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压缩机装置、压缩空气供应设备及其运行方法、压缩空气供应系统以及车辆

阅读:850发布:2020-06-11

专利汇可以提供压缩机装置、压缩空气供应设备及其运行方法、压缩空气供应系统以及车辆专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于运行车辆的压缩空气供应设备的 压缩机 装置,其具有压缩机(330),压缩机具有电动 马 达(332)和 气动 的 增压 机(331),电动马达作为具有包括功率 电子 设备的驱控 电路 的、电子整流的无刷直流马达来形成;其中,电动马达(332)构造为外动子马达的形式。本发明还涉及一种具有这种压缩机装置的压缩空气供应设备。本发明还涉及一种具有气动设备,尤其是空气 弹簧 设备以及具有这种压缩空气供应设备的车辆。本发明还涉及一种用于运行具有这种压缩机装置的车辆的压缩空气供应设备的方法。,下面是压缩机装置、压缩空气供应设备及其运行方法、压缩空气供应系统以及车辆专利的具体信息内容。

1.一种用于运行车辆的压缩空气供应设备的压缩机装置,其具有压缩机(330),所述压缩机具有:
-电动达(332),所述电动马达作为具有包括功率电子设备的驱控电路的、电子整流的无刷直流马达来形成,
-气动增压机(331),
其特征在于,
-所述电动马达(332)以外动子马达的形式形成,并且
-所述电动马达具有转子,所述转子形成有转子罩,
其中,转子罩至少在联接部分中一体式地或借助摩擦合和/或形状锁合连接方式-接到与所述转子联接的驱动轴上和/或
-接到冲程栓柱上,
并且其中,驱控电路另外还具有第一调节模,其被构造用于提供针对所述转子的旋转能量的能量存储器范围的程度,其中,所述第一调节模块被构造用于对所述转子的转动速度进行监控和/或控制或调节。
2.根据权利要求1所述的压缩机装置,其特征在于,所述增压机作为单缸、双缸或多缸增压机形成。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机装置,其特征在于,
-所述电动马达还具有定子,其中,所述定子通过气隙分开地保持在转子中,并且被转子以能转动的方式包围,
-所述转子承载有确定数量的永磁体,并且
-所述定子承载有具有电枢绕组的电枢,所述电枢绕组联接到电子的驱控电路上,其中,
-所述增压机具有至少一个连杆和至少一个活塞,其能经由曲轴驱动,其中,所述曲轴联接到所述驱动轴上,并且其中,
-所述电动马达与所述电子的驱控电路控制连接,所述驱控电路被构造用于对无刷马达进行电子整流,并且在功率电子设备中具有至少一个电子的继电器和/或直流变压器,并且所述功率电子设备具有直流电压源作为输入端,并且具有交流电压源作为输出端。
4.根据权利要求3所述的压缩机装置,其特征在于,冲程栓柱在马达从动侧并相对马达轴线(MA)偏心地联接到所述驱动轴上,所述冲程栓柱形成所述曲轴。
5.根据权利要求3所述的压缩机装置,其特征在于,电子的驱控电路另外还具有:
-第二调节模块,其被构造用于监控所述转子的转速。
6.根据权利要求3所述的压缩机装置,其特征在于,所述电动马达被构造用于在压调节运行中运行,其中,所述电子的驱控电路另外还具有:
-第三调节模块,其被构造用于在压力调节运行中运行所述电动马达。
7.根据权利要求3所述的压缩机装置,其特征在于,所述电子的驱控电路另外还具有:
-第四调节模块,其被构造用于进行平缓起动调节和/或惯性滑行调节,以便限制所述电动马达的起动电流和/或惯性滑行电流。
8.根据权利要求3所述的压缩机装置,其特征在于,所述电子的驱控电路被构造用于调整运行电压,运行电压与车载电网电压相匹配地从下列范围的组中在其中一个或多个电压范围内选出,所述范围包括:
-在8V与50V之间的电压;
-在10V与15V之间的电压,
-在14V与37V之间的电压,
-在42V与49V之间的电压,
-在200与650V之间的电压。
9.根据权利要求1或2所述的压缩机装置,其特征在于,增压机能够经由由电动马达和曲柄传动机构形成的驱动器驱动,其中,所述驱动器安置在包围曲柄传动机构和电动马达的集成式的驱动器壳体(30)中并且联接到活塞壳体(1101A)上,其中,所述集成式的驱动器壳体与马达壳体(1102)和曲柄壳体(1101B)组合。
10.根据权利要求3所述的压缩机装置,其特征在于,冲程栓柱一体式地或借助摩擦锁合和/或形状锁合连接方式接到所述驱动轴上。
11.根据权利要求3所述的压缩机装置,其特征在于,
-所述驱动轴、冲程栓柱和至少一个联接部分形成了一体式的和/或借助摩擦锁合和/或形状锁合连接方式形成的曲柄连杆机构构件,其中,
-所述曲柄连杆机构构件被轴承装置支承,所述轴承装置包括连杆轴承和至少一个轴线轴承。
12.根据权利要求1或2所述的压缩机装置,其特征在于,所述驱动轴、冲程栓柱和至少联接部分形成了一体式的和/或借助摩擦锁合和/或形状锁合连接方式形成的曲柄连杆机构构件,其中,
-所述曲柄传动机构构件与对置轴承件组合地被轴承装置支承,所述轴承装置包括连杆轴承、轴线轴承和对置轴线轴承。
13.根据权利要求1或2所述的压缩机装置,其特征在于,
-轴承装置包括连杆轴承、第一轴线轴承和第二轴线轴承;或者
-轴承装置包括连杆轴承和第一轴线轴承或第二轴线轴承和对置轴线轴承。
14.根据权利要求12所述的压缩机装置,其特征在于,在马达从动侧并与马达轴线偏心地,所述曲柄传动机构构件或所述对置轴承件具有平衡配重
15.根据权利要求1或2所述的压缩机装置,其特征在于,驱动轴支承在与连杆轴承直接相邻地布置的第一轴线轴承中,其中,所述第一轴线轴承布置在转子罩内部或外部。
16.根据权利要求1或2所述的压缩机装置,其特征在于,转子和/或驱动轴支承在至少部分地通过所述驱动轴与连杆轴承相间隔开地布置的第二轴线轴承中,其中,所述第二轴线轴承布置在转子罩的内部或外部。
17.根据权利要求1或2所述的压缩机装置,其特征在于,
-第一轴线轴承作为马达从动侧的轴线轴承固定在驱动器壳体的中间壁(31)上;和/或-第二轴线轴承作为与马达从动侧的轴线轴承相对置的轴线轴承固定在驱动器壳体(30)的配属于电动马达的壳体外壁上;和/或
-对置轴线轴承作为马达从动侧的轴线轴承固定在所述驱动器壳体(30)的另外的配属于曲柄传动机构的壳体外壁上。
18.根据权利要求1或2所述的压缩机装置,其特征在于,定子和/或转子经由悬臂梁来保持,悬臂梁具有拱曲的悬臂区段。
19.根据权利要求18所述的压缩机装置,其特征在于,所述悬臂区段横向于驱动轴延伸,以及
-用于所述定子的第一悬臂区段接在驱动器壳体上,和/或
-用于所述转子的第二悬臂区段接在驱动轴上和/或冲程栓柱上。
20.根据权利要求1所述的压缩机装置,其特征在于,所述摩擦锁合和/或形状锁合连接方式是压配合。
21.根据权利要求3所述的压缩机装置,其特征在于,所述转子罩构造用于表现为平衡配重的转子罩。
22.根据权利要求3所述的压缩机装置,其特征在于,所述定子承载有具有电枢绕组的叠片组。
23.根据权利要求3所述的压缩机装置,其特征在于,所述驱控电路布置在压缩机装置的壳体内部。
24.根据权利要求3所述的压缩机装置,其特征在于,所述驱控电路联接到电子的整流器上。
25.根据权利要求5所述的压缩机装置,其特征在于,第二调节模块构造用于对转子的转速进行控制或调节。
26.根据权利要求5所述的压缩机装置,其特征在于,所述电动马达被联接到转速调节器上,所述转速调节器被构造用于以能调节的方式调整马达上的运行电压和/或旋转场频率
27.根据权利要求5所述的压缩机装置,其特征在于,所述电动马达被联接到转速调节器上,所述转速调节器被构造用于恒定地保持或提高马达上的运行电压和/或旋转场频率。
28.根据权利要求6所述的压缩机装置,其特征在于,所述第三调节模块联接到所述增压机的压力调节接口上。
29.根据权利要求7所述的压缩机装置,其特征在于,所述第四调节模块被构造用于以能调节的方式调整马达上的运行电压。
30.根据权利要求7所述的压缩机装置,其特征在于,所述第四调节模块被构造用于恒定地保持或降低马达上的运行电压。
31.根据权利要求8所述的压缩机装置,其特征在于,运行电压形式为交流电压源。
32.根据权利要求8所述的压缩机装置,其特征在于,替选地或选择性替选地或能组合地或同时从下列范围的组中在其中一个或多个电压范围内选出,所述范围包括:
-在8V与50V之间的电压,
-在10V与15V之间的电压,
-在14V与37V之间的电压,
-在42V与49V之间的电压,
-在200与650V之间的电压。
33.根据权利要求8所述的压缩机装置,其特征在于,所述其中一个或多个电压范围是直流电压的其中一个或多个电压范围。
34.根据权利要求8所述的压缩机装置,其特征在于,在10V与15V之间的电压为12V。
35.根据权利要求8所述的压缩机装置,其特征在于,在42V与49V之间的电压为48V。
36.根据权利要求9所述的压缩机装置,其特征在于,在马达壳体(1102)与曲柄壳体(1101B)之间没有间隔壁。
37.根据权利要求10所述的压缩机装置,其特征在于,所述摩擦锁合和/或形状锁合连接方式是压配合。
38.根据权利要求11所述的压缩机装置,其特征在于,所述轴承装置包括连杆轴承和第一和第二轴线轴承。
39.根据权利要求12所述的压缩机装置,其特征在于,所述轴承装置包括连杆轴承和正好一个第一或第二轴线轴承和对置轴线轴承。
40.根据权利要求13所述的压缩机装置,其特征在于,第一轴线轴承和/或第二轴线轴承借助至少一个滚动轴承滚针轴承形成。
41.根据权利要求40所述的压缩机装置,其特征在于,所述至少一个滚动轴承或滚针轴承具有至少一个轴承套。
42.根据权利要求14所述的压缩机装置,其特征在于,
-所述平衡配重在连杆轴承与第一轴线轴承之间形成在所述曲柄传动机构构件上;或者
-所述平衡配重在所述连杆轴承与所述对置轴线轴承之间形成在所述对置轴承件上。
43.根据权利要求14所述的压缩机装置,其特征在于,
-所述平衡配重一体式地作为冲程栓柱的一部分来形成;或者
-所述平衡配重一体式地作为所述对置轴线轴承件的一部分来形成。
44.根据权利要求15所述的压缩机装置,其特征在于,
驱动轴仅支承在第一轴线轴承中。
45.根据权利要求16所述的压缩机装置,其特征在于,
转子和/或驱动轴仅支承在第二轴线轴承中。
46.根据权利要求17所述的压缩机装置,其特征在于,第二轴线轴承固定在所述壳体外壁的外翻部(32.1)上。
47.根据权利要求17所述的压缩机装置,其特征在于,第二轴线轴承固定在壳体盖(32)上。
48.根据权利要求17所述的压缩机装置,其特征在于,第二轴线轴承固定在电动马达壳体封闭部旁边。
49.根据权利要求17所述的压缩机装置,其特征在于,对置轴线轴承固定在所述驱动器壳体(30)的另外的配属于曲柄传动机构的壳体外壁的外翻部(34.1)上。
50.根据权利要求17所述的压缩机装置,其特征在于,对置轴线轴承固定在壳体盖板(34)上。
51.根据权利要求17所述的压缩机装置,其特征在于,对置轴线轴承固定在压缩机壳体封闭部旁边。
52.根据权利要求18所述的压缩机装置,其特征在于,所述悬臂区段具有大致呈V形的横截面。
53.根据权利要求19所述的压缩机装置,其特征在于,述第一和/或第二悬臂区段一体式地或借助摩擦锁合和/或形状锁合连接方式来保持。
54.一种具有根据权利要求1至53中任一项所述的压缩机装置的压缩空气供应设备,其用于运行车辆的气动设备(1001),所述压缩空气供应设备具有:
-压缩空气输送部(1)、至气动设备(1001)的压缩空气接口(2)和至周围环境的排气接口(3);
-在所述压缩空气输送部(1)与所述压缩空气接口(2)之间的气动主线路(210),所述气动主线路具有空气干燥器(211);
-在所述压缩空气接口(2)与所述排气接口(3)之间的具有排气(322)的排气线路(220),其中,
-能够用能由所述压缩机装置产生的压缩空气来加载所述压缩空气输送部(1)。
