Dokumentenidentifikation |
DE102006010723A1 13.09.2007 |
Titel |
Kompressoranordnung |
Anmelder |
Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH, 80809 München, DE |
Erfinder |
Köck, Engelbert, 82152 Planegg, DE; Mendel, Jürgen, Dr., 85250 Altomünster, DE |
DE-Anmeldedatum |
08.03.2006 |
DE-Aktenzeichen |
102006010723 |
Offenlegungstag |
13.09.2007 |
Veröffentlichungstag im Patentblatt |
13.09.2007 |
IPC-Hauptklasse |
F04B 39/12(2006.01)A, F, I, 20060308, B, H, DE
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Zusammenfassung |
Die Erfindung betrifft eine Kompressoranordnung (1), bevorzugt zur Integration in einem Schienenfahrzeug zum Betrieb diverser Druckluftverbraucher, mit einer Mehrzahl von Komponenten, zumindest umfassend einen Antrieb (2) sowie einen mittels des Antriebs (2) betriebenen Verdichter (3) zur Verdichtung der Druckluft, wobei zumindest ein Teil der Komponenten mechanisch jeweils mit einer Trägerplatte (5) verbunden ist, wobei die jeweilige mechanische Verbindung zumindest teilweise fluidische und/oder elektrische Verbindungsanschlüsse (10) aufweist, um die auf der Trägerplatte (5) angeordneten Komponenten über in der Trägerplatte (5) integrierte Leitungen zu verbinden. Damit wird eine Kompressoranordnung (1) geschaffen, welche sich durch eine hohe Flexibilität zur Anpassung an einen gegebenen Bauraum auszeichnet sowie einen geringen Aufwand für die Schaffung fluidischer Verbindungen aufweist.
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Beschreibung[de] |
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kompressoranordnung, bevorzugt
zur Integration in einem Schienenfahrzeug zum Betrieb diverser Druckluftverbraucher,
mit einer Mehrzahl von Komponenten, zumindest umfassend einen Antrieb sowie einen
mittels des Antriebs betriebenen Verdichter zur Verdichtung der Druckluft.
Derartige Kompressoranordnungen mit besonderer Eignung für die
Erfordernisse bei der Integration in Schienenfahrzeuge sind hinreichend bekannt.
Diese sind häufig als Schraubenverdichter ausgeführt, um das Schienenfahrzeug
mit Druckluft zu versorgen, um beispielsweise ein druckluftbetriebenes Bremssystem
zu speisen. Derzeit werden im Bahnbereich entweder modifizierte Industriekompressoren
als kompakter Anlagenbau mit über Rohre verbundenen Komponenten verwendet,
oder es kommen Einschubeinheiten zum Einsatz, welche beispielsweise als integrierte
Guss- oder Schweißgehäuse ausgeführte Kompressoren aufweisen. Insbesondere
bei den mit Guss- oder Schweißgehäuse ausgeführten Kompressoren wird
entweder der eigentliche Schraubenverdichterblock in einen dafür vorgesehenen
Hohlraum eingeschoben und ein Teil der weiteren, für die Funktion des Verdichters
notwendigen Komponenten in das Verdichtergehäuse mit integriert.
Aus der DE 100 85 923 A1
ist eine Kompressoranordnung bekannt, welche insbesondere für den Einsatz in
einem Schienenfahrzeug zur Druckluftbeschaffung vorgesehen ist. Aufgrund der Anordnung
eines Antriebes, welcher endseitig am Kompressor angeflanscht ist, sowie weiterer
am Kompressorgehäuse angeordneter Komponenten weist der Kompressor eine nur
geringe Flexibilität hinsichtlich der Anpassung an unterschiedliche Bauräume,
Einsatzzwecke oder Ausführungsformen auf. Zusätzlich sind externe Verrohrungen,
Verkabelungen und Schlauchverbindungen notwendig, um Einzelkomponenten fluidisch
oder elektrisch miteinander zu verbinden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kompressoranordnung
zu schaffen, welche sich durch eine hohe Flexibilität zur Anpassung an einen
gegebenen Bauraum auszeichnet sowie einen geringen Aufwand für die Schaffung
fluidischer Verbindungen aufweist.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Kompressoranordnung gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zumindest
ein Teil der Komponenten mechanisch jeweils mit einer Trägerplatte verbunden
ist, wobei die jeweilige mechanische Verbindung zumindest teilweise fluidische und/oder
elektrische Verbindungsanschlüsse aufweist, um die auf der Trägeplatte
angeordneten Komponenten über in der Trägerplatte integrierte Leitungen
zu verbinden.
