DE3740365C2

DE3740365C2 -

Info

Publication number: DE3740365C2
Application number: DE19873740365
Authority: DE
Inventors: Dieter 8069 Reichertshausen De Spurny; Hans 8044 Unterschleissheim De Unger
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1990-07-26
Also published as: DE3740365A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Flügelzellenverdichter nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a vane compressor according to the Generic term of patent claim 1.

Flügelzellenverdichter, insbesondere trockenlaufende Flügelzellenverdichter für Druckluft, haben sich in zunehmendem Maß auch zur Verwendung in Fahrzeugen durchgesetzt, da bei gedrängten baulichen Verhältnissen hohe Verdichterleistungen erreicht werden können. Der Bedarf an Druckluft ist insbesondere bei Nutzfahrzeugen vom bestimmungsmäßigen Gebrauch verschiedener Aggregate, vorzugsweise jedoch von der Druckluftbremsanlage abhängig, so daß es erwünscht ist, den Verdichter nicht ständig laufen zu lassen.Vane compressor, especially dry-running Vane cell compressors for compressed air have become increasingly popular also enforced for use in vehicles since crowded structural conditions, high compressor outputs can be achieved can. The need for compressed air is particularly high in commercial vehicles the intended use of various units, but preferably depending on the air brake system, so that it it is desirable not to keep the compressor running.

Es sind bereits entsprechende Konstruktionen der gattungsgemäßen Art bekannt (DE-AS 19 14 849), bei welchen eine Kupplung die Verbindung zwischen dem Antriebsmotor des Fahrzeugs und dem Verdichteraggregat ausschaltet, wenn ein bestimmtes Druckniveau erreicht ist. Hierbei ist an einem stirnseitigen Ende des Gehäuses des Verdichters eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung zur lösbaren Verbindung einer Riemenscheibe mit dem Flügel tragenden Läufer des Verdichters vorgesehen. Die Riemenscheibe ist nur beim Betätigen der elektromagnetischen Kupplung mit der Antriebswelle des Verdichters verbunden. There are already corresponding constructions of the generic type known (DE-AS 19 14 849), in which a coupling the connection between the drive motor of the vehicle and the compressor unit switches off when a certain pressure level is reached. Here is one at an end face of the housing of the compressor Electromagnetically actuated coupling for the detachable connection of a Pulley with the wing-bearing rotor of the compressor intended. The pulley is only when the electromagnetic clutch with the drive shaft of the compressor connected.

Die gegebenen baulichen Verhältnisse innerhalb von Fahrzeugen erfordern zudem, daß weitere Hilfsaggregate, wie Lenkhilfepumpen, platzsparend im Bereich des Antriebsmotors untergebracht und von diesem angetrieben werden. Bekannt ist eine platzsparende Anordnung eines Flügelzellenverdichters in Verbindung einer ständig mit dem Antriebsmotor des Verdichters in Verbindung stehenden Lenkhilfepumpe (US-PS 45 12 728); bei einer derartigen Anordnung ist jedoch keine Möglichkeit vorgesehen, den Läufer des Verdichters vom Antriebselement zu lösen, d.h. es besteht ständiger Antrieb sowohl des Verdichters als auch der Lenkhilfepumpe.The given structural conditions within vehicles also require that additional auxiliary units, such as power steering pumps, to save space in the area of the drive motor and from this be driven. A space-saving arrangement is known of a vane compressor in connection with one constantly Drive motor of the compressor-connected power steering pump (U.S. Patent 4,512,728); however, there is no such arrangement Possibility provided the rotor of the compressor from To release the drive element, i.e. there is constant drive both of the compressor as well as the power steering pump.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Flügelzellenverdichter für Druckluft zur Verwendung in Fahrzeugen so auszugestalten, daß er bei äußerst platzsparendem konstruktivem Aufbau mit dem Motor des Fahrzeugs kuppelbar ist und gleichzeitig eine ständige Verbindung des Antriebsmotors mit einer Lenkhilfepumpe zuläßt.Based on this, the object of the invention is one Vane compressor for compressed air for use in vehicles To design so that it is extremely space-saving constructive Structure can be coupled to the engine of the vehicle and at the same time a permanent connection between the drive motor and a power steering pump allows.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.The features according to the Characterizing part of claim 1.

