EP3516226A1 - Schraubenkompressor für ein nutzfahrzeug - Google Patents

Schraubenkompressor für ein nutzfahrzeug

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EP3516226A1
EP3516226A1 EP17778213.3A EP17778213A EP3516226A1 EP 3516226 A1 EP3516226 A1 EP 3516226A1 EP 17778213 A EP17778213 A EP 17778213A EP 3516226 A1 EP3516226 A1 EP 3516226A1
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EP
European Patent Office
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screw compressor
seal
oil
housing
baffle
Prior art date
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EP17778213.3A
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English (en)
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EP3516226B1 (de
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Gilles Hebrard
Jean-Baptiste Marescot
Jörg MELLAR
Thomas Weinhold
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Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
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Publication date
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Publication of EP3516226B1 publication Critical patent/EP3516226B1/de
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    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/98—Lubrication

Definitions

  • the present invention relates to a screw compressor for a utility vehicle having at least one housing with at least one housing body and at least one rotor housing, and with at least one baffle and with at least one seal, wherein in the assembled state in the housing an oil sump is present.
  • Screw compressors for commercial vehicles are already known from the prior art. Such screw compressors are used to provide the necessary compressed air for, for example, the braking system of the commercial vehicle.
  • Oil circuit is connected via a thermostatic valve.
  • the oil cooler is here
  • Heat exchanger having two separate circuits, wherein the first circuit for the hot liquid, so the compressor oil is provided and the second for the cooling liquid.
  • a coolant for example, air
  • Water mixtures can be used with an antifreeze or other oil.
  • This oil cooler must then with the compressor oil circuit through pipes or
  • Hoses are connected and the oil circuit must be secured against leaks.
  • a screw compressor for a commercial vehicle with at least one housing with at least one housing body and at least one rotor housing, with at least one baffle plate and at least one Is provided seal, wherein in the mounted state, an oil sump is present in the housing, based on the assembled state, the seal between the housing body and rotor housing is arranged and protrudes from the oil sump, the seal at least partially separates the interior of the housing body from the interior of the rotor housing and wherein the baffle in relation to the mounted state in substantially horizontal orientation of the screw compressor and in the
  • substantially horizontal orientation of the oil sump is aligned substantially parallel to the upper level of the oil sump.
  • the housing may be formed in two parts or in several parts.
  • the multipartite is produced in particular by the fact that the housing is assembled from a housing body and a rotor housing.
  • the invention is based on the idea of restraining the movement of the oil within the screw compressor by arranging corresponding elements which partially pass the oil, such as a seal and the baffle plate.
  • the baffle plate may have at least one, in particular a plurality of oil passage openings.
  • oil passage openings may be formed, for example, as elongated, rounded slots. This makes it possible for oil from the oil sump, for example, to rise in the form of an oil vapor or an oil aerosol and to spread in the interior of the screw compressor.
  • the baffle plate and the seal may be provided, for example, as elongated, rounded slots.
  • the screw compressor may include an air oil separator and a
  • Air oil separator inlet and seal which in the assembled state between
  • Housing cover and housing body is set.
  • the Luftölabscheiderzulauf opens into the first region of the housing interior. Consequently, the oil separator inlet opens in the region of the housing interior which is smaller than the second region, the first and the second region being separated from one another by the seal.
  • the seal is arranged substantially vertically. This makes it possible to simplify the return of the catching oil on the seal in the oil sump. Due to gravity, this can easily flow back into the oil sump.
  • the passage openings may be substantially round, in particular circular. This design of the passages allows easy manufacture and manufacture of the seal. However, in this context, any other form of Druch Stammsö Anlagenitzen possible. This may result in further advantages, for example that the limitation on the displacement of oil by small oil droplets, oil vapors or oil aerosols is improved.
  • the seal is at least partially formed with the in-mounted state in the housing interior areas as a perforated plate. This allows for easy manufacture and manufacture of the seal.
  • the stability of the seal can also be influenced and positively designed. By an even arrangement of the holes in the areas where the
  • Seal is designed as a perforated plate, leaves a good surface
  • the seal may further comprise a baffle plate passage opening. It is conceivable in particular that the baffle plate passage opening is formed such that it is in the mounted state approximately at the level of the level of the surface of the oil sump.
  • the baffle plate and the seal may be arranged substantially perpendicular to each other.
  • Whirl-plate passage opening is a total of simple design and installation of seal and baffle allows.
  • baffle plate makes it possible to retain essential parts of the oil sump even during operation of the screw compressor and in particular during driving of the commercial vehicle in the deeper areas of the screw compressor and not to have to balance a back and forth sloshing of the oil.
  • the seal may have bolt penetrations, which are provided for the passage of bolts, by means of which seal, housing body and
  • Rotors housing are screwed together. This allows a simple, safe and reliable installation of the seal between the housing body and the rotor housing.
  • the seal and the baffle plate are inserted into one another. This facilitates the assembly and manufacture of the screw compressor and the seal and the baffle plate.
  • the seal and the baffle plate may be arranged like a cross zueiander. This allows a simple and clear definition of compartments and also the corresponding areas inside the screw compressor.
  • the seal and the baffle plate are arranged substantially perpendicular to each other.
  • a meaningful division in the interior of the screw compressor is achieved.