Diese Lösung bietet den Vorteil, dass die Trägerplatte aufgrund
der platinenartigen Bauweise sowohl als Verteiler der Medienströme als auch
als Träger der auf der Trägerplatte angeordneten Komponenten dient. Aufgrund
der Anordnung der für den Betrieb notwendigen Komponenten auf der Trägerplatte
ergibt sich eine äußerst hohe Flexibilität hinsichtlich der Anordnung
der Komponenten, so dass eine Anpassung an einen vorgegebenen Bauraum möglich
ist und sogar kurzfristige Anpassungen an Kundenwünsche auch ohne eine Änderung
des Kompressorgehäuses möglich ist. Der Verdichter kann dabei als Schraubenkompressor
ausgeführt sein, welcher unabhängig von der Ausführungsform der Kompressoranordnung
einheitlich aufgebaut sein kann. Daraus ergibt sich eine Reduktion der Anzahl der
die Vorrichtung bildenden Teile, da sich die Möglichkeit ergibt, verschiedene
Komponenten in unterschiedlichen Kombinationen auf ein und derselben Trägerplatte
anzuordnen, um somit eine für entsprechende Einsatzwecke äußerst
große Variantenvielzahl bei gleichzeitig vergleichsweise kleinem Grundbauteilestamm
zu erzielen.
Darüber hinaus stellt die Trägerplatte nicht nur die mechanischen
Schnittstellen für die Komponenten zur Verfügung, sondern verteilt aufgrund
der fluidischen Verbindung den Fluss der einzelnen Medien, welche hier insbesondere
die Druckluft und das Kompressoröl betreffen, welches von einer Komponente
zur nächsten in geeigneter Weise geleitet wird, wodurch externe Verrohrungen
sowie Schlauchverbindungen zumindest größtenteils entfallen. Damit werden
zusätzliche Dichtstellen, die Teileanzahl und die Montagezeiten eingespart
bzw. reduziert, was die Zuverlässigkeit sowie eine wirtschaftliche Ausführung
des Systems weiter verbessert.
Die Komponenten der Vorrichtung betreffen insbesondere den als Schraubenkompressor
ausgeführten Verdichter, einen Antrieb, welcher den Verdichter entweder über
eine direkte Welle-zu-Welle-Kupplung, über einen Riementrieb oder eine sonstige
Getriebestufe antreibt, wobei insbesondere zwischen einem ölgeschmierten Verdichter
und einem ölfreien Verdichter unterschieden werden kann. Im Anwendungsfall
eines ölgeschmierten Verdichters ist weiterhin eine Ölversorgung notwendig,
welche aus einer Vielzahl von Einrichtungen aufgebaut ist, welche ebenfalls auf
der Trägerplatte angeordnet werden können. Der Antrieb kann entweder als
elektrischer Antrieb ausgeführt sein oder einen sonstigen
mechanischen oder fluidischen Antrieb umfassen. Grundsätzlich erscheint diese
Anordnung auch für andere Rotationsverdichter sinnvoll, könnte mit Modifikationen
aber auch bei Hubkolbenkompressoren zur Anwendung kommen.
Die Komponenten der Vorrichtung können dabei entweder auf einer
Planseite der Trägerplatte angeordnet sein, oder auf beiden Planseiten der
Trägerplatte verteilt angeordnet werden. Die Trägerplatte ist vorzugsweise
rechteckig, insbesondere quadratisch ausgeführt, wobei der Antrieb eine separate
Antriebsträgerplatte aufweisen kann. Da die Trägerplatte und die Antriebsträgerplatte
jeweils seitliche Bohrungen oder dergleichen für Befestigungselemente aufweisen,
können diese variabel miteinander verbunden werden. Aufgrund einer beispielsweise
quadratischen Ausführung der Trägerplatte kann im Sinne einer flexiblen
Anordnung der Einzelkomponenten der Vorrichtung zueinander die Antriebsträgerplatte
des Antriebs an allen vier verschiedenen Seiten angeordnet und über Befestigungselemente
an der Trägerplatte befestigt werden. Dabei ist vorzugsweise die Trägerplatte
sowie die Antriebsträgerplatte in einer Ebene angeordnet, wobei der Antrieb
des Verdichters durch den elektrischen Antriebsmotor über eine Riemenverbindung
oder dergleichen realisiert werden kann. Alternativ kann der Motor auf der der Anordnung
des Verdichters gegenüberliegenden Seite auf der Trägerplatte montiert
werden, wobei die Antriebswelle bzw. die Kupplungsverbindung zwischen dem Antrieb
und dem Verdichter durch die Trägerplatte hindurchgeführt wird. Grundsätzlich
kann der Aufbau aus einer einzigen oder beliebig vielen Trägerplatten bestehen,
die jede erdenkliche Form, Verbindungsart und Position zueinander einnehmen können.
