DE102013114303A1 - Kompressorsystem mit einer Kolbenhubeinstellvorrichtung - Google Patents

Kompressorsystem mit einer Kolbenhubeinstellvorrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kompressorsystem für ein Nutzfahrzeug, umfassend einen von einer Antriebseinheit (1) angetriebenen Kompressor (2) mit mindestens einem Kolben zur Erzeugung von Druckluft, wobei zwischen der Antriebseinheit (1) und dem Kompressor (2) mindestens ein Getriebe (3) angeordnet ist, das über eine Antriebswelle (4) mit dem Kompressor (2) verbunden ist, wobei ferner die Druckluft durch eine Luftaufbereitungseinheit (5) zur Trocknung und Reinigung der Druckluft hindurch zu mindestens einem Druckluftspeicher (6) förderbar ist. Erfindungsgemäß weist der Kompressor (2) zur Einstellung des Kolbenhubs von mindestens einem Kolben eine an der Antriebswelle (4) angeordnete Kolbenhubeinstellvorrichtung (7) auf, die mit einer zumindest mittelbar von einer Kolbenhubsteuereinheit (24) gesteuerte Stellvorrichtung (8), umfassend einen Stator (9), mit mindestens zwei Kammern (10a, 10b) und einen drehbar in dem Stator (9) gelagerten Rotor (11a) mit mindestens zwei Rotorschaufeln (12a, 12b) starr gekoppelt ist, wobei jeweils eine Rotorschaufel (12a, 12b) zur Aufteilung der jeweiligen Kammer (10a, 10b) in jeweils zwei Teilkammern (13a–13d) in der jeweiligen Kammer (10a, 10b) angeordnet ist, wobei ferner der Stator (9) mindestens eine fluidtechnisch mit jeder Teilkammer (13a–13d) verbundene Druckmittel führende Leitung (14a–14d) aufweist, die zumindest mittelbar mit einem Druckmittelbehälter (15) fluidtechnisch verbunden ist.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Kompressorsystem für ein Nutzfahrzeug, umfassend einen von einer Antriebseinheit angetriebenen Kompressor mit mindestens einem Kolben zur Erzeugung von Druckluft, wobei zwischen der Antriebseinheit und dem Kompressor mindestens ein Getriebe angeordnet ist, das über eine Antriebswelle mit dem Kompressor verbunden ist, wobei ferner die Druckluft durch eine Luftaufbereitungseinheit zur Trocknung und Reinigung der Druckluft hindurch zu mindestens einem Druckluftspeicher förderbar ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Moderne Nutzfahrzeuge weisen verschiedene Teilsysteme auf, die mit Druckluft betrieben werden können. Dazu gehören beispielsweise eine druckluftbetriebene Betriebsbremse und eine Luftfederung. Um die Versorgung dieser Teilsysteme mit Druckluft sicherzustellen, ist normalerweise ein Kompressorsystem, umfassend einen Kompressor in dem Nutzufahrzeug vorgesehen. Der Kompressor wird in der Regel mechanisch von einer Antriebseinheit, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine des Nutzufahrzeugs angetrieben. Da der Bedarf an Druckluft innerhalb des Nutzufahrzeugs normalerweise keinen Dauerbetrieb des Kompressors erfordert, können unterschiedliche Energiesparsystem verwendet werden.
  • Gemäß DE 10 2008 003 957 A1 kann eine Kupplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Kompressor vorgesehen sein, um eine Entkopplung des Kompressors vom Antriebsmotor zu ermöglichen. Dies ist wünschenswert, da der Betrieb des Kompressors Energie verbraucht, die eingespart werden kann, wenn keine Druckluft benötigt wird, beziehungsweise wenn der vorhandene Druckluftvorrat den Druckluftbedarf der Verbraucher über eine gewisse Zeitspanne decken kann. Die Abkopplung des Kompressors hat allerdings den Nachteil dass der Kompressor nicht für den Antrieb einer weiteren Vorrichtung, z.B. Servolenkungspumpe geeignet ist. Der Antrieb einer Hilfsvorrichtung innerhalb des Kompressorsystems mit Kupplung benötigt ein zusätzliches Getriebe wie in der WO 2009/146908 A1 dargestellt, das die Kosten und den Bedarf an Einbauraum wesentlich erhöhen.
