EP3516227A1 - System für ein nutzfahrzeug umfassend einen schraubenkompressor sowie einen elektromotor - Google Patents

System für ein nutzfahrzeug umfassend einen schraubenkompressor sowie einen elektromotor

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Publication number
EP3516227A1
EP3516227A1 EP17780635.3A EP17780635A EP3516227A1 EP 3516227 A1 EP3516227 A1 EP 3516227A1 EP 17780635 A EP17780635 A EP 17780635A EP 3516227 A1 EP3516227 A1 EP 3516227A1
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EP
European Patent Office
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electric motor
flange
screw compressor
oil
cooling
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17780635.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gilles Hebrard
Jean-Baptiste Marescot
Jörg MELLAR
Thomas Weinhold
Hakan Carlsson
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 EP3516227A1 publication Critical patent/EP3516227A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
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    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
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    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05B2260/211—Heat transfer, e.g. cooling by intercooling, e.g. during a compression cycle
    • F05B2260/212—Heat transfer, e.g. cooling by intercooling, e.g. during a compression cycle by water injection

Definitions

  • the present invention relates to a system for a commercial vehicle comprising a screw compressor and an electric motor.
  • 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 be connected to the compressor oil circuit via pipes or hoses and the oil circuit must be secured against leakage.
  • the DE 37 17493 A1 discloses a arranged in a compact housing screw compressor system having an oil cooler on the electric motor of the screw compressor.
  • Heat exchanger of a motor vehicle having cooling channels
  • Flange connection is known, wherein the flange connection has a connection flange which is a die-cast part and has through-holes produced by casting technology for receiving threaded bolts.
  • Cooling possibility for a generic system can be provided.
  • a system for a commercial vehicle comprising a screw compressor and an electric motor with the features of claim 1.
  • a system for a commercial vehicle comprises a screw compressor and an electric motor, wherein the electric motor drives the screw compressor, and wherein the electric motor with the
  • Screw compressor is connected by means of a flange, wherein the flange has at least one cooling connection and wherein in the flange at least one
  • Cooling channel is provided.
  • the invention is based on the idea of providing a space-saving cooling possibility by providing a connecting element between the screw compressor and the electric motor, which is cooled. As a result, it is no longer necessary to provide air cooling of the electric motor and the screw compressor. Rather, a cooling possibility is created directly at the point where most of the heat development of the system is present.
  • the arrangement of the flange between the electric motor and screw compressor and the fact that at least one cooling channel is provided in the flange cooling with a suitable cooling fluid can be made possible.
  • the flange is a separate component. This makes it possible to easily provide correspondingdekanalgeometrien in the flange can. Both the screw compressor and the electric motor can in this case with regard to the mechanical interface, i. the corresponding flanges are designed or remain standard and do not require any
  • the drive shaft can be guided to drive the screw compressor by the electric motor.
  • the resulting heat can thus be easily removed via the flange.
  • the cooling fluid for the flange can be a water-based cooling fluid, in particular cooling water or a mixture of water and another component, such as water. Methylene Gluckol or another suitable antifreeze.
  • Compressed air generation is used.
  • this may be a
  • Screw compressor which serves to supply compressed air to a pneumatic brake system of a commercial vehicle.
  • Screw compressor with an electric motor it is possible to enable such a system in the hybrid vehicle in the commercial vehicle sector.
  • a highly efficient system can be provided.
  • the electric motor may have an electric motor flange, which is provided for connection to the flange.
  • the electric motor flange can be a standard electric motor flange of the electric motor. An adaptation is therefore not required, which allows a cost-effective solution.
  • the cooling channel of the flange is opened in the mounted state in the direction of the electric motor flange. This allows direct contact of the cooling fluid with at least the part of the electric motor flange. As a result, an efficient heat removal of heat from the electric motor via the electric motor flange and the cooling fluid in the cooling channel of the flange can be made possible.
  • the seal of the cooling channel can be realized by the assembly of electric motor flange and flange only in the assembled state. This is simply realized that the cooling fluid in the assembled state of the system should come into direct contact at least with parts of the electric motor flange and can.
  • the electric motor does not have a separate cooling channel and / or coolant connections. This ensures that the electric motor does not require any special adjustments, which enables a cost-effective production and installation of the system.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of an inventive
  • Fig. 2 is a perspective view of the system in the assembled state; and Fig. 3a, b perspective views of the flange between
  • 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 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.
  • an air supply channel 32 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 On the output side of the two screws 16, 18, an air outlet pipe 34 is provided with a riser 36.
  • a temperature sensor 38 In the region of the end of the 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 Provided further in the air outlet area is a holder 40 for an air de-oiling element 42.
  • the holder 40 for the air de-oiling element has in the installed state in the area facing the bottom (as also 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.
  • 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. 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 in the assembled state of the bottom portion of the housing 20.
  • 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 22 can be monitored and adjusted to a desired value.
  • a nozzle 72 is provided, which is provided in the housing 20 in connection with the return line 68.
  • 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 by means of a
  • air can be returned to the region of the air inlet 28. In this area can not be closer shown vent valve 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 designed and set up so that it can be detected from the sensor signal, if the oil level is above the ⁇ llevelsensors 82 in operation or if the ⁇ llevelsensor 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 partially carries oil particles, is then guided via the holder 40 into the air de-oiling element 42 and, provided that 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.
  • the heat exchanger 74 is not used and is not switched on. The corresponding connection is made via the thermostatic valve 68.
  • Purification in the oil filter 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 in perspective view a view of an inventive
  • FIGS. 3 a and 3b show perspective views of the flange 12 between the screw compressor 10 and the electric motor 5.
  • the flange 12 is formed as a separate component, which between the
  • Screw compressor 10 and the electric motor 5 is arranged.
  • the drive shaft 14 is guided through the central opening 100 of the flange 12.
  • the flange 12 has a cooling channel 102.
  • the cooling channel 102 of the flange 12 is, as can also be seen in detail in FIG. 3 a, open in the direction of the electric motor flange relative to the assembled arrangement.
  • the seal of the cooling channel 102 is only by assembling
  • Electric motor flange and flange 12 formed in the assembled state.
  • the electric motor 5 or the electric motor flange have no cooling channel and no coolant connections.
  • the coolant of the cooling system of the screw compressor 10 is generally used and circulated via the cooling passage 102 (see Fig. 3a) in the flange 12 and is connected to the cooling ports 104, 106th
  • the cooling liquid After cooling the oil, the cooling liquid returns to the vehicle cooling circuit (not shown in detail) and is thereupon via the cooling outlet port 110