Der Flügelzellenverdichter ist - obwohl trockenlaufend - im Bereich seiner Lager und der beiden Kupplungen an den stirnseitigen Enden an den Ölkreislauf des Fahrzeugs bzw. des Fahrzeugmotors anschließbar. Das z. B. als Zahnrad ausgebildete Antriebsorgan für den Läufer des Verdichters treibt diesen über die in Öl umlaufende elektromagnetische Kupplung an, derart, daß der Läufer des Verdichters je nach Bedarf an den motorischen Antrieb des Fahrzeugs ankuppelbar oder von diesem lösbar ist. Die mit dem Zahnrad verbundene, den Verdichter in Axialrichtung unter Beibehaltung eines Ringspalts durchsetzende Antriebswelle dient andererseits zur ständigen Kupplungsverbindung mit einer Lenkhilfepumpe, welche ständig angetrieben werden muß. Der Ringspalt zwischen der Antriebswelle für die Lenkhilfepumpe und dem mittels der elektromagnetischen Kupplung antreibbaren Läufer ist in vorteilhafter Weise als Versorgungskanal für den Ölkreislauf des Motors ausgebildet, welcher sowohl die Lager an den beiden stirnseitigen Enden als auch beide Kupplungen mit Öl versorgt. Das Zahnrad läuft vorzugsweise im ölgespeisten Räderkasten des Fahrzeugmotors und ist dementsprechend ständig mit Öl versorgt. Der Flügelzellenverdichter kann zusätzliche Kanäle oder Kammern zum Anschluß an einen gesonderten Kühlkreislauf aufweisen.The vane compressor is - although running dry - in the area its bearings and the two couplings at the front ends the oil circuit of the vehicle or the vehicle engine can be connected. The Z. B. designed as a gear drive for the rotor of the Compressor drives this over the oil circulating electromagnetic clutch, so that the rotor of the Compressor depending on the need for the motor drive of the vehicle can be coupled or detached from this. The one with the gear connected, the compressor in the axial direction while maintaining a On the other hand, the drive shaft penetrating the annular gap serves for permanent coupling connection with a power steering pump, which must be constantly driven. The annular gap between the Drive shaft for the power steering pump and by means of electromagnetic clutch drivable rotor is in advantageously as a supply channel for the oil circuit of the Engine trained, which both the bearings on the two front ends as well as both couplings supplied with oil. The The gearwheel preferably runs in the oil-fed gearbox of the Vehicle engine and is accordingly constantly supplied with oil. The Vane compressors can have additional channels or chambers for Have connection to a separate cooling circuit.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.Advantageous refinements and developments are in others Claims listed.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.The invention is based on an embodiment explained with reference to the accompanying drawings.

Die Zeichnung gibt in Längsschnittansicht einen Flügelzellen verdichter nach der Erfindung wieder.The drawing shows a vane in a longitudinal sectional view compressor again according to the invention.

In der Zeichnung ist ein trockenlaufender Flügelzellenkompressor bzw. -verdichter dargestellt, bei welchem in einem feststehenden Gehäuse 1 ein Läufer 3 mit Flügeln 5 umläuft. Bei Drehung des Läufers 3 bewegen sich die Flügel 5 in an sich bekannter Weise radialgerichtet in Führungen 7 des Läufers, wodurch über einen nicht dargestellten Einlaß angesaugte Luft im Verlauf der Drehung verdichtet und über einen (nicht dargestellten) Druckluftauslaß abgeführt wird. Die Flügel 5 sind innerhalb der sie aufnehmenden Führungen mittels an beiden Stirnseiten befindlicher Dichtelemente 9 abgedichtet, d.h. es handelt sich um einen trockenlaufenden Flügelzellenverdichter.In the drawing, a dry-running vane compressor or compressor is shown, in which a rotor 3 with vanes 5 rotates in a fixed housing 1 . When the rotor 3 rotates, the blades 5 move in a manner known per se radially in guides 7 of the rotor, as a result of which air sucked in via an inlet (not shown) is compressed in the course of the rotation and discharged via a compressed air outlet (not shown). The vanes 5 are sealed within the guides receiving them by means of sealing elements 9 located on both end faces, ie it is a dry-running vane cell compressor.