55.根据权利要求54所述的压缩空气供应设备,其特征在于,车辆的气动设备是空气弹簧设备和/或制动器和/或针对压缩空气的准备装置。
56.根据权利要求54所述的压缩空气供应设备,其特征在于,所述气动主线路具有阀装置的能解阻塞的止回阀。
57.根据权利要求54所述的压缩空气供应设备,其特征在于,排气阀与阀装置(320)的控制阀(321)连接。
58.一种压缩空气供应系统(1002),其具有气动设备(1001),其中,
-为了用压缩空气流运行所述气动设备(1001)和/或用于准备压缩空气,
-联接到根据权利要求1至18和20至52中任一项所述的压缩机装置的压缩机(330)上的压缩空气输送部(1)和至所述气动设备(100)的压缩空气接口(2)气动连接。
59.根据权利要求58所述的压缩空气供应系统,其特征在于,所述压缩空气供应系统具备带有气动主线路(210)的根据权利要求54至57中任一项的压缩空气供应设备(1000)。
60.根据权利要求58所述的压缩空气供应系统,其特征在于,所述压缩空气供应系统用于运行车辆的空气弹簧设备。
61.根据权利要求58所述的压缩空气供应系统,其特征在于,所述压缩空气供应系统用于运行轿车的空气弹簧设备。
62.根据权利要求58所述的压缩空气供应系统,其特征在于,所述压缩空气供应系统用于运行运动型多用途汽车的空气弹簧设备。
63.根据权利要求58所述的压缩空气供应系统,其特征在于,所述压缩空气供应系统用于运行载重车辆的空气弹簧设备。
64.根据权利要求58所述的压缩空气供应系统,其特征在于,所述压缩空气供应系统用于运行商用车辆的空气弹簧设备。
65.一种车辆,其具有气动设备(1001)和用于用压缩空气流(DL)运行所述气动设备(1001)的根据权利要求54至57中任一项的压缩空气供应设备。
66.根据权利要求65所述的车辆,其特征在于,所述气动设备是空气弹簧设备。
67.一种用于运行具有压缩机装置的车辆的压缩空气供应设备的方法,所述压缩机装置具有压缩机(330),所述压缩机具有:
-电动马达(332),其构造为具有包括功率电子设备的驱控电路的电子整流的无刷直流马达,
-气动的增压机(331),
其特征在于,
-所述电动马达(332)以外动子马达的形式形成,并且所述电动马达具有转子,所述转子形成有转子罩,其中,转子罩至少在联接部分中一体式地或借助摩擦锁合和/或形状锁合连接方式
-接到与所述转子联接的驱动轴上和/或
-接到冲程栓柱上,
并且其中,驱控电路另外还具有第一调节模块,其被构造用于提供针对所述转子的旋转能量的能量存储器范围的程度,其中,所述第一调节模块被构造用于对所述转子的转动角速度进行监控和/或控制或调节。
68.根据权利要求67所述的方法,其特征在于,所述摩擦锁合和/或形状锁合连接方式是压配合。
69.根据权利要求67所述的方法,其特征在于,所述方法具有如下步骤:
-给定针对转子能量的能量储存器范围的程度。

说明书全文

压缩机装置、压缩空气供应设备及其运行方法、压缩空气供应

系统以及车辆

技术领域

[0001] 本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的压缩机装置。此外,本发明还涉及一种压缩空气供应设备以及一种压缩空气供应系统和一种具有这种压缩空气供应设备的车辆。

背景技术

[0002] 用于车辆中的空气悬架或其它应用的空气供应设备是已公知的。这些空气供应设备产生压缩空气,以便将这些压缩空气输送给示例性地提及的空气悬架。压缩空气借助增压机产生,增压机通过电动达驱动。为此通常使用有刷直流马达作为电动马达。该直流马达在车辆的,尤其是轿车的车载电网中,被供以来自电池电能。这种电池例如在其联接端子上具有在9至15V范围内的电压。电压幅度尤其取决于电池的当前的负荷和其充电状态。
[0003] 为了使压缩机的电动马达运行,该电动马达可以借助继电器与电池电连接。然后将在该示例中保持不变的9V至15V的电压施加在马达上,并且由此驱动马达。在电动马达起动时会出现非常高的起动电流,其也会导致电池的至少暂时的电压下降。运行车载电网中的另外的耗电器,尤其是起动车载电网中的另外的耗电器,同样会使电池电压下降,或者断开这种耗电器又会使电池电压提升。电池的这种不稳定的电压导致了有不同的电流,不同的电流又会在电动马达中导致不是最佳的运行情况,或者例如导致了更高的刷磨损。此外,还造成了电动马达并且进而是增压机的不同的转速,这会导致有不同的噪音生成。尤其地,很难能够使减噪与预先确定的噪音频率相协调。
[0004] 例如由CN201794753U公知了一种无刷电动马达。原则上,电子整流的且无刷马达作为具有功率电子设备的直流马达(所谓的BDLC马达)形成。绕组通常安装在定子上,而不是(如在有刷直流马达中那样)安装在转子中;在BLDC马达中,通过电子的整流器、亦即用于控制马达的驱动器的且所谓的BLDC驱控电路替代了机械的整流器或电刷系统。通常,为了永久励磁,在转子中安放有永磁体。具有功率电子设备的驱控电路可以使直流供应电压连到马达绕组上。大多数的BLDC马达具有三个绕组,它们呈星形地连接。通过脉宽调制(PWM-Plus Width Modulation),驱控电路例如可以改变到马达的平均电压,以便控制转动速度。例如嵌入在定子中的霍尔传感器可以测量转子的位置。当转子磁极经过霍尔传感器时,于是霍尔传感器发出高的或低的信号,由此指明,是否是北极或南极。BLDC马达也可以通过如下方式进行整流,即,监控后台的EMF信号而取代使用霍尔传感器信号。于是,马达在一个开环的回路中起动,并且然后切换成对扫描后态的EMF的控制。但是,却通常局限于具有相当恒定的转矩并且不具有动态要求的应用。
[0005] DE 10 2007 042 318 A1描述了一种本文开头提到的压缩机装置,其具有紧凑的干式运行的活塞压缩机,该活塞压缩机具有至少一个用于压缩所配属的活塞的空气的缸体,通过电动马达,活塞能够被由曲轴连杆构成的曲柄传动机构运动起来。为此,曲柄传动机构安置在壳体的第一个半壳体中,而电动马达安置在壳体的第二半壳体的里面。在隔开半壳体的间隔壁中置入有曲柄传动机构和电动马达共同的滚动轴承。电动马达按照无刷直流马达的类型实施,其定子由具有芯的线圈绕组构成,而其转子配备有永磁体。电动马达的整流电子设备布置在安置在第二半壳体中的印刷电路板上。构造为内动子的电动马达可以具有与曲轴一体式构成的转子,该转子能够在定子里面旋转。这种本文开头提到的压缩机装置在驱控和结构上的设计方面还能够加以改进。
[0006] 本文开头提到的类型的气动设备尤其以车辆的空气弹簧设备的形式形成,该空气弹簧设备利用压缩空气供应设备来运行。
[0007] 压缩空气供应设备用在所有类型的车辆中,尤其用于给车辆的空气弹簧设备供应压缩空气。空气弹簧设备也可以包括平调节装置,用它们可以调整在车辆车桥与车辆车身之间的间距。本文开头提到的气动的系统的空气弹簧设备包括一定数量的气动地联接到共同的线路(通道)上的气囊,气囊随着增加压缩空气填充(也被称为充气)而使车辆车身提升,而相应地随着减少压缩空气填充(也称为排气)而使车辆车身降低。在此,通常引导有具有直至20bar或更多的压的压缩空气。随着在车辆车桥与车辆车身之间的间距或离地距离增加,弹簧行程变长并且还可以克服较大的地面不平坦度,而不会发生与车辆车身碰触。优选地,这些系统越来越多地被用在越野车和运动型多用途汽车(Sport Utility Vehicles(SUV))中。尤其是在SUV中,在马达是非常强劲的情况下值得期待的是,车辆一方面针对在道路上的很高的速度而配设以较小的离地距离,而另一方面针对越野而配设以较大的离地距离。另外值得期待的是,尽可能快速地转变离地距离的变化,这就提高了对压缩空气供应设备,尤其也是压缩机装置在快捷性、灵活性和可靠性方面的要求。但该压缩机装置仍然要尽可能是低磨损且坚固耐用的或紧凑的,并且尤其要满足车辆的结构空间要求。
[0008] 为了确保压缩空气供应设备长期运行,压缩空气供应设备的气动主线路具有空气干燥器,用它可以对压缩空气进行干燥。由此避免了湿气在气动的系统内的积聚。在较低的温度下,湿气会导致对造成损伤的晶体生成,并且此外会导致在压缩空气供应设备中和在气动设备中的不期望的影响。空气干燥器具有干燥介质,通常是能被压缩空气穿流过的颗粒散料,从而通过吸附作用使颗粒散料可以吸收包含在压缩空气中的湿气。空气干燥器必要时可以设计成再生的空气干燥器。在此,在每次排气循环时,大多沿着逆流(但根据方案而定地也可能是沿着相对充气方向的顺流)地给颗粒散料穿流使来自气动设备,尤其是空气弹簧设备的经干燥的压缩空气。空气干燥器的再生基本上可以通过在空气干燥器上的压力变换来实现,其中,与吸附相比较在再生时存在的压力通常更小,以便能够实现从颗粒中输出湿气。为此,可以打开排气阀装置,其中,空气干燥器的再生性能通常取决于在压缩空气供应设备中的压力情况和压力变换幅度。对这种所谓的压力变换吸附来说也被证实是值得期待的是,灵活且同时可靠地设计压缩空气供应设备。尤其应当一方面能够实现较快速的排气,并且尽管如此对空气干燥器的再生来说是足够高的压力变换幅度(也就是说在再生时)仍然提供了低的气体压力。
[0009] 值得期待的是,以尽可能有利的方式,使压缩空气供应设备与车辆的需求相匹配;这一点适用于对这种压缩空气供应设备进行气动的、在结构上的和/或电的和/或电子的设计,这尤其涉及一种用于运行压缩空气供应设备的压缩机装置。

发明内容

[0010] 在此处开始的本发明,其任务是,说明一种装置和一种方法,借助它们可以以更好的方式提供压缩空气;尤其应当改进它们的在结构上的和/或电的和/或电子的设计。尤其地还要说明一种压缩机装置、一种压缩空气供应设备,优选地另外还要说明一种压缩空气供应系统和一种车辆。
[0011] 尤其地,本发明的任务是说明一种压缩机装置,其较紧凑,尤其仍然还要结实耐用且较灵活地被构造用来运行压缩空气供应设备。尤其地,另外的任务是,以简化的方式实施并且以较少的维护费用和/或装配费用来构造装置;仍然还要持久地改进装置的使用寿命。尤其地,本发明的任务还要说明一种装置,该装置能够以更好的方式,尤其是在相对更为有利地被预先给定的运行范围内以在结构上电的且气动的方式来运行。特别有利的是,在装置中有利地减少了共振和噪音负荷,尤其地,应当能够利用现有的外围系统的电子和电的前提条件来控制和/或调节用于产生压缩空气的装置。
[0012] 关于装置,该任务通过本发明利用本文开头提到的类型的压缩机装置来解决,在该压缩机装置中,根据本发明设置了权利要求1的区分性的部分的特征。
[0013] 压缩机装置被构造用于运行车辆的压缩空气供应设备,并且具有压缩机,压缩机具有:
[0014] -电动马达,其作为具有包括功率电子设备的驱控电路的、电子整流的无刷直流马达(BL-DC马达)来形成;
[0015] -气动的增压机。根据本发明设置的是,以外动子马达的形式形成电动马达。
[0016] 关于方法,该任务通过具有权利要求24的方法的发明来解决。根据本发明设置的是,车辆的压缩空气供应设备利用以外动子马达的形式形成电动马达的压缩机装置来运行。
[0017] 在方法的特别优选的改进方案的范围内可以设置的是,提前设定针对转子的旋转能量的能量储存器范围的程度。
[0018] 本发明的方案还涉及一种根据权利要求21的压缩空气供应设备和一种根据权利要求18的压缩空气供应系统以及一种根据权利要求22的车辆和一种根据权利要求23的车辆。
[0019] 具有压缩机装置的压缩空气供应设备优选被构造用于运行气动设备,尤其是车辆的空气弹簧设备,并且该压缩空气供应设备具有:
[0020] -压缩空气输送部、至气动设备的压缩空气接口和至周围环境的排气接口;
[0021] -在压缩空气输送部与压缩空气接口之间的气动主线路,该气动主线路具有空气干燥器,尤其是阀装置的能解阻塞的止回阀;
[0022] -在压缩空气接口与排气接口之间的具有尤其与阀装置的控制阀连接的排气阀的排气线路,其中,
[0023] -能够用可由压缩机装置产生的压缩空气来加载压缩空气输送部。
[0024] 优选地,气动设备以空气弹簧设备的形式形成,其具有通道和至少一个气动地联接到通道上的分支线路,分支线路具有气囊和/或存储器以及布置在气囊和/或存储器前面的换向阀。
