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Dokumentenidentifikation DE19903025A1 17.08.2000
Titel Kolbenverdichter für gasförmige Medien
Anmelder Alusuisse Bayrisches Druckguß-Werk GmbH & Co. KG, 85570 Markt Schwaben, DE
Erfinder Thurner, Helmut, 94086 Griesbach, DE
Vertreter Hofstetter, Schurack & Skora, 81541 München
DE-Anmeldedatum 26.01.1999
DE-Aktenzeichen 19903025
Offenlegungstag 17.08.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.08.2000
IPC-Hauptklasse F04B 39/12
IPC-Nebenklasse F04B 27/00   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolbenverdichter für gasförmige Medien mit einem innerhalb eines Zylinders 28 bewegbaren Kolben 26, wobei ein außerhalb des Zylinders 28 liegendes Ende des Kolbens 26 über einen Exzenter 20 mit einer Antriebswelle 18 einer Antriebsvorrichtung 14, insbesondere einem Elektromotor, verbunden ist. Der Kolbenverdichter 10 und die Antriebsvorrichtung 14 sind dabei jeweils in einem Verdichtergehäuse 12 und einem Antriebsvorrichtungsgehäuse 16 angeordnet. Erfindungsgemäß sind das Verdichtergehäuse 12 und das Antriebsvorrichtungsgehäuse 16 einstückig ausgebildet, wobei am Verdichtergehäuse 12 im Bereich des Kolbens 26 ein rohrförmiges, einstückig mit dem Verdichtergehäuse 12 ausgebildetes Ansatzstück 30 zur Aufnahme des Zylinders 28 angeordnet ist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolbenverdichter für gasförmige Medien mit einem innerhalb eines Zylinders bewegbaren Kolben, wobei ein außerhalb des Zylinders liegendes Ende des Kolbens über einen Exzenter mit einer Antriebswelle einer Antriebsvorrichtung, insbesondere einem Elektromotor, verbunden ist. Der Kolbenverdichter und die Antriebsvorrichtung sind dabei jeweils in einem Verdichtergehäuse und einem Antriebsvorrichtungsgehäuse angeordnet.

Derartige Kolbenverdichter für gasförmige Medien sind bekannt. So beschreibt das europäische Patent EP 0 725 897 B1 einen derartigen Kolbenverdichter, bei dem ein Verdichtungsraum durch Änderung einer wirksamen axialen Zylinderhöhe dadurch einstellbar ist, daß der äußere untere Rand des Zylinders und die obere Öffnung in einem Verdichtergehäuse mit jeweils einem sich entsprechenden Gewinde versehen sind. Die durch Ausprobieren gefundene optimale Stellung zwischen Zylinder und Verdichtergehäuse wird schließlich durch eine Schraubklemmung fixiert. Es hat sich nunmehr herausgestellt, daß ein derartiger Kolbenverdichter sehr hohe Herstellungskosten mit sich bringt. So müssen zum Beispiel der Zylinder und das Verdichtergehäuse jeweils mit einem Gewinde versehen werden, was einerseits einen hohen Werkzeugaufwand nach sich zieht und andererseits die Herstellungsdauer verlängert.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kolbenverdichter der eingangs genannten Art bereitzustellen, der eine einfache, schnelle und damit kostengünstige Herstellung gewährleistet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Kolbenverdichter gemäß den Merkmalen des Anspruches 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

In einem erfindungsgemäßen Kolbenverdichter sind ein Verdichtergehäuse und ein Antriebsvorrichtungsgehäuse einstückig ausgebildet, wobei am Verdichtergehäuse im Bereich eines Kolbens ein rohrförmiges, einstückig mit dem Verdichtergehäuse ausgebildetes Ansatzstück zur Aufnahme des Zylinders angeordnet ist. Durch die einstückige Ausbildung der genannten Gehäuseelemente ist eine einfache und schnelle Fertigung eines Gesamtgehäuses der Vorrichtung, bestehend aus dem Kolbenverdichter und der Antriebsvorrichtung, gewährleistet. Das zusätzlich ausgebildete rohrförmige Ansatzstück nimmt dabei den Zylinder auf, wodurch auf die Ausbildung von Gewinden verzichtet werden kann, was wiederum die Herstellung vereinfacht und beschleunigt und somit die Herstellungskosten senkt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das rohrförmige Ansatzstück an seiner dem Verdichtergehäuse abgewandten Seite einen sich verjüngenden Randbereich auf. Dieser Randbereich ist verformbar, derart, daß er über einen Flansch eines Auslaßkopfes des Kolbenverdichters legbar ist. Damit ist eine Fixierung des Zylinders innerhalb des Ansatzstückes gewährleistet, da der Zylinder an einem Ende mittels des Auslaßkopfes fixiert wird und an dem gegenüberliegenden Ende auf einem umlaufenden Vorsprung innerhalb des Verdichtergehäuses aufliegt. Der Randbereich des Ansatzstückes kann dabei abgewinkelt oder abgerundet ausgebildet sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kolbenverdichters ist innerhalb des Auslaßkopfes ein federbelastetes Auslaßventil ausgebildet. Das federbelastete Auslaßventil besteht dabei aus einer Feder, die eine mit einem Durchlaß versehene Metallscheibe gegen eine mit einem Durchlaß versehene Zylinderabdeckung drückt. Zwischen der Metallscheibe und der Zylinderabdeckung ist dabei ein Dichtring, zwischen der Zylinderabdeckung und dem darauf aufliegenden Auslaßkopf eine Dichtscheibe angeordnet. Die Zylinderabdeckung liegt dabei auf einer umlaufenden Schulter des Zylinders auf. Dadurch ist gewährleistet, daß der Kolbenverdichter eine hohe Leistung aufweist und innerhalb kurzer Zeit hohe Volumenströme zur Verfügung stellen kann. Weitere Vorteile eines federbelasteten Auslaßventils eines Kolbenverdichters sind der EP 0 725 897 B1 zu entnehmen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Ansatzstück Kühlrippen auf. Damit ist eine besonders vorteilhafte, hohe Wärmeabfuhr aus dem Bereich des Zylinders gewährleistet.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisch dargestellte Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Kolbenverdichter mit einer Antriebsvorrichtung;