Am gemäß Darstellung linksseitigen Stirnende des Gehäuses 1 ist in diesem eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung 11 mit einer elektrischen Zuleitung 13 eingesetzt. Die Wicklung 15 der Kupplung 11 ist ortsfest im Gehäuse 1 gehalten, während die Kupplungsscheibe 16 mittels einer Keilverbindung 17 mit dem Läufer 3 verbunden ist und sich mit diesem dreht. Der Läufer 3 ist, wie dargestellt, gegenüber einer den Flügelzellenverdichter axial durchsetzenden Antriebswelle 19 durch Lager 21 geführt. Obwohl im dargestellten Ausführungsbeispiel Nadellager wiedergegeben sind, können auch andere Lageranordnungen, so Gleitlager etc. Verwendung finden. Diese Lager sind vorzugsweise mit Öl geschmiert, welches ihnen in nachfolgend beschriebener Weise zugeleitet wird.At the end of the housing 1 on the left-hand side, as shown, an electromagnetically actuable coupling 11 with an electrical feed line 13 is inserted therein. The winding 15 of the clutch 11 is held stationary in the housing 1 , while the clutch disc 16 is connected to the rotor 3 by means of a wedge connection 17 and rotates with it. As shown, the rotor 3 is guided through bearings 21 with respect to a drive shaft 19 which axially penetrates the vane compressor. Although needle bearings are shown in the illustrated embodiment, other bearing arrangements, such as plain bearings, etc., can also be used. These bearings are preferably lubricated with oil, which is supplied to them in the manner described below.

Die Kupplungsscheibe 16 ist mittels der Keilverbindung 17 axial auf der dargestellten axialen Verlängerung 23 des Läufers 3 verschiebbar und wirkt gegenüber einer Mitnehmerscheibe 25, welche ihrerseits an einem mit der Antriebswelle verbundenen Zahnrad 27 angebracht ist. Das Zahnrad 27 läuft im mit Öl gespeisten Räderkasten des Fahrzeug-Antriebsmotors, an welchen auf die beschriebene Weise der Flügelzellenverdichter angeschlossen ist. In gleicher Weise ist die elektromagnetisch betätigbare Kupplung 11 als eine unter Öl laufende Konstruktion ausgebildet; zu diesem Zweck ist das in der Darstellung linksseitige Stirnende des Flügelzellenverdichters unter Abdichtung an den Räderkasten des (nicht dargestellten) Antriebsmotors angeschlossen. Das die Kupplung durchflutende Öl gelangt folglich auch in den Bereich radial innerhalb der Kupplung, ist aber durch die Dichtelemente 9 daran gehindert, in das Innere des eigentlichen Verdichteraufbaues, d.h. in den Bereich der Flügel 5 und Führungen 7 zu gelangen.The clutch disc 16 is axially displaceable on the illustrated axial extension 23 of the rotor 3 by means of the wedge connection 17 and acts against a drive plate 25 , which in turn is attached to a gear wheel 27 connected to the drive shaft. The gear 27 runs in the oil-fed wheel housing of the vehicle drive motor, to which the vane compressor is connected in the manner described. In the same way, the electromagnetically actuated clutch 11 is designed as a construction running under oil; For this purpose, the left-hand end of the vane compressor shown in the illustration is connected to the wheel housing of the drive motor (not shown) under sealing. The oil flowing through the clutch consequently also reaches the area radially inside the clutch, but is prevented by the sealing elements 9 from getting into the interior of the actual compressor structure, ie into the area of the blades 5 and guides 7 .

Der dargestellte Flügelzellenverdichter ist flüssigkeitsgekühlt. Hierzu sind Kanäle bzw. Kammern 29 im Bereich des Außenumfanges des Gehäuses 1 vorgesehen. Insoweit handelt es sich um eine herkömmliche Anordnung, mit welcher Kühlmittel, so Wasser, in einem Kühlkreislauf durch die Kammern 29 hindurchgefördert wird.The vane compressor shown is liquid-cooled. For this purpose, channels or chambers 29 are provided in the area of the outer circumference of the housing 1 . In this respect, it is a conventional arrangement with which coolant, so water, is conveyed through the chambers 29 in a cooling circuit.

