DE102016011496A1 - Schraubenkompressor für ein Nutzfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schraubenkompressor (10) für ein Nutzfahrzeug mit einem Luftfilter (26), mit einem Einlassstutzen (24) und mit einem Luftzuführkanal (32) zur Zuführung von Luft zu den Schrauben des Schraubenkompressors (10), wobei der Einlassstutzen (24) zwischen Luftfilter (26) und Luftzuführkanal (32) angeordnet ist und eine Taschennut (100) aufweist, mittels derer Öl zurückgehalten werden kann.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schraubenkompressor für ein Nutzfahrzeug mit einem Luftfilter, mit einem Einlassstutzen und mit einem Luftzuführkanal zur Zuführung von Luft zu den Schrauben des Schraubenkompressors.
- Aus dem Stand der Technik sind bereits Schraubenkompressoren für Nutzfahrzeuge bekannt. Derartige Schraubenkompressoren werden verwendet, um die notwendige Druckluft für beispielsweise das Bremssystem des Nutzfahrzeugs bereitzustellen.
- In diesem Zusammenhang sind insbesondere Öl befüllte Kompressoren, insbesondere auch Schraubenkompressoren bekannt, bei denen sich als Aufgabe stellt, die Öltemperatur zu regulieren. Dies wird in der Regel dadurch bewerkstelligt, dass ein externer Ölkühler vorhanden ist, der mit dem Öl befüllten Kompressor und dem Ölkreislauf über ein Thermostatventil verbunden ist. Der Ölkühler ist dabei ein Wärmetauscher, der zwei voneinander getrennte Kreisläufe aufweist, wobei der erste Kreislauf für die heiße Flüssigkeit, also das Kompressoröl, vorgesehen ist und der zweite für die Kühlflüssigkeit. Als Kühlflüssigkeit können beispielsweise Luft, Wassergemische mit einem Frostschutzmittel oder einem anderen Öl verwendet werden.
- Dieser Ölkühler muss sodann mit dem Kompressorölkreislauf über Rohre oder Schläuche verbunden werden und der Ölkreislauf muss gegen Leckagen gesichert werden.
- Dieses externe Volumen muss des Weiteren mit Öl befüllt werden, so dass auch die Gesamtmenge an Öl vergrößert wird. Dadurch wird die Systemträgheit vergrößert. Darüber hinaus muss der Ölkühler mechanisch untergebracht und befestigt werden, entweder durch umliegend befindliche Halterungen oder durch eine gesonderte Halterung, was zusätzliche Bestigungsmittel, aber auch Bauraum benötigt.
- Aus der
US 4,780,061 ist bereits ein Schraubenkompressor mit einer integrierten Ölkühlung bekannt. - Des Weiteren offenbart die
DE 37 17 493 A1 eine in einem kompakten Gehäuse angeordnete Schraubenverdichter-Anlage, die einen Ölkühler auf dem Elektromotor des Schraubenkompressors aufweist. - Ein gattungsgemäßer Schraubenkompressor ist beispielsweise bereits aus der
DE 10 2004 060 417 B4 bekannt. - Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schraubenkompressor für ein Nutzfahrzeug der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass das Ölmanagement eines Schraubenkompressors für ein Nutzfahrzeug vereinfacht und verbessert werden kann.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Schraubenkompressor für ein Nutzfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass ein Schraubenkompressor für ein Nutzfahrzeug mit einem Luftfilter, mit einem Einlassstutzen und mit einem Luftzuführkanal zur Zuführung von Luft zu den Schrauben des Schraubenkompressors versehen ist, wobei der Einlassstutzen zwischen Luftfilter und Luftzuführkanal angeordnet ist und eine Taschennut aufweist, mittels derer Öl zurückgehalten werden kann.
- Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, dass eine Tasche in den Einlassstutzen integriert wird, die Öl zurückhalten kann, nachdem der Kompressor ausgeschaltet und entlüftet wurde bzw. wird. Dieses Öl soll sodann beim Wiederanlaufen des Kompressors erneut ins Kompressorinnere hineingezogen werden. Insbesondere soll verhindert werden, dass Öl in den Luftfilter im Bereich des Einlasses bzw. Lufteinlasses des Schraubenkompressors eindringt. Durch das Vorsehen einer Taschennut kann das Öl gesammelt und zurückgehalten werden, wobei gleichzeitig aber auch ein Ansaugen aus dieser Taschennut heraus in den Schraubenkompressor hinein ermöglicht wird.
- Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Taschennut umlaufend ausgebildet ist. Hierdurch wird ein gleichmäßiges Einlaufen von Öl in die Taschennut ermöglicht. Auch die Fertigung wird hierdurch vereinfacht.
- Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Taschennut derart ausgebildet und beschaffen ist, dass durch Einfluss von Schwerkraft Öl in die Taschennut einlaufen und sich sammeln kann. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Orientierung der Taschennut im montierten Zustand bzw. Betriebszustand derart ausgerichtet ist, dass der Luftfilter oberhalb des Einlassstutzens und der Luftzuführkanal unterhalb des Einlassstutzens ist und sich im Einlassstuzen niederschlagendes Öl an den Wänden herabläuft in die Taschennut.
- Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Taschennut derart ausgebildet und beschaffen ist, dass beim Anlaufen des Schraubenkompressors Öl aus der Taschennut ins Kompressorinnere ansaugbar ist. Insbesondere kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die Tiefe der Taschennut bzw. der den Luftzuführkanal zugewandte Teil der Taschennut derart ausgebildet ist, dass beim Ansaugen das Öl aus der Taschennut herausgesaugt werden kann.
- Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der Einlassstutzen ein gesondertes Bauteil ist. In diesem Zusammenhang kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Boden der Taschennut beispielsweise durch einen umlaufenden Dichtring oder dergleichen ausgebildet ist. Das herablaufende, sich im Inneren des Einlassstutzens niederschlagende Öl läuft somit in Richtung Dichtung und sammelt sich am Grund der Taschennut. Von dort kann es sodann beim Anlaufen wieder herausgesaugt werden.
- Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
- Es zeigen:
-
1 eine schematische Schnittzeichnung durch einen erfindungsgemäßen Schraubenkompressor; und -
2 eine perspektivische Schnittzeichnung durch den Einlassstuzen des Schraubenkompressors gemäß1 . -
1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung einen Schraubenkompressor10 im Sinne eines Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung. - Der Schraubenkompressor
10 weist einen Befestigungsflansch12 zur mechanischen Befestigung des Schraubenkompressors10 an einem hier nicht näher gezeigten Elektromotor auf. - Gezeigt ist jedoch die Eingangswelle
14 , über die das Drehmoment vom Elektromotor auf eine der beiden Schrauben16 und18 , nämlich die Schraube16 übertragen wird. - Die Schraube
18 kämmt mit der Schraube16 und wird über diese angetrieben. - Der Schraubenkompressor
10 weist ein Gehäuse20 auf, in dem die wesentlichen Komponenten des Schraubenkompressors10 untergebracht sind. - Das Gehäuse
