EP3516230A1 - Schraubenkompressorsystem für ein nutzfahrzeug - Google Patents

Schraubenkompressorsystem für ein nutzfahrzeug

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EP3516230A1
EP3516230A1 EP17784179.8A EP17784179A EP3516230A1 EP 3516230 A1 EP3516230 A1 EP 3516230A1 EP 17784179 A EP17784179 A EP 17784179A EP 3516230 A1 EP3516230 A1 EP 3516230A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screw compressor
control
regulating unit
oil
screw
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17784179.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gilles Hebrard
Jean-Baptiste Marescot
Jörg MELLAR
Thomas Weinhold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Publication of EP3516230A1 publication Critical patent/EP3516230A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/16—Air or water being indistinctly used as working fluid, i.e. the machine can work equally with air or water without any modification
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    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system

Definitions

  • the present invention relates to a screw compressor system for a commercial vehicle having at least one screw compressor with at least one control and / or regulating unit for drive control and / or regulation of the vehicle
  • Screw compressors 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.
  • 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.
  • This external volume must also be filled with oil, so that the total amount of oil is increased. This increases the system inertia.
  • the oil cooler must be mechanically housed and secured, either by surrounding brackets or by a separate
  • a generic screw compressor is already known, for example, from DE 10 2004 060 417 B4.
  • Screw compressor simplified and can be configured reliably.
  • Screw compressor system for a commercial vehicle with at least one
  • Screw compressor at least one screw compressor drive and
  • control and / or regulating unit is provided, wherein the control and / or regulating unit is in communication with the screw compressor drive, wherein the control and / or regulating unit is arranged and configured so that it is the ratio of service life during operation of the screw compressor and Einschaitzeit the screw compressor drive monitors and controls this ratio to a predetermined range and / or einregelt.
  • the invention is based on the idea that by the ratio of
  • Compressor is determined. Depending on the design of the screw compressor, it suffices, by controlling the ratio of service life and Einschaitzeit to a predetermined range, the screw compressor in a very tight
  • Ratio of service life and on-time of the screw compressor stroke also simultaneously controlled and / or adjusted the heat of the screw compressor, i. can be adjusted.
  • control and / or regulating unit part of the screw compressor so either the
  • Screw compressor or the screw compressor drive is. As a result, a compact structure is formed and it is not necessary to have access to external components.
  • control and / or regulating unit is part of an air treatment system of the commercial vehicle.
  • control and / or regulating unit is part of an air treatment system of the commercial vehicle.
  • control and / or regulating unit is part of an air treatment system of the commercial vehicle.
  • a corresponding control available, which can be easily shared.
  • control and / or regulating unit is part of an engine or vehicle control of the commercial vehicle. Again, it would be possible to access an already existing component of the commercial vehicle.
  • control and / or regulating unit is designed as a separate control and / or regulating unit. This allows, for example, a simple installation and also a simple exchange or
  • the range is selected such that there is a ratio of service life to switch-on time, in which the switch-on time is approximately 20 to 50%, in particular> 30%.
  • This ratio of service life to switch-on time with a switch-on time between approximately 20 to 40%, in particular at> 30% has proven to be comparatively favorable in order to be able to adhere the operating temperature substantially constant.
  • control and / or regulating unit is designed and configured such that it determines the rotational speed of the
  • Screw compressor drive such effects that the ratio of service life and turn-on of the screw compressor drive is kept within the specified range. In essence, it is assumed here that over the
  • control and / or regulating unit is designed and configured such that it controls the rotational speed of the
  • Screw compressor drive always keeps above a minimum speed.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view through a screw compressor according to the invention.
  • Fig. 2 is a schematic drawing on the bobenkompressorsytem
  • 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 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 disposed on it.
  • a Heiletnlass 28 is provided radially on the air inlet port 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. On the output side of the two screws 18, 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 de-oiling element 42 is provided in the air outlet area.
  • the holder 40 for the air de-oiling element has the air de-oiling element 42 in the mounted state in the region facing the bottom ⁇ as also shown in FIG. 1).