Weiterhin kann die Trägerplatte selbst auf die verschiedensten Arten hergestellt
werden, beispielsweise als Gussteil, geschweißte, geklebte, intern verrohrte,
verlötete oder anderweitig gefügte Konstruktion. Bei einer Anordnung,
bei der die Trägerplatte sowie die Antriebsträgerplatte in einer Ebene
nebeneinander vorgesehen sind, können insbesondere Schraubenverbindungen verwendet
werden, welche durch die Befestigungsbohrungen, welche sich am Seitenrand der jeweiligen
Platten befinden können, hindurchgeführt werden. Ferner kann die Trägerplatte
bei übersetzten Antrieben auch zumindest teilweise Funktionen des Getriebegehäuses
(Schmierung) oder eines Riementriebs (Schutz des Betriebers) übernehmen.
Die Trägerplatte weist integrierte Verbindungsleitungen auf,
um entweder verschiedenen Medien, wie Druckluft oder Öl bzw. Ölnebel für
den Verdichter zu leiten oder um elektrische Verbindungen aufzunehmen. Damit entfallen
Verrohrungen sowie Schlauchverbindungen zwischen den Komponenten der Vorrichtung,
da diese zumindest teilweise in der Trägerplatte integriert sind. Die mechanischen
Anschlüsse auf der Trägerplatte für die einzelnen Komponenten der
Vorrichtung umfassen zunächst Befestigungsmöglichkeiten wie Gewindebohrungen,
Durchgangsbohrungen oder sonstige Verbindungsmittel, wobei weiterhin Anschlüsse
bzw. innenliegende Konturen vorgesehen sind, um eine Fluidleitung zu ermöglichen.
Darüber hinaus können in der Trägerplatte spanend bearbeitete Geometrien
vorgesehen sein, um passgenaue Aufnahmemöglichkeiten der Komponenten zu schaffen,
so dass diese zugleich mit einem Dichtmittel abgedichtet werden können. Somit
können beispielsweise eine Ölvorabscheidung und/oder eine Ölfeinabscheidung
als weitere Komponenten in/auf der Trägerplatte angeordnet werden, wobei diese
separat in der Trägerplatte integriert und fluidisch über die Trägerplatte
mit zumindest einer der Komponenten verbunden ist. Diese werden direkt auf der Trägerplatte
befestigt, wobei die Fluidverbindung an der Flanschseite der Trägerplatte oder
Ölvorabscheidung bzw.
Ölfeinabscheidung hergestellt wird. Durch das Anflanschen der
Abscheidevorrichtungen entsteht ein geschlossener Vorabscheideraum, wobei beispielsweise
zur Befestigung bzw. zur Aufnahme von sog. Raschigringen, Filterelemente oder Sieben
entsprechende Vertiefungen in der Trägerplatte eingearbeitet sind. Damit kann
das Luftgemisch in die Abscheidevorrichtung einströmen, wobei nach der Abscheidung
des Öls die gereinigte Luft wiederum in der Trägerplatte weitergeleitet
wird. Das abgeschiedene Öl kann mittels eines separaten Kanals in der Trägerplatte
zu einem Ölbehälter geleitet werden. Die Abscheideeinrichtung kann ferner
auch komplett angegossen oder in anderer geeigneter Weise angebracht werden. Eine
Anpassung an verschiedene Volumenströme des Verdichters kann beispielsweise
durch Anpassung des Abscheideraumes geschehen.
Als eine weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahme wird vorgeschlagen,
dass die Kompressoranordnung eine Öltemperaturregeleinrichtung umfasst, wobei
diese separat in der Antriebsträgerplatte integriert und fluidisch und/oder
elektrisch über die Trägerplatte mit zumindest einer der Komponenten verbunden
ist. Die Öltemperaturregeleinrichtung kann als Ölthermostat ausgeführt
sein, welche vorzugsweise außenseitig an der Trägerplatte einschraubbar
ist, wobei der Fluidstrom des Öls innenliegend in der Trägerplatte am
Thermostat vorbeiströmt. Somit ist keine separate Vorrichtung zur Aufnahme
des Ölthermostats notwendig, da dieses direkt an/in der Trägerplatte befestigt
werden kann. Ein sich daraus ergebender Vorteil ist zudem die Zugänglichkeit
des Ölthermostats von der Außenseite der Vorrichtung, woraus sich eine
hohe Wartungsfreundlichkeit ergibt.