20 ist mit Öl22 befüllt. - Lufteingangsseitig ist am Gehäuse
20 des Schraubenkompressors10 ein Einlassstutzen24 vorgesehen. Der Einlassstutzen24 ist dabei derart ausgebildet, dass an ihm ein Luftfilter26 angeordnet ist. Außerdem ist radial am Lufteinlassstutzen24 ein Lufteinlass28 vorgesehen. - Im Bereich zwischen Einlassstutzen
24 und der Stelle, an dem der Einlassstutzen24 am Gehäuse20 ansetzt, ist ein federbelasteter Ventileinsatz30 vorgesehen, hier als Axialdichtung ausgeführt. - Dieser Ventileinsatz
30 dient als Rückschlagventil. - Stromabwärts des Ventileinsatzes
30 ist ein Luftzuführkanal32 vorgesehen, der die Luft den beiden Schrauben16 ,18 zuführt. - Ausgangsseitig der beiden Schrauben
16 ,18 ist ein Luftauslassrohr34 mit einer Steigleitung36 vorgesehen. - Im Bereich des Endes der Steigleitung
36 ist ein Temperaturfühler38 vorgesehen, mittels dessen die Öltemperatur überwachbar ist. - Weiter vorgesehen ist im Luftauslassbereich ein Halter
40 für ein Luftentölelement42 . - Der Halter
40 für das Luftentölelement weist im montierten Zustand im dem Boden zugewandten Bereich (wie auch in1 gezeigt) das Luftentölelement42 auf. - Weiter vorgesehen ist im Inneren der Luftentölelement
42 ein entsprechendes Filtersieb bzw. bekannte Filter- und Ölabscheidevorrichtungen44 , die nicht näher im Einzelnen spezifiziert werden. - Im zentralen oberen Bereich, bezogen auf den montierten und betriebsfertigen Zustand (also wie in
1 gezeigt), weist der Halter für das Luftentölelement40 eine Luftausgangsöffnung46 auf, die zu einem Rückschlagventil48 und einem Mindestdruckventil50 führen. Das Rückschlagventil48 und das Mindestdruckventil50 können auch in einem gemeinsamen, kombinierten Ventil ausgebildet sein. - Nachfolgend des Rückschlagventils
48 ist der Luftauslass51 vorgesehen. - Der Luftauslass
51 ist mit entsprechend bekannten Druckluftverbrauchern in der Regel verbunden. - Um das im Luftentölelement
42 befindliche und abgeschiedene Öl22 wieder in das Gehäuse20 zurückzuführen, ist eine Steigleitung52 vorgesehen, die ausgangs des Halters40 für das Luftentölelement42 beim Übertritt in das Gehäuse20 ein Filter- und Rückschlagventil54 aufweist. - Stromabwärts des Filter- und Rückschlagventils
54 ist in einer Gehäusebohrung eine Düse56 vorgesehen. Die Ölrückführleitung58 führt zurück in etwa den mittleren Bereich der Schraube16 oder der Schraube18 , um dieser wieder Öl22 zuzuführen. - Im im montierten Zustand befindlichen Bodenbereich des Gehäuses
20 ist eine Ölablassschraube59 vorgesehen. Über die Ölablassschraube59 kann eine entsprechende Ölablauföffnung geöffnet werden, über die das Öl22 abgelassen werden kann. - Im unteren Bereich des Gehäuses
20 ist auch der Ansatz60 vorhanden, an dem der Ölfilter62 befestigt wird. Über einen Ölfiltereinlasskanal64 , der im Gehäuse20 angeordnet ist, wird das Öl22 zunächst zu einem Thermostatventil66 geleitet. - Anstelle des Thermostatventils
66 kann eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorgesehen sein, mittels derer die Öltemperatur des im Gehäuse20 befindlichen Öls22 überwachbar und auf einen Sollwert einstellbar ist. - Stromabwärts des Thermostatventils
66 ist sodann der Öleinlass des Ölfilters62 , der über eine zentrale Rückführleitung68 das Öl22 wieder zurück zur Schraube18 oder zur Schraube16 , aber auch zum ölgeschmierten Lager70 der Welle14 führt. Im Bereich des Lagers70 ist auch eine Düse72 vorgesehen, die im Gehäuse20 im Zusammenhang mit der Rückführleitung68 vorgesehen ist. - Der Kühler