Fig. 2 eine schematisch dargestellte Schnittzeichnung durch einen erfindungsgemäßen Kolbenverdichter; und

Fig. 3 eine schematisch dargestellte Schnittzeichnung eines Teilbereichs des erfindungsgemäßen Kolbenverdichters.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Aufsicht auf einen Kolbenverdichter 10 mit angeschlossener Antriebsvorrichtung 14. Man erkennt, daß der Kolbenverdichter 10 von einem Verdichtergehäuse 12 und die Antriebsvorrichtung 14 von einem Antriebsvorrichtungsgehäuse 16 umgeben sind, wobei beide Gehäuse 12, 16 miteinander einstückig ausgebildet sind. Innerhalb eines rohrförmigen Ansatzstückes 30, das ebenfalls einstückig mit dem Verdichtergehäuse 12 verbunden ist, ist ein Zylinder 28 angeordnet. Der Kolbenverdichter 10 schließt mit einem Auslaßkopf 34 und einem entsprechenden Auslaßstutzen 36 ab.

Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Kolbenverdichters 10. Man erkennt, daß innerhalb des Zylinders 28 ein bewegbarer Kolben 26 geführt ist und das außerhalb des Zylinders 28 liegende Ende des Kolbens 26, nämlich ein Ende des Pleuels 22, über ein Pleuellager mit einem Exzenter 20 einer Antriebswelle 18 der Antriebsvorrichtung 14 verbunden ist. Die Antriebsvorrichtung 14 ist insbesondere ein Elektromotor.

Weiterhin erkennt man, daß am Verdichtergehäuse 12 im Bereich des Kolbens 26 das rohrförmige, einstückig mit dem Verdichtergehäuse 12 ausgebildete Ansatzstück 30 zur Aufnahme des Zylinders 28 ausgebildet ist. Dabei weist das rohrförmige Ansatzstück 30 an seiner dem Verdichtergehäuse 12 abgewandten Seite einen sich verjüngenden Randbereich 32 auf. Dieser Randbereich 32 ist verformbar, so daß er über einen Flansch 40 des Auslaßkopfes 34 des Kolbenverdichters 10 legbar, insbesondere bördelbar ist. Es entsteht somit ein abgewinkelter oder auch abgerundeter Randbereich 32.

Beim Betrieb des Kolbenverdichters 10 wird das Pleuel 22 über die mit seinem einen Ende in Verbindung stehende Antriebswelle 18 in eine kreisförmige Bewegung versetzt, während das andere Ende mit dem Kolben 26 in dem Zylinder 28 hin- und hergeführt wird. Beim Aufwärtshub des Kolbens 26 wird dabei das im Zylinderraum befindliche gasförmige Medium komprimiert bis es einen Verdichtungsraum 50 einnimmt. Zu diesem Zeitpunkt oder kurz davor öffnet ein federbelastetes Auslaßventil 52, so daß das komprimierte gasförmige Medium über den Auslaßstutzen 36 abgeführt wird. Nach Erreichen der oberen Totpunktstellung des Kolbens 26 geht dieser in seinen Rückhub über, wobei über eine im Verdichtergehäuse 12 ausgebildete Ansaugöffnung (nicht dargestellt) das zu komprimierende gasförmige Medium zunächst in das Verdichtergehäuse 12 und nachfolgend durch Öffnungen (nicht dargestellt) in der Unterseite des Kolbens 26 in den oberen Zylinderraum eingesaugt wird. Beim Erreichen seiner unteren Totpunktstellung geht der Kolben 26 in seinen Vorwärtshub über, wobei der Einsaugvorgang zum Ende kommt. Der Kolben 26 wirkt als Einlaßventil.

