CN110392784A - 用于对压缩空气供应设备进行压缩空气输送的压缩机设施 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对用于运行气动设备的压缩空气供应设备进行压缩空气输送的压缩机设施，该压缩机设施具有：压缩机，尤其是增压机，其具有在连杆平面内的至少一个连杆和至少一个缸，其中，至少一个连杆还具有压缩机活塞和至少一个连杆轴承；具有转动轴线和驱动轴以及壳体的驱动器，其中，驱动轴支承在至少一个驱动轴轴承中并且具有连杆侧的端部和远离连杆的端部，并且驱动轴具有与驱动器的转动轴线偏心地布置在连杆侧的端部上的连杆容纳部段。根据本发明，在压缩机设施中设置的是，至少一个驱动轴轴承和至少一个连杆轴承布置成使得至少一个驱动轴轴承在径向方向上至少部分地位于至少一个连杆轴承以内。

Description

用于对压缩空气供应设备进行压缩空气输送的压缩机设施

技术领域

本发明涉及一种用于对用于运行气动设备的压缩空气供应设备进行压缩空气输送的压缩机设施，该压缩机设施具有：压缩机，尤其是增压机，其具有在连杆平面内的至少一个连杆和至少一个缸，其中，至少一个连杆还具有压缩机活塞和至少一个连杆轴承，该压缩机设施具有驱动器，该驱动器具有转动轴线和驱动轴以及壳体，其中，驱动轴支承在至少一个驱动轴轴承中并且具有连杆侧的端部和远离连杆的端部，并且驱动轴具有与驱动器的转动轴线偏心地安置在连杆侧的端部上的连杆容纳部段。

本发明还涉及一种用于运行气动设备的压缩空气供应设备。

背景技术

压缩机，尤其是车辆中的压缩空气供应设备中的压缩机是普遍公知的。一般而言，在改良这种压缩机时，长的使用寿命、鲁棒性、高效以及低噪音和少振动的运行都是重要的方面。

公知如下的压缩机：为了减少轴承间隙从而减少噪音的目的，压缩机设置有装到马达轴上的曲柄传动机构的可调节能力。因此，DE 10 2005 009 445 B4描述了一种用于在车辆中产生压缩空气的压缩机总成，其具有活塞压缩机和用于驱动活塞压缩机的马达，其中，活塞压缩机的活塞通过连杆/曲柄传动机构设施由马达通过马达轴来驱动，其特征在于，曲柄传动机构在压缩机总成组装起来时能在马达轴的纵向方向上在马达轴上调准。

DE 10 2004 020 104 A1的压缩机设施示出了用于压缩机的双重活塞，双重活塞具有长形的活塞支架，这个活塞支架在每个端部上都具有活塞，并且双重活塞具有大约平行于活塞支架延伸的连杆，这个连杆通过驱动轴轴承以能转动的方式支承在活塞支架的栓上，并且在与之具有一定间距的地方能通过连杆轴承支承在驱动装置的偏心轮上；驱动轴轴承和连杆轴承因此基本上在相同的轴向方向上彼此具有间距。活塞支架在两个活塞之间延伸的中间区域内包含尺寸大小为了以能自由运动的方式容纳连杆而设计的中间腔，连杆以能自由运动的方式容纳在这个中间腔内。

此外公知用于在活塞机中进行直接质量平衡的方法。DE 2424562 A1描述了一种进行直接质量平衡的方法。直接质量平衡的特征在于，活塞的重心在它围绕着活塞销的转动轴线上，在连杆上安置了平衡物，并且所有振荡部件的系统都获得平衡，使得共同的重心位于曲柄轴的转动轴线上。

这种设计、尤其是开头介绍的压缩机设施的构造方式还值得改进，尤其是就低噪音和少振动的运行而言以及压缩机的使用寿命而言。

因此值得追求的是，尤其是在这些方面，也就是低噪音和少振动的运行方面，改进压缩机设施的功能，尤其是驱动器和压缩机的机械联接功能。

发明内容

本发明的任务是，以更好的方式提供一种设施、尤其是压缩机设施、压缩空气供应设备和车辆，这种设施尤其是能解决上述问题。

涉及到压缩机设施的任务通过本发明利用根据权利要求1所述的压缩机设施来解决。涉及到压缩空气设备的任务通过本发明利用根据权利要求16所述的压缩空气供应设备来解决。本发明也涉及具有权利要求1所述的压缩机设施和/或根据权利要求16所述的压缩空气供应设备的根据权利要求17所述的车辆。