[0025] 具有气动设备以及具有压缩空气供应设备的压缩空气供应系统优选被构造用于利用压缩空气流来运行气动设备,尤其是车辆的,优选是轿车的空气弹簧设备,其中,气动主线路将压缩机的压缩空气输送部与至气动设备的压缩空气接口气动地连接起来。
[0026] 车辆,尤其是轿车配设有气动设备,尤其是空气弹簧设备和压缩空气供应设备,用于利用压缩空气流运行气动设备。
[0027] 原则上,具有根据本发明设计的压缩机装置的本发明的方案也可以针对在车辆范围中,尤其在轿车中和/或商用车辆领域中的其他应用进行转变;尤其是并不局限于形式为空气弹簧设备的气动设备。因此,(具有或没有用于产生压缩空气流和/或用于制备出压缩空气的压缩空气供应设备的)压缩机装置优选也可以用于其他的汽车的气动设备中。原则上属于此的是,在车辆领域中的具有动态的或静态的运行要求特点的各种类型的压缩用途,尤其是例如针对空调增压机的尤其是作为车辆内的空调设备的一部分的应用、针对尤其是作为转向助力装置的一部分或作为的一部分的电液压式的增压机用途的应用,尤其是针对ABS/EBS液压泵真空泵或类似物的另外的根据本发明的方案的压缩机装置的应用。
[0028] 本发明基于如下思路,即,用于运行压缩空气供应设备的压缩机装置应当设置有形式为气动的增压机的压缩机,经由具有电动马达的驱动器能够驱动该压缩机。
[0029] 另外,本发明基于如下思路,即,优点在于,电子整流的无刷马达(就此而言也被称为无刷直流马达(BL-DC马达))适用于紧凑地构造压缩机装置,并且本身还可以借助形式为外动子马达的电动马达的根据本发明的应用来持久地以及能灵活运行形成;这本身还考虑到了相对来说首先能总体上更为成本低廉地采用有刷马达的方案。本发明认识到,这种电子整流的无刷电动马达可以通过如下方式以再次改进的方式来实施,即,以外动子马达的形式形成电动马达。由此提供了如下基础,即,在汽车领域中的即使是动态的要求也能够通过借助BLDC马达充分利用外动子马达的提高的惯性矩得到满足。
[0030] 此外,优点在于,可以借助电动马达以外动子马达的形式的结构上的方案来实现明显减少电动马达的进而是压缩机装置的和压缩空气供应设备的装入空间。本发明在第一观点中认识到,外动子马达在本发明的方案的范围内为压缩机装置的尤其是结构上的方案带来了明显的优势。
[0031] 本发明的有利的改进方案由从属权利要求得知,并且详细地说明了有利的可能性,即,在所提出的任务的范围内以及在其它的优势方面实现上文所阐述的方案。
[0032] 增压机可以构造为单缸增压机。但是优选地,增压机具有多于一个的缸;尤其构造为双缸或多缸增压机用来形成两级或多级的压缩机。尤其地,可以在增压机的双缸或多缸装置中布置有具有两个或多个级的分级活塞用来形成两级或多级的压缩机。尤其地,在增压机的双缸或多缸装置中的分级活塞被证实是能被节省结构空间且有效以及灵活地设计出来。
[0033] 尤其地,在第一个观点方面得到了完整系列的在制造和维护压缩机装置时的费用优势,尤其是其中一个或多个如下优势是由此引起的,如减少了构件数量、简化了装配或集成设计方案的可能性或取消独立的部分。因此例如表明,利用本发明的方案作为在相应的改进方案中的基础能够实现平衡配重、壳体遮盖部、独立的曲轴、挤压连接件或者以技术上可靠的方式使之成为可能,否则就无法或无法以有利的方式如利用本发明的改进方案使这成为可能。尤其地,以有利的方式例如可以使电动马达安置在形式为集成式的驱动器壳体的组合的曲柄壳体和/或马达壳体中。
[0034] 但仍然要表明的是,可以以经改进的方式利用外动子马达的磁特性用来改进电动马达的有效功率。此外,在取消电刷的情况下,可以利用经改进的撑托支承来实现对电动马达的机械负载。这总体上导致了马达的更长的使用寿命。
[0035] 通过如下方式可以实现马达的经改进的运行方式,即,在是外动子马达的情况下,由于旋转惯性矩的提高而原则上减小了共振;这已经考虑到了容易产生具有高的电流幅度的摆动式运行的可能性变小。与此无关的是,在外动子马达中以经改进的方式维护和平衡以及支承作为外动子的转子。
[0036] 在特别优选的改进方案的范围中设置的是,电动马达与电子的驱控电路控制连接,电子的驱控电路被构造用于对无刷马达进行电子整流。优选地,电动马达联接到电子的整流器上,并且在功率电子设备中通过如下方式设置有至少一个电子的继电器和/或直流变压器,即,功率电子设备具有直流电压源作为输入端,并且具有交流电压源作为输出端。
[0037] 在特别优选的改进方案的范围内,尤其是可以在驱控电路的范围内进行转变的调节作用到转子的(依照本发明的方案是外动子,尤其是转子罩或类似物的)能量存储能力上和/或利用该能量存储能力,以便以经改进的方式产生“平滑的”电流变化曲线。外动子转子的存储能力主要是基于其相比其内动子转子有更大的半径来得到,而且也在外动子转子的最外面的半径上设置增加质量的可能性的范围内来得到。由此可以在电动马达受到强烈负荷时有利地避免了对车载电网的反作用。尤其地,在利用外动子转子的相比内动子转子有所提高的离心力的情况下可以借助调节来以经改进的方式缓解和/或减小和/或在时间上延迟在车辆的车载电网上的负荷峰值;由此尤其可以在同时使用多个耗电器的情况下避免高峰幅度的叠加。由此结果可以导致对车辆的车载电网减负。
[0038] 特别有利地设置的是,在特别有利的第一改进方案中电子的驱控电路另外还具有:第一调节模,其被构造用于预先设定针对转子的旋转能量的能量存储器范围的程度,尤其是对转子的转动速度进行监控和/或控制或调节。因此以有利的方式成为可能的是,在起动期间在角运动的第一圆周部分内(例如3/4的圆周在起动角运动期间(主要是加速阶段))例如有助于在外动子转子中存入旋转能量,并且/或者在结束期间在角运动的第二圆周部分内(例如1/4的圆周在结束角运动期间(主要是压缩阶段))有助于从外动子转子输出旋转能量。在该特别优选的改进方案的范围内尤其认识到,角速度监控是有利的,以便首先确定电动马达的摆动式运行,并且就此而言提供了用来避免或尽可能快速地消除摆动式运行的前提条件。
[0039] 特别优选地,在之前提到的第一改进方案的范围内,借助第一调节模块可以实现明显在摆动极限上方的合适的转速带。但针对第一改进方案的优选的前提条件仍然在于BLDC马达的尽可能改进的限定的工作点。这可以尤其借助转速调节来实现。优选设置的是,电子的驱控电路另外还具有:
[0040] 第二调节模块,其被构造用于监控转子的转速,尤其是对转子的转速控制或调节。尤其地,电动马达联接到转速调节器上,该转速调节器被构造用于以能调节的方式调整、优选恒定地保持或提高马达上的运行电压。
[0041] 特别优选的第二改进方案已经认识到,在任何情况下对工作点保护的转速监控都是有益的。由此有利地得到了错误诊断的可能性(例如经由对如例如来自马达电流和转速测量的不同的参数的平衡或合理性控制来确定马达故障)。
[0042] 经由转动角速度的调节技术上受限定的带宽和/或外动子转子的转速,可以有利地将压缩机装置的声学转变到与车辆的最佳调谐。因此在电子的驱控电路的范围内例如可以实施压缩机装置的“低音运行”;例如以在电动马达的摆动式运行之上的较低的转速来实施压缩机装置的“低音运行”。例如已被证实有利的是,用于“低音运行”的角速度保持恒定。但是此外,附加地或替选地,较高的电流波动性可以容许有较小的共振。也可以利用这些共振作为对不可补偿地振动传递到车辆上的补充。尤其是在关于电动马达的该改进方案的范围内,可以在电子的驱控电路的范围中引入对压缩机装置的“防声响”调节,但附加或替选地也要与中央的车辆控制装置或经由其相协调。这些和另外的改进方案被证实例如在城市交通或停车时的电动或混合动力车辆中是尤其有利。也可以通过电动马达的和/或一方面是压缩机的以及另一方面是车辆上的压缩机装置的有利的初级和次级支承部有助于这些和另外的改进方案。
[0043] 尤其地,在转速监控的范围内另外已被证实是有利的是,尽可能排除了但是至少减小了压缩机的,尤其首先是电动马达的转速对车载电网中的电压状况的依赖性。可以有利地设置的是,使马达转速与整个机组的最佳的功能范围相匹配,例如考虑到内部的阀、活塞速度、支承部、对马达特定的特性曲线和参数(转速;转矩变化曲线等)的考虑。尤其已被证实有利的是,通过如下方式最小化压缩机的磨损,即,在例如过高的活塞速度的情况下借助转速调节来转变对转速的限制。
[0044] 为此,可以设置实时地针对BLDC马达进行电动马达控制和/或监控。
[0045] 例如已被证实有利的是,经由未被通电的线圈读取马达转速,并且将这些马达转速用作监视值并且/或者将这些马达转速用作针对转速调节的实际值。有利的是,可以探测到机械的故障,例如电动马达卡住。
[0046] 另外,例如已被证实有利的是,设置评估电流脉冲(例如针对转速分析的峰间(Peak-Peak)评估和/或用于确定功率消耗的求平均值)。
[0047] 尤其已被证实有利的是,设置有调节模块,其可以获知当前的曲轴位置。因此,可以有利地影响起动特性和惯性特性,尤其是例如借助结合在该曲轴位置的上止点上的电流峰值来确定曲轴位置。调节模块例如可以维持较高的但受限定的力矩(电流)直至到达或克服电动马达的上止点或直至电动马达又正常运转;为此可以有利地使用分流器(Shunt)。
[0048] 在第二观点方面业已表明的是,以协同的方式以及在协同利用现有的外围系统的情况下,在压力调节运行中使驱控形式为外动子马达的电动马达成为可能。第三改进方案已经认识到,可以以协同的方式利用驱控来对无刷马达进行电子整流,以便提供压力调节运行。该特别优选的改进方案已经认识到,被构造用于在压力调节运行中运行的外动子马达相对压缩机装置的特别是电的和/或电子的设计带来了显著的优势。尤其地,在压力调节运行的情况下应理解,压缩机容许适当的压力负荷并且/或者具体地监控和调节在增压机内的压力生成。尤其已被证实有利的是,例如在对时间要求不严格的过程中借助电子的驱控电路降低压力负荷。为此例如可以设置在能量缺乏时和有气体需求下借助变小的负荷转速进行较慢的存储器或气囊填充。另一方面,在需要时,尤其是在对时间要求严格的过程中,可以经调节地提高压力负荷;为此例如可以利用通过超转速从增压用来机快速提升的可能性,例如助力运行。
[0049] 在优选的第四改进方案中,可以设置有第四调节模块,其被构造用于对平缓起动调节和/或惯性调节进行转变,以便限制电动马达的起动电流和/或惯性电流(CSS),尤其是以能调节的方式调整、优选恒定地保持或降低马达上的运行电压。完整的电枢绕组例如可以具有三个线圈的连接起来的三个绕组。优选地,完整的电枢绕组的其中至少一个绕组联接到电的和/或电子的驱控电路上,从而经由电压调节可以实现压力调节运行和/或平缓起动和/或对用与针对电动马达的车载电网电压的匹配。例如,在起动和运行时可以转变电流限制和/或在“平缓起动”功能的情况下对电流峰值的最小化进行转变,如例如较慢地提高电动马达的转速。由此可以通过自发上升的反转矩尤其禁止电动马达的和/或压缩机的轴围绕旋转轴线的负荷交变冲击。
[0050] 尤其也可以设置的是,在最小的电流消耗的情况下(例如接近电动马达的下止点),通过如下方式利用惯性来对车载电网减负,即,引起减小配属于最小的电流消耗的电流侧面(Stromflanke)。为此在电流最小时采用硬切断;第四调节模块可以在每转一圈时获得参考。
[0051] 附加或替选地,可以有利地设置在切断瞬间对马达进行有控制的、尤其是电子的制动。这尤其也可以用来减小围绕马达轴线的摆动式运动。这一点尤其可以基于外动子转子的更高的质量而被有效地转变。
[0052] 在实施中,电枢绕组经由电子的继电器和/或直流变压器联接到外部的驱控电路上和/或车载电网上。
[0053] 优选地,电动马达与电子的驱控电路负荷和/或控制连接。为此,控制电流和/或负载电流可以穿过调节器。优选地,驱控电路布置在压缩机装置的壳体的外部,优选包括至少一个电子的继电器和/或直流变压器,并且驱控电路具有第一和/或第二和/或第三调节模块。