  • Aus der DE 10 2008 005 435 A1 geht ein Kompressor zur Erzeugung von Druckluft für ein Nutzfahrzeug hervor, wobei der Kompressor ein Gehäuse mit einem Kolbenraum und einem Schadraum sowie eine Ventileinrichtung mit einem Absperrkörper zum Trennen des Schadraums von dem Kolbenraum umfasst. Während einer Entlastungsphase sind der Kolbenraum und der Schadraum miteinander verbunden wodurch die während der Entlastungsphase auftretenden Spitzendrücke reduziert werden und so der Energieverbrauch des Kompressors gesenkt wird. Dieses System ermöglicht zwar den Direktantrieb von Hilfsvorrichtungen, weist aber im Vergleich zum System mit Entkopplung des Kompressors ein deutlich niedrigeres Energiesparpotenzial auf.
  • Ferner geht aus der DE 10 2013 200 301 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines Motors mit variabler Nockensteuerung hervor. Dazu weist der Motor einen Aktuator auf, der einem Rotor, ein Gehäuse, eine Spätverstellungskammer und eine Frühverstellungskammer umfasst. Der Rotor ist an der Nockenwelle angebracht, so dass dieser sich mit der gleichen Drehzahl wie die Nockenwelle dreht. Der Rotor ist hydraulisch am Gehäuse gekoppelt. Verstellerlamellen bewegen sich innerhalb der durch die Spätverstellungskammer und die Frühverstellungskammer ausgebildeten Ausnehmungen. Das Schieberventil erlaubt, dass sich der Rotor bewegt, indem es einen Ölfluß in die Spätverstellungskammer und aus der Frühverstellungskammer oder umgekehrt gestattet, je nach der gewünschten Bewegungsrichtung. Während einer Nockenspätverstellung fließt Öl vom Zufuhrkanal in die Spätverstellungskammer, während Öl aus der Frühverstellungskammer in die Nockenzapfenpassage herausgedrückt wird. Während einer Nockenfrühverstellung fließt Öl von dem Zufuhrkanal in die Frühverstellungskammer, während Öl von der Spätverstellungskammer in die Nockenzapfenpassage herausgedrückt wird. Das Gehäuse bildet einen mechanischen Anschlag für den Rotor. Wenn die Spätverstellungskammer maximal offen ist und der Rotor an dem Gehäuse ruht, befindet sich der Aktuator in der Spätverstellungsendposition, und die Nockensteuerung ist maximal nach spät verstellt. Wenn die Frühverstellungskammer maximal offen ist und der Rotor am Gehäuse ruht, befindet sich der Aktuator in der Frühverstellungsendposition und die Nockensteuerung ist maximal nach früh verstellt.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kompressorsystem dahingehend zu optimieren, dass ohne den Kompressor von der Antriebseinheit abzukuppeln der Energieverbrauch des Kompressors mit einfachen Mitteln erheblich gesenkt wird.
  • Die Aufgabe wird ausgehend von einem Kompressorsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen hervor.
  • Erfindungsgemäß weist der Kompressor zur Einstellung des Kolbenhubs von mindestens einem Kolben eine an der Antriebswelle angeordnete Kolbenhubeinstellvorrichtung auf, die mit einer zumindest mittelbar von einer Kolbenhubsteuereinheit gesteuerte Stellvorrichtung, umfassend einen Stator, mit mindestens zwei Kammern und einen drehbar in dem Stator gelagerten Rotor mit mindestens zwei Rotorschaufeln starr gekoppelt ist, wobei jeweils eine Rotorschaufel zur Aufteilung der jeweiligen Kammer in jeweils zwei Teilkammern in der jeweiligen Kammer angeordnet ist, wobei ferner der Stator mindestens eine fluidtechnisch mit jeder Teilkammer verbundene Druckmittel führende Leitung aufweist, die zumindest mittelbar mit einem Druckmittelbehälter fluidtechnisch verbunden ist.
