JP2019529801A - 商用車用のスクリュコンプレッサ - Google Patents

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Abstract

本発明は、商用車用のスクリュコンプレッサ（１０）であって、ケーシング（２０）を有しており、スクリュコンプレッサ（１０）の作動準備状態および組み付け状態で、ケーシング（２０）内にオイルパンが設けられており、オイルパンには磁石（１０４）が配置されている、商用車用のスクリュコンプレッサ（１０）に関する。

Description

本発明は、商用車用のスクリュコンプレッサに関する。
従来技術により既に、商用車用のスクリュコンプレッサが公知である。このような形式のスクリュコンプレッサは、例えば商用車のブレーキシステムのために必要な圧縮空気を準備するために使用される。
この関連で特に、オイルが充填されたコンプレッサ、特にスクリュコンプレッサも公知であり、このようなコンプレッサでは、オイル温度の制御が課題である。オイル温度の制御は通常、オイルが充填されたコンプレッサおよびオイル循環路に温度調整弁を介して接続されている外部のオイルクーラを設けることにより実施される。この場合、オイルクーラは、互いに分離された２つの循環路を有する熱交換器であって、高温の流体、すなわちコンプレッサオイル用の第１の循環路と、冷却流体用の第２の循環路とが設けられている。冷却流体としては例えば、空気、凍結防止剤を含む混合水、またはその他のオイルを使用することができる。
そしてこのオイルクーラは、管路またはホースを介してコンプレッサオイル循環路に接続されなければならず、オイル循環路は漏れに対して防護されていなければならない。
さらに、この外部の容積には、オイルを充填しなければならないので、オイルの総量も増大される。これによりシステム慣性は増大される。さらに、オイルクーラは、周囲に存在している保持体、または別個の保持体によって、機械的に収納されて取り付けられなければならず、このことは付加的な取付け手段、ひいては構成スペースも必要とする。
通常、スクリュコンプレッサは、スクリュコンプレッサ内の何らかの粒子を濾過し、特にスクリュの潤滑を保証するためにオイルフィルタを有している。このような形式の装置は、例えば独国特許発明第４２３４３９１号明細書（DE 42 34 391 B4）により公知である。
しかしながら、スクリュコンプレッサの構造は、スクリュコンプレッサの作動確実性を減じることなく、さらに簡略になるのが望ましい。
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の商用車用のスクリュコンプレッサを改良して、特に、スクリュコンプレッサの作動確実性を減じることなく、スクリュコンプレッサの構造をさらに簡略にできるようにすることである。
この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴を備えた商用車用のスクリュコンプレッサにより解決される。これによると、商用車用のスクリュコンプレッサであって、ケーシングを有しており、スクリュコンプレッサの作動準備状態および組み付け状態で、ケーシング内にオイルパンが設けられており、オイルパンには磁石が配設されている、商用車用のスクリュコンプレッサが設けられている。
本発明の根底を成す思想は、本発明の構造形式において、主として磁気的粒子がオイルを汚染し、このような粒子をオイルフィルタによって濾過しなければならない、というものである。オイルフィルタの目詰まりを回避するために、粒子捕捉体の選択的な、かつ／または付加的な手段を使用するのが有利である。このような手段は磁石により達成される。オイルパン内に、好適にはオイルパン内の最も低い個所に、磁石を配置することにより、オイル中の磁気的粒子の粒子数を確実に減じることが達成される。これによりオイルフィルタをより小型に形成することができ、または完全に省くことさえできる。
特に、スクリュコンプレッサはオイルフィルタを有していなくてよい。これにより、１つの構成要素が省かれ、さらにはスクリュコンプレッサのケーシング内にオイル管路を殆ど設ける必要がないので、またはスクリュコンプレッサの周囲に外部のオイル管路も設ける必要がないので、スクリュコンプレッサの構造は簡略化される。オイルフィルタは所定の耐用期間後に、目詰まりにより交換しなければならないので、スクリュコンプレッサの消耗部品も省かれる。このようなことはもはや不要である。
さらには、ケーシングはケーシングボディとケーシングカバーとを有しており、磁石はケーシングボディ内に配置されていてよい。ケーシングボディ内の配置により、磁石の簡単かつ確実な固定、および組み付けも可能となる。したがって、スクリュコンプレッサの保守および改訂の場合も、磁石には簡単にアクセスでき、磁石を容易にクリーニングすることができ、交換することもできる。