  • the holder for the air de-oiling element 40 has a corresponding filter screen or known filter and oil-separating devices 44, which are not specified in detail.
  • the check valve 48 and the minimum pressure valve 50 may also be formed in a common, combined valve.
  • the air outlet 51 is connected to correspondingly known compressed air consumers in the rule.
  • a riser 52 is provided, the output of Holder 40 for the Luftentölelement 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 in order to supply oil 22 again.
  • Oil drain plug 59 is provided. About the oil drain plug 59, a
  • thermostatic valve 66 instead of the thermostatic valve 66, a control and / or
  • Control 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.
  • the cooler 74 is connected to the projection 60.
  • 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. Before the minimum pressure valve 50 is a bypass line 78, which leads to a relief valve 80. About this relief valve 80 mitteis a
  • connection with the air supply 32 is controlled, air can be returned to the region of the air inlet 28.
  • a venting not shown in detail and also a nozzle (diameter reduction of the feeding line) may be provided.
  • an oil level sensor 82 may be provided.
  • This oil level sensor 82 may be, for example, an optical sensor and arranged and configured so that it can be detected by the sensor signal, whether the oil level in operation above the oil level sensor 82 or if the oil level sensor 82 is exposed and thereby the oil level has fallen 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 partly carries oil particles, is then guided via the holder 40 into the air de-oiling element 42 and, provided the corresponding minimum pressure is reached, enters the air outlet line 51.
  • the oil 22 located in the housing 20 is maintained at the operating temperature via the oil filter 62 and possibly via the heat exchanger 74. If no cooling is necessary, the heat exchanger 74 is not used and is not switched on.
  • Screw 16 but also fed to the bearing 72.
  • the screw 16 or the screw 18 is supplied via the return line 52, 58 with oil 22, here is the purification of the oil 22 in Luftentölelement 42.
  • oil 22 here is the purification of the oil 22 in Luftentölelement 42.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of an inventive
  • Screw compressor system 100 with the screw compressor 10 shown in Fig. 1 and a control and regulating unit 110th
  • the control and regulation unit 110 is here as part of the
  • Screw compressor system 100 is formed.
  • control and regulation unit 1 10 part of an air treatment system of the commercial vehicle, part of a
  • the control and regulating unit 10 is here designed and configured such that during operation of the screw compressor 10 it monitors the ratio of service life and switch-on time of the screw compressor drive for driving the screws 16 and 18 and adjusts this ratio to a predetermined range.
  • this range is selected such that there is a ratio of service life to switch-on time, in which the switch-on time is> 30%.
  • an area is selected here that is between 30 to 50% on-time, so that the service life is between 50 to 70% and the switch-on time is about 30 to 50%.
  • control and regulation unit 110 is furthermore designed and configured such that it influences the rotational speed of the screw compressor drive.
  • Control and regulation unit 1 10 the speed always above one
  • Screw compressor 10 can come to condensation.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schraubenkompressorsystem (100) für ein Nutzfahrzeug mit wenigstens einem Schraubenkompressor (10), wenigstens einem Schraubenkompressorantrieb und wenigstens einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (110), wobei die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (110) mit dem Schraubenkompressorantrieb in Verbindung steht, wobei die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (110) derart beschaffen und konfiguriert ist, dass sie im Betrieb des Schraubenkompressors (10) das Verhältnis von Standzeit und Einschaltzeit des Schraubenkompressorantriebs überwacht und dieses Verhältnis auf einen vorgegebenen Bereich einsteuert und/oder einregelt.