[0054] 在特别优选的改进方案的范围内设置的是,电动马达与电子的驱控电路控制连接,电子的驱控电路被构造用于对无刷马达进行电子整流。另外在此,电子的驱控电路被构造用于在压力调节运行中运行电动马达。
[0055] 已被证实有利的是,驱控电路作为内部的驱控电路被安置在压缩机装置的压缩机的壳体内。一方面表明,在压缩机的壳体内部可以为功率电子设备和/或驱控电路提供装入空间;也就是说,尤其不必主要提高压缩机的结构空间需求。另一方面表明,在本发明中的类型的BLDC马达的情况下,没有绞合的相当短的电缆行程是有利的,例如以便使EMV辐射(EMV-Eimissionen)保持得尽可能小。但是在外部提供其结构空间的情况下任然可以设置有外部的驱控电路,也就是说,设置在压缩机的外部,尤其是在电动马达的外部,也就是说,设置在压缩机和/或电动马达的壳体的外部,尤其在组合的压缩机和马达壳体的外部。例如,驱控电路可以有利地设置为ECU的或其余的中央的车辆控制装置的一部分或在它们附近;由此可以采用协同作用。
[0056] 在特别优选的改进方案中,驱控电路联接到电子的整流器上。另外优选地,驱控电路还具有压力调节输入端和/或接到转速调节器上的接口。尤其在该基础上可以构造有以能调节的方式调整马达上的运行电压的驱控电路。
[0057] 尤其地,驱控电路被构造用于恒定地保持或提高马达上的运行电压。但是仍然已被证实是有利的是,另外在平缓起动调节的范围内尤其构造有外部的驱控电路。优选地,驱控电路还具有被构造用于转变平缓起动调节来限制电动马达的起动电流的调节模块。此外,在能够以能调节的方式调整的运行电压的范围内,可以被证实有利的是,恒定地保持或降低该运行电压。
[0058] 有利的是,电的驱控电路被构造用于调整运行电压,优选形式为交流电压源的运行电压与车载电网电压相匹配,(优选替选地或选择性替选地或能组合地或同时地)从下列范围的组中在优选是直流电压的其中一个或多个电压范围内选出,这些范围包括:
[0059] -在8V与50V之间的电压;
[0060] -在10V与15V之间的电压,优选是12V,
[0061] -在14V与37V之间的电压,
[0062] -在42V与49V之间的电压,优选是48V,
[0063] -在200至650V之间的电压。该改进方案考虑到了如下标准,即,车辆例如可以配设有高级的48V的车载电网,但附加地可以具有迄今为止通用的12V的车载电网电压的第二车载电网。在此首先没有定下来的是,第一和/或第二车载电网电压是否借助电池来提供和/或是否经由转换器产生电压。尤其地,在用于车辆的混合动力驱动器的范围中,也可以并列运行至少一个第一和第二车载电网,尤其可以至少设置有至多三个车载电网。然后,根据之前提到的改进方案例如可以在全部三个车载电网上运行增压机,但同时仅在其中一个所提到的电网上来运行。
[0064] 电的和/或电子的驱控电路可以优选具有调节模块,尤其是至少一个电子的继电器和/或直流变压器。在特别优选的改进方案的范围中已被证实有利的是,电的和/或电子的驱控电路包括:
[0065] -用于提供恒定的供应直流电压的且具有用于驱控压缩机的电动马达的第一输出幅度的直流电压输出端和用于产生供应直流电压的直流变压器。尤其地,直流电压变压器为此具有降压型调整器和/或升压型调整器。
[0066] 另外优选地,压缩机装置的电的和/或电子的驱控电路还具有:
[0067] -用于联接到第一直流电压源上的第一直流电压输入端和/或用于联接到第二直流电压源上的第二直流电压输入端,其中,
[0068] -第一直流电压源,其提供第一可变的输入电压,该输入电压大致相应于和/或小于第一输出幅度,并且
[0069] -第二直流电压源,其提供第二输入电压,该第二输入电压大于第一输出幅度。
[0070] 在压缩机装置的结构上的方案方面,表现是形式为外动子马达的电动马达提供了特别有利的基础,以便实现结构空间和运行稳定性方面的优势。
[0071] 尤其表明,增压机能经由由电动马达和曲柄传动机构形成的驱动器驱动,其中,驱动器安置在包围曲柄传动机构和电动马达的集成式的驱动器壳体中。尤其地,集成式的驱动器壳体可以与马达壳体和曲柄壳体组合,并且联接到活塞壳体上。
[0072] 有利的是,电动马达具有定子、转子和与转子联接的驱动轴,其中,定子通过气隙分开地保持在转子中,并且被转子以能转动的方式包围,其中,转子用转子罩来形成。尤其设置的是,
[0073] -转子承载有一定数量的永磁体,并且
[0074] -定子承载有具有电枢绕组的电枢,尤其是叠片组,电枢绕组优选联接到电的和/或电子的驱控电路上。
[0075] 优选地,增压机具有至少一个连杆和/或至少一个活塞,连杆能经由曲轴驱动,其中,曲轴联接到驱动轴上。
[0076] 原则上,永磁体可以相对简单且成本低廉地在作为铁素体的铁材料的基础上形成。其它的此外还可以具有重量优势的材料也适用于定子的有利的磁性的设计方案。
[0077] 尤其已被证实有利的是,永磁体在铁材料的基础上用钴化合物,例如-镍-钴化合物或钐-钴-铁化合物来形成。尤其地,永磁体也可以在铁材料的基础上用铋化合物,尤其是铋-锰铁化合物(铋锰磁性合金)来形成。在特别优选的改进方案的范围中,已被证实有利的是,永磁体在铁材料的基础上用稀土化合物,例如钕化合物,优选钕-铁-化合物来形成。
[0078] 在特别优选的改进方案的范围内,偏心于马达轴线形成的冲程栓柱在马达从动侧联接到驱动轴上,冲程栓柱形成了曲轴。这可以特别紧凑地实现,并且提供了针对另外的优选的结构上的改进方案的基础。
[0079] 尤其地,冲程栓柱可以一体式地或借助压配合或类似的摩擦合和/或形状锁合连接方式接在驱动轴上。有利的是,附加地或替选地,转子罩可以至少在联接部分内一体式或借助压配合或类似的摩擦锁合和/或形状锁合连接方式进行连接。在该改进方案的第一变体中,转子罩可以接到驱动轴上。在替选的或能组合的第二变体中,转子罩可以接到冲程栓柱上。尤其地因此可以借助驱动轴、冲程栓柱和至少是联接部分来形成一体式地或借助压配合或类似的摩擦锁合和/或形状锁合连接方式形成的曲柄传动机构构件。
[0080] 应表明,这种曲柄传动机构构件可以特别有利地,尤其是稳定地以及在同步和/或噪音生成方面具有优势地受支承。但是针对支承部的结构空间仍然要灵活,优选符合需求并且紧凑地进行设计。
[0081] 在该改进方案的第一特别优选的变体中,曲柄传动机构构件可以被如下轴承装置支承,该轴承装置包括连杆轴承和至少一个轴线轴承,尤其是优选作为滚动轴承的连杆轴承和第一及第二轴线轴承。优选地,轴承装置具有连杆轴承、第一轴线轴承(A-轴承)和第二轴线轴承(B-轴承)。尤其地,第一轴线轴承(A-轴承)和/或第二轴线轴承(B-轴承)借助尤其具有至少一个轴承套的至少一个滚动轴承或滚针轴承形成。
[0082] 在该改进方案的第二特别优选的变体中,曲柄传动机构构件可以以与轴承装置的对置轴承件组合的形式受支承,轴承装置包括连杆轴承、轴线轴承和对置轴线轴承,尤其是连杆轴承和恰好一个第一或第二轴线轴承和对置轴线轴承。因此优选地,轴承装置具有优选作为滚动轴承的连杆轴承和一个第一轴线轴承(A-轴承)或第二轴线轴承(B-轴承)以及对置轴线轴承。
[0083] 换句话说,在优选的第一修改方案中,轴承装置包括连杆轴承、恰好一个轴线轴承,亦即第一轴线轴承和对置轴线轴承。在优选的第二修改方案中,轴承装置可以包括连杆轴承、恰好一个轴线轴承,亦即第二轴线轴承,和对置轴线轴承。
[0084] 尤其地,借助转子罩可以实现平衡配重;例如借助平衡钻孔或类似的材料移除部或例如利用在单侧的附加的材料施加部。
[0085] 尤其地,曲柄传动机构构件可以附加或替选地在马达从动侧且偏心于马达轴线地构成有具有平衡配重的对置轴线轴承。
[0086] 尤其地,在该改进方案的第一变体中,平衡配重可以在连杆轴承与第一轴线轴承(A-轴承)之间形成在曲柄传动机构上,尤其是一体式地作为冲程栓柱的一部分来形成。
[0087] 尤其地,在该改进方案的第二体中,平衡配重可以在连杆轴承与对置轴线轴承之间形成在对置轴线轴承件上,尤其可以一体式地作为对置轴线轴承件的一部分来形成。
[0088] 尤其地,驱动轴可以支承在直接与连杆轴承相邻地布置的第一轴承中,尤其仅支承在第一轴承中。
[0089] 尤其地,转子(图5)和/或驱动轴(图2、图3、图4)可以支承在至少部分地通过驱动轴与连杆轴承间隔开地布置的第二轴线轴承(B)中,尤其仅支承在第二轴线轴承中。
[0090] 尤其为了实现较稳定的支承,第一和/或第二轴线轴承可以布置在转子罩外部。尤其为了实现较节省结构空间的支承,第一和/或第二轴线轴承可以布置在转子罩内部。
[0091] 优选地,增压机具有能经由曲轴驱动的连杆,其中,曲轴联接到驱动轴上,并且其中,驱动轴在从动侧具有偏心于轴线形成的延长部,该延长部形成了曲轴。优选地,延长部一体式地形成。
[0092] 尤其已被证实有利的是,驱动轴具有20mm以下的,优选是15mm以下的直径,在特别优选的实施方式中已被证实可行的是,设计出具有在12mm或以下的范围内的直径的驱动轴。整体上,这有益于压缩机装置和压缩空气供应设备的连接在其上的部分的紧凑设计。
[0093] 压缩机装置的该结构上的设计方案用作以与连杆在曲轴上的支承组合方式支承驱动轴和/或转子的优选的基础。
[0094] 在能够与其它的变体无关地表示的第一变体中,已被证实有利的是,驱动轴支承在第一轴承(A-轴承)中,第一轴承安置在电动马达内,尤其是在电动马达的壳体内。优选地,驱动轴仅支承在第一轴线轴承中。后者避免了静态的过度明确性,并且可以在适当地构成的滚动轴承和/或滚针轴承的范围内实现。为此尤其可以设置的是,设置有配重轴承部和/或在转动的部分上、例如在驱动轴和/或曲轴上设置有平衡配重。
[0095] 在改进方案的能够与其它的变体无关地实现的且特别优选的第二变体中,已被证实有利的是,转子和/或驱动轴支承在第二轴线轴承(B-轴承)中,尤其可以被证实是有利的是,转子和/或驱动轴仅支承在第二轴线轴承中。后者再次避免了静态的过度明确性,并且尤其是在采用对置轴承和/或配重的情况下可以在能转动的部分上例如利用滚动轴承和/或滚针轴承来有利地实现。
[0096] 无论在第一变体中还是在第二变体中,都已被证实有利的是,连杆附加地支承在曲轴与连杆之间的连杆轴承上。
[0097] 尤其在电动马达构造为外动子马达的范围内,作为对驱动轴附加或替选地,支承转子的可能性已被证实是有利的。特别有利地设置是,在实施方式中作为对驱动轴附加或替选地,转子例如在滚动轴承中可以支承在转子罩上。这就提高了压缩机装置的旋转的部分的位置安全性。
[0098] 无论是第一轴线轴承还是之前提到的第二轴线轴承都可以有利地设置在电动马达中,也就是说,尤其设置在电动马达的壳体,例如电动马达的壳体封闭部中,或者替选地设置在增压机中,尤其设置在压缩机壳体中,优选设置在增压机的压缩机壳体封闭部中。已被证实特别有利的是第一和/或第二轴线轴承布置在壳体盖中,例如布置在电动马达的壳体封闭部上的壳体盖中或布置在增压机的曲柄壳体的壳体封闭部上的壳体盖中。
[0099] 在优选的改进方案的范围内,第一轴线轴承(A-轴承)作为马达从动侧的轴线轴承可以直接布置在连杆轴承旁边;连杆轴承被理解为在驱动轴与连杆之间的轴线轴承。附加或替选地,第二轴线轴承(B-轴承)可以直接布置在壳体封闭部旁边。为此尤其地,第二轴线轴承可以构造为与马达从动侧的轴线轴承相对置的轴线轴承。
[0100] 但是在修改方案中仍然也被证实是有利的是,第一轴线轴承(A-轴承)作为马达从动侧的轴线轴承直接布置在连杆轴承旁边,并且直接布置在壳体封闭部旁边;最后提到的修改方案在图6的优选的实施方式中描述到。最初之前提到的修改方案在图7的实施方式中描述到。
[0101] 因此普遍有利的是,(有利地在图6的实施方式的范围内实现地)可以将第二轴线轴承布置在马达壳体封闭部旁边,尤其是作为与马达从动侧的轴线轴承相对置的轴线轴承布置在马达的从动侧对面。
[0102] 尤其在图7中示出的实施方式普遍实现如下的优选的改进方案,即,第二轴线轴承布置在增压机壳体封闭部旁边,尤其作为与马达从动侧的轴线轴承相对置的轴线轴承布置在马达的从动侧上。