  • such an arrangement is helpful to use the seal in combination with the baffle plate as a vertical "baffle plate" to horizontal
  • Fig. 1 is a schematic sectional view through an inventive
  • Fig. 2 is a perspective sectional view through the screw compressor with a view of the housing interior of the screw compressor.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view of a screw compressor 10 in the sense of an embodiment of the present invention.
  • the screw compressor 10 has a mounting flange 12 for mechanical attachment of the screw compressor 10 to an electric motor not shown here.
  • the input shaft 14 via which the torque from the electric motor to one of the two screws 16 and 18, namely the screw 16 is transmitted.
  • the screw 18 meshes with the screw 16 and is driven by this.
  • the screw compressor 10 has a housing 20 in which the essential components of the screw compressor 10 are housed.
  • the housing 20 is filled with oil 22.
  • Air inlet side is on the housing 20 of the screw compressor 10 a
  • Inlet port 24 is provided.
  • the inlet nozzle 24 is designed such that an air filter 26 is arranged on it.
  • an air inlet 28 is provided radially on the air inlet pipe 24.
  • a spring-loaded valve core 30 is provided, designed here as an axial seal.
  • This valve insert 30 serves as a check valve. Downstream of the valve core 30, an air supply channel 32 is provided, which supplies the air to the two screws 16, 18.
  • an air outlet pipe 34 is provided with a riser 36.
  • a temperature sensor 38 is provided, by means of which the oil temperature can be monitored.
  • a holder 40 for an air oil separator 42 is provided in the air outlet area.
  • the holder 40 for the Heilölabscheider has in the mounted state in the bottom area facing (as shown in Fig. 1) on the Heilölabscheider 42. It is further provided in the interior of the Heilölabscheiders 42 a corresponding
  • the holder for the air oil separator 40 has a
  • the check valve 48 and the minimum pressure valve 50 may also be formed in a common, combined valve. Following the check valve 48, the air outlet 51 is provided.
  • the air outlet 51 is connected to correspondingly known compressed air consumers in the rule.
  • a riser 52 is provided, the outlet of the holder 40 for the Luftölabscheider 42 when passing into the housing 20 has a filter and check valve 54.
  • a nozzle 56 Downstream of the filter and check valve 54, a nozzle 56 is provided in a housing bore.
  • the oil return line 58 leads back approximately in the middle region of the screw 16 or the screw 18 to supply oil 22 again.
  • an oil drain plug 59 is provided.
  • a first oil drain plug 59 is provided.
  • a second oil drain plug 59 is provided.
  • Regulation means may be provided, by means of which the oil temperature of the oil 22 located in the housing 20 can be monitored and adjusted to a desired value.
  • a safety valve 76 In the upper region of the housing 20 (relative to the mounted state) there is a safety valve 76, via which an excessive pressure in the housing 20 can be reduced.
  • an oil level sensor 82 may be provided. This oil level sensor 82 may, for example, be an optical sensor and designed and set up so that it can be detected from the sensor signal whether the oil level is above the oil level sensor 82 during operation or if the oil level sensor 82 is free and the oil level has dropped accordingly.
  • an alarm unit can also be provided which outputs or forwards an appropriate error message or warning message to the user of the system.
  • the function of the screw compressor 10 shown in FIG. 1 is as follows:
  • Air is supplied via the air inlet 28 and passes through the check valve 30 to the screws 16, 18, where the air is compressed.
  • the compressed air-oil mixture which rises by a factor of between 5 and 16 times compression after the screws 16 and 18 through the outlet conduit 34 via the riser 36, is blown directly onto the temperature sensor 38.
  • the air which still partially carries oil particles, is then guided via the holder 40 into the Heilölabscheider 42 and, if the corresponding minimum pressure is reached, in the Heilauslasstechnisch 51.
  • the oil 22 located in the housing 20 is via the oil filter 62 and possibly. kept at operating temperature via the heat exchanger 74.
  • the heat exchanger 74 is not used and is not switched on.
  • FIG. 2 shows a perspective, schematic view of the screw compressor 10 according to FIG. 1 in a sectional view with a view of the interior of the housing 20 of the screw compressor 10.
  • a baffle plate 100 is arranged, which is located substantially at the level of the upper level of the oil sump of the oil 22. It is assumed that the assembled state and a horizontal arrangement of the upper level of the oil sump.
  • the housing 20 has a housing cover 20b and a rotor housing 20a.
  • a seal 104 is provided, which is circumferentially guided between the edges of the housing cover 20b and rotor housing 20a in the assembled state and sealingly clamped between these and screwed.
  • seal 104 bolt penetrating openings 106 can be passed through the corresponding fittings by means of bolts so that seal 104, housing cover 20b and rotor housing 20a can be screwed together or are screwed together in the assembled state.
  • the seal 104 is disposed between the housing cover 20b and the rotor housing 20a and protrudes from the oil sump of the oil 22.
  • the seal 104 is designed as a sealing plate and has a plurality of through openings 108.
  • the passage openings 108 are circular and arranged regularly offset from one another in the manner of a perforated plate in located above the oil sump region of the seal 104.
  • the seal 104 asymmetrically divides the housing interior into at least one first area B1, which essentially relates to the inner areas of the housing cover 20b, and a second area B2, which essentially relates to the interior of the remaining housing 20, that is to say the rotor housing 20a.
  • the first area B1 is smaller than the second area B2.