Description

BESCHREIBUNG
Schraubenkompressorsystem für ein Nutzfahrzeug Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schraubenkompressorsystem für ein Nutzfahrzeug mit wenigstens einem Schraubenkompressor mit wenigstens einer Steuerungsund/oder Regelungseinheit zur Antriebssteuerung und/oder -regelung 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 befülite 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 befülit 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 Eiektromotor 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, ein Schraubenkompressorsystem der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere
dahingehend, dass die Antriebssteuerung und/oder -regelung des
Schraubenkompressors vereinfacht und zuverlässig ausgestaltet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Schraubenkompressorsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass ein
Schraubenkompressorsystem für ein Nutzfahrzeug mit wenigstens einem
Schraubenkompressor, wenigstens einem Schraubenkompressorantrieb und
wenigstens einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit versehen ist, wobei die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit mit dem Schraubenkompressorantrieb in Verbindung steht, wobei die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit derart beschaffen und konfiguriert ist, dass sie im Betrieb des Schraubenkompressors das Verhältnis von Standzeit und Einschaitzeit des Schraubenkompressorantriebs überwacht und dieses Verhältnis auf einen vorgegebenen Bereich einsteuert und/oder einregelt.
Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, dass durch das Verhältnis von
Standzeit und Einschaitzeit auch wesentlich die Temperatur des
Schraubenkompressors mitbestimmt wird. Je nach Bauart des Schraubenkompressors genügt es, durch das Einsteuern des Verhältnisses von Standzeit und Einschaitzeit auf einen vorgegebenen Bereich den Schraubenkompressor in einem sehr engen
Betriebstemperaturbereich führen zu können. Die miteinander kämmenden Schrauben und das durch den Schraubenkompressor hindurch geführte Öl und die verdichtete Luft führen zu einer Wärmeentwicklung, so dass durch entsprechendes Wählen des
Verhältnisses von Standzeit und Einschaltzeit des Schraubenkompressoranthebes auch gleichzeitig die Wärme des Schraubenkompressors eingesteuert und/oder eingeregelt, d.h. eingestellt werden kann.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit Bestandteil des Schraubenkompressorsystems also entweder des
Schraubenkompressors oder des Schraubenkompressorantriebs ist. Hierdurch wird ein kompakter Aufbau ausgebildet und es ist nicht notwendig, auf externe Komponenten zugreifen zu müssen.
Grundsätzlich denkbar ist aber auch, dass die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit Bestandteil eines Luftaufbereitungssytems des Nutzfahrzeugs ist. Hier ist bereits eine entsprechende Steuerung vorhanden, die einfach mitbenutzt werden kann.
Auch ist denkbar, dass die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit Bestandteil einer Motor- oder Fahrzeugsteuerung des Nutzfahrzeuges ist. Auch hier wäre es möglich, auf eine bereits vorhandene Komponente des Nutzfahrzeugs zugreifen zu können.
Grundsätzlich denkbar ist aber auch, dass die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit als separate Steuerungs- und/oder Regelungseinheit ausgebildet ist. Dies ermöglicht beispeilsweise eine einfache Montage und auch einen einfachen Austausch bzw.
einfache Upgrades.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Bereich derart gewählt ist, dass ein Verhältnis von Standzeit zu Einschaltzeit vorliegt, bei dem die Einschaltzeit ca. 20 bis 50%, insbesondere > 30% beträgt. Dieses Verhältnis von Standzeit zu Einschaltzeit mit einer Einschaltzeit zwischen ca. 20 bis 40%, insbesondere bei > 30%, hat sich als vergleichsweise günstig herausgestellt, um die Betriebstemperatur im Wesentlichen konstant haften zu können. Darüber hinaus ergibt sich als Vorteil, dass durch das Sicherstellen eines Verhältnisses von Standzeit zu Einschaltzeit mit einer Einschaltzeit von >30% die Betriebstemperatur hoch genug bleibt um auch Feuchtigkeitsbildung oder Kondensation im Inneren des Schraubenkompressors sicher zu vermeiden.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit derart beschaffen und konfiguriert ist, dass sie die Drehzahl des
Schraubenkompressorantriebs derart beeinffusst, dass das Verhältnis von Standzeit und Einschaltzeit des Schraubenkompressorantriebs im vorgegebenen Bereich gehalten wird. Im Wesentlichen wird hier davon ausgegangen, dass über die
Gesamtlaufzeit des Schraubenkompressors eine bestimmte Druckluftmenge
bereitgestellt werden soll und dass durch die Definition oder Begrenzung bzw.