74 ist am Ansatz60 angeschlossen, wie nachstehend noch in den2 bis4 näher erläutert wird. - Im oberen Bereich des Gehäuses
20 (bezogen auf den montierten Zustand) befindet sich ein Sicherheitsventil76 , über das ein zu großer Druck im Gehäuse20 abgebaut werden kann. - Vor dem Mindestdruckventil
50 befindet sich eine Bypassleitung78 , die zu einem Entlastungsventil80 führt. Über dieses Entlastungsventil80 das mittels einer Verbindung mit der Luftzuführung32 angesteuert wird kann Luft in den Bereich des Lufteinlasses28 zurückgeführt werden. In diesem Bereich kann ein nicht näher gezeigtes Entlüftungsventil und auch eine Düse (Durchmesserveringerung der zuführenden Leitung) vorgesehen sein. - Darüber hinaus kann ungefähr auf Höhe der Leitung
34 in der Außenwand des Gehäuses20 ein Öllevelsensor82 vorgesehen sein. Dieser Öllevelsensor82 kann beispielsweise ein optischer Sensor sein und derart beschaffen und eingerichtet, dass anhand des Sensorsignals erkannt werden kann, ob der Ölstand im Betrieb oberhalb des Öllevelsensors82 ist oder ob der Öllevelsensor82 frei liegt und hierdurch der Ölstand entsprechend gefallen ist. - Im Zusammenhang mit dieser Überwachung kann auch eine Alarmeinheit vorgesehen sein, die eine entsprechende Fehlermeldung oder Warnmeldung an den Nutzer des Systems ausgibt bzw. weiterleitet.
- Die Funktion des in
1 gezeigten Schraubenkompressors10 ist dabei wie folgt:
Luft wird über den Lufteinlass28 zugeführt und gelangt über das Rückschlagventil30 zu den Schrauben16 ,18 , wo die Luft komprimiert wird. Das komprimierte Luft-Öl-Gemisch, das mit einem Faktor zwischen 5- bis 16facher Komprimierung nach den Schrauben16 und18 durch die Auslassleitung34 über das Steigrohr36 aufsteigt, wird direkt auf den Temperaturfühler38 geblasen. - Die Luft, die noch teilweise Ölpartikel trägt, wird sodann über den Halter
40 in das Luftentölelement42 geführt und gelangt, sofern der entsprechende Mindestdruck erreicht wird, in die Luftauslassleitung51 . - Das im Gehäuse
20 befindliche Öl22 wird über den Ölfilter62 und ggf. über den Wärmetauscher74 auf Betriebstemperatur gehalten. - Sofern keine Kühlung notwendig ist, wird der Wärmetauscher
74 nicht verwendet und ist auch nicht zugeschaltet. - Die entsprechende Zuschaltung erfolgt über das Thermostatventil
68 . Nach der Aufreinigung im Ölfilter64 wird über die Leitung68 Öl der Schraube18 oder der Schraube16 , aber auch dem Lager72 zugeführt. Die Schraube16 oder die Schraube18 wird über die Rückführleitung52 ,58 mit Öl22 versorgt, hier erfolgt die Aufreinigung des Öls22 im Luftentölelement42 . - Über den nicht näher gezeigten Elektromotor, der sein Drehmoment über die Welle
14 auf die Schraube16 überträgt, die wiederum mit der Welle18 kämmt, werden die Schrauben16 und18 des Schraubenkompressors10 angetrieben. - Über das nicht näher gezeigte Entlastungsventil
80 wird sichergestellt, dass im Bereich der Zuleitung32 nicht der hohe Druck, der im Betriebszustand beispielsweise ausgangsseitig der Schrauben16 ,18 herrscht, eingesperrt werden kann, sondern dass insbesondere beim Anlaufen des Kompressors im Bereich der Zuleitung32 stets ein niedriger Eingangsdruck, insbesondere Atmosphärendruck, besteht. Andernfalls würde mit einem Anlaufen des Kompressors zunächst ein sehr hoher Druck ausgangsseitig der Schrauben16 und18 entstehen, der den Antriebsmotor überlasten würde. -