  • the Luftölabscheiderzulauf 102 opens into the first region B1 and is located in the vicinity of the passage openings 108 of the seal 104. Further, as can be seen from Fig. 2, the seal 104 with respect to the mounted state at substantially horizontal orientation of the screw compressor 10 and arranged substantially horizontally alignment of the oil sump of the oil 22 vertically. In addition, the seal 104 at the level of the upper level of the oil sump of the oil 22 has a passage opening 110 for the baffle 100.
  • the baffle 100 has several
  • Oil passage openings which are formed as elongated slots.
  • the baffle 100 and the seal 104 divide the interior of the
  • Screw compressor 10 in several interconnected compartments K1, K2, K3 and K4.
  • the compartments K2 and K3 are the compartments K2 and K3, in which the oil sump of the oil 22 is located.
  • the compartment K1 is in the area B1 and the compartment K4 is in the area B2.
  • the seal 104 and the baffle 100 are inserted into one another and arranged in a cross-like manner to one another.
  • gasket 104 and baffle 100 are gasket 104 and baffle 100 in
  • the screws 16 and 18 are lubricated by pressurized oil of the oil 22 from the oil sump so that above the upper level of the oil sump oil vapors, small oil droplets or oil aerosols are present. Further oil movements are forced by the driving movements of the commercial vehicle, so that by means of the
  • the oil entry into the air oil separator inlet 102 is reduced. This is done through the füreriesöffhungen 108 of the seal 104, since due to the hole-plate-like structure of the seal 104 less oil 22 can reach the Heilölabscheiderzulauf 102. As a result, oil introduction into the air oil separator 42 is reduced. This has the effect that the Heilölabscheider 42 can be designed for smaller amounts of oil, since already by the design of the seal 104 significant amounts of oil can be retained and catch at the edges of the passages 108 and then back to the wall of the seal 104 back in the oil sump of the oil 22 flow.
  • baffle plate 100 and seal 104 thus act as a block against horizontal surge, in particular in the direction of Luftölabscheiderzulaufs 102 and thus limit the oil entry into the Gutölabscheider 42nd LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schraubenkompressor (10) für ein Nutzfahrzeug mit wenigstens einem Gehäuse (20) mit wenigstens einem Gehäusedeckel (20b) und mit wenigstens einem Rotorengehäuse (20a), wenigstens einem Schwallblech (100) und mit wenigstens einer Dichtung (104), wobei im montierten Zustand im Gehäuse (20) ein Ölsumpf vorhanden ist, wobei bezogen auf den montierten Zustand die Dichtung (104) zwischen Gehiusedeckel (20b) und Rotorengehäuse (20a) angeordnet ist und aus dem Ölsumpf herausragt, wobei die Dichtung (104) das Innere des Gehäusedeckels (20b) vom Inneren des Rotorengehäuses (20a) zumindest teilweise voneinander trennt und wobei das Schwallblech (100) bezogen auf den montierten Zustand bei im wesentlicher horizontaler Ausrichtung des Schraubenkompressors (10) und bei im wesentlicher horizontaler Ausrichtung des ölsumpfes im Wesentlichen parallel zum oberen Level des ölsumpfes ausgerichtet ist.

Description

BESCHREIBUNG
Schraubenkompressor für ein Nutzfahrzeug Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schraubenkompressor für ein Nutzfahrzeug mit wenigstens einem Gehäuse mit wenigstens einem Gehäusekorpus und mit wenigstens einem Rotorengehäuse, und mit wenigstens einem Schwallblech und mit wenigstens einer Dichtung, wobei im montiertenZustand im Gehäuse ein Ölsumpf vorhanden ist. 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. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schraubenkompressor für ein Nutzfahrzeug der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass das Entfernen von öl aus der komprimierten Luft verbessert und vereinfacht 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 wenigstens einem Gehäuse mit wenigstens einem Gehäusekorpus und mit wenigstens einem Rotorengehäuse, mit wenigstens einem Schwallblech und mit wenigstens einer Dichtung versehen ist, wobei im montierten Zustand im Gehäuse ein ölsumpf vorhanden ist, wobei bezogen auf den montierten Zustand die Dichtung zwischen Gehäusekorpus und Rotorengehäuse angeordnet ist und aus dem ölsumpf herausragt, wobei die Dichtung das Innere des Gehäuseskorpus vom Inneren des Rotorengehäuses zumindest teilweise voneinander trennt und wobei das Schwallblech bezogen auf den montierten Zustand bei im wesentlicher horizontaler Ausrichtung des Schraubenkompressors und bei im
wesentlicher horizontaler Ausrichtung des ölsumpfes im Wesentlichen parallel zum oberen Level des ölsumpfes ausgerichtet ist.
Das Gehäuse kann zweiteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Die Mehrteiligkeit wird insbesondere dadurch hergestellt, dass das Gehäuse aus einem Gehäusekorpus und einem Rotorengehäuse zusammengefügt wird.
Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, die Bewegung des Öles innerhalb des Schraubenkompressors einzuschränken durch die Anordnung entsprechender, das öl teilweise durchlassender Elemente wie einer Dichtung und des Schwallbleches.
Hierdurch wird erreicht, dass der ölsumpf auch im Fahrbetrieb sich « unterhalb » des Schwallbleches bewegt und dass auch horizontale Schwallbewegungen durch die aus dem ölsumpf herausragende Dichtung unterbunden werden können. Hierdurch kann der öleintrag in entsprechende Elemente zum Entfernen von Öl aus der komprimierten Luft, wie beispielsweise ein Luftölabscheider oder dergleichen verringert werden.