Erhöhung der Drehzahl des Schraubenkompressorantriebs über die Gesamtlaufzeit bei gleichbleibender Druckluftproduktion auch das Verhältnis von Standzeit und
Einschaltzeit des Schraubenkompressorantriebs beeinflusst und damit in dem
vorgegebenen Bereich gehalten werden kann.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit derart beschaffen und konfiguriert ist, dass sie die Drehzahl des
Schraubenkompressorantriebs stets oberhalb einer Mindestdrehzahl hält. Diese
Möglichkeit, die Drehzahl oberhalb einer Mindestdrehzahl zu halten, basiert auf dem Grundgedanken, dass ab einer gewissen Mindestdrehzahl erst eine Begrenzung der Verlustleistung eintritt und der Schraubenkompressorantrieb weniger Energie benötigt, um eine bestimmte Menge Druckluft zu erzeugen. Mit arideren Worten kann hierdurch der Wirkungsgrad des Schraubenkompressors insgesamt verbessert werden. So ist beispielsweise bekannt, dass unterhalb von Mindestdrehzahlen von ca. 1 ,500 bis 2.500 Umdrehungen pro Minute die Verlustleistung stark ansteigen kann, so dass ein
Unterschreiten dieser Mindestdrehzahlen nach Möglichkeit vermieden werden sollte.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in den
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden,
Es zeigen: Fig. 1 eine schemafische Schnittzeichnung durch einen erfindungsgemäßen Schraubenkompressor; und
Fig. 2 eine schematische Zeichnung auf das Schraubenkompressorsytem
gemäß der vorliegenden Erfindung.
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 Öl 22 befüllt.
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 Luftetnlass 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 18, 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 ein Luftentölelement 42.
Der Halter 40 für das Luftentölelement weist im montierten Zustand im dem Boden zugewandten Bereich {wie auch in Fig. 1 gezeigt) das Luftentölelement 42 auf.
Weiter vorgesehen ist im Inneren der Luftentölelement 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 das Luftentölelement 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 Luftentölelement 42 befindliche und abgeschiedene Öl 22 wieder in das Gehäuse 20 zurückzuführen, ist eine Steigleitung 52 vorgesehen, die ausgangs des Halters 40 für das Luftentölelement 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 Ölfiltereinlasskanal 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 Oltemperatur 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 mitteis 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 Entlüftungsventii 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 Ölieveisensor 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 das Luftentölelement 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 88. 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 Luftentölelement 42. Über den nicht näher gezeigten Elektromotor, der sein Drehmoment über die Welle 14 auf die Schraube 16 überträgt, die wiederum mit der Welte 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 schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes
Schraubenkompressorsystem 100 mit dem in Fig. 1 gezeigten Schraubenkompressor 10 und einer Steuerungs- und Regelungseinheit 110.
Die Steuerungs- und Regelungseinheit 110 ist hier als Bestandteil des
Schraubenkompressorsystems 100 ausgebildet.
Grundsätzlich kann aber vorgesehen sein, dass die Steuerungs- und Regelungseinheit 1 10 Bestandteil eines Luftaufbereitungssystems des Nutzfahrzeugs, Bestandteil einer
Motor- oder Fahrzeugsteuerung des Nutzfahrzeugs oder als separate Steuerungs- und Regeiungseinheit 1 10 ausgebildet ist. Die Steuerungs- und Regelungseinheit 1 10 ist hier derart beschaffen und konfiguriert, dass sie im Betrieb des Schraubenkompressors 10 das Verhältnis von Standzeit und Einschaltzeit des Schraubenkompressorantriebs zum Antrieb der Schrauben 16 und 18 überwacht und dieses Verhältnis auf einen vorgegebenen Bereich einsteuert bzw. einregelt.
Dabei wird dieser Bereich derart gewählt, dass ein Verhältnis von Standzeit zur Einschaltzeit vorliegt, bei dem die Einschaltzeit bei > 30% liegt. Insbesondere wird hier ein Bereich gewählt, der zwischen 30 bis 50% Einschaltzeit liegt, so dass die Standzeit also zwischen 50 bis 70% und die Einschaltzeit bei ca. 30 bis 50% liegt.
