WO2018054859A1 - Schraubenkompressor für ein nutzfahrzeug - Google Patents

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WO2018054859A1
WO2018054859A1 PCT/EP2017/073542 EP2017073542W WO2018054859A1 WO 2018054859 A1 WO2018054859 A1 WO 2018054859A1 EP 2017073542 W EP2017073542 W EP 2017073542W WO 2018054859 A1 WO2018054859 A1 WO 2018054859A1
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screw compressor
female screw
air
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PCT/EP2017/073542
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Gilles Hebrard
Jean-Baptiste Marescot
Jörg MELLAR
Thomas Weinhold
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Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a screw compressor for a utility vehicle having at least one female screw, at least one male screw, which meshes with the female screw and at least one
  • Screw compressor drive 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-filled compressors especially screw compressors are known in which the task is to regulate the oil temperature. This is usually accomplished by having an external oil cooler, the compressor filled with the oil and the
  • 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 the features of claim 1. Thereafter, it is provided that a screw compressor for a commercial vehicle at least one female screw, at least one male screw, which meshes with the female screw, and at least one screw compressor drive , where the
  • Screw compressor drive the female screw drives.
  • the invention is based on the idea that usually the female screw in a screw compressor rotates slower than the male
  • Screws which in turn affects the speed of the drive. At certain speeds of the screw compressor drive, in particular when certain speeds are exceeded, however, it is so that the noise of the screw compressor drive increases significantly. By driving the slowly rotating screw can be achieved that at the same speed of the screw
  • Screw is higher than that of the male screw. This makes it possible to adjust the ratio of the rotational speeds of the female screw and the male screw according to each other.
  • the transmission ratio of female screw to male screw is two to three.
  • the female screw 6 teeth and the male screw have 4 teeth. This makes it possible to achieve a comparatively simple design and a very effective transmission ratio. A simple production is possible and a comparatively quiet operation with high compressor performance can be achieved.
  • the female screw and the male screw may have substantially the same nominal diameter. This simplifies the combing of the male screw and the female screw with each other. In addition, the storage of the screws in the housing of the screw compressor is thereby improved.
  • the male screw is driven exclusively by the female screw. This will be a simple
  • the torque transmission from the screw compressor drive to the female screw may be substantially coaxial. This makes it possible that the entry of radial forces and radially engaging moments on the female
  • Fig. 1 is a schematic sectional view through an inventive
  • Fig. 2 is a schematic front view of the meshing with each other
  • FIG. 3 is a perspective view of the male and female screw of FIG .. 2
  • 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 de-oiling element 42 is provided in the air outlet area.
  • the holder 40 for the air de-oiling element has in the assembled state in the area facing the bottom (as shown in Fig. 1), the air de-oiling element 42.
  • the holder for the air de-oiling element 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 which has the outlet of the holder 40 for the air de-oiling element 42 when passing into the housing 20 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 In the assembled state of the bottom portion of the housing 20, an 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
  • 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, on which an excessive pressure in the housing 20 can be reduced.
  • connection with the air supply 32 is controlled, air can be returned to the region of the air inlet 28.
  • a vent valve not shown in detail and also a nozzle (diameter reduction of the feeding line) 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 uncovered and 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 aisle 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 above the riser 36 through the outlet conduit 34 by a factor of between 5 to 16 times compression after the screws 16 and 18, is directly blown onto the temperature sensor 38.
  • the air which still partially 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 conveyed via the opener 62 and optionally kept at operating temperature via the heat exchanger 74.
  • the heat exchanger 74 is not used and is not switched on.
  • Purification in ⁇ lfiKer 64 is supplied via the line 68 oil of the screw 18 or the screw 16, but also 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 the air de-oiling 42nd
  • Fig. 2 shows a frontal view of the intermeshing female screw 16 and the male screw 18th
  • the female screw 16 has six identically constructed helical teeth 100 distributed uniformly over the circumference.
  • the male screw 18 has four equally spaced helical teeth 102. The number of teeth 100 of the female screw 16 is thus higher than that of the male screw 18th
  • a gear ratio of female screw 16 to male screw 18 is formed from two to three.
  • the female screw 16 and the male screw 18 have substantially the same nominal diameter.
  • Fig. 3 which shows a perspective view of the screws 16, 18, the male screw 18 is driven exclusively by the female screw 16.
  • the female screw 16 is provided with an axial coupling 104, via which the input shaft 14 of the female screw 16 is axially driven by the screw compressor drive, here an unspecified electric motor.
  • the screw compressor drive thus drives exclusively the female screw 16.
  • the torque transmission from the screw compressor drive to the female screw 16 is substantially coaxial.
  • the rotational speed of the female screw 16 is for example about 1,000 revolutions per minute, whereas the rotational speed of the male screw 18 is about 1,500 revolutions per minute
  • the rotational speed of the screw compressor drive and the female screw 16 is identical, whereas the rotational speed of the male screw 18 is significantly higher.