ケーシングカバーにおける組み付けも可能である。特に、ケーシングはケーシングボディとケーシングカバーとを有しており、磁石はケーシングカバー内に配置されていてよい。
さらに、ケーシング内にバッフルプレートが配置されており、磁石は、スクリュコンプレッサの作動準備状態および組み付け状態で、バッフルプレートの下方でオイル内に配置されていてよい。バッフルプレートにより、特に商用車の作動中および走行時にスクリュコンプレッサが移動する際に、ケーシング内でのオイルの移動性を制限することができ、遠心力および慣性力の作用を減じることができる。スクリュコンプレッサの作動準備状態および組み付け状態で、バッフルプレートの下方に磁石を配置することにより、磁石の周りを実質的に常にオイルが流れ、したがって粒子捕捉体としての磁石の機能を十分に果たせることが保証される。
磁石は実質的に円筒状のディスク部材として形成されていてよい。これにより簡単な製造が可能であると同時に、粒子が付着することができる比較的大きな面積も提供され得る。しかしながら磁石は、任意の別のいかなる形状であってもよい。
磁石は、スペーサによってケーシング内に取り付けることができる。これにより、磁石の前面および背面の周りをオイルが流れることができる。
スペーサは、ねじピンおよび／またはスペーサエレメントを有していてよい。このスペーサエレメントは、例えば、ねじピンに被せ嵌められるスペーサスリーブであってよい。ねじピンおよび／またはスペーサエレメントをスペーサとして使用することにより、磁石の簡単かつ確実な取り付けが可能であると同時に、磁石の周りを完全に流れることができることを保証するために、磁石がケーシング内壁から、もしくはケーシングカバー内壁から所定の間隔を有するべきであるという機能も保証される。
本発明のさらなる詳細および利点は、図示した実施例につき詳しく説明される。
本発明によるスクリュコンプレッサの概略的な断面図である。 スクリュコンプレッサのケーシングカバーの詳細を示す斜視図である。
図１には、本発明の実施例によるスクリュコンプレッサ１０が概略的な断面図で示されている。
スクリュコンプレッサ１０は、このスクリュコンプレッサ１０を、ここには図示されていない電気モータに機械的に取り付けるための取付けフランジ１２を有している。
しかしながら入力軸１４は示されており、この入力軸を介して、電気モータからトルクが両スクリュ１６および１８のうちの一方に、すなわちスクリュ１６に伝達される。
スクリュ１８はスクリュ１６に噛み合っていて、スクリュ１６によって駆動される。
スクリュコンプレッサ１０はケーシング２０を有していて、このケーシング内に、スクリュコンプレッサ１０の主要な構成要素が収容されている。
ケーシング２０にはオイル２２が充填されている。
スクリュコンプレッサ１０のケーシング２０の空気入口側には入口管片２４が設けられている。この場合、入口管片２４は、この入口管片にエアフィルタ２６が配置されているように形成されている。さらに、空気入口管片２４には半径方向で空気入口２８が設けられている。
入口管片２４と、ケーシング２０に入口管片２４が取り付けられている個所との間の領域には、ばね荷重が加えられたバルブインサート３０が設けられており、この場合、軸方向シールとして構成されている。
このようなバルブインサート３０は逆止弁として機能する。
バルブインサート３０の下流には、空気を両スクリュ１６，１８に供給する空気供給通路３２が設けられている。
両スクリュ１６，１８の出口側には、上昇管路３６を備えた空気出口管３４が設けられている。
上昇管路３６の端部の領域には温度センサ３８が設けられており、この温度センサによってオイル温度を監視することができる。
さらに、空気出口領域には、空気／オイル分離エレメント４２のためのホルダ４０が設けられている。
空気／オイル分離エレメントのためのホルダ４０は、（図１に示したような）組み付け状態で底面側の領域に、空気／オイル分離エレメント４２を有している。
さらに、空気／オイル分離エレメント４２の内部には、相応のフィルタスクリーンもしくは公知の濾過およびオイル分離装置４４が設けられているが、これについてはより詳しくは特記しない。
空気／オイル分離エレメントのためのホルダ４０は、組み付け状態および作動準備完了状態（すなわち図１に示したような状態）に関して中央上方領域に、空気出口開口４６を有しており、この空気出口開口は逆止弁４８および最低圧力弁５０に通じている。逆止弁４８および最低圧力弁５０は、組み合わせられた１つの共通の弁として形成されてもよい。
逆止弁４８に続いて、空気出口５１が設けられている。
空気出口５１は、通常、相応に公知の圧縮空気消費器に接続されている。
空気／オイル分離エレメント４２内に存在する分離されたオイル２２を再びケーシング２０内に戻し案内するために、上昇管路５２が設けられていて、この上昇管路は、空気／オイル分離エレメント４２のためのホルダ４０から出発して、ケーシング２０内へ移行するところに、濾過および逆止弁５４を有している。