Weiterhin erkennt man, daß das federbelastete Auslaßventil 52 aus einer Feder 38 besteht, die eine mit einem Durchlaß versehene Metallscheibe 42 gegen eine mit einem Durchlaß 58 versehene Zylinderabdeckung 46 drückt. Dabei ist zwischen der Metallscheibe 42 und der Zylinderabdeckung 46 ein Dichtring 44 angeordnet. Zwischen der Zylinderabdeckung 46 und dem darauf aufliegenden Auslaßkopf 34 ist eine Dichtscheibe 44 ausgebildet. Weiterhin erkennt man, daß die Zylinderabdeckung 46 auf einer umlaufenden Schulter 60 des Zylinders 28 aufliegt. An der gegenüberliegenden Seite des Zylinders 28 liegt dieser auf einem umlaufenden Vorsprung 62 innerhalb des Verdichtergehäuses 12 auf. Durch das Festklemmen des Auslaßkopfes 34 auf der Zylinderabdeckung 46 sowie auf dem oberen Randbereich des Zylinders 28 und die Auflage des unteren Randbereiches des Zylinders 28 auf dem Vorsprung 62 wird der Zylinder 28 innerhalb des Verdichtergehäuses 12 bzw. dem rohrförmigen Ansatzstück 30 fixiert.

Das rohrförmige Ansatzstück 30 weist zudem mehrere Kühlrippen 56 auf.

Fig. 3 zeigt eine Detailansicht gemäß der schematischen Schnittdarstellung in Fig. 2. Man erkennt, wie der Zylinder 28 innerhalb des Verdichtergehäuses 12 bzw. innerhalb des Ansatzstückes 30 fixiert wird, wobei gleichzeitig der Auslaßkopf 34 mit dem Auslaßstutzen 36 und dem federbelasteten Auslaßventil 52 am Kolbenverdichter 10 bzw. dem Verdichtergehäuse 12 befestigt wird. Man erkennt, daß das entweichende Gas über den Weg 54 des Auslaßstutzens 36 aus dem System ausströmt.


Anspruch[de]
  1. 1. Kolbenverdichter für gasförmige Medien mit einem innerhalb eines Zylinders (28) bewegbaren Kolben (26), wobei ein ausserhalb des Zylinder (28) liegendes Ende des Kolbens (26) über einen Exzenter (20) mit einer Antriebswelle (18) einer Antriebsvorrichtung (14), insbesondere einem Elektromotor, verbunden ist und wobei der Kolbenverdichter (10) und die Antriebsvorrichtung (14) jeweils in einem Verdichtergehäuse (12) und einem Antriebsvorrichtungsgehäuse (16) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtergehäuse (12) und das Antriebsvorrichtungsgehäuse (16) einstückig ausgebildet sind, wobei am Verdichtergehäuse (12) im Bereich des Kolbens (26) ein rohrförmiges, einstückig mit dem Verdichtergehäuse (12) ausgebildetes Ansatzstück (30) zur Aufnahme des Zylinders (28) angeordnet ist.
  2. 2. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Ansatzstück (30) an seiner dem Verdichtergehäuse (12) abgewandten Seite einen sich verjüngenden Randbereich (32) aufweist.
  3. 3. Kolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich (32) verformbar ist, derart, daß er über einen Flansch (40) eines Auslaßkopfes (34) des Kolbenverdichters (10) legbar ist.
  4. 4. Kolbenverdichter nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich (32) abgewinkelt oder abgerundet ausgebildet ist.
  5. 5. Kolbenverdichter nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Auslaßkopfes (34) ein federbelastetes Auslaßventil (52) ausgebildet ist.
  6. 6. Kolbenverdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das federbelastete Auslaßventil (52) aus einer Feder (38) besteht, die eine mit einem Durchlaß versehene Metallscheibe (42) gegen eine mit einem Durchlaß (58) versehene Zylinderabdeckung (46) drückt.
  7. 7. Kolbenverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Metallscheibe (42) und der Zylinderabdeckung (46) ein Dichtring (44) angeordnet ist.
  8. 8. Kolbenverdichter nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zylinderabdeckung (46) und dem darauf aufliegenden Auslaßkopf (34) eine Dichtscheibe (44) angeordnet ist.
  9. 9. Kolbenverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderabdeckung (46) auf einer umlaufenden Schulter (60) des Zylinders (28) aufliegt.
  10. 10. Kolbenverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (28) auf einem umlaufenden Vorsprung (62) innerhalb des Verdichtergehäuses (12) aufliegt.
  11. 11. Kolbenverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzstück (30) an seiner Außenfläche mindestens eine Kühlrippe (56) aufweist.






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