Bei einer Einschaltzeit von ca. 30% beträgt die Standzeit folglich ca. 70%.
Um das Verhältnis von Standzeit zur Einschaltzeit auch entsprechend konstant halten zu können, ist die Steuerungs- und Regelungseinheit 1 10 weiter derart beschaffen und konfiguriert, dass sie die Drehzahl des Schraubenkompressorantriebs mit beeinflusst.
Dabei wird darauf geachtet, dass durch ein Verringern bzw. Erhöhen der Drehzahl des Schraubenkompressorantriebs über die gesamte Betriebsdauer die gewünschte Druckluftmenge durch den Schraubenkompressor 10 bereitgestellt wird, dabei aber das Verhältnis von Standzeit und Einschaltzeit gewahrt bleibt.
Um wirtschaftlich und energieeffizient zu arbeiten, wird dabei weiter durch die
Steuerungs- und Regelgungseinheit 1 10 die Drehzahl stets oberhalb einer
Mindestdrehzahl gehalten.
Dies basiert auf der Erkenntnis, dass unterhalb der Mindestdrehzahl die spezifische Energieaufnahme des Schraubenkompressorantriebs (d.h. z.B. die Energiemenge, die benötigt wird, um einen Kubikmeter (m3) Luft zu verdichten) sehr stark ansteigt. Mit anderen Worten wird somit vermieden, dass eine zu hohe Verlustleistung bzw. zu hohe Verluste entstehen. Durch das Konstanthalter! des Verhältnisses von Standzeit zur Einschaltzeit wird somit insgesamt erreicht, dass über die gesamte Betriebsdauer der Schraubenkompressor 10 vergleichsweise konstant bei einer Betriebstemperatur gehalten werden kann. Durch das Halten des Kompressors bei Betriebstemperatur über die gesamte
Betriebsdauer hinweg wird sicher vermieden« dass es im Gehäuse 20 des
Schraubenkompressors 10 zu Kondensationen kommen kann.
Durch die konstante Betriebstemperatur und das Halten des Schraubenkompressors 10 bei Betriebstemperatur wird eine Kondensation im Gehäuse 20 sicher vermieden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1.. Schraubenkompressorsystem (100) für ein Nutzfahrzeug mit wenigstens einem Schraubenkompressor (10), wenigstens einem Schraubenkompressorantrieb und wenigstens einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (110), wobei die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (1 10) mit dem Schraubenkompressorantrieb in Verbindung steht, wobei die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (1 10) derart beschaffen und konfiguriert ist» dass sie im Betrieb des Schraubenkompressors (10) das Verhältnis von Standzeit und Einschaltzeit des Schraubenkompressorantriebs überwacht und dieses Verhältnis auf einen vorgegebenen Bereich einsteuert und/oder einregelt.
2. Schraubenkompressorsystem (100) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (1 10) Bestandteil des
Schraubenkompressorssystems (10) ist.
3. Schraubenkompressorsystem (100) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (1 10) Bestandteil eines
Luftaufbereitungssystems des Nutzfahrzeugs ist,
4. Schraubenkompressorsystem (100) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (1 10) Bestandteil einer Motor- oder
Fahrzeugsteuerung des Nutzfahrzeugs ist.
5. Schraubenkompressorsystem (100) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (110) als separate Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (1 10) ist.
6. Schraubenkompressorsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich derart gewählt ist, dass ein Verhältnis von Standzeit zu Einschaltzeit vorliegt, bei dem die Einschaltzeit ca. 20-40%, insbesondere größer 30% beträgt.
7, Schraubenkompressorsystem (100} nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (1 10) derart beschaffen und konfiguriert ist, dass sie die Drehzahl des Schraubenkompressorantriebs derart beeinflusst, dass das
Verhältnis von Standzeit und Einschaltzeit des Schraubenkompressorantriebs im vorgegebenen Bereich gehalten wird..
8, Schraubenkompressorsystem (100) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (1 10) derart beschaffen und konfiguriert ist, dass sie die Drehzahl des Schraubenkompressorantriebs stets oberhalb einer
Mindestdrehzahl hält.
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