  • Mit anderen Worten sind die Teilkammern mit einem Druckmittel, insbesondere einem inkompressiblen Druckmittel wie beispielsweise Öl beaufschlagbar. Je nachdem ob die ersten oder zweiten Teilkammern mit Öl beaufschlagt werden, bewegen sich die Rotorschaufeln gemeinsam in eine Richtung. Eine maximale Befüllung der ersten oder zweiten Teilkammern führt dazu, dass die Rotorschaufeln umfangsseitig an dem Stator zur Anlage kommen und eine stabile Position einnehmen. Die Rotation des Rotors führt zu einer Verstellung der Kolbenhubeinstellvorrichtung, wodurch die Einstellung des Kolbenhubs zustandsabhängig vorgenommen wird. Die zustandsabhängige Steuerung des Kolbenhubs ist mit einem erheblichen Energiesparpotential verknüpft, ohne dass der Kompressor von der Antriebseinheit abgekuppelt werden muss. Sofern keine Druckluft benötigt wird, beziehungsweise wenn der vorhandene Druckluftvorrat den Druckluftbedarf der Verbraucher über eine gewisse Zeitspanne decken kann, kann der Kolbenhub des mindestens einen Kolbens minimiert werden.
  • Besonders bevorzugt ist, dass der Stator einen Außenring und einen Innenring aufweist, die über mindestens zwei radial verlaufende Statorarme miteinander verbunden sind, wobei die Antriebswelle zumindest mittelbar an einer Innenumfangsfläche des Innenrings gelagert ist. Zum Einen erlaubt diese Ausführungsform einen besonders leichtbauenden und kompakten Stator, zum Anderen ist es dadurch möglich, die Antriebswelle direkt in der Stellvorrichtung am Stator zu lagern. Die mindestens zwei Statorarme sind nämlich insbesondere dazu geeignet, Radialkräfte aufzunehmen. Ferner dienen die mindestens zwei Statorarme auch als Anschlagflächen für die Rotorschaufeln, da sie die Kammern in Umfangsrichtung begrenzen. Dadurch, dass sich die Antriebswelle durch die Stellvorrichtung erstreckt können hinter dem Kompressor angeordnete Hilfseinrichtungen über die Antriebswelle angetrieben werden.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass mindestens vier Druckmittel führenden Leitungen in den mindestens zwei Statorarmen ausgebildet sind. Dabei sind vorteilhafterweise je zwei Druckmittel führenden Leitungen in dem jeweiligen Statorarm ausgebildet, so dass jeweils eine erste und eine zweite Teilkammer über die jeweilige Druckmittel führende Leitung speisbar ist. Vorteilhafterweise sind die Druckmittel führenden Leitungen als Radialbohrungen in den Statorarmen ausgebildet, die mindestens eine im Wesentlichen quer dazu ausgebildete zur fluidtechnischen Verbindung mit der jeweiligen Teilkammer angeordnete Ausnehmung aufweisen.
  • Vorzugsweise ist eine Hülse radial zwischen dem Innenring und der Antriebswelle angeordnet, wobei die Hülse an einer Außenumfangsfläche zwei umlaufende Nuten aufweist, die mit in den mindestens zwei Statorarmen ausgebildeten mindestens vier Druckmittel führenden Leitungen fluidtechnisch verbunden sind. Die Hülse erleichtert erheblich die Anordnung von Druckmittel führenden Leitungen. Über die fluidtechnisch voneinander getrennten Nuten der Hülse, sind alle jeweils mit den ersten oder mit den zweiten Teilkammern fluidtechnisch verbundenen Druckmittel führenden Leitungen fluidtechnisch verbunden.