Aus konstruktiven Gründen ist es von besonderem
Vorteil, dass weiterhin eine Elektronikeinrichtung in der Vorrichtung selbst vorgesehen
ist, welche in der Trägerplatte integriert ist oder separat an der Trägerplatte
angeordnet wird, wobei zumindest die elektrischen Verbindungen in der Trägerplatte
integriert oder zumindest über der Trägerplatte angeordnet sind. Die Elektronikeinrichtung
kann in einem Klemmenkasten integriert werden, welcher als innenliegende Aussparung
in der Trägerplatte vorgesehen werden kann. Somit können neben fluidischen
Verbindungen in der Trägerplatte auch elektrische Leitungen innenliegend vorgesehen
werden, um eine externe Verschaltung der Komponenten einzusparen. Der Klemmenkasten
kann dabei die vorzugsweise einzige elektrische Schnittstelle zur Verbindung externer
Leistungs- bzw. Signalanschlüssen darstellen. Neben den Anschlüssen bzw.
der Steuerung für den elektrischen Antrieb können weitere elektronische
Vorrichtungen vorgesehen sein, welche beispielsweise einen Softstarter oder einen
Frequenzumrichter bzw. Teile davon umfassen können, wobei aufgrund der Integration
jeweils ein eigenes Gehäuse, zusätzliche Befestigungsteile bzw. Kabelschächte
etc. entfallen. Ebenso besteht die Möglichkeit, Elektronikkomponenten zur Steuerung
des Betriebsverhaltens oder aber zur Funktionsdiagnose der Vorrichtung zu integrieren.
Diese kann ggf. auch eine Ausgabeeinheit enthalten, welche ebenfalls in der Trägerplatte
integriert oder auf dieser angebracht ist. Aufgrund der Tatsache, dass sämtliche
Komponenten auf der Trägerplatte mittels eines direkten Kontaktes angebracht
sind, ergibt sich der weitere Vorteil eines Entfalls separater Erdungseinrichtungen.
Als weitere Komponente kann die Vorrichtung einen Wärmetauscher
umfassen, welcher mechanisch an der Trägerplatte befestigt ist. Damit ist lediglich
eine Ausführungsvariante gegeben, wobei der Wärmetauscher ebenfalls endseitig
am elektrischen Antrieb, seitlich am elektrischen Antrieb oder zwischen dem elektrischen
Antrieb und der Trägerplatte entweder in radialer oder axialer Lüfterbauweise
angeordnet werden kann. Der Wärmetauscher dient dabei der Kühlung des
Verdichters, in dem die Druckluft und/oder das Öl durch einen konvektiven Wärmestrom
oder dergleichen gekühlt wird. Die fluidischen Anschlüsse des Wärmetauschers
können abhängig vom Ort der Anordnung auch unmittelbar über die mechanischen
Anschlüsse des Wärmetauschers mit der Trägerplatte realisiert werden.
Als Alternative zum separat ausgeführten Wärmetauscher kann
die Trägerplatte eine Verrippung oder dergleichen aufweisen, durch welche die
Funktion eines Wärmetauschers gebildet wird. Die Rippen können aufgegossen
werden oder als aufgebrachte Blechelemente ausgeführt sein. Damit kann der
Bauraum weiter reduziert werden, wobei durch den Entfall eines separaten Wärmetauschers
die Anzahl der Einzelbauteile reduziert wird. Nach einer möglichen Weiterbildung
der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Trägerplatte Anschlüsse für
zumindest einen Ölvorratsbehälter und/oder Ölabscheidebehälter
aufweist. Auch hier können die Anschlüsse wieder sowohl als mechanische
Anschlüsse als auch als fluidische Anschlüsse ausgeführt werden,
so dass das Öl direkt in den Behälter geleitet wird.
Die Anschlussstelle auf der Trägerplatte, welche den Ölbehälter
aufnimmt, kann dabei eine Vielzahl von Bohrungen für Befestigungen aufweisen,
wobei zugleich ein Ölzulauf sowie ein Ölablauf vorgesehen werden kann,
welcher durch die Verbindung unmittelbar dicht mit der Oberfläche der Trägerplatte
eine Fluidverbindung bildet. Dabei kann ein vorheizbares Reservoir an Öl in
der Trägerplatte vorgesehen sein, um für den Start des Verdichters die
Betriebssicherheit bei niedrigen Temperaturen zu erhöhen. Weiterhin kann durch
das vorheizbare Reservoir das Ölwechselintervall verlängert werden, wobei
die Vorheizung in der Trägerplatte integriert ist. Des Weiteren ließe
sich auch eine elektrische Vorheizung insbesondere für das Verdichteröl
so integrieren, dass zum Beispiel eine separate Abdichtung aufgrund des Wegfalls
der direkten Einbringung des Heizelements ins Öl entfällt. Die Heizung
könnte sich auch im Ölvorratsbehälter befinden.
Vorteilhafterweise bildet die Trägerplatte an der mechanischen
Verbindungsstelle zum Verdichter zumindest einen Teil des Gehäuses des Verdichters.
