CN101796297A - 紧凑的干式运行的活塞式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种紧凑的干式运行的活塞式压缩机，其具有至少一个缸(1)，用于借助配设的活塞(2)压缩空气，该活塞能经由电动机(10)通过由曲轴(4)和连杆(5)组成的曲柄传动机构进行运动，该曲柄传动机构在无油池的压缩机壳体(7)内通过持续润滑的滚动轴承(6a、6b)能旋转地支承并且由于运动循环产生在壳体内部的冷却气流，其中，所述压缩机壳体(7)包括两个通过一个隔板(16)分开的壳体半部(8、9)，以便在第一壳体半部(8)内部安置曲柄传动机构而在第二壳体半部(9)内部安置电动机(10)，其中，一个对于曲柄传动机构以及电动机(10)共用的滚动轴承(6b)装入隔板(16)中，该滚动轴承位于通过第一壳体半部(8)的冷却气流内。

Description

紧凑的干式运行的活塞式压缩机
技术领域
本发明涉及一种特别是用于商用车辆的、紧凑的干式运行的活塞式压缩机，具有至少一个缸，用于借助配设的活塞压缩空气，该活塞能经由电动机通过由曲轴和连杆组成的曲柄传动机构进行运动，该曲柄传动机构在无油池的压缩机壳体内通过持续润滑的滚动轴承能旋转地支承并由于运动循环而产生在壳体内部的冷却气流。
背景技术
本发明的应用领域特别延伸到轨道车辆以及商用车辆。在这里作为辅助压缩机使用小型的通过电动机运行的结构单元，其为车辆内部的消耗器产生压缩空气。过去为此目的主要使用油润滑的活塞式压缩机。基于活塞式压缩机的新型压缩机方案也允许无油的运行。取代曲轴箱的注油，曲柄传动机构的支承部位在这里被滚动支承并且滚动支承部设有局部的持续润滑。无油的活塞式压缩机特别是出于保养和环保技术的原因而开发。
DE 102004042944A1公开了一种同类型的干式运行的活塞式压缩机。该活塞式压缩机基本上由用于产生压缩空气的压缩器单元组成，该压缩器单元由用于产生旋转运动的驱动单元进行驱动。驱动单元在这里大多按照电动机的型式构成。曲轴可旋转支承在压缩器单元的曲轴箱内部。在曲轴上安装两个与所配设的活塞连接的连杆，以便将驱动侧的旋转运动转换成各活塞的直线移动，这些活塞为压缩空气而安置在配设的缸内部。各缸在这里以180°位置安装在曲轴箱上。为改善缸的冷却而设置有进入侧的阀门，该阀门在通过活塞的运动而产生的、在曲轴箱内的负压时进入其打开位置。由此从外部抽吸冷却空气，并且至少一个与此隔开地设置在曲轴箱上的排出侧的第二阀门在通过活塞的运动而产生的、在曲轴箱内的超压时进入其打开位置。由此排出使用过的冷却空气，从而由于活塞的运动循环内部的冷却气流通过曲轴箱流动。
虽然通过这种技术解决方案将冷却气流用于干式运行的活塞式压缩机的内部冷却，但法兰连接的电动机必须单独冷却，这通常通过电动机上的风机叶轮进行。由此湿气和污物也会从外界环境进入。为防止这一点，迄今进行活塞式压缩机连同电动机的附加封装，但这却明显加大结构单元的位置需求。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种紧凑的干式运行的活塞式压缩机，该活塞式压缩机适合于在污染的环境中应用并且其特征在于使用寿命长。
该目的从一种按照权利要求1前序部分并结合其特征部分的特征的活塞式压缩机得以实现。后面的从属权利要求描述本发明的有利的进一步构成。
本发明包括这样的技术教导，即，压缩机壳体包括两个通过一个隔板分开的壳体半部，以便在第一壳体半部内部安置曲柄传动机构，而在第二壳体半部内部安置电动机，其中，一个对于曲柄传动机构以及电动机共用的滚动轴承装入隔板内，该共用的滚动轴承位于通过第一壳体半部的冷却气流内。
依据本发明的解决方案的优点特别是在于，为压缩器单元以及驱动装置提供一个共用的壳体，它保证相对于污染的环境完全封装。同时，总体上为压缩器单元和驱动单元利用共用的冷却气流解决与这种封装一起出现的热问题。依据本发明的解决方案从这种知识出发，即，电机绕组的输出侧的头部是决定性的热源，该热源通过位置靠近的冷却措施结合一个共用壳体可以高效地得到冷却。依据本发明的解决方案在滚动轴承的所需数量方面得到优化。这样可以为电动机和曲轴支承部共同使用一个唯一的滚动轴承。如果该滚动轴承有针对性地得到冷却，那么得到也对于电动机足够的冷却作用，这可以通过隔板区域内的导热实现。