本发明从一种用于对用于运行气动设备的压缩空气供应设备进行压缩空气输送的压缩机设施出发，该压缩机设施具有：压缩机，尤其是增压机，其具有在连杆平面内的至少一个连杆和至少一个缸，其中，该至少一个连杆还具有压缩机活塞和至少一个连杆轴承，该压缩机设施具有驱动器，该驱动器具有转动轴线和驱动轴以及壳体，其中，驱动轴支承在至少一个驱动轴轴承中并且具有连杆侧的端部和远离连杆的端部，并且驱动轴具有在与驱动器的转动轴线偏心地布置在连杆侧的端部上的连杆容纳部段。

根据本发明设计的是，至少一个驱动轴轴承和至少一个连杆轴承布置成使得至少一个驱动轴轴承在径向方向上至少部分地位于至少一个连杆轴承以内。

这首先意味着，在垂直于转动轴线的投影平面内观察，驱动轴轴承的外直径完全位于连杆轴承的内直径以内；这例如在图2A～2C中示出。在改进方案的框架内，这首先意味着，驱动轴轴承在轴向方向上沿着转动轴线在连杆轴承的或驱动器的方向上(也就是侧向地)推移，使得它的轴向延展度完全地或者部分地位于连杆轴承内部空间以内。这尤其是也可以有利地意味着，驱动轴轴承沿着驱动器的转动轴线以在连杆轴承的方向上推移的方式布置，使得它以特定的、被称为重叠部的间距伸入到连杆轴承的连杆轴承内部空间里。当驱动轴轴承完全位于连杆轴承内部空间的情况下，称为是完全重叠。

尤其是在驱动轴轴承在径向方向上观察，同时布置在连杆轴承内时，导致实现一种特别有利的构造方案。

尤其是本发明的设计方案的协同目标在于，不仅通过轴向重叠的轴承设施而且通过将连杆力更好地导入到壳体内尽可能地防止负面的机械作用，尤其是因为弯曲力矩引起的机械作用，如产生振动、产生固体声波和空气声波。这尤其是通过将第一轴承或A轴承轴向布置在连杆轴承内以及将A轴承的内圈以相对支架固定的方式紧固在相对支架固定的轴颈上来实现。以这种方式也就尤其是以有利的方式减少了或避免了作用于驱动轴轴承的、尤其是作用于第一轴承或A轴承的翻转力矩，以及作用于驱动轴的轴向力。尤其是在乘用车领域的车辆中，低噪音和少振动的运行非常重要，因为与货车领域的应用场合不同，声学方面的要求更高或更敏感。

这种设计方案优选地为一种以更好的方式工作的、尤其是少振动和低噪音的压缩机设施提供了基础。

此外，减少力和/或力矩以及尤其是减少与力和/或力矩关联的动态负荷以及振动可以导致实现一种保护性的运行方式，它有利地影响压缩机设施的高效和使用寿命。在此，负荷尤其是包括作用于连杆轴承的翻转力矩，这些翻转力矩在传统的驱动轴轴承系统中是因为轴弯曲产生的。通过根据本发明的设计方案的轴承系统减少或避免这类翻转力矩会提高连杆的耐用度；连杆由此尤其是可以在结构设计方面最优化的情况下更小从而更轻地设计。

同样地，通过根据本发明的设计方案尤其是无弯曲力矩地支承驱动轴，减少了作用于压缩机活塞和尤其是作用于密封套囊的径向力。以有利的方式，由此让压缩机组件和驱动组件、尤其是连杆轴承、驱动轴轴承、压缩机活塞和/或套囊具有更长的使用寿命。

由从属权利要求中可以得到本发明的有利改进方案，并且具体给出了有利的可能性方案，可以在提出任务的框架内以及就其他的优点而言实现上述的设计方案。

在一种特别优选的改进方案的框架内，在压缩机设施中，驱动轴在作为第一轴承的、在驱动轴的连杆侧的端部上布置在轴承平面中的、连杆侧的驱动轴轴承内，在与转动轴线同轴地布置的第一轴承容纳部段上受支承。