Die Antriebswelle 19 erstreckt sich axialgerichtet unter Abstand gegenüber dem Läufer 3 durch diesen und weist an ihrem gemäß Darstellung rechtsseitigen Ende eine z.B. angeschraubte Kupplung 31 - beispielsweise in Form einer Klauenkupplung - auf, welche zum Eingriff mit der Kupplung einer Lenkhilfepumpe (nicht dargestellt) dient. Die Lenkhilfepumpe wird in an sich bekannter Weise für die unterstützte Lenkung des den Flügelzellenverdichter tragenden Fahrzeugs oder sonstigen Aggregates verwendet.The drive shaft 19 extends axially at a distance from the rotor 3 through it and has, for example, a screwed-on coupling 31 , for example in the form of a claw coupling , on its right-hand end, which serves to engage the coupling of a power steering pump (not shown). The power steering pump is used in a manner known per se for assisted steering of the vehicle or other unit carrying the vane compressor.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, mündet in das rechtsseitige Ende des Gehäuses 1 ein Schmierölanschluß 33, welcher bei an der rechten Seite geschlossenem Gehäuse, d.h. bei Verbindung mit der Lenkhilfepumpe, dazu dient, Öl zur Schmierung der Lager 21 und 35 zuzuleiten. Das unter einem gewissen Druck zugeführte Schmieröl wird gleichfalls durch das Dichtelement 9 daran gehindert, in den Bereich der Läufer und Flügel des Flügelzellenverdichters zu gelangen. Das Öl kann die Lager 35 durchdringen und gelangt nach Passieren der inneren Lager 21 in den Ringspalt 37, welcher zwischen Antriebswelle und Läufer existiert. In diesem Ringspalt 37 wandert das Schmieröl bis in den Bereich des linksseitigen Endes des Gehäuses 1, wo es nach Passieren des inneren Lagers 21 in den Bereich der elektromagnetisch betätigbaren Kupplung 11 und von dort in den Räderkasten des Antriebsmotors gelangen kann. Für das zwischen der axialen Verlängerung 23 des Läufers und dem Gehäuse befindliche Lager 39 kann eine Bohrung 41 vorgesehen sein, welche die direkte Beflutung mit dem Schmieröl gestattet. Aus dem Räderkasten des motorischen Antriebs kann das Schmieröl im Kreislauf wieder (gegebenenfalls nach Kühlung) zum Schmieröleinlaß 33 zurückgefördert werden.As can be seen from the drawing, in the right-hand end of the housing 1 opens a lubricating oil connection 33 which, when the housing is closed on the right-hand side, ie when connected to the power steering pump, serves to supply oil for lubricating the bearings 21 and 35 . The lubricating oil supplied under a certain pressure is also prevented by the sealing element 9 from reaching the area of the rotor and vanes of the vane compressor. The oil can penetrate the bearings 35 and, after passing through the inner bearings 21 , passes into the annular gap 37 which exists between the drive shaft and the rotor. In this annular gap 37 , the lubricating oil migrates into the area of the left-hand end of the housing 1 , where, after passing through the inner bearing 21, it can get into the area of the electromagnetically actuated clutch 11 and from there into the wheel housing of the drive motor. For the bearing 39 located between the axial extension 23 of the rotor and the housing, a bore 41 can be provided, which permits direct flooding with the lubricating oil. From the timing case of the motor drive, the lubricating oil in the circuit can again (optionally after cooling) to the lubricating oil inlet 33 are conveyed back.

Die vorstehend beschriebene Kupplung 11 drückt bei elektromagnetischer Betätigung die Kupplungsscheibe 16 an die Mitnehmerscheibe 25 an, wobei die sich drehende Mitnehmerscheibe 25 die Kupplungsscheibe durch Reibungseingriff mitnimmt und demzufolge der mit der Kupplungsscheibe verbundene Läufer in seiner Gesamtheit mit den Flügeln 5 in Umdrehung versetzt wird. Grundsätzlich ist die Anordnung nicht auf elektromagnetische Kupplungen der beschriebenen Art beschränkt, wenngleich öldurchflutete Kupplungen dieser Art vorzugsweise verwendet werden. The clutch 11 described above presses the clutch disc 16 against the drive plate 25 upon electromagnetic actuation, the rotating drive plate 25 driving the clutch disc by frictional engagement and consequently the rotor connected to the clutch disc as a whole is set in rotation with the vanes 5 . Basically, the arrangement is not limited to electromagnetic clutches of the type described, although oil-flooded clutches of this type are preferably used.