依据一种改进本发明的措施规定，在隔板内设置有至少一个开口，用于使第一壳体半部的部分冷却气流转向到第二壳体半部中。由此也可以有针对性地将冷却气流导入第二壳体半部的区域中，从而利用该措施可以改进冷却作用。
优选地，除了设置在隔板内的滚动轴承之外，曲轴朝向另一侧通过另一滚动轴承旋转支承。因此，总计两个滚动轴承对于曲轴是足够的，以便旋转支承曲柄传动机构连同电动机。所述另一滚动轴承在此可以向外封装地装入第一壳体半部的一个基本形状扁平的盖内。通过该扁平的盖不明显增加活塞式压缩机的外部的几何尺寸。同时，扁平的盖提供一种能简单拆卸的接近曲轴箱内部的可能性。该第二滚动轴承同样应位于通过第一壳体半部的冷却气流内。
为使紧凑性最大化而提出，电动机的转子直接安装在曲轴的伸进第二壳体半部中的端部上。该安装可以通过锥形的法兰利用端面的螺纹连接进行。但除此之外也可以设想，曲轴和转子一体地构成。这特别是当电动机按照其转子仅需装备永久磁铁的无刷电动机的型式构造时具有意义。与此相对，定子设有电线圈绕组。
对于这种这里优选要使用的无刷电动机必需的换向电子装置能以简单的方式同样集成到第二壳体半部中。优选地，换向电子装置应设置在扁平结构的印制电路板上，该印制电路板设置在壳体壁的区域内。为了能更好地接近换向电子装置，该换向电子装置可用一能螺纹连接的盖封闭。第二壳体半部在端面用一个基本形状同样扁平的盖封闭。在将该盖装配之后，电动机的内部区域对于保养和维修目的是能接近的。
依据本发明构造的集成的压缩机壳体在第一壳体半部的区域内还具有开口，用于可拆分地安装优选作为单独的构件构造的缸。通过缸的单独的构成，具有两个壳体半部的集成的压缩机壳体能在铸造技术上以简单的方式优选以轻质金属铸件构造。
在本发明的进一步构成中，在活塞式压缩机内设有流入通道，这些流入通道的横截面变化，使得各个组件被不同的冷却气流通流。各个组件在这里为曲轴箱、电动机的绕组腔和换向电子装置。在这里有利的是，给相应的区域最佳地供给足够量的冷却空气。
附图说明
下面借助附图对改进本发明的其他措施连同对本发明优选实施例的说明共同地进行详细说明。
其中：
图1示出一紧凑的干式运行的活塞式压缩机的纵剖视图；以及
图2示出一紧凑的干式运行的、具有流入通道的活塞式压缩机的纵剖视图。
具体实施方式
依据图1，压缩机具有一个唯一的缸1，在该缸内设置有一活塞2用于压缩从外界环境通过缸盖3抽吸的压缩空气。活塞2的直线工作运动通过曲柄传动机构产生，该曲柄传动机构基本上由曲轴4连同连杆5组成。曲轴4通过两个滚动轴承6a和6b相对于压缩机壳体7能旋转地支承。
压缩机壳体7由一个形成曲轴箱的第一壳体半部8和一个容纳电动机10的第二壳体半部9组成。
电动机10在该实施例中构造成无刷电动机并且包括由带有铁芯的线圈绕组组成的定子11，该定子与装备有永久磁铁的转子12共用作用。电动机10的转子12螺纹连接在曲轴4的伸进第二壳体半部9中的锥形的端部上。电动机10的换向电子装置13集成在第二壳体半部9的壁中。为了节省位置的布置，换向电子装置13安置在印制电路板上。第二壳体半部9用一个扁平的盖14在端面通过各单个螺钉封闭。第一壳体半部8也具有一个基本形状扁平的盖15，该盖将该第一壳体半部在端面通过螺纹连接封闭。
第一壳体半部8的盖15包括用于曲轴4的滚动轴承6a的支座。曲轴4的另一滚动轴承6b定位在压缩机壳体8的隔板16内。滚动轴承6b既设置用于单侧支承曲轴4，也设置用于支承电动机10的转子12。
两个滚动轴承6a和6b位于通过第一壳体半部8的冷却气流内。冷却气流受阀门控制地通过缸侧的通道17由于曲柄传动机构的运动循环进入第一壳体半部8的内部并且通过与阀门连接的开口18离开该第一壳体半部。冷却气流在此这样地被引导穿过第一壳体半部8，使得两个滚动轴承6a和6b由此得到冷却。为了使第一壳体半部8的部分冷却气流转向到第二壳体半部9中，隔板16具有一圈开口19。