这种改进方案考虑的出发点是，第一轴承的或A轴承的轴承平面与连杆平面之间在轴向方向上的间距导致出现弯曲力矩，这尤其是导致驱动轴的变形。这样的变形在驱动轴转动时有时可能导致不利的动态负荷状态以及噪音和振动的形成。这样的噪音和振动的形成可能因为有时随着运行时间越来越长变得越来越大的轴承间隙而变得愈加严重。驱动轴的变形尤其是源自于连杆力，连杆力是在压缩空气时因为压缩机活塞在缸内的运动而产生的并且经由连杆轴承和/或第一轴承或A轴承导入驱动轴。弯曲力矩在这里与连杆力和在轴承平面与连杆平面之间在轴向方向上的间距成比例。

所述改进方案认识到，在第一轴承或A轴承的轴承平面与连杆的连杆平面之间在轴向方向上的间距减小时，作用于驱动轴的弯曲力矩减小。尤其是当第一轴承或A轴承在径向方向上布置在连杆轴承以内时，会发生减小。尤其是在完全避免在第一轴承或A轴承的轴承平面与连杆的连杆平面之间在轴向方向上的间距时可以完全避免因为连杆力造成的、作用于驱动轴的弯曲力矩。

尤其设计的是，驱动轴在作为第二轴承的、布置在驱动轴的远离连杆的端部上的、远离连杆的驱动轴轴承内，在与转动轴线同轴地布置在远离连杆的端部上的第二轴承容纳部段上受支承。

此外在一种优选的改进方案中设计的是，轴承布置在壳体以内和/或壳体上。壳体可以包括压缩机设施和/或驱动器和/或其他的组件，并且包围这些组件，特别有利地为模块式地构造，也就是说，尤其分别对于压缩机设施和驱动器而言是单独地、却能组合地构造。

在压缩机设施中优选地，

-第一轴承容纳部段为了容纳第一轴承构造成柱体式空心室，并且/或者

-第一轴承还紧固在以相对支架固定的方式与壳体连接的且实际上与转动轴线同轴地布置的轴颈上，其中，

-第一轴承在柱体式空心室内位于第一轴承容纳部段与轴颈之间。

此外，改进方案考虑的出发点是，颠倒第一轴承或A轴承的紧固布置，也就是内圈的位置固定或相对支架固定的紧固和外圈的能转动的支承，能够以特别有利的方式让连杆力输出到壳体中。之所以是这种情况，尤其是因为可以借助相对支架固定的轴颈以与壳体的壁的很小的轴向间距实现第一轴承的或A轴承的相对支架的紧固。因为很小的轴向间距，能够更好地吸收连杆力，尤其是同时不产生通过连杆力引起的弯曲力矩并且特别优选地不引起驱动轴或轴颈的变形。

尤其设置的是，第一轴承牢固地安放在轴颈上，并且卡在第一轴承容纳部段中，并且将轴颈和第一轴承容纳部段以能相对彼此转动的方式连接起来。具体而言，这意味着，第一轴承的轴承内圈位置固定地紧固在轴颈上，例如通过合适的形状锁合(formschlüssig)、力锁合(kraftschlüssig)或材料锁合(stoffschlüssig)的紧固方法。此外，第一轴承的轴承外圈牢固地与驱动轴的轴承容纳部段连接。以这种方式实现在相对支架固定的轴颈与驱动轴之间围绕转动轴线的旋转式相对运动。

有利地设置的是，压缩机具有多个连杆，尤其是第一连杆和第二连杆。具体而言可以包括在两个或多个压缩腔内压缩气体，尤其是空气。在这种情况下，通过布置两个缸实现双级式的压缩机，其中，缸分别具有压缩机活塞和连杆。它们尤其是由驱动轴驱动，并且优选地布置成使得整个系统处于实际上平衡的状态。双级式压缩机的优点尤其是可以实现更高的效率和压缩压力。

尤其设计的是，第一连杆和第二连杆布置成使得在轴向方向上，也就是在转动轴线的方向上，第一连杆以与轴承平面有第一轴承间距的方式布置，而第二连杆以与轴承平面有第二轴承间距的方式布置。具体而言这意味着，第一和第二轴承间距根据结构设计的要求可以选择成使得尤其是可以尽可能地最小化驱动轴的变形和加到连杆及轴承上的负荷。尤其是对于一个连杆相比另一个连杆承受更大力的情况，可以通过以下方式最小化作用于驱动轴的弯曲力矩，即，减小与承受较大力的那个连杆的轴承间距。此外还可以以有利的方式利用对轴承间距的调节，以产生轴弯曲、尤其是实现对轴颈变形的补偿。这些在图3中示例性示出并且结合图3示例性地在优选实施方式的框架内进一步阐述。