Dabei können Teile des Gehäuses der eigentlichen Schraubenverdichtereinheit
selbst in der Trägerplatte integriert werden. Dies bedeutet zwar einerseits
einen Verlust der hier besonders gewünschten Flexibilität, ermöglicht
jedoch andererseits eine weitere Reduzierung von Schnittstellen und eine Gewichtsreduzierung.
Weitere für einen Schraubenverdichter übliche Komponenten,
wie ein Ansaugluftfilter, ein Ansaugrückschlagventil, ein Ansaugregler, ein
Entlastungsventil, ein Mindestdruckventil zur Aufrechterhaltung des Ölkreislaufs,
ein Sicherheitsventil sowie schalldämpfende Maßnahmen am Luftein-/auslass
können ebenfalls an/in der Trägerplatte angebracht werden. Auch hier ergeben
sich Einsparungen an Zuleitungen, Baugröße und Gewicht.
Zusätzlich zu den Grundfunktionen des Verdichters können
auch Aufgaben der Luftaufbereitung integriert bzw. auf der Trägerplatte angebracht
werden. Hier sind besonders eine Grobvorabscheidung von Wasser bzw. Öl nach
dem Verdichtungsvorgang und vor einem Trockner zu nennen. Dabei kann die Trägerplatte
auch als Lufttrocknerträgerplatte dienen, auf die beispielsweise Behälter
mit dem Trockenmittel direkt aufgebracht oder integriert werden. Weitere Lufttrocknerfunktionen
wie Ventile und eine Beheizung sowie Steuerungselektronik des Trockners können
ebenso direkt auf der Trägerplatte eingebracht bzw. aufgesetzt werden, wodurch
sich wiederum separate Gehäuse einsparen lassen. Selbst wenn eine komplette
Lufttrocknereinheit angebracht wird, ergibt sich der Vorteil der Ersparnis separater
Befestigungsvorrichtungen.
Die auf der Trägerplatte ferner auch angebrachten Ventile für
den Verdichter können Mindestdruckventile zur Aufrechterhaltung eines Mindestöldruckes
und/oder zumindest Ansaugrückschlagventile umfassen.
Bei der Montage der Gesamtanlage ergibt sich weiterhin der Vorteil,
dass die Trägerplatte als Fuß/Aufhängung dient und somit keine separaten
Befestigungsteile mehr benötigt werden. Weiterhin entfällt ein eigener
Rahmen bzw. Träger, da die Trägerplatte bereits als solcher dient. Die
so entstandene Kompressoranordnung kann weiterhin besonders einfach mit einer Kapsel
oder einer Abdeckung versehen werden, wobei diese aus ästhetischen oder schalltechnischen
Gründen vorgesehen sein kann, und wobei die Trägerplatte mit oder ohne
Trägerplatte teilweise oder ganz die Funktion einer Unterkonstruktion oder
gar einer Seitenwand derselben übernehmen kann.
Die genannten Integrationsmöglichkeiten mit entsprechend zugeordneten
Vorteilen gelten hinsichtlich der vorliegenden Erfindung auch für trockenlaufende
Schraubenverdichter, wobei diese ein-, zwei- oder mehrstufig ausgeführt sein
können sowie auch für mit anderen Einspritzmedien, wie zum Beispiel Wasser
betriebene Verdichter. Dabei entfallen lediglich die sich speziell aufgrund der
Ausführung als öleingespritzte Maschine ergebenden Gegebenheiten/Funktionen,
wie beispielsweise eine Ölabscheidung, ein großer Ölvorrat, etc.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den Unteransprüchen
angegeben oder werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
Es zeigt:
1a eine perspektivische Ansicht einer Verdichteranordnung
mit einem elektrischen Antrieb, welcher auf einer Trägerplatte angeordnet ist
sowie einem Verdichter, welcher auf einer Trägerplatte angeordnet ist;
1b eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform
einer Verdichteranordnung mit einem elektrischen Antrieb, welcher auf einer Trägerplatte
angeordnet ist sowie einem gegenüberliegend angeordneten Verdichter;
2 eine perspektivische Ansicht der Trägerplatte
von der Befestigungsrichtung der Kompressoranordnung;
3 eine perspektivische Ansicht der Trägerplatte
aus 2 in einer rückseitigen Ansicht;
4 eine perspektivische Ansicht der Trägerplatte
zur Aufnahme des elektrischen Antriebs, und
5 eine Draufsicht einer mechanisch-fluidischen Verbindungsstelle
der Trägerplatte zur Aufnahme einer Ölvorabscheidung.