2 zeigt in perspektivischer Schnittdarstellung den Einlassstutzen24 des Schraubenkompressors10 gemäß1 . - Wie bereits im Zusammenhang mit
1 gezeigt, ist der Einlassstutzen zwischen Luftfilter26 und Luftzuführkanal32 angeordnet. Der Einlassstutzen24 weist weiter eine Taschennut100 auf, mittels derer Öl zugerückgehalten werden kann. - Die Taschennut
100 ist dabei umlaufend ausgebildet. - Im Grund
102 der Taschennut100 befindet sich ein Dichtring104 . - Der Einlassstutzen
24 ist als gesondertes Bauteil ausgebildet und die Abdichtung des Spaltes zwischen dem Einlassstutzen24 und der Begrenzung des Luftzuführkanals32 wird durch den Dichtring104 bewerkstelligt. - Die Taschennut
100 ist derart ausgebildet und beschaffen, dass durch den Einfluss von Schwerkraft Öl in die Taschennut100 einlaufen und sich dort sammeln kann. - Beim Anlaufen des Kompressors
10 wird Öl aus der Taschennut100 ins Kompressorinnere angesaugt. - Bezugszeichenliste
-
- 10
- Schraubenkompressor
- 12
- Befestigungsflansch
- 14
- Eingangswelle
- 16
- Schrauben
- 18
- Schrauben
- 20
- Gehäuse
- 22
- Öl
- 24
- Einlassstutzen
- 26
- Luftfilter
- 28
- Lufteinlass
- 30
- Ventileinsatz
- 32
- Luftzuführkanal
- 34
- Luftauslassrohr
- 36
- Steigleitung
- 38
- Temperaturfühler
- 40
- Halter für ein Luftentölelement
- 42
- Luftentölelement
- 44
- Filtersieb bzw. bekannte Filter- bzw. Ölabscheidevorrichtungen
- 46
- Luftausgangsöffnung
- 48
- Rückschlagventil
- 50
- Mindestdruckventil
- 51
- Luftauslass
- 52
- Steigleitung
- 54
- Filter- und Rückschlagventil
- 56
- Düse
- 58
- Ölrückführleitung
- 59
- Ölablassschraube
- 60
- Ansatz
- 62
- Ölfilter
- 64
- Ölfiltereinlasskanal
- 66
- Thermostatventil
- 68
- Rückführleitung
- 70
- Lager
- 72
- Düse
- 76
- Sicherheitsventil
- 78
- Bypassleitung
- 80
- Entlastungsventil
- 82
- Öllevelsensor
- 100
- Taschennut
- 102
- Grund
- 104
- Dichtring
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- US 4780061 [0006]
- DE 3717493 A1 [0007]
- DE 102004060417 B4 [0008]
Claims (5)
- Schraubenkompressor (
10 ) für ein Nutzfahrzeug mit einem Luftfilter (26 ), mit einem Einlassstutzen (24 ) und mit einem Luftzuführkanal (32 ) zur Zuführung von Luft zu den Schrauben des Schraubenkompressors (10 ), wobei der Einlassstutzen (24 ) zwischen Luftfilter (26 ) und Luftzuführkanal (32 ) angeordnet ist und eine Taschennut (100 ) aufweist, mittels derer Öl zurückgehalten werden kann. - Schraubenkompressor (
10 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschennut (100 ) umlaufend ausgebildet ist. - Schraubenkompressor (
10 ) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschennut (100 ) derart ausgebildet und beschaffen ist, dass durch Einfluss von Schwerkraft Öl in die Taschennut (100 ) einlaufen und sich sammeln kann. - Schraubenkompressor (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschennut (100 ) derart ausgebildet und beschaffen ist, beim Anlaufen des Kompressors (10 ) Öl aus der Taschennut (100 ) ins Kompressorinnere ansaugbar ist. - Schraubenkompressor (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassstutzen (24 ) ein gesondertes Bauteil ist.
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