  • Besonders bevorzugt ist, dass entweder radial zwischen der Antriebswelle und der Hülse oder radial zwischen der Antriebswelle und dem Innenring ein Lagerelement angeordnet ist. Das Lagerelement erleichtert eine relative Rotation zwischen der Antriebswelle und dem Stator. Denkbar ist dabei sowohl ein Kugelrollenlager als auch ein Gleitlager.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Beaufschlagung der ersten und zweiten Teilkammern mit Druckmittel aus dem Druckmittelbehälter von einem zwischen dem Druckmittelbehälter und der Stellvorrichtung angeordneten Ventil steuerbar, wobei ein maximaler Kolbenhub einstellbar ist, wenn die ersten Teilkammern mit Druckmittel beaufschlagt sind, wobei ferner ein minimaler Kolbenhub einstellbar ist, wenn die zweiten Teilkammern mit Druckmittel beaufschlagt sind.
  • Gemäß einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Ventil entweder als ein 3/2-Wege-Ventil oder als ein 4/2-Wege-Ventil oder als ein 4/3-Wege-Ventil ausgebildet. Insbesondere ist das Ventil jedoch als Magnetventil oder pneumatisches Ventil ausgebildet. Das Ventil wird vorteilhafterweise über die Kolbenhubsteuereinheit gesteuert.
  • Über das 4/2-Wege-Ventil ist die Stellvorrichtung derart steuerbar, dass zwei stabile Positionen des Rotors eingestellt werden können. Eine erste stabile Position ist generierbar, sofern das 4/2-Wege-Ventil die ersten Teilkammern mit Druckmittel beaufschlagt, indem es den Druckmittelbehälter fluidtechnisch mit den ersten Teilkammern verbindet und gleichzeitig die zweiten Teilkammern fluidtechnisch entlastet. Eine zweite stabile Position ist demgegenüber generierbar, wenn das 4/2-Wege-Ventil die zweiten Teilkammern mit Druckmittel beaufschlagt, indem es den Druckmittelbehälter fluidtechnisch mit den zweiten Teilkammern verbindet und gleichzeitig die ersten Teilkammern fluidtechnisch entlastet.
  • Über das 4/3-Wege-Ventil ist die Stellvorrichtung derart steuerbar, dass drei stabile Positionen des Rotors eingestellt werden können. Zum Einen können die beiden zuvor beschriebenen Positionen eingestellt werden, zum Anderen kann eine dritte stabile Position eingestellt werden, wobei sowohl die ersten als auch die zweiten Teilkammern geschlossen werden.
  • Über das 3/2-Wege-Ventil ist die Stellvorrichtung derart steuerbar, dass entweder die ersten Teilkammern mit Druckmittel beaufschlagt werden, indem das 3/2-Wege-Ventil den Druckmittelbehälter fluidtechnisch mit den ersten Teilkammern verbindet und gleichzeitig die zweiten Teilkammern fluidtechnisch abschließt oder die zweiten Teilkammern mit Druckmittel beaufschlagt werden, indem es den Druckmittelbehälter fluidtechnisch mit den zweiten Teilkammern verbindet und gleichzeitig die ersten Teilkammern fluidtechnisch abschließt.
  • Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Rückschlagventil zum Verhindern eines Rückflusses des Druckmittels in den Druckmittelbehälter zwischen dem Druckmittelbehälter und dem Ventil angeordnet. Sofern der Druck in den Teilkammern den Druck im Druckmittelbehälter übersteigt, kann ein Rückfluss des Druckmittels in den Druckmittelbehälter erfolgen. Um dies zu vermeiden und damit gleichzeitig ein Verlust der Kontrolle über den Rotor zu vermeiden, ist die Anordnung des Rückschlagventils zwischen dem Druckmittelbehälter und der Stellvorrichtung, insbesondere zwischen dem Druckmittelbehälter und dem Ventil vorgesehen.
