为商用车辆供给压缩空气的压缩机系统和用于运行压缩机系统的方法

专利名称：为商用车辆供给压缩空气的压缩机系统和用于运行压缩机系统的方法技术领域：本发明涉及一种用于为商用车辆供给压缩空气的压缩机系统，该压缩机系统具有 压缩机、离合器和液压泵，其中压缩机系统可通过传动系驱动并且压缩机可通过离合器完 全地和驱动发动机分离。此外本发明涉及一种用于运行为商用车辆供给压缩空气的压缩机系统的方法，该 压缩机系统具有压缩机、离合器和液压泵，其中压缩机系统通过传动系驱动并且压缩机通 过离合器完全地和驱动发动机分离。背景技术：现代的商用车辆具有很多子系统，这些子系统利用压缩空气运行。属于这些子系 统的例如有压缩空气运行的常用制动器或者空气悬架。为了确保为这些子系统供给压缩空 气，通常在商用车辆中设置了包括有压缩机的压缩空气供给装置。该压缩机由商用车辆的 驱动发动机机械地驱动。压缩机的连接通常通过在驱动发动机的曲轴的端部上的齿轮系统 实现。压缩机自身具有另外的曲轴，液压泵、例如转向助力泵通常布置在该另外的曲轴的背 离驱动侧齿轮系统的侧面上。利用径向间隙补偿轴承、例如马氏机构或多齿轴承实现液压 泵在压缩机的轴上的连接，该多齿轴承经受得起更高的转矩，然而与马氏机构相比允许更 小的间隙。此外，在现代的商用车辆中经常设置有离合器，该离合器为了实现节能而可以将 压缩机完全地和驱动发动机分离。在压缩机的曲轴的输出侧上的液压泵的常规的结构中这 表明，即同时利用压缩机也使液压泵和驱动装置分离。然而这导致，例如可能将不再为商用 车辆提供助力转向机形式的转向助力器。然而由安全原因出发这是不可承受的。为解决该问题已知了不同的可替换的方式。一种可能性在于，如果断开压缩机，则 转向助力器后退。在此变体中由此出发，即主要在高速公路上可以将压缩机分离。在该路 段上由于曲线半径较小也不必强制地需要转向助力器。然而如果必须进行例如用于转弯的 转向操作，则缺少转向助力并且可能必须开动压缩机。另一种可能性在于，纯电学地运行转向助力器。然后不再存在由驱动发动机机械 驱动的转向助力泵并且泵需要自己的电动机。这可在理论上实现，但是电动机必须产生大 约50KW的大功率，所以电动机也需要相应的空间和重量。此外不利的是能量消耗。发明内容因此本发明的目的在于，对这种类型的压缩机系统这样地进一步加以改进，即在 液压泵同时运行时可以实现将压缩机完全地和驱动发动机分离而没有大的机械上的额外 消耗。该目的通过独立权利要求所述的特征来实现。本发明的有利的实施方式和改进方案在从属权利要求中给出。根据本发明的压缩机系统根据这种类型的现有技术由此这样构建传动系包括齿 轮传动装置，可通过该齿轮传动装置驱动液压泵；并且离合器布置在齿轮传动装置和压缩 机之间。在此对于在齿轮传动装置和压缩机之间的离合器的布置并不理解为在齿轮传动 装置和压缩机之间的离合器的空间位置。“之间”的概念更确切地说是描述了被传递的力 的路径。力由齿轮传动装置通过离合器传递到压缩机上。然而也可考虑的是，基于结构方 面的需求，离合器也在空间方面布置在齿轮传动装置和压缩机之间。通过在齿轮传动装置 和压缩机之间的离合器的布置可以实现将压缩机和驱动发动机分离，而不防碍液压泵的驱 动。此外作为附加的机械部件，仅仅需要在传动系中的齿轮传动装置，通过该齿轮传动装置 为液压泵提供辅助驱动装置。此外，压缩机系统与驱动发动机的机械连接可以相对于常规 的压缩机系统保持不变。此外优选地提出，压缩机和液压泵集成在共同的壳体中。将压缩机和液压泵安置 在共同的壳体中易于对两个组件进行冷却，这是因为可以应用共同的冷却系统。例如以简 单的方式可以对共同的壳体一起进行冷却。特别优选的是，齿轮传动装置具有不为一的传动比。通过在齿轮传动装置中设置 不为一的传动比可以使压缩机和液压泵以不同的转速运行。由此实现用于车辆的压缩机和 液压泵的分别的优化。此外有利的是，压缩机系统包括另外的、在压缩机的背离齿轮传动装置的侧面上 的传动装置。通过设置另外的、在压缩机的背离齿轮传动装置的侧面上的传动装置，可以实 现机械上更稳定的结构。另外的传动装置例如可以设计为另外的齿轮传动装置、皮带传动 装置或链条传动装置。此外在压缩机的背离齿轮传动装置的侧面上得到对于液压泵的连接 可能性，并不由压缩机对其在可使用的结构空间方面进行限制。在该结构形式中也可以形 成第二种连接可能性，其可以用于连接另外的辅助机组，例如冷却剂泵。可以提出齿轮传动装置部分地利用轴套支承；和轴套同时支承了压缩机的曲 轴。