Die in der 1a perspektivisch dargestellte
Kompressoranordnung 1 ist mit den wesentlichen Komponenten abgebildet,
so wie sie als Einschubmodul beispielsweise in einem Schienenfahrzeug eingebaut
und in Betrieb genommen werden kann. Die Kompressoranordnung 1 umfasst
dabei einen Antrieb 2, welcher gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
als elektrischer Antrieb ausgeführt ist. Zur Verdichtung der Druckluft ist
benachbart zum Antrieb 2 ein Verdichter 3 angeordnet, welcher
als Schraubenkompressor ausgeführt ist, wobei die Übertragung der mechanischen
Antriebsbewegung mittels eines Riementriebs 4 vorgenommen wird. Die Träger-
bzw. Rahmenkonstruktion der Vorrichtung 1 wird durch eine Trägerplatte
5 sowie durch eine Antriebsträgerplatte 6 gebildet. Die Trägerplatte
5 dient zur Aufnahme diverser Verdichterkomponenten wie beispielsweise
den Verdichter 3 oder einem Ölvorratsbehälter 7, wohingegen
die Antriebsträgerplatte 6 zur mechanischen Aufnahme des Antriebs
2 dient. Die Trägerplatte 5 sowie die Antriebsträgerplatte
6 sind rechteckig bzw. quadratisch ausgeführt, wobei beide Platten
5, 6 über eine jeweilige Seitenfläche miteinander in
Verbindung stehen. Gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispiel ist
die Trägerplatte 5 mittels Befestigungselementen – hier nicht
dargestellt – an der Antriebsträgerplatte 6 befestigt, wobei
die Befestigungselemente durch Befestigungslöcher 8 hindurchgeführt
sind. Da an allen vier Seitenflächen der Trägerplatten 5 Befestigungslöcher
8 vorgesehen sind, kann die Antriebsträgerplatte 6 von jeder
beliebigen Richtung an der Trägerplatte 5 befestigt werden, so dass
in Abhängigkeit des gegebenen Einbauraums der Vorrichtung 1 eine Anpassung
des Grundaufbaus möglich ist. Sowohl die Komponenten der Verdichterseite, welche
auf der Trägerplatte 5 angeordnet sind, als auch der auf der Antriebsträgerplatte
6 angeordnete Antrieb 2 sind auf der gleichen Planseite der jeweiligen
Platte 5, 6 befestigt, wohingegen der Riementrieb 4 auf
der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Dabei sind die Wellen des Antriebs
2 sowie des Verdichters 3 als Durchtrieb durch die Trägerplatte
5 bzw. die Antriebsträgerplatte 6 ausgeführt, wobei
der Riementrieb auf der gegenüberliegenden Seite mittels eines – nicht
dargestellten – Gehäuses verschließbar ist.
Rückseitig am Antrieb 2 ist ein Wärmetauscher
9 vorgesehen, dessen Ventilator ebenfalls auf der Antriebswelle des Antriebs
2 befestigt ist und somit angetrieben wird. Der Wärmetauscher
9 ist mittels eins Ventilators so ausgestaltet, dass der Ventilator sowohl
einen Konvektionsstrom im Wärmetauscher 9 selbst erzeugt als auch
den Antrieb 2 kühlt. Die zu kühlenden Medien können sowohl
die Druckluft als auch das zum Betrieb des Verdichters 3 notwendige Öl
sein.
1b zeigt die Ansicht einer weitern Ausführungsform
einer Verdichteranordnung mit einem elektrischen Antrieb 2 und einem nachfolgend
montierten Wärmetauscher 9, wobei der Antrieb 2 jedoch direkt
auf der Trägerplatte 5 angeordnet ist. Der Verdichter 3 ist
gegenüberliegend montiert, sodass die Antriebsträgerplatte 6
entfällt. Die Trägerplatte 5 nimmt somit alle wesentlichen Komponenten
auf, wobei der Antrieb des Verdichters 3 mittels einer durch die Trägerplatte
5 hindurch verlaufenden Antriebswelle erfolgt.
In 2 sowie in 3
ist die Trägerplatte 5 perspektivisch dargestellt, wobei diese in
2 von der Befestigungsseite der Verdichterkomponenten
wie dem Verdichter 3 dargestellt ist, wohingegen in 3
die Trägerplatte 5 von der Befestigungsseite des Antriebs
2 dargestellt ist. Die Befestigungsplatte 5 weist eine Vielzahl
von Verbindungsanschlüssen 10 auf, welche neben einer mechanischen
Verbindung der einzelnen Komponenten zur Trägerplatte 5 ebenso fluidische
Verbindungen umfassen. Die Verbindungsanschlüsse 10 sind derart ausgestaltet,
dass entsprechend der zu verbindenden Komponenten Verbindungsmerkmale in der Trägerplatte
5 eingearbeitet sind, so dass beispielsweise ein Ölbehälteranschluss
11, ein Verdichteranschluss 12, ein Klemmkastenanschluss
13 zur Verbindung elektrischer Leitungen, ein Ölfeinabscheideanschluss
14, ein Mindestdruckventilanschluss 15, ein variabler Anschluss
16 sowie ein Ölthermostatanschluss 17 vorgesehen ist. Der
Verdichteranschluss 12 entspricht in 3 dem
Anschluss für den Antrieb 2 – hier nicht dargestellt –,
wobei gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Antriebswellen
des Antriebs sowie des Verdichters eine direkte Verbindung umfassen, ohne einen
Riementrieb vorzusehen. Neben weiteren Anschlüssen wie einem Ölanschluss
19 zur Aufnahme eines Filters (2) sowie einem
Ölvorabscheideraumanschluss 18 (3) sind
weitere – hier nicht näher bezeichnete – Anschlüsse zur
Aufnahme verschiedener fluidischer, mechanischer oder elektrischer Komponenten vorgesehen.