  • Besonders bevorzugt ist parallel zum 3/2-Wege-Ventil jeweils eine Druckmittel führende Leitung mit Rückschlagventil zur Bildung einer Rückkopplung des Druckmittels aus den Teilkammern, die über das 3/2-Wege-Ventil nicht mit dem Druckmittelbehälter verbunden sind, angeordnet. Diese Druckmittel führenden Leitungen überbrücken aufgrund der Rückschlagventile einseitig von der Stelleinrichtung zum Druckmittelbehälter das 3/2-Wege-Ventil. Mit anderen Worten dient die Stelleinrichtung somit als Hydraulikpumpe zum Drehen des Rotors, da das Druckmittel über das 3/2-Wege-Ventil zwischen den ersten Teilkammern und den zweiten Teilkammern hin und her strömt. In der Druckmittel führenden Leitung, die mit dem Druckmittelbehälter verbunden ist, findet keine Druckmittelrückführung in den Druckmittelbehälter statt, da der Leitungsdruck gleich, oder aufgrund von Verlusten, etwas geringer ist als der Eingangsdruck, so dass das Rückschlagventil geschlossen bleibt. Abhängig von Richtung und Größe eines auf den Rotor wirkenden Reaktionsdrehmoments, kann der Druck in der abgeschlossenen Druckmittel führenden Leitung vorübergehend über einen eingangsseitigen Druck ansteigen, wobei das Druckmittel stufenweise von den geschlossenen Teilkammern zu den mit dem Druckmittelbehälter verbunden Teilkammern gepumpt wird. Dadurch wird der Druckmittelverbrauch des Aktuators erheblich gesenkt.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass bei Inaktivität des Ventils, die ersten Teilkammern mit Druckmittel beaufschlagt sind, sodass der Kolbenhub maximal ist. Dadurch ist beispielsweise bei einer Fehlfunktion des Ventils ein maximaler Kolbenhub und somit eine maximale Druckluftförderung vorgesehen.
  • Zur Erleichterung der Montage ist gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Rotor zweiteilig ausgebildet, wobei die beiden Rotorteile durch mindestens ein Verbindungselement drehfest miteinander verbunden sind. Demnach ist ein erstes Rotorteil, beispielsweise als eine Rotorscheibe ausgebildet und das zweite Rotorteil bildet die Rotorflügel. Die Rotorscheibe ist über jeweils einem Verbindungselement, insbesondere einer Schraube, mit dem jeweiligen Rotorflügel sowohl axial, als auch radial gesichert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
  • 1 eine Blockdarstellung des erfindungsgemäßen Kompressorsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, umfassend ein 4/3-Wege-Ventil,
  • 2 eine Blockdarstellung des erfindungsgemäßen Kompressorsystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, umfassend ein 4/2-Wege-Ventil,
  • 3a eine perspektivische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 3b eine Querschnittansicht der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung aus 3a, geschnitten entlang der Druckmittel führende Leitung 14a,
  • 4 eine perspektivische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
  • 5 eine Blockdarstellung des erfindungsgemäßen Kompressorsystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, umfassend ein 3/2-Wege-Ventil.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Das Kompressorsystem nach 1 besteht im Wesentlichen aus einer Antriebseinheit 1, die über ein Getriebe 3 einen Kompressor 2 antreibt. An dem Kompressor 2 ist eine Hilfseinrichtung 25 angeordnet, die gemeinsam über eine Antriebswelle 4 mit dem Kompressor 2 angetrieben wird. Ferner ist der Kompressor 2 über eine Druckluftleitung 26a mit einer Luftaufbereitungseinheit 5 fluidtechnisch verbunden. Die Luftaufbereitungseinheit 5 ist wiederum mit einem Druckluftspeicher 6 über eine Druckluftleitung 26b fluidtechnisch verbunden, so dass die vom Kompressor 2 erzeugte Druckluft in der Luftaufbereitungseinheit 5 gereinigt und getrocknet wird, um dann in dem Druckluftspeicher 6 gespeist zu werden. Sobald der Druckluftspeicher 6 befüllt ist, wechselt der Kompressor 2 in einen Energiesparzustand, indem ein Kolbenhub eines – hier nicht dargestellten – Kolbens minimiert wird. Mit anderen Worten reguliert die Kolbenhubsteuereinheit 24 den Kolbenhub je nach aktuellem Druckluftbedarf. Durch eine Abnahme des Kolbenhubs, wird trotz ununterbrochener Rotation der Antriebswelle 4 und damit verbundenem ununterbrochenen Betrieb der Hilfseinrichtung 25 Energie eingespart. Die Kolbenhubsteuereinheit 24 steuert dabei ein 4/3-Wege-Ventil 22 an, das wiederum eine Stellvorrichtung 8 ansteuert, die über eine Rotationsbewegung die Kolbenhubeinstellvorrichtung 7 ansteuert und so den Kolbenhub reguliert. Zur Ansteuerung der Stellvorrichtung 8 verbindet das 4/3-Wege-Ventil 22 die Stellvorrichtung 8 über Druckmittel führende Leitungen 14a, 14b mit einem Druckmittelbehälter 15.