  • the so-called tip speed that is to say the speed of the tooth tips, must be as high as possible, which can be achieved by the selected configuration.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schraubenkompressor für ein Nutzfahrzeug mit wenigstens einer weiblichen Schraube (16), wenigstens einer männlichen Schraube (18), die mit der weiblichen Schraube (16) kämmt, und wenigstens einem Schraubenkompressorantrieb, wobei der Schraubenkompressorantrieb die weibliche Schraube (16) antreibt.

Description

BESCHREIBUNG
Schraubenkompressor für ein Nutzfahrzeug Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schraubenkompressor für ein Nutzfahrzeug mit wenigstens einer weiblichen Schraube, wenigstens einer männlichen Schraube, die mit der weiblichen Schraube kämmt und mit wenigstens einem
Schraubenkompressorantrieb. 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 DE 41 11 110 C2 ist bereits eine Rotationsverdrängungsmaschine in schraubenbauweise sowie ein Verfahren zur Oberflächenbeschichtung ihrer Rotoren bekannt. Die Rotationsverdrängungsmaschine, die als Schraubenkompressor ausgebildet sein kann, weist dabei eine Anordnung auf, in der beide Rotoren
angetrieben werden können.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schraubenkompressor für ein Nutzfahrzeug der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass ein Schraubenkompressor für ein Nutzfahrzeug vergleichsweise effizient und bei geringer Geräuschentwicklung betrieben 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 wenigstens eine weibliche Schraube, wenigstens eine männliche Schraube, die mit der weiblichen Schraube kämmt, und wenigstens einen Schraubenkompressorantrieb aufweist, wobei der
Schraubenkompressorantrieb die weibliche Schraube antreibt. Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, dass üblicherweise die weibliche Schraube bei einem Schraubenkompressor langsamer dreht als die männliche
Schraube. Die Drucklufterzeugungsleistung hängt jedoch von der Drehzahl der
Schrauben ab, was wiederum die Drehzahl des Antriebs beeinflusst. Bei gewissen Drehzahlen des Schraubenkompressorantriebs, insbesondere bei Überschreiten bestimmter Drehzahlen, verhält es sich jedoch so, dass die Geräuschentwicklung des Schraubenkompressorantriebs deutlich zunimmt. Durch den Antrieb der langsam drehenderen Schraube kann erreicht werden, dass bei gleicher Drehzahl des
Schraubenkompressorantriebs eine höhere Drehzahl der nicht angetriebenen männlichen Schraube erreicht wird, wodurch insgesamt bei gleicher
Geräuschentwicklung eine höhere Verdichterleistung des Schraubenkompressors erzielt werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Anzahl der Zähne der weiblichen
Schraube höher ist als die der männlichen Schraube. Hierdurch wird es möglich, dass Verhältnis der Drehgeschwindigkeiten der weiblichen Schraube und der männlichen Schraube entsprechend zueinander einstellen zu können.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Übersetzungsverhältnis von weiblicher Schraube zu männlicher Schraube zwei zu drei beträgt. Somit wird es möglich, die Geschwindigkeitsverhältnisse ebenfalls im Verhältnis zwei zu drei einstellen zu können. Dabei kann die weibliche Schraube 6 Zähne und die männliche Schraube 4 Zähne aufweisen. Hierdurch wird es möglich, eine vergleichsweise einfache Gestaltung und ein sehr effektives Übersetzungsverhältnis zu erreichen. Eine einfache Herstellung ist möglich und ein vergleichsweise geräuscharmer Betrieb bei hoher Verdichterleistung kann erreicht werden.
Die weibliche Schraube und die männliche Schraube können im Wesentlichen denselben Nenndurchmesser aufweisen. Hierdurch wird das Kämmen der männlichen Schraube und der weiblichen Schraube miteinander vereinfacht. Außerdem wird auch die Lagerung der Schrauben im Gehäuse des Schraubenkompressors hierdurch verbessert.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die männliche Schraube ausschließlich durch die weibliche Schraube angetrieben wird. Hierdurch wird eine einfache
Ausgestaltung des Schraubenkompressors erreicht. Auch die Effizienz des
Schraubenkompressors insgesamt wird hierdurch verbessert.
Die Drehmomentübertragung vom Schraubenkompressorantrieb auf die weibliche Schraube kann im Wesentlichen koaxial erfolgen. Hierdurch wird es möglich, dass der Eintrag von Radialkräften und radial eingreifenden Momenten auf die weibliche
Schraube verringert wird. Eine Verbesserung der Lebensdauer wird hierdurch möglich. Außerdem können so besser höhere Drehgeschwindigkeiten und Drehzahlen realisiert werden. 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;
Fig. 2 eine schematische Frontansicht auf die miteinander kämmenden
männliche und weibliche Schraube des Schraubenkompressors; und
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht auf die männliche und weibliche Schraube gemäß Fig. 2.
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 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 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 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 des Luftentölelements 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 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 Sicherheiteventil 76, Ober 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. Ober 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 Lufteiniass 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 16f acher Komprimierung nach den Schrauben 16 und 18 durch die Auslassleitung 34 Uber 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 Öffitter 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 ÖlfiKer 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 Schraube 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 Frontaldarstellung die miteinander kämmende weibliche Schraube 16 und die männliche Schraube 18.