Das Schwallblech kann wenigstens eine, insbesondere mehrere öldurchtrittsöffnungen aufweisen. Derartige Öldurchtrittsöffnungen können beispielsweise als längliche, abgerundete Schlitze ausgebildet sein. Hierdurch wird es möglich, dass öl vom ölsumpf beispielsweise öldampfförmig oder öl-aerosotförmig aufsteigen und sich im Inneren des Schraubenkompressors verteilen kann. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Schwallblech und die Dichtung das
Innere des Schraubenkompressors in mehrere miteinander verbundene Kompartimente unterteilen. Hierdurch wird es möglich, dass öl in den entsprechenden Kompartimenten im Inneren des Schraubenkompressors zu halten bzw. in bestimmten Kompartimenten Öldampf im Wesentlichen vorzusehen und in bestimmten Kompartimenten den ölsumpf bzw. flüssiges öl vorzuhalten.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Dichtung das Gehäuseinnere
asymmetrisch in wenigstens einen ersten Bereich und wenigstens einen zweiten Bereich teilt, wobei der erste Bereich kleiner ist als der zweite Bereich. Hierdurch kann beispielsweise erreicht werden, dass bestimmte Bereiche, die stärker mit kleinen Öttröpfchen, Öl-Aerosolen bzw. Öldämpfen versorgt werden sollen, besser erreicht werden und der erste Bereich, der kleiner ausgebildet ist als der zweite Bereich, weniger mit kleinen öltröpfchen, Öl-Aerosolen bzw. öldämpfen versorgt wird. Der Schraubenkompressor kann einen Luftölabscheider aufweisen und einen
Luftölabscheiderzulauf, wobei der Luftölabscheiderzulauf in das Gehäuseinnere des Schraubenkompressors mündet und wobei die Durchtrittsöffnungen der Dichtung in der Nähe des Luftölabscheiderzulauf angeordnet sind. Hierdurch wird es möglich, den Luftölabscheider vergleichsweise kleiner auszubilden. Insbesondere wird es möglich, den Öleintrag in den Luftölabscheider durch die Ausbildung und Anordnung der
Dichtung zu begrenzen. Dadurch, dass in der Nähe des Luftölabscheiderzulaufs die Durchtrittsöffnungen der Dichtung angeordnet sind, vermindert sich bereits der öleintrag in den Luftölabscheiderzulauf und damit in den Luftölabscheider. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der Luftölabscheiderzulauf im Gehäusedeckel ausgebildet ist. Dadurch wird es erleichtert, den Luftölabscheiderzulauf zu fertigen. Auch kann hierdurch vergleichsweise einfach die Anordnung von
Luftölabscheiderzulauf und Dichtung, die sich im montierten Zustand zwischen
Gehäusedeckel und Gehäusekorpus befindet, eingestellt werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Luftölabscheiderzulauf in den ersten Bereich des Gehäuseinneren mündet. Folglich mündet der ölabscheiderzulauf in dem Bereich des Gehäuseinneren, der kleiner ausgebildet ist als der zweite Bereich, wobei der erste und der zweite Bereich durch die Dichtung voneinander getrennt werden. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass bezogen auf den montierten Zustand bei im Wesentlichen horizontaler Ausrichtung des Schraubenkompressors und bei im Wesentlichen horizontaler Ausrichtung des Ölsumpfes die Dichtung im Wesentlichen senkrecht angeordnet ist. Dadurch wird es möglich, die Rückführung des sich an der Dichtung fangenden Öles in den ölsumpf zu vereinfachen. Infolge der Schwerkraft kann dieses einfach wieder in den Ölsumpf zurückfließen.
Die Durchtrittsöffnungen können im Wesentlichen rund, insbesondere kreisrund ausgebildet sein. Diese Gestaltung der Durchtrittsöffnungen ermöglicht eine einfache Fertigung und Herstellung der Dichtung. Allerdings ist in diesem Zusammenhang auch jede andere Form der Druchtrittsöffnungen möglich. Dadurch können sich weitere Vorteile ergeben, beispielsweise, dass die Begrenzung der Verlagerung von Öl durch kleine Öltröpfchen, Öldämpfe oder Öl-Aerosole verbessert wird. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Dichtung zumindest bereichsweise mit dem im montierten Zustand im Gehäuseinneren befindlichen Bereichen als Lochplatte ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine einfache Fertigung und Herstellung der Dichtung. Die Stabilität der Dichtung kann hierdurch auch beeinflusst und positiv gestaltet werden. Durch eine gleichmäßige Anordnung der Löcher in den Bereichen, in denen die
Dichtung als Lochplatte ausgebildet ist, lässt sich eine gute Fläche an
Durchtrittsöffnungen bereitstellen, ohne die Dichtung insgesamt zu schwächen. Die Dichtung kann weiter eine Schwallblechdurchtrittsöffnung aufweisen. Denkbar ist insbesondere, dass die Schwallblechdurchtrittsöffnung derart ausgebildet ist, dass sie sich im montierten Zustand ungefähr auf der Höhe des Levels der Oberfläche des ölsumpfes befindet. Das Schwallblech und die Dichtung können im Wesentlichen zueinander senkrecht angeordnet sein. Durch die Ausbildung der
Schwallblechdurchtrittsöffnung wird insgesamt eine einfache Gestaltung und Montage von Dichtung und Schwallblech ermöglicht.