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System (1) für ein Nutzfahrzeug umfassend einen Schraubenkompressor (10) sowie einen Elektromotor (5), wobei der Elektromotor (5) den Schraubenkompressor (10) antreibt, und wobei der Elektromotor (5) mit dem Schraubenkompressor (10) mittels eines Flansches (12) verbunden ist, wobei der Flansch (12) wenigstens einen Kühlanschluss (104, 106) aufweist und wobei im Flansch (12) wenigstens ein Kühlkanal vorgesehen ist.

Description

BESCHREIBUNG
System für ein Nutzfahrzeug umfassend einen Schraubenkompressor sowie einen Elektromotor
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System für ein Nutzfahrzeug umfassend einen Schraubenkompressor sowie einen Elektromotor.
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 Ol 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.
Des Weiteren offenbart die DE 37 17493 A1 eine in einem kompakten Gehäuse angeordnete Schraubenverdichter-Anlage, die einen Ölkühler auf dem Elektromotor des Schraubenkompressors aufweist.
Aus der DE 10 2010 015 151 A1 ist ein Verdichterflansch für einen Schraubenverdichter bekannt.
Weiter ist aus der US 2014/0190674 A1 ein Verbindungsflansch für einen
Wärmetauscher eines Kraftfahrzeuges bekannt, der Kühlkanäle aufweist.
Aus der DE 102013011 061 B3 ist weiter ein Wärmetauscher mit einer
Flanschverbindung bekannt, wobei die Flanschverbindung einen Anschlussflansch aufweist, der ein Druckgussteil ist und gießtechnisch hergestellte Durchgangslöcher zur Aufnahme von Schraubbolzen aufweist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System für ein Nutzfahrzeug umfassend einen Schraubenkompressor sowie einen Elektromotor in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass eine platzsparende
Kühlmöglichkeit für ein gattungsgemäßes System bereitgestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein System für ein Nutzfahrzeug umfassend einen Schraubenkompressor sowie einen Elektromotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass ein System für ein Nutzfahrzeug einen Schraubenkompressor sowie einen Elektromotor umfasst, wobei der Elektromotor den Schraubenkompressor antreibt, und wobei der Elektromotor mit dem
Schraubenkompressor mittels eines Flansches verbunden ist, wobei der Flansch wenigstens einen Kühlanschluss aufweist und wobei im Flansch wenigstens ein
Kühlkanal vorgesehen ist. Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, eine platzsparende Kühlmöglichkeit dadurch zu schaffen, dass ein Verbindungselement zwischen Schraubenkompressor und Elektromotor vorgesehen ist, das gekühlt wird. Dadurch ist es nicht mehr erforderlich, eine Luftkühlung des Elektromotors und des Schraubenkompressors vorzusehen. Vielmehr wird direkt an der Stelle, an der mit die meiste Wärmeentwicklung des Systems vorliegt, gezielt eine Kühlmöglichkeit geschaffen. Durch die Anordnung des Flansches zwischen Elektromotor und Schraubenkompressor sowie der Tatsache, dass im Flansch wenigstens ein Kühlkanai vorgesehen wird, kann eine Kühlung mit einem geeigneten Kühlfluid ermöglicht werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Flansch ein gesondertes Bauteil ist. Dadurch wird es möglich, entsprechende Kühlkanalgeometrien einfach im Flansch vorsehen zu können. Sowohl der Schraubenkompressor als auch der Elektromotor können dabei im Hinblick auf die mechanische Schnittstelle, d.h. die entsprechenden Flansche standardmäßig ausgeführt sein bzw. bleiben und bedürfen keiner
Modifikation.
Im Flansch kann die Antriebsachse zum Antrieb des Schraubenkompressors durch den Elektromotor geführt sein. Die dort entstehende Wärme kann somit über den Flansch einfach abgeführt werden.
Bei dem Kühlfluid für den Flansch kann es sich um ein Kühlfluid auf Wasserbasis, insbesondere um Kühlwasser oder eine Mischung aus Wasser und einer weiteren Komponente, wie z.B. Methylen Gluckol oder ein anderes geeignetes Frostschutzmittel handeln.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der Schraubenkompressor zur
Drucklufterzeugung dient. Insbesondere kann es sich dabei um einen
Schraubenkompressor handeln, der zur Druckluftversorgung einer pneumatischen Bremsanlage eines Nutzfahrzeugs dient. Durch das Vorsehen eines