[0103] 因此,(类似于在图7的实施方式中地)普遍可以将连杆轴承直接布置在第一与第二轴线轴承之间。附加或替选地,连杆轴承也可以如在图6中所阐述的那样布置在第一轴线轴承旁边并且间接地布置在第二轴线轴承旁边;为此,连杆轴承和第二轴线轴承例如可以通过驱动轴和/或转子间隔开。
[0104] 滚动轴承已被证实是用于实施第一和/或第二轴线轴承的轴承的特别优选的形式。尤其针对第一和/或第二轴线轴承应当是驱动轴和/或转子的唯一的轴线轴承的情况,已被证实有利的是,轴线轴承实施为轴承套。
[0105] 在特别优选的改进方案中设置的是,驱动轴支承在尤其是形式为电动马达中的滚针轴承的轴承套中。优选地可以仅设置轴承套,其中,连杆附加地支承在曲轴与连杆之间的连杆轴承上。
[0106] 在特别优选的改进方案的范围内已被证实有利的是,连杆轴承和/或第一轴线轴承和/或第二轴线轴承具有平衡配重。平衡配重有利地在马达从动侧且偏心于轴线地形成在连杆轴承与驱动轴上的第一轴线轴承之间。附加或替选地,平衡配重可以在马达从动侧且偏心于轴线地形成在连杆轴承与驱动轴和/或曲轴上的第二轴线轴承之间。
[0107] 优选地,第一轴线轴承(A-轴承)作为马达从动侧的轴线轴承固定在驱动器壳体的中间壁上。
[0108] 附加或替选地,第二轴线轴承(B-轴承)可以作为与马达从动侧的轴线轴承相对置的轴线轴承固定在驱动器壳体的配属于电动马达的壳体外壁上,尤其是壳体外壁的外翻部上,优选是壳体盖上,尤其是电动马达壳体封闭部旁边。
[0109] 附加或替选地,对置轴线轴承可以作为马达从动侧的轴线轴承固定在驱动器壳体的另外的配属于曲柄传动机构的壳体外壁上,尤其是壳体外壁的外翻部上,优选是壳体盖上,尤其是在增压机壳体封闭部旁边。
[0110] 在另外的特别优选的改进方案的范围内已被证实有利的是,定子和/或转子经由悬臂梁来保持,悬臂梁具有拱曲的悬臂区段,其具有大致呈V形的横截面。原则上,悬臂区段横向于驱动轴延伸。为了保持住定子,悬臂梁一侧优选联接在马达壳体封闭部上,而另一侧联接在具有横向于驱动轴的轴线延伸的悬臂的定子上。
[0111] 在第一修改方案中,用于定子的第一悬臂区段接在驱动器壳体上。
[0112] 附加或替选地,在第二修改方案中,可以将用于转子的第二悬臂区段接在驱动轴和/或冲程栓柱上。
[0113] 例如,在这两种情况下,尤其是第一和/或第二悬臂区段都可以一体式地或借助压配合或类似的摩擦锁合和/或形状锁合连接方式来保持。
[0114] 为了在转子上构造悬臂梁,该悬臂梁有利地以横向于驱动轴的轴线延伸的悬臂的形式一侧联接在转子上,而另一侧联接在驱动轴上。联接转子或定子的悬臂优选在壳体封闭部侧或从动侧尤其是通过定子间隔开地相对置。附图说明
[0115] 现在,接下来将借助附图来描述本发明的实施例。这些附图应当不是必须按比例来示出实施例,更确切地说,以示意性的和/或轻微扭曲的形式来实施用于有助于阐述的附图。考虑到对从附图中能直接看到的指导的补充,参考相关的现有技术。在此被考虑到的是,关于实施方式的形状和细节可以进行各种各样的改型和改变,而不会偏离本发明的一般想法。无论是单独的还是以任意的组合,本发明的在说明书、附图以及权利要求中公开的特征对本发明的改进方案来说都可以是重要的。此外,所有由其中至少两个在说明书、附图和/或权利要求中公开的特征构成的组合都落在本发明的范围内。本发明的一般想法并不局限于接下来所示的和所说明的优选的实施方式的精确的形状或细节,或者并不局限于相比在权利要求中受保护的主题而受到限制的主题。在所说明的定尺寸范围内,处在所提及的极限里面的值也应当作为极限值被公开,并且能任意使用且应当受到保护。为简单起见,接下来对于一致的或类似的部分或具有一致的或类似的功能的部分都使用相同的附图标记。
[0116] 本发明的其他的优点、特征和细节由接下来的对优选的实施例的描述以及借助附图得出;其中:
[0117] 图1示出根据特别优选的实施方式的压缩空气供应设备的线路简图;
[0118] 图2示出压缩空气供应设备的第一实施方式,其具有压缩机装置的第一特别优选的实施方式,压缩机装置在集成的驱动器壳体内具有电机
[0119] 图3示出压缩空气供应设备的第二实施方式,其具有压缩机装置的第二特别优选的实施方式,压缩机装置在集成的驱动器壳体内具有马达;
[0120] 图4示出在针对基于图3修改的压缩机装置形成集成的驱动器壳体的情况下的组合的马达壳体和曲柄壳体的示意性示出的截段;
[0121] 图5示出在针对参考图4被进一步修改的压缩机装置形成集成的驱动器壳体的情况下的组合的马达壳体和曲柄壳体的示意性示出的截段;
[0122] 图6示出在针对基于图2修改的压缩机装置形成集成的驱动器壳体的情况下的组合的马达壳体和曲柄壳体的示意性示出的截段;
[0123] 图7示出在针对参考图6被进一步修改的压缩机装置形成集成的驱动器壳体的情况下的组合的马达壳体和曲柄壳体的示意性示出的截段,该压缩机装置尤其具有针对驱动轴和曲轴进行变化的以及参考具有平衡配重的曲轴的改进方案进行变化的轴承装置;
[0124] 图8示出在针对参考图6被进一步修改的压缩机装置形成集成的驱动器壳体的情况下的组合的马达壳体和曲柄壳体的示意性示出的截面,该压缩机装置尤其具有轴承的经变化的支架和定子的经变化的支架;
[0125] 图9示出在针对根据第三特别优选的实施方式的压缩机装置形成集成的驱动器壳体的情况下的组合的马达壳体和曲柄壳体的示意性示出的截面。

具体实施方式

[0126] 图1示出了压缩空气供应设备1000,其在本发明为了对气动设备1001进行供给而以轿车的空气过滤设备的形式来设计。压缩空气供应设备1000具有压缩机装置,该压缩机装置具有压缩机和至压缩空气输送部1的输送线路230。环境空气可以经由过滤器0.1和空气输送部0吸入经过气动的输送线路230,并且输送给压缩机330。为此,压缩机330具有由电动马达332驱动的增压机331。在压缩空气输送部1上联接有至压缩空气接口2的气动主线路210,经由该气动主线路能够将借助压缩机330压缩的压缩空气输送给气动设备1001。为此,气动设备1001与压缩空气接口经由另外的气动的线路240连接,该另外的气动的线路联接到通道250上,从那里又分出分支线路251、252、253、254、255。在分支线路251至255中布置有两位两通换向阀301、302、303、304、305,以便对压缩空气至空气弹簧311、312、313、314的气囊或压缩空气贮存器315的输送进行调节。在通道250上同样联接有电压压力传感器406,或在压缩空气贮存器315上直接联接有另外的电压压力传感器405。给空气弹簧或所配属的两位两通换向阀301至305分别配属了用于前桥和后桥的行程传感器401、402、403、404。
[0127] 两位两通换向阀301至305的切换状态可以经由联接到压缩空气供应系统1002的车载电网100上的控制电线路300来调整,并且经由车辆控制装置或从车辆控制装置410出来的信号线路301启动。类似地,所提及的传感器401至406经由信号线路401利用车辆控制装置410(ECU)启动,并且经由传感器线路400供电。
[0128] 信号线路301、401的信号也被提供给在此形式为CAN总线的车辆总线420。
[0129] 压缩空气供应设备1000的运行如下得出。经由在车辆控制装置410(ECU)与继电器520之间的用于控制压缩机330的继电器控制线路510,启动压缩机来产生压缩空气;为此,继电器520经由电线路500并且按照车载电网100获得了供电。提供给压缩空气输送部1的压缩空气在气动主线路210中经过空气干燥器211和节流阀212向压缩空气接口2引导,并且然后继续经由通道250的另外的气动的线路240提供给气动设备1001。
[0130] 为了对气动设备1001和/或压缩空气供应设备1000或从它们的气动的部分进行排气,压缩空气可以沿相反的方向将来自压缩空气接口2的压缩空气经由节流阀212并且在空气干燥器211进行再生下引导到气动主线路210中;在此,在将所要排出的压缩空气在压缩空气输送部1上分岔到排气线路220的情况下实现继续排气。
[0131] 为此,由存在于气动的控制线路240中的控制压力通过如下方式来启动预控的排气阀322,即,控制阀321打开了到排气阀322的操纵活塞的气动的控制线路240。为此,控制阀321能够经由排气阀控制电线路310来驱控,也就是说,控制阀的磁线圈能够通电并且抵抗控制阀321的象征性示出的弹簧的弹簧力地使控制阀321从第一切换位置转移到第二切换位置。
[0132] 应理解,在图1中示出和描述的压缩空气供应系统1001仅示例性地用于解释一般的压缩空气供应系统的原则上的工作原理,而用来对事物进行改型的各种各样的修改方案都是可行的。例如,可以在气动主线路210中还设置有能解阻塞的止回阀作为包括控制阀321和排气阀322的阀装置320的一部分,止回阀在本发明未在图1中详细示出。
[0133] 与上面提到的观点无关地,尤其是在根据本发明的观点进行改型方面的修改方案的范围中,尤其是在车载电网100上运行其它的电的和/或电子的部件来替代继电器520或对其加以补充;参考该观点阐述本发明的优选的实施方式。尤其地,车载电网的不同的变体是可行的,它们有利于运行压缩机330,也就是说,有利于运行在此是用于运行增压机331的电动马达332。
[0134] 图2示出了在特别优选的实施方式的第一变体的范围内的压缩空气供应设备1000的在结构上的实施。为简单起见,针对相同的或类似特征或相同或类似的功能的特征使用了与在图1的压缩空气供应设备1000的简图中相同的附图标记。在压缩空气供应设备1000的图2和图3的结构设计图或图4至图9的马达壳体1102和曲柄壳体1101B的示意性截段图中,在下面可以看到之前提到的系统。
[0135] 在图2的压缩空气供应设备1000的结构设计图中,可以看到壳体装置1100,其具有驱动器壳体30用来实施包括增压机331和电动马达332的压缩机330,其中,在驱动器壳体30中安置有形式为电子整流的无刷电动马达40(在此为直流马达(BL-DC马达))的驱动器1400和曲柄传动机构1300。
[0136] 为此,壳体装置1100包括具有活塞壳体1101A和曲柄壳体1101B的用于增压机331的压缩机壳体1101。在压缩机壳体1101的曲柄壳体1101B上联接有用于表现出电动马达332的马达壳体1102。在活塞壳体1101A上联接有包括(用于表现出空气干燥器211的)干燥器壳体1103A的干燥器和阀壳体1103和基本上用于表现出阀装置320的切换壳体1103B,该切换壳体包括与机电设备以及阀的装置一起的电的和/或电子的和气动的接口。在不详细地对结构上的细节进行阐述的情况下,就可以由图2很容易看到的是,以该方式在阀和干燥器壳体1103中利用气动的线路的在图1中标记的系统来对阀装置320和空气干燥器211进行转变(气动的线路尤其包括在压缩空气输送部1和压缩空气接口2或排气接口3之间的气动主线路210和排气线路220)。
[0137] 能往复运动的活塞1301在活塞壳体1101A中保持在曲柄传动机构1300的连杆1302上。设计为连杆棒的连杆1302本身经由连杆轴承支承在下文将进一步说明的曲轴上,在此,该曲轴被称为曲柄传动机构1300的偏心轴1304或偏心轴承1303。
[0138] 用电动马达332形成的用于曲柄传动机构1300的驱动器1400和曲柄传动机构1300基本上安置在马达壳体1102和曲柄壳体1101B中。为了形成电动马达332,驱动器1400本身具有定子1410,该定子在电枢1412或类似的轭(在此为叠片组)上具有定子绕组1411。此外,驱动器1400还具有转子1420,该转子具有转子罩1422和安装在转子罩上的永磁体1421的装置。在此,转子罩1422包括至少一个转子法兰41、用于形成悬臂拱曲部的悬臂区段41.1和一体式地或锁合地接在悬臂区段上的且在此呈柱体形的转子外壳42。
[0139] 为了构成针对驱动器1400的形式为外动子马达的马达332,定子1410以通过气隙1430分开的方式保持在转子1420中,并且被转子1420以能旋转的方式包围。在此,转子1420保持在轴线轴1305上并且能随该轴线轴一起转动,而定子1410被承载结构1440保持。能转动的轴线轴1305和曲轴1304以及连杆1302形成了通过驱动器1400驱动的曲柄传动机构