应用在齿轮传动装置中的齿轮通常可旋转地支承，其中同时应用用于支承曲轴的齿轮 传动装置的齿轮的支点，而简化了压缩机系统的机械结构。此外特别提出，齿轮传动装置和曲轴通过轴套自由旋转地彼此连接。在齿轮传动 装置和曲轴之间的自由旋转的连接允许首先通过离合器断开压缩机。根据这种类型的、用于运行压缩机系统的方法被由此改进液压泵通过齿轮传动 装置由传动系驱动；和将在齿轮传动装置和压缩机之间的传动系断开，以便使得压缩机和 驱动发动机分离。以这种方式，根据本发明的压缩机系统的优点和特点也转移到方法的范 畴中。这也适用于根据本发明的方法的、在下面给出的特别优选的实施方式。该方法以有利的方式由此进行改进，即压缩机和液压泵集成在共同的壳体中。此外优选地提出，液压泵通过传动比不为一的齿轮传动装置驱动。特别优选的是，压缩机通过另外的传动装置驱动，该另外的传动装置从传动系出 发看去布置在齿轮传动装置后面。现在参考附图根据特别优选的实施方式示例性地对本发明加以说明。图中示出图1示出了具有根据本发明的压缩机系统的商用车辆的示意4图2示出了根据本发明的压缩机系统的外部视图；图3示出了穿过根据本发明的压缩机系统的横截面视图；图4示出了根据本发明的、没有加装的液压泵的压缩机系统的外部视图；图5示出了穿过根据本发明的、没有加装的液压泵的压缩机系统的横截面视图；图6示出了在根据本发明的压缩机系统中的力传递路径的示意性结构；图7示出了带有根据本发明的压缩机系统的第二实施方式的商用车辆的示意图；图8示出了带有根据本发明的压缩机系统的第三实施方式的商用车辆的示意图；图9示出了带有根据本发明压缩机系统的第四实施方式的商用车辆的示意图；图10示出了在根据本发明的压缩机系统中的力传递路径的第二实施方式；图11示出了根据本发明的压缩机系统的第二外部视图；图12示出了在根据本发明的压缩机系统中的力传递路径的第三实施方式；图13示出了在根据本发明的压缩机系统中的力传递路径的第四实施方式。在下列附图中相同的参考标号表示相同的或同类型的部件。具体实施例方式图1示出了具有根据本发明的压缩机系统的商用车辆的示意图。示出的商用车辆 20包括驱动发动机18并且通过传动线路28由驱动发动机18驱动。由传动线路28通过传 动装置32分接出用于包括压缩机12和液压泵14的压缩机系统10的传动系16。压缩机系 统10作为整体由传动系16驱动，其中通过齿轮传动装置30提供了用于驱动液压泵14的 辅助驱动装置24。在齿轮传动装置30和压缩机12之间布置了离合器22，该离合器可以打 开或关闭而并不对液压泵14的运行产生影响。此外离合器22的开关可以由未示出的控制 器完成，该控制器例如可以是商用车辆20的压缩空气处理设备的一部分。可以自由选择齿 轮传动装置30的传动比，以便实现液压泵14和压缩机12的分别的优化。因此，传动比特 别地既可以为一也可以不为一。图2示出了根据本发明的压缩机系统的外部视图。示出的压缩机系统10集成在 共同的壳体26中，其中压缩机布置在上方的区域中和液压泵布置在下方的区域中。图3示出了穿过根据本发明的压缩机系统的横截面。示出的压缩机系统10是穿 过在图2中示出的外部视图的剖面的横截面。压缩机12又布置在上方的区域中和转向助 力泵14又布置在下方的区域中。传动系16在可标准化的连接接口 34的后面进入压缩机 系统10的共同的壳体26中，其中随后通过齿轮传动装置30设置了用于驱动液压泵14的 辅助驱动装置24。在齿轮传动装置30和压缩机12之间另外布置了离合器22。带有可标 准化的连接接口 34的、一个唯一的传动系16用于驱动压缩机系统10，通过使用该传动系可 以实现将压缩机系统10标准化地连接到驱动发动机18上。特别的是，如果代替这种类型的压缩机系统使用根据本发明的压缩机系统，不需 要在传动系16的区域中另外进行改变。图4示出了根据本发明的、没有加装的液压泵的压缩机系统的外部视图。示出了 布置在壳体26中的压缩机12，该压缩机可通过离合器控制接口 36和在图中不可见的传动 系分离。此外在最显著的位置(Fordergrimd)中可看到一个连接法兰38和另一个在其上 面可以连接液压泵的连接法兰38'。视要求而定可考虑的是，两个在连接法兰38，38'处的液压泵也同时运行，或为另外的辅助机组供给传动能量。图5示出了穿过根据本发明的、没有加装的液压泵的压缩机系统的横截面。由图 4已经已知的压缩机系统在截面图中示出。特别可看到的是齿轮传动装置30和另外的齿 轮传动装置44，它们布置在压缩机12的两个不同的侧面上。