  • Das Ausführungsbeispiel in 2 baut auf dem Ausführungsbeispiel in 1 auf, wobei zwischen dem Druckmittelbehälter 15 und der Stellvorrichtung 8 ein 4/2-Wege-Ventil 22 angeordnet ist. Ferner ist auch ein Rückschlagventil 23a zum Verhindern eines Rückflusses des Druckmittels in den Druckmittelbehälter 15 zwischen dem Druckmittelbehälter 15 und dem 4/2-Wege-Ventil 22 angeordnet.
  • Darüber hinaus ist die Kolbenhubsteuereinheit 24 mit der Luftaufbereitungseinheit 5 verbunden, sodass eine Einstellung des Kolbenhubes in Abhängigkeit eines Signals der Luftaufbereitungseinheit 5 erfolgen kann.
  • Gemäß der 3a und 3b umfasst die erfindungsgemäße Stellvorrichtung 8 einen Stator 9, mit drei Kammern 10a, 10b, 10c und einen drehbar in dem Stator 9 gelagerten, aus zwei Teilen bestehenden Rotor 11a, 11b mit drei Rotorschaufeln 12a, 12b, 12c. Die beiden Rotorteile 11a, 11b sind durch Schrauben 27a27c sowohl axial als auch radial gesichert. Jede Rotorschaufel 12a, 12b, 12 ist zur Aufteilung der jeweiligen Kammer 10a, 10b, 10c in jeweils zwei Teilkammern 13a13f – von denen aufgrund der Darstellung nur die ersten Teilkammern 13a, 13c, 13e zu sehen ist – in der jeweiligen Kammer 10a, 10b, 10c angeordnet. Der Stator 9 weist einen Außenring 16 und einen Innenring 17 auf, die über drei radial verlaufende Statorarme 18a, 18b, 18c miteinander verbundenen sind. Ferner ist eine Hülse 19 radial zwischen dem Innenring 17 und der Antriebswelle 4 angeordnet. Die Hülse 19 weist an einer Außenumfangsfläche zwei umlaufende Nuten 20a, 20b auf, die mit in den drei Statorarmen 18a, 18b, 18c ausgebildeten Druckmittel führenden Leitungen 14a14f fluidtechnisch verbunden sind. Darüber hinaus ist radial zwischen der Antriebswelle 4 und der Hülse 19 ein Lagerelement 21 angeordnet. Eine Beaufschlagung der ersten und zweiten Teilkammern 13a13f mit Druckmittel aus dem – hier nicht dargestellten – Druckmittelbehälter 15 wird von dem zwischen dem Druckmittelbehälter 15 und der Stellvorrichtung 8 angeordneten – hier nicht dargestellten – Ventil 22 gesteuert, wobei ein maximaler Kolbenhub einstellbar ist, wenn die ersten Teilkammern 13a, 13c, 13e mit Druckmittel beaufschlagt werden, wobei ferner ein minimaler Kolbenhub einstellbar ist, wenn die zweiten Teilkammern 13b, 13d, 13f mit Druckmittel beaufschlagt werden. Der Rotor 11a, 11b der Stellvorrichtung 8 ist mit der Kolbenhubeinstellvorrichtung 7 – von der hier ein innenverzahnter Ring 28 zu sehen ist – starr gekoppelt. Mit anderen Worten ist der innenverzahnte Ring 28 an einer Innenumfangsfläche des Rotors 11b angeordnet.