1300的主要的力传递的元件,其中,这些元件保持在轴承部1500中。轴承部1500包括A-轴承
1501、B-轴承1502和偏心轴承1303,用来实施轴线轴1305或曲轴1304的旋转的运动以及连杆1302的往复运动。为此,在下文中参考也适用于接下来的图3至图9的附图标记详细地对曲柄传动机构1300的、轴承结构1500的以及支架1440的或转子1420的以及驱动器壳体30的(也就是说马达壳体1102和曲柄壳体1101B的)部分进行阐述。
[0140] 实施为驱动轴10的轴线轴1305关于马达轴线MA居中地布置,并且以能转动的方式保持在定子1410中,亦即借助之前说明的在此被称为轴承装置50的轴线轴承51、52的滚动轴承1502、1501。具体来说,驱动轴10在壳体上在封闭部侧变细的轴颈11上直接转动地保持在第二轴线轴承52(B-轴承)中,而在驱动轴的未变细的且必要时变粗的第二端部12上承载有用于表现出曲轴1304的冲程栓柱20。该冲程栓柱20在本发明中通过压配合来摩擦和/或形状锁合地固定在驱动轴10上,并且能够与驱动轴10一起转动。冲程栓柱20又直接能转动地保持在第一轴线轴承51(A-轴承)中,从而驱动轴10经由冲程栓柱20间接地支承在第一轴线轴承51中。第一轴线轴承51和第二轴线轴承52实际上仍布置在马达壳体1102中,其中,第一轴线轴承51居中地布置在与曲柄壳体1101B邻接的或作为该曲柄壳体的一部分形成的第一壳体壁31中,而第二轴线轴承52居中地保持在马达壳体1102的与从动侧相对置的壳体外壁32中。当前,壳体外壁32以用于马达壳体至马达壳体外侧的封闭盖的形式来形成。当前,第一壳体壁31构造为曲柄壳体1101B的一部分,其中,圆筒形的壳体部分33联接到第一壳体壁31上,之前提到的壳体盖可以置入到该圆筒形的壳体部分上或其中。经由曲柄壳体1101B又存在有到曲柄传动机构1300的通路,亦即经由在曲柄壳体1101B中大致沿着马达轴线MA的延长线地并且在从动侧放置的壳体盖板34。在封闭盖32与柱体形的马达壳体部分33之间或在后者与第一壳体壁31之间或在壳体盖板34与曲柄壳体1101B的其余部分之间分别嵌入了形式为环形密封件或环形密封唇61、62、63的密封件,从而通过之前提到的密封件61、62、63的密封件装置60可以气密且液密地封闭(在此被称为驱动器壳体30的)马达壳体1102和曲柄壳体1101B。
[0141] 当前,第一和第二轴线轴承51、52相对马达轴线MA的居中的固定在第一和第二壳体壁31、32的柱体形的外翻部31.1或32.1中实现,轴线轴承51、52置入到外翻部中。因此,第一和第二壳体壁31、32以有利的方式,也在考虑到密封件61、62的情况下被用作减震元件,为此,驱动轴10经由第一和第二轴线轴承51、52居中地并且具有一定的缓冲减震地保持。
[0142] 此外,驱动轴10与放置在第一端部11的冲程栓柱20邻接地承载有横截面大致呈V形的转子法兰41,为了形成大致呈V形的悬臂梁,将柱体形的且在横截面中大致横向于驱动轴的马达轴线MA延伸的悬臂区段41.1以悬臂拱曲部的形式成形在该转子法兰上。在悬臂区段41.1上又联接有转子外壳42的柱体形的且在横截面中被视作平行于电机轴线MA的第一和第二侧边的柱体,用以形成之前说明的转子罩1422,在转子罩上又安装有永磁体1421的装置。转子法兰41在当前的情况下如冲程栓柱20的冲程法兰21那样通过压配合安装在驱动轴10的第一端部11上。在修改方案中,在此被称为具有挤压连接的法兰21、41的连接也可以实施为与驱动轴10的一体式的连接,换句话说,驱动轴10可以与法兰21、41以及必要时与连接在法兰上的悬臂区段41.1以及必要时的转子外壳42和/或冲程栓柱20一体式地形成。
[0143] 此外,冲程栓柱20还具有偏心地定心在偏心轴线EA上的冲程基座22和相对马达轴线MA与该冲程基座对置的平衡配重23,从而在转动操纵冲程栓柱20时大致平衡了冲程基座22和平衡配重23的不平衡性,在此也大致考虑到冲程支柱22内的螺栓29的重量,螺栓在被拧紧时在向垫圈28施加压力的情况下使轴承装置50的连杆轴承53保持在冲程支柱22上。之前说明的连杆1302在大头(Auglock)或类似物的在那里用1303标记的轴承开口上支承在连杆轴承53上。第一和第二轴线轴承51、52的或连杆轴承53的轴承装置50首先设置第一轴线轴承51和在冲程栓柱20上的连杆轴承53(即在冲程法兰21上的第一轴线轴承51、在冲程螺栓22上的连杆轴承53)直接并列布置的取向;这两个轴承在马达40的从动侧配属于驱动轴
10的第一端部11。第二轴线轴承52(B-轴承)配属于驱动轴10的与从动侧对置的第二端部
12。在当前的情况下,第一轴线轴承51和第二轴线轴承52都布置在驱动器1400的定子1410的外面并且也布置在转子1420的外面,因此尤其(相对于马达轴线MA的延展长度来看)处在转子外壳42的延展长度的外面。这一点在驱动轴10的支承部的稳定性方面尤为有利,这是因为该驱动轴实际上支承在其端部点上,亦即支承在驱动轴10的第一端部11的最外边的端部上以及支承在驱动轴10的第二端部12的最外边的端部上。此外,在转动地操纵驱动轴10和冲程栓柱20时的共振通过第一轴线轴承51和连杆轴承53紧密的邻近关系以及平衡配重
23和冲程螺栓22的彼此对置的重力矩而保持得比较小。
[0144] 第一轴线轴承51和连杆轴承53可以与联接在其上的构件比较简单地经由壳体盖板34的入口装配在曲柄壳体1101B中。第二轴线轴承52在从驱动器壳体30的在马达侧的柱体形的部分33上取下壳体盖32的情况下可以比较简单进行装配。当前,在之前提到的壳体盖32上还联接有之前被称为承载结构1440的悬臂梁支架32.2。用于承载定子1410的悬臂梁支架32.2同心地围绕在壳体盖32上的柱体形的外翻部32.1形成,并且沿马达轴线MA的方向在驱动轴10与悬臂结构1440之间保留了气隙1450的情况下搭接该柱体形的外翻部。
[0145] 就此而言,到马达壳体1102的外侧的壳体遮盖部以轴承盖的形式形成,以便一方面用作针对第二轴线轴承52的轴承容纳部,并且另一方面用作于安装悬臂结构1440。
[0146] 在第一变体的修改方案中,第二轴线轴承52可以更进一步靠近定子1410,尤其是可以安置在轭1412或叠片组以及绕组1411中,也就是说,安置在它们的结构空间中(例如在图4中示意性示出的那样)。在第一轴线轴承51的第二修改方案中也可以如下这样实施,即,悬臂区段41.1的转子法兰41,尤其是转子外壳42在冲程栓柱20的冲程法兰21上或与之组合地或与该冲程法兰一体式地形成或放置在该冲程法兰上。两种修改方案都导致了沿驱动轴10的延展长度的结构长度变短,这是因为第一和第二轴线轴承51、52沿轴向方向的结构空间被减小成转子法兰41或冲程栓柱法兰21和/或定子1410的结构空间。
[0147] 在所有之前提到的情况下,实施方式的在图2和也在图3中示出的优选的变体,提供了这样的可能性,即,特别好地保护了转子1420以防从外部被接触到且被弄脏,并且此外符合EMV地对整个马达进行封装。在图2和图3所示的结构上的方案中,电枢1412或所配属的叠片组以及定子绕组1411不再必要地构造用于吸收轴承力。因此消除了穿过在电枢1412的叠片组中的轴承断面的磁流造成的损伤。更确切地说,当前,对于轴承装置50来说所需的轴承力完全在驱动器壳体30内被吸收。该结构上的实施方案也提供了这样的可能性,即,以经改进的方式来实施轴线轴承51、52、53的轴承尺寸,这是因为这些轴承尺寸不再受到定子1410的限制,尤其是不再局限于轭1412或定子绕组1411的结构空间。因此可以以最佳的方式根据质量与惯性矩的比来设计转子1420。这将导致在充分利用转子1420的较高的惯性矩的情况下用转子外壳42的之前提到的结构上的设计来避免共振的特别好的开端。
[0148] 总体而言,压缩机330的,尤其是电动马达332得到明显改进的效率。因此压缩空气供应设备1000的总效率也有大幅程度的改进。伴随大幅减小的结构空间体积而明显改善的单位功率重量也有助于此。在额定电压的情况下功率升高至迄今为止的有刷马达的功率的5倍也是可能的。通过相比有刷马达消除了磨损得出明显延长了无刷马达的使用寿命,这就不会带来因刷磨损而弄脏压缩机330和干燥器211的险。
[0149] 由于能从改进方案中获悉的驱控电路在压缩空气供应设备1000的机械电子部分中,或也在该驱控电路的外部(尤其在用于对无刷马达进行电子整流和/或在压力调节运行中进行转速调整和/或用于转变平缓起动调节和/或用于匹配车载电网电压的电子的驱控电路的外部),使协同地执行对马达的驱控成为可能;也就是说,无需在有多重功能的情况下消耗额外成本。例如,因此可以通过电动机332提高在充气过程中预先给定的直至100U/min的转速变化。在此,能够与车载电网的供电电压无关地调整该转速。总体而言,即使在较低的转速的情况下也得出了非常好的圆周运动。在任何情况下,起动特性都可以经由适当的调节器受到良好的影响。
[0150] 此外,在图2中所示的实施方式提供的优点在于,该实施方式与活塞壳体或干燥器的多种壳体装置1101A、1103兼容。
[0151] 图3示出了压缩空气供应设备1000的优选的实施方式的第二种变体,在该变体中,考虑到一致地实施干燥器壳体1103和活塞壳体1101A,所以相同的部分或特征或有相同或类似功能的部分使用相同的附图标记。为此尤其参考图2的描述。因此接下来主要阐述第二变体与压缩机装置的第一种变体的不同之处。
[0152] 为此,图3继续示出了曲柄传动机构1300以及具有电动马达40和压缩机壳体30的驱动器1400。还涉及到驱动轴10,其具有第一端部11和第二端部12以及安装在其上的轴线轴承51、52,后者直接安装在驱动轴上,而前者经由冲程栓柱20的冲程法兰21安装在驱动轴上,轴承装置的连杆轴承53又被安装在冲程栓柱上。就此而言,该实施方式的第二变体如其在图3中所示那样同样设置的是,轴线轴承51、52外置地布置在驱动轴10的最外的端部上,而且还设置的是,大致相同地在驱动轴10与具有第一轴线轴承51和连杆轴承53的冲程栓柱20之间实施转换。
[0153] 然而,定子1410的支架这一次配属于马达40的从动侧的部分中,而安装转子法兰41则紧挨靠近向外指向的壳体封闭部32。就此而言,定子1410和转子1420轴向的布置是相对马达轴线MA的垂直线成镜像。转子法兰41和冲程栓柱法兰21现在通过定子1410间隔开。
转子法兰41直接与第二轴线轴承52相邻地安装在驱动轴10的变粗的部分13上,该变粗的部分直接连着驱动轴的变细的末端部分12。转子外壳42的敞开的侧朝着马达40的从动侧的方向指向,而转子1420的悬臂拱曲部41.1则在壳体封闭部32之后随之大致拱曲。因此实现了马达部分相对外界除壳体盖32外的改进的屏蔽。针对具有之前提及的柱体形的悬臂梁32.2的定子1410的大致呈V形的承载结构1440现在(与图2的第一变体不同地)不是安装在壳体盖32上,而是安装在曲柄壳体1101B的中间壁31上。这样做的优点是,将必要时定子1410的有可能引起重量的负荷固定在较稳定的壳体部分上。此外,马达40可以经由打开的壳体盖
32通过如下方式较简单地进行构建,即,首先将第一轴线轴承51置入到壳体外翻部31.1中,然后在安装定子1410的情况下安装悬臂梁32.2。并且紧接着将具有永磁体1421的转子外壳
42在施加转子法兰41的情况下安装到驱动轴10上。最后,将第二轴线轴承52与壳体盖32装配起来。连杆轴承53可以又经由曲柄壳体1101B的壳体盖板34来安装。原则上,这种或类似的布置方案影响转动振动性能;为此,尤其有扭转减振部是适宜的。优选地,设置有固定和/或浮动轴承部,以便在由热造成翘曲时必须忍受连杆轴承上的尽可能微弱的位置变化。虽然原则上,撑托支承部是可行的,但是根据图3中的设计结构(经由较长的轴)并且根据图2的设计结构(经由较短的轴)的转矩传递原则上已被证实是有利的。在轴是短的情况下,在修改方案中可以有利地将转子罩的法兰以及曲轴实施为一个构件。