离合器22布置在另外的齿轮 传动装置44和压缩机12之间，并且可通过离合器控制接口 36操作。另外的齿轮传动装置 44的传动比可以类似于齿轮传动装置30的传动比自由选择，并且特别地既可以为一也可 以不为一。由未示出的传动系传递到齿轮传动装置30上的力通过轴42传递到另外的齿轮 传动装置44上。从那里，该力可以分接到连接法兰38，38'上，或通过离合器22传递到压 缩机12上。在压缩机12对应的曲轴46和齿轮传动装置30之间的连接通过轴套40得以 实现，该轴套既支承了齿轮传动装置30的齿轮又支承了曲轴46。同样可以应用两个单独的 轴套，则它们可任意定位。这种支承在此自由旋转地进行，从而使齿轮传动装置30的齿轮 可以不取决于曲轴46旋转。图6示出了在根据本发明的压缩机系统中的力传递路径的示意性结构。通过传动 系16将力以转矩的形式传递到齿轮传动装置30上。示出的齿轮传动装置30包括三个齿 轮，为了简明起见未示出这些齿轮的齿。引入齿轮传动装置30的力通过轴42传递到另外 的齿轮传动装置44上，另外的齿轮传动装置具有两个连接法兰38，38'，未示出的辅助机 组、例如液压泵可连接在该连接法兰上面。由另外的齿轮传动装置44通过离合器22驱动 压缩机的曲轴46，该曲轴借助于轴套40支承在朝向齿轮传动装置30的侧面上。轴套40同 时支承了齿轮传动装置30的齿轮，其中曲轴46和齿轮传动装置30的齿轮可彼此独立地旋 转。轴套40也就支承了在压缩机壳体26中的曲轴46，并且在曲轴46上自由旋转地支承了 齿轮传动装置30的齿轮。因此可通过对离合器22的操作中断到压缩机的曲轴46上的力 传递，而此外可在连接法兰38，38'处撤回转矩形式的驱动力。图7示出了带有根据本发明的压缩机系统的第二实施方式的商用车辆的示意图。 与图1中示出的实施方式相反，用于在图7中示出的压缩机系统10的驱动力直接由传动装 置32传递到齿轮传动装置30上。因此可以取消例如是轴形式的传动系。根据在图7中示 出的实施方式，例如可以将传动装置32的齿轮直接啮合到齿轮传动装置30的齿轮中，并且 因此为压缩机系统10供给传动能量。图8示出了带有根据本发明的压缩机系统的第三实施方式的商用车辆的示意图。 在图8中示出的压缩机系统10的实施方式基于已经在图6中说明的力传递路径。通过传 动装置30和传动系16将传动能量引入齿轮传动装置30中，其中由轴套40支承了齿轮传 动装置30的未明确示出的齿轮。引入齿轮传动装置30中的力通过轴42传递到另外的齿 轮传动装置44上，并且从该处通过离合器22输送给压缩机12。压缩机12的曲轴在此由轴 套40'支承在背离离合器22的侧面上。与图6相反的是，在此实施方式中设置轴套40'， 其在空间上和轴套40间隔地布置。在另外的齿轮传动装置44上还设置了连接法兰38和 另外的连接法兰38'，在这些连接法兰上面可连接液压泵14和泵14'。泵14'在此象征 性地代表一个任意的、需要由驱动发动机18驱动的辅助机组、例如冷却剂泵。图9示出了带有根据本发明的压缩机系统的第四实施方式的商用车辆的示意图。 在图9中示出的实施方式以这种方式区别于在图8中示出的实施方式，如将转矩引入压缩 机系统10中。类似于在图7中示出的实施方式，转矩直接由传动装置32传递到齿轮传动装置30上，其中放弃了一个位于它们之间的轴。图10示出了在根据本发明的压缩机系统中的力传递路径的第二实施方式。示出 的力传递路径由此特别地区别于由图3提及的实施方式，即齿轮传动装置30包括三个齿 轮，并且传动系16和曲轴46没有共同连接在齿轮传动装置30的单独的齿轮上。以这种方 式可以在对另外区域中的齿轮传动装置30布置时改变压缩机和辅助驱动装置24的转速。图11示出了根据本发明的压缩机系统的第二外部视图。示出的压缩机系统10特 别通过在图11中未示出的辅助机组、例如液压泵的装配位置区别于由图2已知的压缩机系 统10。辅助机组装配在连接法兰38处，从而其占据了在压缩机的汽缸头48和在壳体26内 部的齿轮传动装置处的连接法兰38之间的位置。图12示出了在根据本发明的压缩机系统中的力传递路径的第三实施方式。示出 的力传递路径通过应用带有皮带52和附加的张紧轮的皮带传动装置50与由附图已知的实 施方式相区别，该皮带传动装置具有由图6已知的另外的齿轮传动装置的功能。为了实现 更好的简明性，未示出用于连接辅助机组的连接法兰。然而可类似于图6设置相应的连接 可能性。图13示出了在根据本发明的压缩机系统中的力传递路径的第四实施方式。