Die Trägerplatte 5 weist an den Seitenflächen Befestigungslöcher
8 auf, welche zur mechanischen Befestigung der Antriebsträgerplatte
6 vorgesehen sind, so dass durch die Befestigungslöcher
8 Verbindungselemente wie Schrauben o.ä. hindurchgeführt werden
können. Aufgrund der jeweiligen Befestigungslöcher an jeder der Seiten
der Trägerplatte 5 kann die Antriebsträgerplatte 6 von
jeder Richtung an der Trägerplatte 5 montiert werden.
Die Antriebsträgerplatte 6 ist in 4
dargestellt und dient insbesondere der Aufnahme des Antriebes 2 –
hier nicht dargestellt. Die Aufnahme des Antriebs erfolgt über eine Motorzentrierung
20, welche mittels radial nach innen gerichteten beweglichen Zentrierelementen
den Antrieb in einer gewünschten Position aufnimmt. Diese leistenförmigen
Standardelemente, welche die Motorzentrierung 20 bilden, können je
nach Motorflansch entsprechend bearbeitet werden, sodass verschiedene Antriebe einsetzbar
sind. Auf der Oberseite weisen die leistenförmigen Standardelemente Motorbefestigungsbohrungen
21 auf, um diesen beispielsweise durch eine Schraubenverbindung zu befestigen.
Zur Reduktion von Gewicht und Material kann die Antriebsträgerplatte
6 Aussparungen aufweisen, wobei das Material beispielsweise ein Aluminium
oder ein Gussmaterial umfassen kann. Wie auch die Trägerplatte weist die Antriebsträgerplatte
Befestigungslöcher 8' auf, welche derart angeordnet sind, dass diese
mit den Befestigungslöchern 8 der Trägerplatte fluchten, um gemeinsame
Befestigungselemente zu verwenden.
5 zeigt einen Ölvorabscheideraumanschluss
18, welcher als Verbindungsanschluss auf der Trägerplatte
5 vorgesehen ist. Der Ölvorabscheideraumanschluss 18 umfasst
neben einer mechanischen Anschlussbefestigung 22 Fluidkanäle
23 (durch Schnitt sichtbar), welche innenliegend in der Trägerplatte
eingearbeitet sind. Damit wird die Möglichkeit geschaffen, eine Ölvorabscheidung
innerhalb der Vorrichtung 1 vorzusehen, ohne externe bzw. freiliegende
Rohr- bzw. Schlauchverbindungen zu verwenden. Das abgeschiedene Öl kann innerhalb
der Trägerplatte beispielsweise zu einem Ölbehälter geleitet werden,
wobei die in den Fluidkanal 23 einströmende Druckluft mit einem großen
Ölgehalt der Ölvorabscheidung zugeführt werden kann, wobei die gereinigte
Luft über einen weiteren Fluidkanal 25 zur Weiterverwendung aus dem
Verbindungsanschluss heraus geleitet werden kann. Gemäß dem vorliegenden
Beispiel aus 5 ist der Ölvorabscheideraumanschluss
18 für eine Ölvorabscheidung für große Volumenströme
vorgesehen, wohingegen ebenfalls eine Ölvorabscheidung angeschlossen werden
kann, welche für kleine Volumenströme vorgesehen ist. Innerhalb des Ölvorabscheideraumanschluss
18 kann aufgrund einer speziellen geometrischen Ausbildung der Innenkonturen
eine Raschigringaufnahme 24 ausgebildet sein, wobei gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel das Gitter für einen Raschigring mit
einer strichpunktierten Linie dargestellt ist.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht
auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist
eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten
Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch
macht. So ist es auch möglich, dass Trägerplatte (5) und Antriebsträgerplatte
(6) einstückig ausgeführt werden.