Schraubenkompressors mit einem Elektromotor wird es möglich, ein derartiges System im Hybridfahrzeug im Nutzfahrzeugbereich zu ermöglichen. Ein hocheffizientes System kann bereitgestellt werden. Der Elektromotor kann einen Elektromotorflansch aufweisen, der für die Verbindung mit dem Flansch vorgesehen ist. Der Elektromotorflansch kann dabei ein standardmäßig ausgeführter Elektromotorflansch des Elektromotors sein. Eine Anpassung ist somit nicht erforderlich, was eine kostengünstige Lösung ermöglicht.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Kühlkanal des Flansches in Richtung auf den Elektromotorflansch im montierten Zustand geöffnet ist. Hierdurch wird ein direkter Kontakt des Kühlfluids mit zumindest dem Teil des Elektromotorflansches ermöglicht. Dadurch kann eine effiziente Wärmeabfuhr von Wärme aus dem Elektromotor über den Elektromotorflansch und das Kühlfluid im Kühlkanal des Flansches ermöglicht werden.
Die Dichtung des Kühlkanals kann durch den Zusammenbau von Elektromotorflansch und Flansch erst Im montierten Zustand realisiert werden. Hierdurch wird einfach realisiert, dass das Kühlfluid im montierten Zustand des Systems in direkten Kontakt zumindest mit Teilen des Elektromotorflansches kommen soll und kann.
Insbesondere kann weiter vorgesehen sein, dass der Elekromotor keinen gesonderten Kühlkanal und/oder Kühlmittelanschlüsse aufweist. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Elektromotor keine gesonderten Anpassungen benötigt, was eine kostengünstige Herstellung und Montage des Systems ermöglicht.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in den
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes System für ein
Nutzfahrzeug umfassend einen Schraubenkompressor sowie einen
Elektromotor;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf das System im montierten Zustand; und Fig. 3a, b perspektivische Ansichten auf den Flansch zwischen
Schraubenkompressor und Elektromotor.
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 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 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 Ötfilter 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 ötfilters 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 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 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 Luftentölelement 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 Ansicht einen Blick auf ein erfindungsgemäßes
Ausführungsbeispiel des Gesamtsystems 1 mit dem Elektromotor 5 und dem
Schraubenkompressor 10.
Fig. 3a und Fig. 3b zeigen perspektivische Ansichten auf den Flansch 12 zwischen Schraubenkompressor 10 und Elektromotor 5.
Als Verbindungsteil zwischen Schraubenkompressor 10 und Elektromotor 5 befindet sich in der Mitte der Flansch 12.
Der Flansch 12 ist dabei als gesondertes Bauteil ausgebildet, das zwischen dem
Schraubenkompressor 10 und dem Elektromotor 5 angeordnet ist.
Die Antriebswelle 14 ist dabei durch die zentrale Öffnung 100 des Flansches 12 geführt. Der Flansch 12 weist einen KOhlkanal 102 auf.
Der KOhlkanal 102 des Flansches 12 ist dabei, wie auch im Detail in Fig. 3a ersichtlich, in Richtung Elektromotorflansch bezogen auf die montierte Anordnung geöffnet ist.
Die Dichtung des Kühlkanals 102 wird erst durch Zusammenbau von
Elektromotorflansch und Flansch 12 im montierten Zustand ausgebildet.
Der Elektromotor 5 bzw. der Elektromotorflansch weisen keinen Kühlkanal und keine Kühlmittelanschlüsse auf.
Wie weiter in Fig. 2 gezeigt ist, wird generell auf das Kühlmittel des Kühlsystems des Schraubenkompressors 10 zurückgegriffen und zirkuliert über den Kühlkanal 102 (vgl. Fig. 3a) im Flansch 12 und wird über ein an den Kühlanschlüssen 104, 106
angeschlossene Gummischläuche 108 zum Ölkühler 74 geführt.
Nach dem Kühlen des Öls kehrt die Kühlflüssigkeit zum Fahrzeugkühlkreislauf (nicht näher gezeigt) zurück und ist hierüber über den Kühlauslassanschluss 110
entsprechend angeschlossen.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 System
5 Elektromotor
10 Schraubenkompressor
12 Befestigungsflansch
14 Eingangswelle
16 Schrauben
18 Schrauben
20 Gehäuse
22 Ol
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 ölrückfühiieitung
59 Ölablassschraube
60 Ansatz
60a äußerer Ring 60b innerer Ring
62 Ölfilter
64 Ölfiltereinlasskanal
66 Thermostatventil
68 Rückführleitung
70 Lager
72 Düse
74 Kühler, Wärmetauscher
76 Sicherheitsventil
78 Bypassleitung
80 Entlastungsventil
82 Öllevelsensor
100 zentrale Öffnung
102 Kühlkanal
104 KUhlanschlüsse
106 Kühlanschlüsse
108 Gummischlauche
110 Kühlauslassanschluss