代替 由图12已知的皮带传动装置50，在图13中应用了带有链条56和附加的张紧轮的链条传动 装置54。这里也可类似于图12设置用于辅助机组的连接可能性。在上述说明书中、附图中以及在权利要求书中公开的本发明的特征可以不仅单独 地、也在任意的组合中对于实现本发明来说都是重要的。参考标号表10压缩机系统12压缩机14液压泵14'泵16传动系18驱动发动机20商用车辆22亩A典 闲I=I研24辅助驱动装置26壳体28传动线路30齿轮传动装置32传动装置34连接接口36离合器控制接口38连接法兰38'另外的连接法兰40轴套40'另外的轴套42轴44另外的齿轮传动装置46曲轴48汽缸头50皮带传动装置52皮带54链条传动装置56链条权利要求一种用于为商用车辆(20)供给压缩空气的压缩机系统(10)，所述压缩机系统具有压缩机(12)、离合器(22)和液压泵(14)，其中所述压缩机系统(10)可通过传动系(16)驱动并且所述压缩机(12)可通过所述离合器(22)完全地和驱动发动机(18)分离，其特征在于， 所述传动系(16)包括齿轮传动装置(30)，所述液压泵(14)可通过所述齿轮传动装置驱动；和 所述离合器(22)布置在所述齿轮传动装置(30)和所述压缩机(12)之间。2.根据权利要求1所述的压缩机系统(10)，其特征在于，所述压缩机(12)和所述液压 泵(14)集成在共同的壳体(26)中。3.根据权利要求1或2所述的压缩机系统(10)，其特征在于，所述齿轮传动装置(30) 具有不为一的传动比。4.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机系统(10)，其特征在于，所述压缩机系统 (10)包括另外的、在所述压缩机(12)的背离所述齿轮传动装置(30)的侧面上的传动装置 (44，50，54)。5.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机系统(10)，其特征在于，-所述齿轮传动装置(30)部分地利用轴套(40)支承；和-所述轴套(40)同时支承了所述压缩机(12)的曲轴(46)。6.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机系统(10)，其特征在于，所述齿轮传动装 置(30)和所述曲轴(46)通过所述轴套(40)自由旋转地彼此连接。7.一种用于运行为商用车辆(20)供给压缩空气的压缩机系统(10)的方法，所述压缩 机系统具有压缩机(12)、离合器(22)和液压泵(14)，其中所述压缩机系统(10)通过传动 系(16)驱动并且所述压缩机(12)通过所述离合器(22)完全地和驱动发动机(18)分离， 其特征在于，-所述液压泵(14)通过齿轮传动装置(30)由所述传动系(16)驱动；和-将在所述齿轮传动装置(30)和所述压缩机(12)之间的所述传动系(16)断开，以便 使得所述压缩机(12)和所述驱动发动机(18)分离。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述压缩机(12)和所述液压泵(14)集成 在共同的壳体(26)中。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述液压泵(14)通过传动比不为一 的所述齿轮传动装置(30)驱动。10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述压缩机(12)通过另外 的传动装置(44，50，54)驱动，所述另外的传动装置从所述传动系(16)出发看去布置在所 述齿轮传动装置(30)后面。全文摘要本发明涉及一种用于为商用车辆(20)供给压缩空气的压缩机系统(10)，该压缩机系统具有压缩机(12)、离合器(22)和液压泵(14)，其中压缩机系统(10)可通过传动系(16)驱动并且压缩机(12)可通过离合器(22)完全地和驱动发动机(18)分离。根据本发明提出传动系(16)包括齿轮传动装置(30)，液压泵(14)可通过该齿轮传动装置驱动；并且离合器(22)布置在齿轮传动装置(30)和压缩机(12)之间。此外本发明涉及一种用于运行压缩机系统(10)的方法。文档编号F04B23/10GK101952589SQ200980106212 公开日2011年1月19日 申请日期2009年6月4日 优先权日2008年6月4日发明者吉勒·埃布拉尔, 约尔格·迈拉尔 申请人:克诺尔商用车制动系统有限公司