[0154] 图4如已经结合图2和图3描述的那样,示意性地示出了具有之前提到的曲柄壳体1101B和马达壳体1102的驱动器壳体30、具有驱动轴10和冲程栓柱20的曲柄传动机构1300。
轴承装置50在连杆轴承53和第一轴线轴承51方面如在图2和图3中那样实施。第二轴线轴承
52当前在转子1420的转子外壳42内部地布置在驱动轴10上,并且此外集成在定子1410内,亦即集成在用于绕组1411的电枢1412的叠片组中。马达壳体1102用壳体盖32封闭,如当前的情况下可以简化地不带外翻部32.1地实施,这是因为第二轴线轴承52保持在定子1410中。
[0155] 图5示出了对事物的另外的修改方案,其中,曲柄传动机构1300再次如之前所述那样在驱动器壳体30中实施。在用于形成驱动器1400的马达40的当前的情况下,定子1410基本上如图2所描述那样实施,其中,转子1420如在图2中所描述那样取向。在当前的情况下,冲程栓柱20的冲程法兰21既承载第一轴线轴承51也承载转子的承载罩41.1用以形成转子外壳42。转子外壳42在其朝向驱动轴10的第二端部12的端部上具有支承在第二轴线轴承52上的凸肩区段42.1(在此为环形区段)。第二轴线轴承52再次固定在马达壳体1102的壳体盖32的柱体形的外翻部32.1上。第一轴线轴承51安置在定子1410的结构空间中(类似于根据图4的修改方案的第二轴线轴承)。因此此外,经由转子法兰41保持在驱动轴10上的且具有转子外壳42的转子1420还借助在第二轴线轴承52上的凸肩区段42.1支承在与承载罩41.1相对置的端部上。
[0156] 在图2的实施方式的图5中所示的修改方案中,硬的支承栓柱14当前再次空心地构成,并且能够在空腔的位置中容纳电缆引线。这是可选的。总体上表明,根据图5的修改方案,可以利用较少的扭转负荷保持住驱动轴10。支承经由转子外壳42在凸肩区段42.1上(在此处为环形区段的)实现或在包括冲程栓柱20的转子法兰41上实现。相反地,(例如通过凸肩区段42.1和/或悬臂41.1的造型)可以实施具有适当地设计的重量分布的转子外壳42,使得在修改方案的当前的情况下在冲程栓柱20上的(如在图2至图4的实施方式中那样的)平衡配重23可有可无。换句话说,在当前通过在转子外壳42上的适当的重量分布实现平衡配重。例如,凸肩区段42.1和/或特别有利地位于冲程栓柱20附近的悬臂41.1可以在马达轴线MA的不同的侧上例如通过变粗或加工钻孔或类似的改变材料的措施地配设有不同的重量。这些措施在悬臂41.1上尤其有助于避免转子外壳42的摆动式运动,这是因为平衡配重较接近不平衡起源,亦即尤其是连杆1302地进行定位。此外,对根据图3的实施方式的第二变体的修改方案的出众之处在于沿马达轴线MA的方向具有设计得特别短的结构空间需求。因为一方面,第一轴线轴承51集成在定子1410中并且在包含转子栓柱41或承载罩41.1的情况下在冲程栓柱20上实现。另一方面,第二轴线轴承52同样直接在转子1410上,亦即在转子外壳
42的凸肩区段42.1上实现。因此图5的实施方式的修改方案在驱动轴10的扭转减负的情况下实现了迄今为止最短的结构形式;就此而言,修改方案遵循了用于减小结构空间要求的原理,反之,根据图2和图3的第一和第二变体的实施方式倒不如说是设置了对驱动轴10的较为稳定的,也就是说,经由尽可能长的间距实现的支承;这就导致了结构空间要求的负担。如图4的实施方式的修改方案所示那样,在权衡对驱动轴的结构空间要求和稳定性要求或扭转要求的情况下完全可以在一方面是图2、图3与另一方面是图5的基本原理之间表现出平衡。对轴10的扭转要求越小,那么就可以更轻且具有更小的直径地设计驱动轴10。因此表明,图2至图5的实施方式完全可以用直径在15mm以下的驱动轴来实施。优选在图5的实施方式的修改方案中,在考虑到驱动轴10的减负的情况下完全可以减小直径,例如直至直径在12mm以下,尤其在10mm以下。
[0157] 图6示出了驱动器1400与曲柄传动机构1300组合的另外的基于图2的实施方式的变体的修改方案。马达40的实施方案如在图6中示意性所示的那样很大程度上根据图2的第一变体进行转变。然而当前,驱动轴10利用其第一驱动侧的端部11和承载罩41.1以及转子外壳42一体式地实施。替选地,驱动轴可以与承载罩41.1一体式地实施,并且转子外壳42可以与永磁体相接。在两种情况下,永磁体(在图6中未详细示出)都可以单独地接在转子外壳42的一体式的柱体形的部分上。一体式的柱体形的部分可以与驱动轴10和承载罩41.1一体式地形成或被作为单独的部分提供且进行组装。此外,图6的相对图2的第一变体的修改方案优化了对驱动轴10的较为持久的支承,此外,驱动轴在与冲程栓柱20的一体式的实施中通过以能转动的方式固定在冲程栓柱上的对置轴承块70对接式支承。为此,对置轴承块70利用轴承栓柱71嵌接到冲程基座22中,并且此外还具有平衡配重73。然后,对置轴承块70支承在对置轴线轴承54中,其中,对置轴线轴承54保持在曲柄壳体1101B的壳体盖板34的其中一部分上;亦即保持在壳体盖板34的外翻部34.1中。在当前的情况下,也实现了较短的结构空间;在该结构空间内,驱动轴10利用第一和第二轴线轴承51、52的支承部在马达壳体1102和曲柄壳体1101B的整个结构空间上延伸,这仍然导致了对驱动轴的可靠的支承,但是此外,驱动器壳体30实际上还可以实施为包括曲柄壳体1101B和马达壳体1102的唯一的壳体空间,其中,间隔壁31不再真正设置在壳体部分之间。
[0158] 此外,图6的修改方案也提供了用图5描述的可行方案的优点,即,在转子上或在转子外壳42上实现平衡配重,这表现在对置轴承块70上有稍微取消的平衡配重73。但是在当前的情况下,可以首先实现将有曲柄传动机构1300的驱动器40集成在唯一的壳体30中,而并不另外移入间隔壁。在图6的修改方案中,驱动轴10与曲轴基座20和转子外壳42一体式地实施用以形成驱动构件被认为特别有利。
[0159] 为了继续一贯地延续该原理,在如之前所描述的那样维持了轴承块70连接到曲轴基座22上的情况下,图7的基于实施方式的图2的第一变体的修改方案在曲柄传动机构1300方面基本上如图6的修改方案那样实施。在图7的修改方案的当前情况下取消了保持在壳体盖32内的第二轴线轴承52,并且进而取消了尤其在马达外侧设置在壳体30上能单独取下的壳体遮盖部的必要性。更确切地说,壳体30现在实施为集成了马达壳体1102和驱动轴1101B的驱动器壳体作为用于驱动器1400和曲柄传动机构1300的总壳体,并且仅需在单侧打开该总壳体;这在此利用壳体盖板34和外翻部34.1进行转变。之前提及的用于支承轴承件70的对置轴线轴承54保持在壳体盖板34的外翻部34.1中。很大程度上缩短地实施的驱动轴10(就此而言减小成驱动轴10的第一端部11上的冲程基座法兰21或转子法兰41的现在一体式的且重合的部分)保持在直接和连杆轴承53并列布置的第一轴线轴承51中。
[0160] 总而言之,图6至图8的实施方式设置的是,用另外的对置轴线轴承54替代第一轴线轴承51,对置轴线轴承保持在壳体30的壳体盖板34上,亦即原先的曲柄壳体1101B上,其中,保留了第二轴线轴承52。图7的修改变体设置的是,用另外的对置轴线轴承54替代第二轴线轴承52,其中,保留了第一轴线轴承51。因此借助图7中所示的修改变体得出了在原先的曲柄壳体1101B和马达壳体1102集成在唯一的具有壳体盖板34的驱动器壳体30中的情况下的驱动器1400与曲柄传动机构1300的相当紧凑的结构方式。
[0161] 参考图8设置了这些基本上类似于图6的实施方式的措施,因此为了继续描述这些措施尤其参考对图6的描述。这尤其涉及具有第二轴线轴承52、连杆轴承53和另外的对置轴线轴承54的轴承装置50的实施方案。然而,平衡配重73这一次在对置轴承块70上在另外的对置轴线轴承54的内部实施;就此而言,该另外的轴线对置轴承件偏心地实施。第二轴线轴承52现在甚至贴靠地布置在壳体盖32上,其中,壳体盖32横向于马达轴线缩短地实施。后者有利于对针对定子1410的变化的定子支架1440进行转变,定子支架现在沿半径延展长度从外置的圆周起横向于马达轴线MA延伸至第二轴线轴承的径向的圆周,并且然后沿着马达轴线穿接定子1410,以便将定子的轭与电枢绕组保持在一起。定子支架就此而言具有第一侧边32.3和第二侧边32.4,第二侧边基本上承担其图2中用32.2标记的悬臂的功能。第一侧边32.3这一次固定在马达壳体1102的柱体形的部分上。在结构空间节省方面,图8的修改方案与图7的修改方案类似,这是因为相比图6的修改方案,省去了用于第二轴线轴承52的额外的空间需求。如由图8可知,第二轴线轴承52实际上集成在具有定子支架1440的定子1410的结构空间中,并且仍然针对马达40提供对结构空间的尽可能有效的充分利用,这是因为转子外壳42实际上可以沿着马达轴线MA延伸至定子支架1440。又成功实现了在由马达壳体部分102和曲柄壳体部分1101B形成的共同的壳体30内的集成。
[0162] 图9示出了曲柄传动机构1300和具有马达40的驱动器1400的实施方式的真正的第三变体,其中,针对相同的或类似的部分或功能相同或类似的部分使用相同的附图标记。与在图6至图8的实施方式类似的是,在此示出的实施方式中,驱动轴10也与冲程栓柱20和承载罩41.1一体式地实施,必要时也与转子外壳42一体式地实施。原则上的布置与已经在图6至图8中阐述的那样完全类似地相应于转子和定子的基于图2的第二变体的布置。在第三实施方式的当前情况下,轴承装置50现在由连杆轴承53和(在取消第一和第二或另外的轴线轴承的情况下的)滚针轴承55组成。滚针轴承55是低级结构形式的滚动轴承。滚动体类似形式为较薄且极长的圆柱滚子55.1、55.2的滚针。具有当前为沿驱动轴10的两个滚动体55.1、55.2的滚针轴承55在图9中仅象征性地示出,并且可以转变成不同的结构类型。例如,为了构成滚针环,可以设置没有外壳体的具有滚动体的滚动体保持架。滚针轴承也可以配设有内圈;这仅需要被简单地拉伸的轴。最后,也可以转变成没有内圈的滚针轴承;这要求在驱动轴10上有经硬化的滚动面。所有之前提到的结构类型都可以单列式地,也就是说,具有一列滚动体地实施,而且可以多列式地(如当前那样具有两个滚动体列55.1、55.2地)实施。
[0163] 由于取消了第一、第二轴线轴承51、52或如前述的对置轴线轴承54或另外的轴线轴承所要求的结构空间需求,图9的修改方案的出众之处也在于具有不仅沿着马达轴线MA的特别短的结构形式,而且基于滚针轴承55的很低的高度也沿径向尤其节省了结构空间。图9也示出了(原则上能在图2至图8的所有前述实施方式中使用的)线束80,它们向外引导穿过壳体盖32。
[0164] 总体上,由上述的实施方式得出了如下优点:
[0165] -明显减小了装配空间
[0166] -减少了构件
[0167] -简化了装配
[0168] -曲轴1304/冲程栓柱20是转子的集成的组成部分
[0169] -通过例如作为钻孔或凸肩集成到转子中而取消了单独的平衡配重(图5、图6和图8)[0170] -取消在马达舱轴线上的两个遮盖部中的一个,例如曲柄壳体盖(参看图6中的壳体盖板34)
[0171] -能借助驱动器壳体30将整个电动马达集成在曲柄壳体中
[0172] -取消具有平衡配重的单独的曲轴
[0173] -通过取消了压配合而更为简单地装配和设计马达轴承(轴线轴承51、52,对置轴线轴承54)
[0174] -在不具有连续的马达轴的变体中改善了磁性特性(图6至图8)
[0175] -不具有扭转负荷地仅仍撑托支承马达轴(驱动轴10)(例如在图4中)
[0176] -通过滚针套取代两个滚珠或滚动轴承而使简单且廉价的支承成为可能(图9)[0177] -例如通过钻孔实现对转子罩1422的简单平衡
[0178] -通过总机组的结构形状变小而节省了重量
[0179] -通过效率更好而节省了能量
[0180] -通过取消刷磨损提高了电动马达/电动马达轴承部的使用寿命