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. System (1 ) für ein Nutzfahrzeug umfassend einen Schraubenkompressor (10) sowie einen Elektromotor (5), wobei der Elektromotor (5) den Schraubenkompressor (10) antreibt, und wobei der Elektromotor (5) mit dem Schraubenkompressor (10) mittels eines Flansches (12) verbunden ist, wobei der Flansch (12) wenigstens einen Kühlanschluss (104, 106) aufweist und wobei im Flansch (12) wenigstens ein Kühlkanal vorgesehen ist.
2. System (1) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Flansch (12) ein gesondertes Element ist, dass zwischen Elektromotor (5) und Schraubenkompressor (10) angeordnet ist.
3. System (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Flansch (12) die Antriebsachse zum Antrieb des Schraubenkompressors (10) durch den Elektromotor (5) geführt ist.
4. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kühlfluid für den Flansch (12) auf Wasserbasis ausgeführt ist, wobei insbesondere Kühlwasser oder eine Mischung aus Wasser und einer weiteren Komponente, z.B. Methylen-Glycol, oder ein anderes geeignetes Frostschutzmittel verwendet wird.
5. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schraubenkompressor (10) ein Schraubenkompressor (10) zur Drucklufterzeugung ist.
6. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (5) einen Elektromotorflansch aufweist, der für die Verbindung mit dem Flansch (12) vorgesehen ist.
7. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Kühlkanal des Flansches (12) in Richtung Elektromotorflansch bezogen auf die montierte Anordnung geöffnet ist.
8. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtung des Kühlkanals durch Zusammenbau von Elektromotorflansch und Flansch (12) erst im montierten Zustand ausgebildet ist.
9. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Elektromotor (5) bzw. der Elektromotorflansch keinen Kühlkanai und/oder keine Kühlmittelanschlüsse aufweist.
EP17780635.3A 2016-09-21 2017-09-19 System für ein nutzfahrzeug umfassend einen schraubenkompressor sowie einen elektromotor Withdrawn EP3516227A1 (de)

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