濾過および逆止弁５４の下流では、ケーシング孔内にノズル５６が設けられている。オイル戻し案内管路５８は、スクリュ１６またはスクリュ１８のほぼ真ん中の領域に戻されて、このスクリュに再びオイル２２を供給する。
組み付け状態にあるケーシング２０の底面領域には、オイル排出ねじ５９が設けられている。オイル排出ねじ５９を介して、相応のオイル排出開口が開かれ、この開口を介してオイル２２を排出することができる。
ケーシング２０の下方領域には、オイルフィルタ６２が取り付けられる付設部６０も設けられている。ケーシング２０内に配置されているオイルフィルタ入口通路６４を介して、オイル２２はまずは温度調整弁６６に案内される。
温度調整弁６６の代わりに、ケーシング２０内にあるオイル２２のオイル温度を監視することができ、かつ目標値へと調整することができる開ループ制御装置および／または閉ループ制御装置が設けられてよい。
次いで温度調整弁６６の下流には、オイルフィルタ６２のオイル入口があり、このオイルフィルタは、中央の戻し案内管路６８を介してオイル２２を再び、スクリュ１８へと、またはスクリュ１６へと戻し案内するが、軸１４のオイル潤滑される軸受７０にも戻し案内する。軸受７０の領域にはノズル７２も設けられていて、このノズルはケーシング２０内で戻し案内管路６８に連通して設けられている。
クーラ７４は付設部６０に接続されている。
ケーシング２０の（組み付け状態に関して）上方領域には、ケーシング２０内の高すぎる圧力を減圧することができる安全弁７６が位置している。
最低圧力弁５０の手前に、放圧弁８０に通じるバイパス管路７８が位置している。空気供給通路３２との接続によって制御されるこの放圧弁８０を介して、空気入口２８の領域に空気を戻し案内することができる。この領域には、示されていない空気抜き弁およびノズル（供給管路の縮径部）が設けられていてよい。
さらに、ケーシング２０の外壁にほぼ管路３４の高さにオイルレベルセンサ８２を設けることができる。このオイルレベルセンサ８２は例えば、光学センサであってよく、センサ信号により、作動中に油面がオイルレベルセンサ８２の上方にあるかどうか、またはオイルレベルセンサ８２が露出していて、これにより油面が相応に低下しているかどうかを検知することができるように構成され、調整されている。
このような監視との関連で、相応のエラー報知または警告をシステムの使用者に発する、もしくは伝えるアラームユニットを設けることもできる。
図１に示されたスクリュコンプレッサ１０の機能は以下の通りである：
空気は、空気入口２８を介して供給され、逆止弁３０を介してスクリュ１６，１８に到り、ここで空気は圧縮される。５〜１６倍に圧縮された空気オイル混合物は、スクリュ１６，１８を出た後、出口管３４を通って上昇管路３６を介して上昇し、温度センサ３８へと直接吹き付けられる。
まだ部分的にオイル粒子を含む空気は、次いで、ホルダ４０を介して空気／オイル分離エレメント４２へと案内され、相応の最低圧力に達すると空気出口管路５１へと到る。
ケーシング２０内に存在するオイル２２は、オイルフィルタ６２を介して、かつ場合によっては熱交換器７４を介して作動温度に保持される。
冷却が不要な場合は、熱交換器７４は使用されず、オンにもされていない。
相応のスイッチオンは、温度調整弁６６を介して行われる。オイルフィルタ６２における浄化後、オイルは管路６８を介してスクリュ１８にまたはスクリュ１６に供給されるが、軸受７０にも供給される。スクリュ１６またはスクリュ１８には、戻し案内管路５２，５８を介してオイル２２が供給され、この場合、オイル２２の浄化は、空気／オイル分離エレメント４２内で行われる。
図示されていない電気モータのトルクは、軸１４を介してスクリュ１６に伝達され、このスクリュ１６はスクリュ１８に噛み合っており、この電気モータを介してスクリュコンプレッサ１０のスクリュ１６，１８は駆動される。
詳しくは図示されていない放圧弁８０に基づいて、作動準備状態で例えばスクリュ１６，１８の出口側に形成される高圧が、供給管路３２の領域で閉じ込められることがなく、特にコンプレッサの始動時に供給管路３２の領域には常に低い入口圧が、特に大気圧が存在していることが保証される。さもないと、コンプレッサの始動により最初に、駆動モータに過剰に負荷をかける極めて高い圧力がスクリュ１６，１８の出口側に発生してしまう恐れがある。
図２では、斜視図で、スクリュコンプレッサ１０の一部が、すなわち、ケーシング２０のケーシングボディ２０ａが示されている。
図２により明らかであるように、ケーシングボディ２０ａ内には、両スクリュ１６，１８のための相応の収容部、ロータケーシング２０ｂが設けられている。
さらに、組み付け状態および作動準備状態で（図２は、ケーシングボディ２０ａの相応の向きを示している）、このロータケーシング２０ｂの下方には、オイル貫流スリット１０２を備えたバッフルプレート１００が設けられている。
バッフルプレート１００の下方には、組み付け状態および作動準備状態で、オイル２２のためのオイルパンが位置している。ケーシング２０の実質的に最も低い点では、ここで、オイル２２のオイルパン内に、作動準備状態および組み付け状態で磁石１０４が設けられている。