[0181] -通过提高外动子电动马达的旋转惯性矩减小了共振;由此减小了发生具有高电流幅度的摆动式运行的可能性
[0182] -改善了运行平静性;优选通过使用外动子
[0183] -在质量减小,但进行了最佳的质量分布的情况下,外动子具有高的旋转惯性矩和更好的同步(固体传声)
[0184] -旋转的马达部分(蓄能器)的更大的直径
[0185] -高惯性矩补偿了基于更小的总重量引起的共振并且减小了固体传声
[0186] -定子1410的绕组一般无需成铸件也够用
[0187] -存在卷绕的电枢1412并且不再需要平衡。
[0188] -没有刷磨损并且因此也
[0189] -不再会弄脏尤其是过滤器和用于空气干燥的颗粒(吸附物)
[0190] -良好的冷却和通风更为简单且不受污染
[0191] -转子罩可以同时设计成用于冷却绕组的通风器
[0192] -延长了使用寿命
[0193] -出于声学的原因而有利地用于混合动力或电动车辆中;为此已经采取适当的EMV措施
[0194] -总体上能针对驱动轴的更为刚性的设计方案实现更短的结构形式。
[0195] 附图标记列表
[0196] 0.1                       过滤器
[0197] 0                         空气输送部
[0198] 1                         压缩空气输送部
[0199] 2                         压缩空气接口
[0200] 3                         排气部
[0201] 3.1                     排气减振器
[0202] 10                        驱动轴
[0203] 11                        变细的轴颈,第一端部
[0204] 12                        第二端部,驱动轴的变细的部分[0205] 13                        驱动轴的变粗的部分
[0206] 14                        硬的支承栓柱
[0207] 20                        冲程栓柱
[0208] 21                        冲程栓柱的冲程法兰
[0209] 22                        冲程基座
[0210] 23                        平衡配重
[0211] 28                        垫圈
[0212] 29                        螺栓
[0213] 30                        压缩机壳体,驱动器壳体
[0214] 31                        壳体壁,中间壁,间隔壁
[0215] 31.1、31.2                 作为轴承座的柱体形的外翻部[0216] 32                        壳体外壁,马达壳体壁,封闭盖,壳体封闭部[0217] 32.2                      悬臂梁支架,悬臂
[0218] 32.3                          第一侧边
[0219] 32.4                          第二侧边
[0220] 33                            圆筒形的壳体部分
[0221] 34                            盖板、遮盖板
[0222] 34.1                          盖板的外翻部
[0223] 40                            马达
[0224] 41                            转子法兰,转子栓柱
[0225] 41.1                          悬臂,悬臂区段,承载罩
[0226] 42                            转子外壳
[0227] 42.1                          凸肩区段
[0228] 50                            轴承装置
[0229] 51、52、53、54                  轴线轴承
[0230] 53                            连杆轴承
[0231] 55                            滚针轴承
[0232] 55.1、55.2                     圆柱滚子,滚动体
[0233] 60                            密封装置
[0234] 61、62、63                      密封件
[0235] 70                            对置轴承块
[0236] 71                            轴承栓柱
[0237] 73                            平衡配重
[0238] 80                            线束
[0239] 100、100A、100B、100C、100D、100E、100F 车载电网
[0240] 102                      马达壳体部分
[0241] 210                           气动主线路
[0242] 211                           空气干燥器
[0243] 212                           节流阀
[0244] 220                           排气线路
[0245] 230                           输送线路
[0246] 240                           气动的线路
[0247] 250                           通道
[0248] 251、252、253、254、255        分支线路
[0249] 300                           控制电线路
[0250] 301、302、303、304、305         两位两通换向阀
[0251] 301、401                       信号线路
[0252] 310                           排气阀控制电线路
[0253] 311、312、313、314             空气弹簧
[0254] 315                           压缩空气贮存器
[0255] 320                           阀装置
[0256] 321                           控制阀
[0257] 322                           排气阀
[0258] 330                           压缩机
[0259] 331                           增压机
[0260] 332                           电动马达
[0261] 400                           传感器线路
[0262] 401、402、403、404            传感器,信号线路
[0263] 405、406                       电压压力传感器
[0264] 410                           车辆控制装置
[0265] 420                           车辆总线
[0266] 500                           供电线路
[0267] 510                           继电器控制线路
[0268] 520                               继电器
[0269] 1000                              压缩空气供应设备
[0270] 1001                              气动设备
[0271] 1002                              压缩空气供应系统
[0272] 1100                              壳体装置
[0273] 1101                              壳体
[0274] 1101A                             活塞壳体
[0275] 1101B                             曲柄壳体
[0276] 1102                              马达壳体
[0277] 1103                              干燥器壳体和阀壳体
[0278] 1103A                             干燥器壳体
[0279] 1103B                             切换壳体
[0280] 1300                              曲柄传动机构
[0281] 1301                              活塞
[0282] 1302                              连杆,连杆棒
[0283] 1303                              偏心轴承、轴承开口
[0284] 1304                              偏心轴、曲轴
[0285] 1305                              轴线轴
[0286] 1400                              曲柄传动机构的驱动器
[0287] 1410                              定子
[0288] 1411                              定子绕组
[0289] 1412                              轭、具有绝缘核体的电枢
[0290] 1420                              转子
[0291] 1421                              永磁体
[0292] 1422                              转子罩
[0293] 1430                              气隙或卷绕绝缘部
[0294] 1440                              承载结构、支架
[0295] 1450                              气隙或卷绕绝缘部
[0296] 1500                              轴承装置
[0297] 1501                              A-轴承、滚动轴承
[0298] 1502                              B-轴承、滚动轴承
[0299] EA                                偏心轴线
[0300] MA                                马达轴线
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