Das Vorsehen eines Schwallbleches ermöglicht es, wesentliche Teile des ölsumpfes auch im Betrieb des Schraubenkompressors und insbesondere im Fahrbetrieb des Nutzfahrzeuges in den tieferliegenden Bereichen des Schraubenkompressors zu behalten und nicht ein Hin- und Herschwappen des Öles ausgleichen zu müssen.
Die Dichtung kann Schraubbolzendurchtrittsöffnungen aufweisen, die für den Durchtritt von Schraubbolzen vorgesehen sind, mittels derer Dichtung, Gehäusekorpus und
Rotorengehäuse miteinander verschraubt werden. Hierdurch wird eine einfache, sichere und zuverlässige Montage der Dichtung zwischen Gehäusekorpus und Rotorengehäuse ermöglicht. Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Dichtung und das Schwallblech ineinander gesteckt sind. Dies erleichtert die Montage und Fertigung des Schraubenkompressors sowie der Dichtung und des Schwallbleches.
Die Dichtung und das Schwallblech können kreuzartig zueiander angeordnet sein. Dies ermöglicht eine einfache und klare Definition von Kompartimenten und auch der entsprechenden Bereiche im Inneren des Schraubenkompressors.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Dichtung und das Schwallblech im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird eine sinnvolle Aufteilung im Rauminneren des Schraubenkompressors erreicht. Darüber hinaus ist eine derartige Anordnung hilfreich, die Dichtung in Kombination mit dem Schwallblech als senkrechte « Schwallplatte » zu nutzen, um horizontale
Schwallbewegungen sicher zu unterbinden, hierfür größtmögliche Hinderniswirkung aufzubauen und gleichzeitig ein Ablaufen entlang der Dichtung in Richtung Ölsumpf zu ermöglichen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittzeichnung durch einen erfindungsgemäßen
Schraubenkompressor; und
Fig. 2 eine perspektivische Schnittdarstellung durch den Schraubenkompressor mit Blick auf das Gehäuseinnere des Schraubenkompressors. Fig. 1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung einen Schraubenkompressor 10 im Sinne eines Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung.
Der Schraubenkompressor 10 weist einen Befestigungsflansch 12 zur mechanischen Befestigung des Schraubenkompressors 10 an einem hier nicht näher gezeigten Elektromotor auf.
Gezeigt ist jedoch die Eingangswelle 14, über die das Drehmoment vom Elektromotor auf eine der beiden Schrauben 16 und 18, nämlich die Schraube 16 übertragen wird. Die Schraube 18 kämmt mit der Schraube 16 und wird über diese angetrieben.
Der Schraubenkompressor 10 weist ein Gehäuse 20 auf, in dem die wesentlichen Komponenten des Schraubenkompressors 10 untergebracht sind. Das Gehäuse 20 ist mit Ol 22 befällt.
Lufteingangsseitig ist am Gehäuse 20 des Schraubenkompressors 10 ein
Einlassstutzen 24 vorgesehen. Der Einlassstutzen 24 ist dabei derart ausgebildet, dass an ihm ein Luftfilter 26 angeordnet ist. Außerdem ist radial am Lufteinlassstutzen 24 ein Lufteinlass 28 vorgesehen.
Im Bereich zwischen Einlassstutzen 24 und der Stelle, an dem der Einlassstutzen 24 am Gehäuse 20 ansetzt, ist ein federbelasteter Ventileinsatz 30 vorgesehen, hier als Axialdichtung ausgeführt.
Dieser Ventileinsatz 30 dient als Rückschlagventil. Stromabwärts des Ventileinsatzes 30 ist ein Luftzuführkanal 32 vorgesehen, der die Luft den beiden Schrauben 16, 18 zuführt.
Ausgangsseitig der beiden Schrauben 16, 18 ist ein Luftauslassrohr 34 mit einer Steigleitung 36 vorgesehen.
Im Bereich des Endes der Steigleitung 36 ist ein Temperaturfühler 38 vorgesehen, mittels dessen die öltemperatur überwachbar ist.
Weiter vorgesehen ist im Luftauslassbereich ein Halter 40 für einen Luftölabscheider 42.
Der Halter 40 für den Luftölabscheider weist im montierten Zustand im dem Boden zugewandten Bereich (wie auch in Fig. 1 gezeigt) den Luftölabscheider 42 auf. Weiter vorgesehen ist im Inneren des Luftölabscheiders 42 ein entsprechendes
Filtersieb bzw. bekannte Filter- und ölabscheidevorrichtungen 44, die nicht näher im Einzelnen spezifiziert werden.
Im zentralen oberen Bereich, bezogen auf den montierten und betriebsfertigen Zustand (also wie in Fig. 1 gezeigt), weist der Halter für den Luftölabscheider 40 eine
Luftausgangsöffnung 46 auf, die zu einem Rückschlagventil 48 und einem
Mindestdruckventil 50 führen. Das Rückschlagventil 48 und das Mindestdruckventil 50 können auch in einem gemeinsamen, kombinierten Ventil ausgebildet sein. Nachfolgend des Rückschlagventils 48 ist der Luftauslass 51 vorgesehen.
Der Luftauslass 51 ist mit entsprechend bekannten Druckluftverbrauchern in der Regel verbunden.
