckbeaufschlagtem Öl von der Pumpe (34) aufzuladen und die Hydraulikkupplung (32) mit dem druckbeaufschlagten Öl aus dem Akkumulator (42) zu betätigen.
  11. Kompressor nach Anspruch 10, der ferner Ventile (46, 50) zum Halten des Öldrucks in dem Akkumulator (42) umfasst, wenn die Ölpumpe (34) deaktiviert ist, und zum erneuten Öffnen einer Akkumulatordruckölströmung an die Hydraulikkupplung (32), wenn die elektromagnetische Kupplung (36) erneut aktiviert ist.
  12. Kompressor nach Anspruch 7, wobei das Antriebselement (38) eine Riemenscheibe ist.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Motorkompressors nach Anspruch 7, wobei das Verfahren umfasst, dass die Kompressorrotoren (12, 14) von dem Antriebselement (38) durch die elektromagnetische Kupplung (36), den Hydraulikpumpenrotor, die Hydraulikkupplung (32) und die Timing-Zahnräder (20, 22) an die Rotoren (12, 14) direkt mechanisch angetrieben werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, das umfasst, dass: das Kompressorantriebselement (38) mit einem sich drehenden Antriebsausgabeelement eines zugehörigen Motors antreibend verbunden wird; die elektromagnetische Kupplung (36) durch eine externe Steuerung betätigt wird, um die elektromagnetische Kupplung (36) in Eingriff zu bringen und das Antriebselement (38) mit dem Rotor der Hydraulikpumpe (34) zu verbinden, wodurch der Eingang der Hydraulikkupplung (32) gedreht wird; und ein Hydraulikfluid von der rotierenden Pumpe (34) an die Hydraulikkupplung (32) gepumpt wird, um die Kupplung (32) in Eingriff zu bringen und das Timing-Zahnrad (20), das mit der Kupplung (32) verbunden ist, anzutreiben, wodurch die Zahnräder (20, 22) und die Kompressorrotoren (12, 14) gedreht werden und ein Eingriff der Kupplungen (32, 36) bei einer höheren Eingriffsdrehzahl mit einer elektromagnetischen Kupplung (36) geringer Leistung, welche die Hydraulikpumpe (34) antreibt, ermöglicht wird.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8932033B2 (en) * 2009-12-21 2015-01-13 Eaton Corporation Supercharger timing gear oil pump
CN203463186U (zh) * 2012-06-09 2014-03-05 伊顿公司 增压器传动装置
US20140017101A1 (en) * 2012-07-10 2014-01-16 GM Global Technology Operations LLC Clutch subassembly and clutched supercharger made using the same
USD746882S1 (en) * 2013-12-16 2016-01-05 Horizon Hobby, LLC Swash servo mount
JP6228868B2 (ja) * 2014-03-10 2017-11-08 株式会社神戸製鋼所 スクリュ圧縮機
CN109944798B (zh) * 2019-04-04 2023-11-17 烟台东德氢能技术有限公司 六叶罗茨增压器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5289813A (en) * 1991-08-28 1994-03-01 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Two speed mechanical supercharger
JPH0821253A (ja) * 1994-07-07 1996-01-23 Tochigi Fuji Ind Co Ltd 機械式過給機
DE19742586C2 (de) * 1996-10-02 2003-04-30 Tochigi Fuji Sangyo Kk Getriebe für eine Hilfsvorrichtung
DE69630966T2 (de) * 1995-10-02 2004-10-21 Komatsu Mfg Co Ltd Vorrichtung zur Regelung eines mechanischen Laders für einen Dieselmotor
DE60203980T2 (de) * 2001-10-30 2006-02-23 Eaton Corp., Cleveland Gesteuerter Eingriff für die Antriebskupplung eines Turboladers

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2477003A (en) * 1942-07-25 1949-07-26 Joy Mfg Co Rotary helical gear air pump with discharge pressure regulator
US3630040A (en) * 1970-06-12 1971-12-28 Fred A Goldfarb Air conditioner
GB1480333A (en) * 1973-07-05 1977-07-20 Svenska Rotor Maskiner Ab Screw rotor machines
JPS6116232A (ja) * 1984-07-02 1986-01-24 Toyota Motor Corp ル−ツポンプを備えた過給機付内燃機関
US5232656A (en) * 1992-02-25 1993-08-03 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Fast-acting nuclear reactor control device
AU5890494A (en) * 1993-02-01 1994-08-29 Fleming Thermodynamics Ltd. Control system for screw type supercharging apparatus
SE506513C2 (sv) * 1995-10-23 1997-12-22 Lysholm Techn Ab Transmission med ett tvådelat kopplingsorgan
JPH09207793A (ja) * 1996-02-05 1997-08-12 Unisia Jecs Corp パワーステアリング装置
DE19711287C2 (de) * 1996-03-18 2002-10-31 Tochigi Fuji Sangyo Kk Befestigungsverbindung zwischem einem Rotorkörper und einer Rotorwelle und Strömungsmaschine mit dieser Befestigungsverbindung
SE511761C2 (sv) * 1996-10-09 1999-11-22 Lysholm Techn Ab Oljekyld lamellkoppling
JPH10167089A (ja) * 1996-12-04 1998-06-23 Unisia Jecs Corp パワーステアリング装置
JPH10266982A (ja) * 1997-03-21 1998-10-06 Tochigi Fuji Ind Co Ltd ルーツ式流体機械
JPH11315784A (ja) * 1998-04-30 1999-11-16 Tochigi Fuji Ind Co Ltd 流体機械
BG63128B1 (bg) * 1999-01-20 2001-04-30 РАЙЧИНОВ Галин Интегрална многофункционална система за моторно превозно средство
JP3558264B2 (ja) * 1999-03-29 2004-08-25 株式会社日立ユニシアオートモティブ 発電電動ユニット
US6860730B2 (en) * 2002-05-20 2005-03-01 Driltech Mission, Llc Methods and apparatus for unloading a screw compressor
US6981855B2 (en) * 2002-09-30 2006-01-03 Sandvik Ab Drilling rig having a compact compressor/pump assembly
US7621263B2 (en) * 2006-08-31 2009-11-24 Eaton Corporation Supercharger drive system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5289813A (en) * 1991-08-28 1994-03-01 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Two speed mechanical supercharger
JPH0821253A (ja) * 1994-07-07 1996-01-23 Tochigi Fuji Ind Co Ltd 機械式過給機
DE69630966T2 (de) * 1995-10-02 2004-10-21 Komatsu Mfg Co Ltd Vorrichtung zur Regelung eines mechanischen Laders für einen Dieselmotor
DE19742586C2 (de) * 1996-10-02 2003-04-30 Tochigi Fuji Sangyo Kk Getriebe für eine Hilfsvorrichtung
DE60203980T2 (de) * 2001-10-30 2006-02-23 Eaton Corp., Cleveland Gesteuerter Eingriff für die Antriebskupplung eines Turboladers

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