与此的区别在于，在图2中设置有流入通道20，这些流入通道通过通道17被供给空气。这些流入通道向各个构件输送冷却空气，其中，冷却空气的量通过各自的横截面确定。空气的流动在该附图中通过空心箭头表示。
本发明并不局限于上述的优选实施例上。确切地说，也可以设想与其不同的变型，这些变型一同包括在所附的权利要求书的保护范围内。这样例如电动机也可以按照其他结构类型构造。原则上适用能封装地安置在壳体半部9内部的任何结构类型。
附图标记清单
1    缸
2    活塞
3    缸盖
4    曲轴
5    连杆
6    滚动轴承
7    压缩机壳体
8    第一壳体半部
9    第二壳体半部
10   电动机
11   定子
12   转子
13   换向电子装置
14   盖
15   盖
16   隔板
17   通道
18   开口
19   开口
20   流入通道

Claims (13)

1.紧凑的干式运行的活塞式压缩机，具有至少一个缸(1)，用于借助配设的活塞(2)压缩空气，该活塞能经由电动机(10)通过由曲轴(4)和连杆(5)组成的曲柄传动机构进行运动，该曲柄传动机构在无油池的压缩机壳体(7)内通过持续润滑的滚动轴承(6a、6b)能旋转地支承并且由于运动循环产生在壳体内部的冷却气流，其特征在于，所述压缩机壳体(7)包括两个通过一个隔板(16)分开的壳体半部(8、9)，以便在第一壳体半部(8)内部安置曲柄传动机构，而在第二壳体半部(9)内部安置电动机(10)，其中，一个对于曲柄传动机构以及电动机(10)共用的滚动轴承(6b)装入隔板(16)中，该共用的滚动轴承位于通过第一壳体半部(8)的冷却气流内。
2.按权利要求1所述的紧凑的干式运行的活塞式压缩机，其特征在于，在所述隔板(16)内设置有至少一个开口(19)，用于使第一壳体半部(8)的部分冷却气流转向到第二壳体半部(9)中。
3.按权利要求1或2所述的紧凑的干式运行的活塞式压缩机，其特征在于，通过位于冷却气流内的滚动轴承(6b)以及隔板(16)的导热冷却电动机(10)的安置在第二壳体半部(9)内的输出侧的绕组头部。
4.按权利要求1所述的紧凑的干式运行的活塞式压缩机，其特征在于，除了设置在隔板(16)内的滚动轴承(6b)之外，曲轴(4)朝向另一侧通过另一滚动轴承(6a)旋转支承。
5.按权利要求4所述的紧凑的干式运行的活塞式压缩机，其特征在于，所述另一滚动轴承(6a)向外封装地装入第一壳体半部(8)的一个基本形状扁平的盖(15)内。
6.按权利要求4所述的紧凑的干式运行的活塞式压缩机，其特征在于，所述另一滚动轴承(6a)同样位于通过第一壳体半部(8)的冷却气流内。
7.按权利要求4所述的紧凑的干式运行的活塞式压缩机，其特征在于，电动机(10)的转子(12)通过曲轴(4)的所述两个滚动轴承(6a、6b)支承。
8.按权利要求1所述的紧凑的干式运行的活塞式压缩机，其特征在于，电动机(10)的转子(12)直接安装在曲轴(4)的伸进第二壳体半部(9)中的端部上。
9.按权利要求1所述的紧凑的干式运行的活塞式压缩机，其特征在于，电动机(10)按照无刷直流电动机的型式构造，该电动机的定子(11)由具有铁芯的线圈绕组()组成并且该电动机的转子(12)装备有永久磁铁。
10.按权利要求1所述的紧凑的干式运行的活塞式压缩机，其特征在于，电动机(10)的换向电子装置(13)设置在一同安置在第二壳体半部(9)内的印制电路板上。
11.按权利要求1所述的紧凑的干式运行的活塞式压缩机，其特征在于，第二壳体半部(9)用一个基本形状扁平的盖(14)在端面封闭。
12.按权利要求1所述的紧凑的干式运行的活塞式压缩机，其特征在于，第一壳体半部(8)具有开口，用于可拆分地安装作为单独的构件构造的缸(1)。
13.按前述权利要求之一所述的紧凑的干式运行的活塞式压缩机，其特征在于，设置有流入通道(20)，这些流入通道的横截面变化，使得各个组件被不同的冷却气流通流。
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