Um das im Luftölabscheider 42 befindliche und abgeschiedene Öl 22 wieder in das Gehäuse 20 zurückzuführen, ist eine Steigleitung 52 vorgesehen, die ausgangs des Halters 40 für den Luftölabscheider 42 beim Übertritt in das Gehäuse 20 ein Filter- und Rückschlagventil 54 aufweist.
Stromabwärts des Filter- und Rückschlagventils 54 ist in einer Gehäusebohrung eine Düse 56 vorgesehen. Die ölrückführleitung 58 führt zurück in etwa den mittleren Bereich der Schraube 16 oder der Schraube 18, um dieser wieder öl 22 zuzuführen.
Im im montierten Zustand befindlichen Bodenbereich des Gehäuses 20 ist eine ölablassschraube 59 vorgesehen. Über die ölablassschraube 59 kann eine
entsprechende Ölablauföffnung geöffnet werden, über die das Öl 22 abgelassen werden kann.
Im unteren Bereich des Gehäuses 20 ist auch der Ansatz 60 vorhanden, an dem der Ölfilter 62 befestigt wird. Über einen örfiltereinlasskanal 64, der im Gehäuse 20 angeordnet ist, wird das öl 22 zunächst zu einem Thermostatventil 66 geleitet. Anstelle des Thermostatventils 66 kann eine Steuerungs- und/oder
Regelungseinrichtung vorgesehen sein, mittels derer die Öltemperatur des im Gehäuse 20 befindlichen Öls 22 überwachbar und auf einen Sollwert einstellbar ist.
Stromabwärts des Thermostatventils 66 ist sodann der öleinlass des Ölfilters 62, der über eine zentrale Rückführleitung 68 das öl 22 wieder zurück zur Schraube 18 oder zur Schraube 16, aber auch zum ölgeschmierten Lager 70 der Welle 14 führt. Im Bereich des Lagers 70 ist auch eine Düse 72 vorgesehen, die im Gehäuse 20 im Zusammenhang mit der Rückführleitung 68 vorgesehen ist. Der Kühler 74 ist am Ansatz 60 angeschlossen.
Im oberen Bereich des Gehäuses 20 (bezogen auf den montierten Zustand) befindet sich ein Sicherheitsventil 76, über das ein zu großer Druck im Gehäuse 20 abgebaut werden kann.
Vor dem Mindestdruckventil 50 befindet sich eine Bypassleitung 78, die zu einem Entlastungsventil 80 führt. Über dieses Entlastungsventil 80 das mittels einer
Verbindung mit der Luftzuführung 32 angesteuert wird kann Luft in den Bereich des Lufteinlasses 28 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 Gehäuses 20 ein Öllevelsensor 82 vorgesehen sein. Dieser öllevelsensor 82 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 Öllevelsensors 82 ist oder ob der Öllevelsensor 82 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 Fig. 1 gezeigten Schraubenkompressors 10 ist dabei wie folgt:
Luft wird über den Lufteinlass 28 zugeführt und gelangt über das Rückschlagventil 30 zu den Schrauben 16, 18, wo die Luft komprimiert wird. Das komprimierte Luft-Öl- Gemisch, das mit einem Faktor zwischen 5- bis 16facher Komprimierung nach den Schrauben 16 und 18 durch die Auslassleitung 34 über das Steigrohr 36 aufsteigt, wird direkt auf den Temperaturfühler 38 geblasen. Die Luft, die noch teilweise Ölpartikel trägt, wird sodann über den Halter 40 in den Luftölabscheider 42 geführt und gelangt, sofern der entsprechende Mindestdruck erreicht wird, in die Luftauslassleitung 51. Das im Gehäuse 20 befindliche Öl 22 wird über den Ölfilter 62 und ggf. über den Wärmetauscher 74 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 ölfilter 64 wird über die Leitung 68 Öl der Schraube 18 oder der Schraube 16, aber auch dem Lager 72 zugeführt. Die Schraube 16 oder die Schraube 18 wird über die Rückführleitung 52, 58 mit Öl 22 versorgt, hier erfolgt die Aufreinigung des Öls 22 im Luftölabscheider 42.
Über den nicht näher gezeigten Elektromotor, der sein Drehmoment über die Welle 14 auf die Schraube 16 überträgt, die wiederum mit der Welle 18 kämmt, werden die Schrauben 16 und 18 des Schraubenkompressors 10 angetrieben.
Über das nicht näher gezeigte Entlastungsventil 80 wird sichergestellt, dass im Bereich der Zuleitung 32 nicht der hohe Druck, der im Betriebszustand beispielsweise ausgangsseitig der Schrauben 16, 18 herrscht, eingesperrt werden kann, sondern dass insbesondere beim Anlaufen des Kompressors im Bereich der Zuleitung 32 stets ein niedriger Eingangsdruck, insbesondere Atmosphärendruck, besteht. Andernfalls würde mit einem Anlaufen des Kompressors zunächst ein sehr hoher Druck ausgangsseitig der Schrauben 16 und 18 entstehen, der den Antriebsmotor überlasten würde.
Fig. 2 zeigt in perspektivischer, schematischer Darstellung den Schraubenkompressor 10 gemäß Fig. 1 in einer Schnittdarstellung mit Blick auf das Innere des Gehäuses 20 des Schraubenkompressors 10. Im Inneren des Gehäuses 20 ist ein Schwallblech 100 angeordnet, das im Wesentlichen auf der Höhe des oberen Levels des ölsumpfes des Öles 22 befindlich ist. Dabei wird vom montierten Zustand und einer horizontalen Anordnung des oberen Levels des Ölsumpfes ausgegangen.