  • Das Ausführungsbeispiel in 4 baut auf dem Ausführungsbeispiel in 3a auf, wobei die radial zwischen dem Innenring 17 und der Antriebswelle 4 angeordnete Hülse 19 entfällt. Stattdessen ist der Innenring 17 des Stators 9 dickwandiger ausgebildet, wobei die Antriebswelle 4 an einem Lagerelement 21, der an einer Innenumfangsfläche des Innenrings 17 angeordnet ist, zur Anlage kommt.
  • 5 baut im Wesentlichen auf 2 auf, wobei statt dem 4/2-Wege-Ventil 22 ein 3/2-Wegeventil 22 zwischen dem Druckmittelbehälter 15 und der Stellvorrichtung 8 angeordnet ist. Parallel zum 3/2-Wege-Ventil 22 ist jeweils eine Druckmittel führende Leitung 14a‘14d‘ mit Rückschlagventil 23b, 23c zur Bildung einer Rückkopplung des Druckmittels aus den Teilkammern 13a13d, die über das 3/2-Wege-Ventil 22 nicht mit dem Druckmittelbehälter 15 verbunden sind, angeordnet. Die Stelleinrichtung 8 dient somit als eine Hydraulikpumpe zum Drehen des Rotors 11a, 11b, da das Druckmittel über das 3/2-Wege-Ventil 22 zwischen den ersten Teilkammern 13a, 13c, 13e und den zweiten Teilkammern 13b, 13d, 13f hin und her strömt. Leckageverluste werden durch Druckmittel aus dem Druckmittelbehälter 15 kompensiert.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Antriebseinheit
    2
    Kompressor
    3
    Getriebe
    4
    Antriebswelle
    5
    Luftaufbereitungseinheit
    6
    Druckluftspeicher
    7
    Kolbenhubeinstellvorrichtung
    8
    Stellvorrichtung
    9
    Stator
    10a–10c
    Kammern
    11a, 11b
    Rotor
    12a–12c
    Rotorschaufeln
    13a–13f
    Teilkammern
    14a–14d, 14a‘–14d‘
    Druckmittel führende Leitung
    15
    Druckmittelbehälter
    16
    Außenring
    17
    Innenring
    18a–18c
    Statorarme
    19
    Hülse
    20a, 20b
    umlaufende Nut
    21
    Lagerelement
    22
    Ventil
    23a–23c
    Rückschlagventil
    24
    Kolbenhubsteuereinheit
    25
    Hilfseinrichtung
    26a, 26b
    Druckluftleitung
    27a–27c
    Schrauben
    28
    innenverzahnter Ring
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008003957 A1 [0003]
    • WO 2009/146908 A1 [0003]
    • DE 102008005435 A1 [0004]
    • DE 102013200301 A1 [0005]

Claims (11)

  1. Kompressorsystem für ein Nutzfahrzeug, umfassend einen von einer Antriebseinheit (1) angetriebenen Kompressor (2) mit mindestens einem Kolben zur Erzeugung von Druckluft, wobei zwischen der Antriebseinheit (1) und dem Kompressor (2) mindestens ein Getriebe (3) angeordnet ist, das über eine Antriebswelle (4) mit dem Kompressor (2) verbunden ist, wobei ferner die Druckluft durch eine Luftaufbereitungseinheit (5) zur Trocknung und Reinigung der Druckluft hindurch zu mindestens einem Druckluftspeicher (6) förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (2) zur Einstellung des Kolbenhubs von mindestens einem Kolben eine an der Antriebswelle (4) angeordnete Kolbenhubeinstellvorrichtung (7) aufweist, die mit einer zumindest mittelbar von einer Kolbenhubsteuereinheit (24) gesteuerte Stellvorrichtung (8), umfassend einen Stator (9), mit mindestens zwei Kammern (10a, 10b) und einen drehbar in dem Stator (9) gelagerten Rotor (11a) mit mindestens zwei Rotorschaufeln (12a, 12b) starr gekoppelt ist, wobei jeweils eine Rotorschaufel (12a, 12b) zur Aufteilung der jeweiligen Kammer (10a, 10b) in jeweils zwei Teilkammern (13a13d) in der jeweiligen Kammer (10a, 10b) angeordnet ist, wobei ferner der Stator (9) mindestens eine fluidtechnisch mit jeder Teilkammer (13a13d) verbundene Druckmittel führende Leitung (14a14d) aufweist, die zumindest mittelbar mit einem Druckmittelbehälter (15) fluidtechnisch verbunden ist.