磁石１０４は、この場合、ねじピン１０８と、詳しくは図示されていないスペーサスリーブ１１０とから成るスペーサ１０６によって、ケーシングボディ２０ａに取り付けられている。
スクリュコンプレッサ１０は、図２に示した実施例では、オイルフィルタ６２を有していない。オイルフィルタは除去され、磁石１０４によって完全に代用されている。
磁石１０４は実質的に円筒状のディスク部材として形成されている。
さらに、スペーサ１０６が磁石１０４を貫通している、ケーシングボディ２０ａに面した小さな領域を除いて、磁石１０４の全周をほぼ完全にオイル２２が流れる。
スクリュコンプレッサ１０のケーシングカバーは図２には示されていない。
磁石１０４の機能は、以下のように説明される：
例えば互いに噛み合うスクリュ１６，１８の、または軸受の、またはスクリュコンプレッサ１０のその他可動部の摩耗によりオイル２２内に到る、オイル２２内に浮遊する磁気により吸引される粒子は、この場合、粒子捕捉体として機能する磁石１０４によってオイル２２から濾過され、吸引される。
したがって、磁石１０４は粒子捕捉体として機能し、これによりオイル２２を浄化する。
したがって、例えば互いに噛み合うスクリュ１６，１８を損傷する恐れのある全ての粒子は、これにより磁石１０４によって濾過される。
これにより、オイル２２のさらなる濾過を実施することはもはや不要であるので、オイルフィルタ６２を省くことができる。
１０ スクリュコンプレッサ
１２ 取付けフランジ
１４ 入力軸
１６ スクリュ
１８ スクリュ
２０ ケーシング
２２ オイル
２４ 入口管片
２６ エアフィルタ
２８ 空気入口
３０ バルブインサート
３２ 空気供給通路
３４ 空気出口管
３６ 上昇管路
３８ 温度センサ
４０ 空気／オイル分離エレメントのためのホルダ
４２ 空気／オイル分離エレメント
４４ フィルタスクリーンもしくは公知の濾過もしくはオイル分離装置
４６ 空気出口開口
４８ 逆止弁
５０ 最低圧力弁
５１ 空気出口
５２ 上昇管路
５４ 濾過および逆止弁
５６ ノズル
５８ オイル戻し案内管路
５９ オイル排出ねじ
６０ 付設部
６０ａ 外側リング
６０ｂ 内側リング
６２ オイルフィルタ
６４ オイルフィルタ入口通路
６６ 温度調整弁
６８ 戻し案内管路
７０ 軸受
７２ ノズル
７４ クーラ、熱交換器
７６ 安全弁
７８ バイパス管路
８０ 放圧弁
８２ オイルレベルセンサ
１００ バッフルプレート
１０２ オイル貫流スリット
１０４ 磁石
１０６ スペーサ
１０８ ねじピン
１１０ スペーサスリーブ

Claims (8)

  1. 商用車用のスクリュコンプレッサ（１０）であって、ケーシング（２０）を有しており、前記スクリュコンプレッサ（１０）の作動準備状態および組み付け状態で、前記ケーシング（２０）内にオイルパンが設けられており、前記オイルパンには磁石（１０４）が配設されている、商用車用のスクリュコンプレッサ（１０）。
  2. 前記スクリュコンプレッサ（１０）はオイルフィルタ（６２）を有していない、請求項１記載のスクリュコンプレッサ（１０）。
  3. 前記ケーシング（２０）はケーシングボディ（２０ａ）とケーシングカバーとを有しており、前記磁石（１０４）は前記ケーシングボディ（２０ａ）内に配置されている、請求項１または２記載のスクリュコンプレッサ（１０）。
  4. 前記ケーシング（２０）はケーシングボディ（２０ａ）とケーシングカバーとを有しており、前記磁石（１０４）は前記ケーシングカバー内に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のスクリュコンプレッサ（１０）。
  5. 前記ケーシング（２０）内にバッフルプレート（１００）が配置されており、前記磁石（１０４）は、前記スクリュコンプレッサ（１０）の作動準備状態および組み付け状態で、前記バッフルプレート（１００）の下方でオイル（２２）内に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のスクリュコンプレッサ（１０）。
  6. 前記磁石（１０４）は実質的に円筒状のディスク部材として形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のスクリュコンプレッサ（１０）。
  7. 前記磁石（１０４）はスペーサ（１０６）によって前記ケーシング（２０）内に取り付けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載のスクリュコンプレッサ（１０）。
  8. 前記スペーサ（１０６）は、ねじピン（１０８）および／またはスペーサエレメント（１１０）を有している、請求項７記載のスクリュコンプレッサ（１０）。
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