Wie dies gut aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist die weibliche Schraube 16 sechs identisch aufgebaute gleichmäßig über den Umfang verteilte Schraubenzähne 100 auf. Demgegenüber weist die männliche Schraube 18 vier ebenfalls gleichmäßig über den Umfang verteilte .Schraubenzähne 102 auf. Die Anzahl der Zähne 100 der weiblichen Schraube 16 ist damit höher als die der männlichen Schraube 18.
Durch eine derartige Ausgestaltung wird ein Übersetzungsverhältnis von weiblicher Schraube 16 zu männlicher Schraube 18 von zwei zu drei ausgebildet.
Die weibliche Schraube 16 und die männliche Schraube 18 weisen im Wesentlichen den selben Nenndurchmesser auf.
Wie dies weiter aus Fig. 3 ersichtlich ist, die eine perspektivische Ansicht auf die Schrauben 16, 18 zeigt, wird die männliche Schraube 18 ausschließlich durch die weibliche Schraube 16 angetrieben.
Die weibliche Schraube 16 ist mit einer Axialkupplung 104 versehen, über die die Eingangswelle 14 der weiblichen Schraube 16 axial vom Schraubenkompressorantrieb, hier ein nicht näher dargestellter E-Motor, angetrieben wird.
Der Schraubenkompressorantrieb treibt somit ausschließlich die weibliche Schraube 16 an. Die Drehmomentübertragung vom Schraubenkompressorantrieb auf die weibliche Schraube 16 erfolgt im Wesentlichen koaxial.
Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass die Drehzahl der weiblichen Schraube 16 beispielsweise bei ca. 1.000 Umdrehungen pro Minute liegt, wohingegen die Drehzahl der männlichen Schraube 18 bei ca. 1.500 Umdrehungen pro Minute liegt
(Drehzahlverhältnisse bei höherer oder niedrigerer Drehzahl verhalten sich
entsprechend). Somit wird also erreicht, dass die Drehzahl von dem Schraubenkompressorantrieb und der weiblichen Schraube 16 identisch ist, wohingegen die Drehzahl der männlichen Schraube 18 deutlich höher ist. Um die Drucklufterzeugungsleistung möglichst hoch zu gestalten, muss die sog. tip speed, also die Geschwindigkeit der Zahnspitzen möglichst hoch gewählt sein, was durch die gewählte Ausgestaltung erreicht werden kann.
Durch die koaxiale Drehmomentübertragung vom Schraubenkompressor auf die weibliche Schraube 16 wird dieses noch weiter unterstützt und zudem auch die
Lagerung der weiblichen und männlichen Schrauben 16, 18 bedeutend vereinfacht.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Schraubenkompressor
12 Befestigungsflansch
14 Eingangswelle
16 Schrauben
18 Schrauben
20 Gehäuse
22 Öl
24 Einlassstutzen
26 Luftfilter
28 Lufteinlass
30 Ventileinsatz
32 Luftzuführkanal
34 Luftauslassrohr
36 Steigleitung
38 Temperaturfühler
40 Halter für ein Luftentölelement
42 Luftentölelement
44 Filtersieb bzw. bekannte Filter- bzw. ölabscheidevorrichtungen
46 Luftausgangsöffnung
48 Rückschlagventil
50 Mindestdruckventil
51 Luftauslass
52 Steigleitung
54 Filter- und Rückschlagventil
56 Düse
58 Ölrückführiertung
59 ölablassschraube
60 Ansatz
60a äußerer Ring
60b innerer Ring
62 Ölfitter 64 ölfiltereinlasskanal
66 Thermostatventil
68 Rückführleitung
70 Lager
72 DOse
74 Kühler, Wärmetauscher
76 Sicherheitsventil
78 Bypassleitung
80 Entlastungsventil 82 öllevelsensor
100 Schraubenzähne
102 Schraubenzähne
104 Axialkupplung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Schraubenkompressor für ein Nutzfahrzeug mit wenigstens einer weiblichen Schraube (16), wenigstens einer männlichen Schraube (18), die mit der weiblichen Schraube (16) kämmt, und wenigstens einem Schraubenkompressorantrieb, wobei der Schraubenkompressorantrieb die weibliche Schraube (16) antreibt.
2. Schraubenkompressor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzahl der Zähne (100) der weiblichen Schraube (16) höher ist als die der männlichen Schraube (18).
3. Schraubenkompressor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Übersetzungsverhältnis von weiblicher Schraube ( 16) zu männlicher Schraube (18) zwei zu drei beträgt.
4. Schraubenkompressor nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die weibliche Schraube (16) sechs Zähne (100) und die männliche Schraube (18) vier Zähne (102) aufweist
5. Schraubenkompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die weibliche Schraube (16) und die männliche Schraube (18) im Wesentlichen denselben Nenndurchmesser aufweisen.
6. Schraubenkompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die männliche Schraube (18) ausschließlich durch die weibliche Schraube (16) angetrieben wird.
7. Schraubenkompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Drehmomentübertragung vom Schraubenkompressorantrieb auf die weiblichen Schraube (16) im Wesentlichen koaxial erfolgt.
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