  2. Kompressorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (9) einen Außenring (16) und einen Innenring (17) aufweist, die über mindestens zwei radial verlaufende Statorarme (18a, 18b) miteinander verbundenen sind, wobei die Antriebswelle (4) zumindest mittelbar an einer Innenumfangsfläche des Innenrings (17) gelagert ist.
  3. Kompressorsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens vier Druckmittel führenden Leitungen (14a14d) in den mindestens zwei Statorarmen (18a, 18b) ausgebildet sind.
  4. Kompressorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse (19) radial zwischen dem Innenring (17) und der Antriebswelle (4) angeordnet ist, wobei die Hülse (19) an einer Außenumfangsfläche zwei umlaufende Nuten (20a, 20b) aufweist, die mit in den mindestens zwei Statorarmen (18a, 18b) ausgebildeten mindestens vier Druckmittel führenden Leitungen (14a14d) fluidtechnisch verbunden sind.
  5. Kompressorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entweder radial zwischen der Antriebswelle (4) und der Hülse (19) oder radial zwischen der Antriebswelle (4) und dem Innenring (17) ein Lagerelement (21) angeordnet ist.
  6. Kompressorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beaufschlagung der ersten und zweiten Teilkammern (13a13d) mit Druckmittel aus dem Druckmittelbehälter (15) von einem zwischen dem Druckmittelbehälter (15) und der Stellvorrichtung (8) angeordneten Ventil (22) steuerbar ist, wobei ein maximaler Kolbenhub einstellbar ist, wenn die ersten Teilkammern (13a, 13c) mit Druckmittel beaufschlagt sind, wobei ferner ein minimaler Kolbenhub einstellbar ist, wenn die zweiten Teilkammern (13b, 13d) mit Druckmittel beaufschlagt sind.
  7. Kompressorsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (22) entweder als ein 3/2-Wege-Ventil oder als ein 4/2-Wege-Ventil oder als ein 4/3-Wege-Ventil ausgebildet ist.
  8. Kompressorsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagventil (23a) zum Verhindern eines Rückflusses des Druckmittels in den Druckmittelbehälter (15) zwischen dem Druckmittelbehälter (15) und dem Ventil (22) angeordnet ist.
  9. Kompressorsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum 3/2-Wege-Ventil (22) jeweils eine Druckmittel führende Leitung (14a‘14d‘) mit Rückschlagventil (23b, 23c) zur Bildung einer Rückkopplung des Druckmittels aus den Teilkammern (13a13d), die über das 3/2-Wege-Ventil (22) nicht mit dem Druckmittelbehälter (15) verbunden sind, angeordnet ist.
  10. Kompressorsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Inaktivität des Ventils (22), die ersten Teilkammern (13a, 13c) mit Druckmittel beaufschlagt sind, sodass der Kolbenhub maximal ist.
  11. Kompressorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (11a, 11b) zweiteilig ausgebildet ist, wobei die beiden Rotorteile (11a, 11b) durch mindestens ein Verbindungselement drehfest miteinander verbunden sind.
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