Das Gehäuse 20 weist einen Gehäusedeckel 20b und ein Rotorengehäuse 20a auf.
Im Gehäusedeckel 20b befindet sich ein Luftölabscheiderzulauf 102, der mit dem Luftölabscheider 42 verbunden ist.
Zwischen dem Gehäusedeckel 20b und dem Rotorengehäuse 20a ist eine Dichtung 104 vorgesehen, die umlaufend zwischen den Rändern vom Gehäusedeckel 20b und Rotorengehäuse 20a im montierten Zustand geführt und dichtend zwischen diesen eingespannt und verschraubt ist.
Hierzu weist die Dichtung 104 Schraubbolzendurchtrittsöffnungen 106 auf, durch die entsprechende Verschraubungen mittels Schraubbolzen hindurchgeführt werden können, so dass Dichtung 104, Gehäusedeckel 20b und Rotorengehäuse 20a miteinander verschraubt werden können bzw. im montierten Zustand miteinander verschraubt sind.
Bezogen auf den montierten Zustand des Schraubenkompressors 10 ist die Dichtung 104 zwischen Gehäusedeckel 20b und Rotorengehäuse 20a angeordnet und ragt aus dem Ölsumpf des Öles 22 hervor.
Die Dichtung 104 ist als Dichtplatte ausgebildet und weist mehrere Durchtrittsöffnungen 108 auf.
Die Durchtrittsöffnungen 108 sind kreisrund ausgebildet und regelmäßig versetzt zueinander nach Art eines Lochbleches im oberhalb des Ölsumpfes befindlichen Bereiches der Dichtung 104 angeordnet. Die Dichtung 104 teilt das Gehäuseinnere asymmetrisch in wenigstens einen ersten Bereich B1, der im Wesentlichen die inneren Bereiche des Gehäusedeckels 20b betrifft, und einen zweiten Bereich B2, der im Wesentlichen das Innere des übrigen Gehäuses 20, also des Rotorengehäuses 20a betrifft. Der erste Bereich B1 ist dabei kleiner als der zweite Bereich B2.
Der Luftölabscheiderzulauf 102 mündet in den ersten Bereich B1 und befindet sich in der Nähe der Durchtrittsöffnungen 108 der Dichtung 104. Wie weiter aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Dichtung 104 bezogen auf den montierten Zustand bei im Wesentlichen horizontaler Ausrichtung des Schraubenkompressors 10 und bei im Wesentlichen horizontaler Ausrichtung des Ölsumpfes des Öles 22 senkrecht angeordnet. Darüber hinaus weist die Dichtung 104 auf Höhe des oberen Levels des Ölsumpfes des Öles 22 eine Durchtrittsöffnung 110 für das Schwallblech 100 auf.
Im in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Schwallblech 100 mehrere
Öldurchtrittsöffnungen auf, die als längliche Schlitze ausgebildet sind.
Das Schwallblech 100 und die Dichtung 104 unterteilen das Innere des
Schraubenkompressors 10 in mehrere miteinander verbundene Kompartimente K1, K2, K3 und K4. Dabei sind die Kompartimente K2 und K3 die Kompartimente K2 und K3, in denen sich der Ölsumpf des Öles 22 befindet. Das Kompartiment K1 befindet sich im Bereich B1 und das Kompartiment K4 befindet sich im Bereich B2.
Die Dichtung 104 und das Schwallblech 100 sind ineinander gesteckt und kreuzartig zueinander angeordnet. Dabei sind Dichtung 104 und Schwallblech 100 im
Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet. Die Funktion der Dichtung 104 und ihrer Durchtrittsöffnungen 108 lässt sich wie folgt beschreiben :
Im Betrieb werden die Schrauben 16 und 18 von Drucköl des Öles 22 aus dem Ölsumpf geschmiert, so dass oberhalb des oberen Levels des Ölsumpfes Öldämpfe, kleine öltröpfchen oder Öl-Aerosole vorhanden sind. Weitere ölbewegungen werden durch die Fahrbewegungen des Nutzfahrzeuges erzwungen, so dass mittels des
Schwallbleches 100 und auch der Dichtung 104 die Bewegung des Öles 22 und die Bewegungsmöglichkeiten des Öles 22 eingeschränkt werden. Zugleich wird aber durch die Durchtrittsöffnungen 108 sowohl im Schwallblech 100 als auch in der Dichtung 104 erreicht, dass ausreichend öl 22 in Form von kleinen öltröpfchen, Öldämpfen oder Öl- Aerosolen in sämtliche Bereiche des Schraubenkompressors 10 gelangen kann.
Um den Öleintrag in den Luftölabscheider 42 zu verringern, wird der öleintrag in den Luftölabscheiderzulauf 102 reduziert. Dies erfolgt durch die Durchtrittsöffhungen 108 der Dichtung 104, da aufgrund der lochplattenartigen Struktur der Dichtung 104 weniger öl 22 zum Luftölabscheiderzulauf 102 gelangen kann. Dadurch wird der Öleintrag in den Luftölabscheider 42 verringert. Dies hat den Effekt, dass der Luftölabscheider 42 auf geringere ölmengen ausgelegt werden kann, da bereits durch die Gestaltung der Dichtung 104 erhebliche Ölmengen zurückgehalten werden können und sich an den Rändern der Durchtrittsöffnungen 108 fangen und dort dann an der Wandung der Dichtung 104 wieder zurück in den ölsumpf des Öles 22 fließen.