Wie vorstehend beschrieben wurde, ist das in der Darstellung rechte Ende der Antriebswelle mit einer Kupplung 31 ausgestattet, welche zum Antrieb einer Lenkhilfepumpe dient. Bei Anschluß der Lenkhilfepumpe ist der die Kupplungsverbindung aufnehmende Raum des Gehäuses 1 geschlossen, so daß die Schmierölversorgung durch den Schmierölanschluß 33 ermöglicht ist. Auch in diesem Bereich sind andere konstruktive Auslegungen zum Antrieb der Lenkhilfepumpe möglich, d.h. es können zusätzliche Dichtungen vorgesehen sein, welche es gestatten, die Kupplung 31 unter Abdichtung außerhalb des Gehäuses laufen zu lassen. In diesem Fall ist die Kupplung 31 auch zum Antrieb weiterer Aggregate des Fahrzeugs vorgesehen.As described above, the right end of the drive shaft in the illustration is equipped with a coupling 31 , which serves to drive a power steering pump. When the power steering pump is connected, the space in the housing 1 receiving the coupling connection is closed, so that the lubricating oil supply is made possible by the lubricating oil connection 33 . In this area as well, other structural designs for driving the power steering pump are possible, ie additional seals can be provided which allow the coupling 31 to run outside the housing with a seal. In this case, the clutch 31 is also provided for driving further units of the vehicle.

Claims

1. Vane compressor for compressed air, which can be coupled to the drive motor of a vehicle and for this purpose has a preferably electromagnetically actuated coupling arranged at an end face of the housing of the vane compressor for releasably connecting a drive element to the rotor carrying the vane, characterized by one with the Drive element permanently connected, axially penetrating the compressor drive shaft ( 19 ) which carries a coupling ( 31 ) at the opposite end of the housing ( 1 ) for connection to a power steering pump of the vehicle.

2. Vane compressor according to claim 1, characterized in that a gear acting as a drive element ( 27 ) in the oil-lubricated wheel housing of the drive motor of the vehicle is arranged continuously and by means of a drive plate ( 25 ) with a clutch disc ( 16 ) of the electromagnetically actuatable clutch ( 11 ) can be coupled is, the clutch ( 11 ) also runs with oil lubrication, and that the rotor ( 3 ) inside the housing ( 1 ) of the compressor is dry-running sealed by means of sealing elements ( 9 ) against the oil supply for the clutch ( 11 ).

3. Vane compressor according to claim 2, characterized in that with the gear ( 27 ) connected and driven by this drive shaft ( 19 ) while maintaining an annular gap ( 37 ) extends through the rotor ( 3 ) of the compressor and against it by oil-lubricated Bearing ( 21 ) is relatively rotatable.

4. Vane compressor according to claim 3, characterized in that the coupling ( 31 ) for the power steering pump carrying end of the drive shaft ( 19 ) is mounted in a chamber supplied with lubricating oil in the housing, the chamber being connected to the annular gap ( 37 ), such that the lubricating oil can be conveyed in the circuit from a lubricating oil connection ( 33 ) connected to the chamber through the annular gap ( 37 ) into the region of the electromagnetically actuatable clutch ( 11 ) and from there into the wheel housing of the drive motor, so that the electromagnetically actuatable one Clutch ( 11 ), the bearings for the drive shaft ( 19 ) and for the rotor of the compressor as well as the clutch ( 31 ) for the power steering pump are supplied by the oil circuit of the drive motor of the vehicle.

5. Vane compressor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the clutch ( 31 ) for the power steering pump is constantly in engagement with the mating clutch of the power steering pump.

6. Vane compressor according to one of claims 2 to 5, characterized in that the clutch disc ( 16 ) of the electromagnetically actuated clutch ( 11 ) axially displaceable on an extension ( 23 ) of the rotor ( 3 ) and when actuated in frictional engagement with the drive plate ( 25 ) is movable.