- 1
- Kompressoranordnung
- 2
- Antrieb
- 3
- Verdichter
- 4
- Riementrieb
- 5
- Trägerplatte
- 6
- Antriebsträgerplatte
- 7
- Ölvorratsbehälter
- 8, 8'
- Befestigungsloch
- 9
- Wärmetauscher
- 10
- Verbindungsanschlüsse
- 11
- Ölbehälteranschluss
- 12
- Verdichteranschluss
- 13
- Klemmkastenanschluss
- 14
- Ölfeinabscheideanschluss
- 15
- Mindestdruckventilanschluss
- 16
- variabler Anschluss
- 17
- Ölthermostatanschluss
- 18
- Ölvorabscheideraumanschluss
- 19
- Ölanschluss
- 20
- Motorzentrierung
- 21
- Motorbefestigungsbohrung
- 22
- Mechanische Anschlussbefestigung
- 23
- Fluidkanal
- 24
- Raschigringaufnahme
|
Anspruch[de] |
Kompressoranordnung (1), bevorzugt zur Integration in einem
Schienenfahrzeug zum Betrieb diverser Druckluftverbraucher, mit einer Mehrzahl von
Komponenten, zumindest umfassend einen Antrieb (2) sowie einen mittels
des Antriebs (2) betriebenen Verdichter (3) zur Verdichtung der
Druckluft, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Komponenten
mechanisch jeweils mit einer Trägerplatte (5) verbunden ist, wobei
die jeweilige mechanische Verbindung zumindest teilweise fluidische und/oder elektrische
Verbindungsanschlüsse (10) aufweist, um die auf der Trägeplatte
(5) angeordneten Komponenten über in der Trägerplatte (5)
integrierte Leitungen zu verbinden.
Kompressoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Komponenten der Vorrichtung (1) auf einer Planseite der Trägerplatte
(5) angeordnet sind.
Kompressoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Komponenten der Vorrichtung (1) auf beiden Planseiten der Trägerplatte
(5) verteilt angeordnet sind.
Kompressoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Trägerplatte (5) rechteckig ausgeführt ist und der Antrieb
(2) eine separate Antriebsträgerplatte (6) aufweist, wobei
die Trägerplatte (5) und die Antriebsträgerplatte (6)
über jeweilige Seitenflächen über Befestigungslöcher (8)
variabel miteinander verbindbar sind.
Kompressoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Ölvorabscheidung und/oder eine Ölfeinabscheidung vorgesehen
ist, wobei diese separat in der Trägerplatte (5) integriert und fluidisch
über die Trägerplatte (5) mit zumindest einer der Komponenten
verbunden ist.
Kompressoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Ölvorabscheidung und/oder eine Ölfeinabscheidung vorgesehen
ist, wobei diese außen an der Trägerplatte (5) angebracht und
fluidisch über Druckmittelleitungen mit zumindest einer der Komponenten verbunden
ist.
Kompressoranordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Öltemperaturregeleinrichtung vorgesehen ist,
wobei diese separat in der Antriebsträgerplatte (6) integriert oder
auf/an dieser angebracht ist und fluidisch und/oder elektrisch über die Trägerplatte
(5) mit zumindest einer der Komponenten verbunden ist.
Kompressoranordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektronikeinrichtung vorgesehen ist, welche in
der Trägerplatte (5) integriert ist oder separat an der Trägerplatte
(5) angeordnet ist, wobei zumindest die elektrischen Verbindungen in der
Trägerplatte (5) integriert und/oder über der Trägerplatte
(5) angeordnet sind.
Kompressoranordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher (9) integriert ist,
welcher mechanisch an der Trägerplatte (5) und/oder rückseitig
am Antrieb (2) lösbar befestigt ist.
Kompressoranordnung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass die Trägerplatte (5) eine Verrippung aufweist, durch welche die
Funktion eines Wärmetauschers gebildet ist.
Kompressoranordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (5) Anschlüsse
für zumindest einen Ölvorratsbehälter und/oder Ölabscheidebehälter
aufweist.
Kompressoranordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (5) an der mechanischen
Verbindungsstelle des Verdichters (3) zumindest einen Teil
eines Gehäuses des Verdichters (3) bildet.
Kompressoranordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (5) Verbindungsmittel
zur Aufnahme eines Lufttrockners aufweist oder Teile eines solchen oder ein solcher
an sich integriert ist.
Kompressoranordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass auf der Trägerplatte (5) Ventile angeordnet
sind, wobei die Ventile zumindest ein Mindestdruckventil zur Aufrechterhaltung eines
Schmier-/Kühlmittelkreislaufs und/oder zumindest ein Sicherheitsventil umfassen.
Kompressoranordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Gehäuse umfasst, welches die auf der
Trägerplatte (5) angeordneten Komponenten insgesamt kapselt.
Kompressoranordnung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Einrichtungen in der Trägerplatte
(5) integriert sind.
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Patent Zeichnungen (PDF)
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