Die Anordnung von Dichtung 104 und Schwallblech 100 hat weiter die Funktion, dass auch horizontale Schwallbewegungen unterbunden werden können bzw. reduziert werden können. Schwallblech 100 und Dichtung 104 wirken somit als Blockade gegen horizontale Schwallbewegungen, insbesondere in Richtung des Luftölabscheiderzulaufs 102 und begrenzen damit den öleintrag in den Luftölabscheider 42. BEZUGSZEICHENLISTE
10 Schraubenkompressor
12 Befestigungsflansch
14 Eingangswelle
16 Schrauben
18 Schrauben
20 Gehäuse
20a Gehäusekorpus/Rotorengehäuse
20b Gehäusedeckel
22 Ol
24 Einlassstutzen
26 Luftfilter
28 Lufteinlass
30 Ventileinsatz
32 Luftzuführkanal
34 Luftauslassrohr
36 Steigleitung
38 Temperaturfühler
40 Halter für einen Luftölabscheider
42 Luftölabscheider
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
74 Kühler, Wärmetauscher
76 Sicherheitsventil
78 Bypassleitung
80 Entlastungsventil
82 Öllevelsensor
100 Schwallblech
102 Luftölabscheiderzulauf
104 Dichtung
106 Schraubbolzendurchtrittsöffnung 108 Durchtrittsöffnungen
110 Durchtrittsöffnung
B1 erster Bereich
B2 zweiter Bereich
K1 Kompartiment
K2 Kompartiment
K3 Kompartiment
K4 Kompartiment

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Schraubenkompressor (10) für ein Nutzfahrzeug mit wenigstens einem Gehäuse (20) mit wenigstens einem Gehäusedeckel (20b) und mit wenigstens einem
Rotorengehäuse (20a), wenigstens einem Schwallblech (100) und mit wenigstens einer Dichtung (104), wobei im montierten Zustand im Gehäuse (20) ein Ölsumpf vorhanden ist, wobei bezogen auf den montierten Zustand die Dichtung (104) zwischen
Gehäusedeckel (20b) und Rotorengehäuse (20a) angeordnet ist und aus dem Ölsumpf herausragt, wobei die Dichtung (104) das Innere des Gehäusedeckel (20b) vom Inneren des Rotorengehäuses (20a) zumindest teilweise voneinander trennt und wobei das Schwallblech (100) bezogen auf den montierten Zustand bei im wesentlicher
horizontaler Ausrichtung des Schraubenkompressors (10) und bei im wesentlicher horizontaler Ausrichtung des Ölsumpfes im Wesentlichen parallel zum oberen Level des Ölsumpfes ausgerichtet ist.
2. Schraubenkompressor (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schwallblech (100) wenigstens eine, insbesondere mehrere öldurchtrittsöffnungen aufweist.
3. Schraubenkompressor (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, das»
das Schwallblech (100) und die Dichtung (104) das Innere des Schraubenkompressors (10) in mehrere miteinander verbundene Kompartimente (K1, K2, K3, K4) unterteilen.
4. Schraubenkompressor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtung (104) das Gehäuseinnere asymmetrisch in wenigstens einen ersten Bereich (B1) und wenigstens einen zweiten Bereich (B2) teilt, wobei der erste Bereich (B1) kleiner ist als der zweite Bereich (B2).
5. Schraubenkompressor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkompressor (10) einen Luftölabscheider (42) aufweist und einen
Luftölabscheiderzulauf (102), wobei der Luftölabscheiderzulauf (102) in das
Gehäuseinnere des Schraubenkompressors (10) mündet und wobei die
Durchtrittsöffnungen der Dichtung (104) in der Nähe des Luftölabscheiderzulaufs (102) angeordnet sind.
6. Schraubenkompressor (10) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Luftölabscheiderzulauf (102) im Gehäusedeckel (20b) ausgebildet ist.
7. Schraubenkompressor (10) nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der Luftölabscheiderzulauf (102) in den ersten Bereich des Gehäuseinneren mündet.
8. Schraubenkompressor ( 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
bezogen auf den montierten Zustand bei im wesentlicher horizontaler Ausrichtung des Schraubenkompressors (10) und bei im wesentlicher horizontaler Ausrichtung des Ölsumpfes die Dichtung (104) im Wesentlichen senkrecht angeordnet ist.
9. Schraubenkompressor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Durchtrittsöffnungen im Wesentlichen rund, insbesondere kreisrund ausgebildet sind.
10. Schraubenkompressor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtung (104) zumindest bereichsweise mit dem im montierten Zustand im
Gehäuseinneren befindlichen Bereichen als Lochplatte ausgebildet ist.
11. Schraubenkompressor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtung (104) eine Schwallblechdurchtrittöffnung aufweist.
12. Schraubenkompressor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtung (104) und das Schwallblech (100) ineinander gesteckt sind.
13. Schraubenkompressor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtung (104) und das Schwallblech (100) kreuzartig zueinander angeordnet sind.
14. Schraubenkompressor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtung (104) und das Schwallblech (100) im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind.
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