在一种特别优选的改进方案的框架内设置的是，第一连杆和第二连杆布置成使得轴承平面在轴向方向上居中地位于第一连杆平面(在此就为了说明：在附图中用P1表示)与第二连杆平面(在此就为了说明：在附图中用P2表示)之间。具体而言这意味着，第一和第二连杆平面相对于轴承平面以绝对值相同的轴向间距，然而是在相反的方向上布置。尽管在该改进方案中，两个连杆平面中没有哪一个位于轴承平面内，并从而产生了作用于驱动轴的弯曲力矩，但是第一轴承或A轴承在两个连杆之间的轴向居中布置是一种为了最小化因为连杆力产生的弯曲力矩的折中方案。

尤其设置的是，增压机具有第一连杆，它布置在第一轴承的轴承平面内，在连杆平面与轴承平面之间的轴承间距基本上等于零。具体而言这意味着，通过将第一连杆和第一轴承或A轴承无轴向间距地布置，利用根据本发明的设计方案所述的轴承设施，实现了对连杆力的实际上无弯曲力矩的吸收。

该改进方案尤其是考虑用在具有连杆和缸的单级式压缩机中。然而在这种无弯曲力矩的、单重连杆设施的框架内，正如下文中进一步说明的那样，也可以实现一种在具有能两侧施加压力的压缩机活塞的缸之内的双级式压缩机。

尤其设置的是，增压机具有第一连杆，这个连杆与第一轴承以具有轴向的轴承间距的方式布置。具体而言这意味着，作用于驱动轴的连杆力导致产生弯曲力矩，依赖于驱动轴的结构设计方式，弯曲力矩尤其是可能导致发生变形。这样的变形，尤其是驱动轴发生弯曲，例如可以有利地被加以利用，从而实现对轴颈变形的补偿。这在图3的附图中示例性地示出，并且结合图3示例性地在一种优选实施方式的框架内进一步阐述。

在一种特别优选的改进方案的框架内设置的是，第一连杆和压缩机活塞刚性地相互连接，尤其是压缩机构造成摇摆活塞压缩机。具体而言这意味着，连杆和压缩机活塞基本上一体式地构成。这就使得实现以下优点：只需要使用少量的运动的零部件来联接驱动器和压缩机活塞，并且可能也不需要活塞的引导元件用于吸收侧向的、通过连杆导入的力。可能的、因为摇摆运动而在缸与压缩机活塞之间产生的间隙在这类实施方式中通过合适的密封件、尤其是活塞套囊密封件来密闭。

有利地设置的是，压缩机构造成单级式压缩机。具体而言这意味着，气体、尤其是空气在一个压缩腔内进行压缩。该压缩腔由缸的内部空间和压缩机活塞的背对连杆的一侧构成。

尤其设置的是，压缩机构造成多级式压缩机，尤其是双级式压缩机。具体而言这意味着，气体、尤其是空气是在两个或更多的压缩腔内进行压缩。这类多级式压缩机通过布置多个活塞、尤其是两个活塞来实现，其中，活塞分别具有压缩机活塞和连杆。这些尤其是由驱动轴驱动，并且优选地布置成使得整个系统处于一个实际上平衡的状态下。

在使用双级式压缩机的情况下，气体例如可以在两个压缩腔内进行压缩，这些压缩腔分别通过缸以及能两侧施加压力的压缩机活塞构成。压缩机活塞的背对连杆的一侧在此与缸的位于压缩机活塞这一侧上的内部空间一起构成第一压缩腔。朝向连杆的一侧此外还与缸的位于压缩机活塞的另一侧上的内部空间共同构成第二压缩腔。

有利地设置的是，连杆轴承构造成滚动轴承、尤其是球轴承、滚针轴承、圆柱滚子轴承、鼓形滚子轴承或者诸如此类的滚动轴承。

具体而言这意味着，依赖于结构设计的要求选择轴承形式。滚针轴承和圆柱滚子轴承和一般的具有圆柱形滚动体的滚动轴承因为与运转面的直线接触具有普遍较高的径向承载能力。此外在滚针轴承的情况下，因为滚动体的直径小所以比较紧凑，因此以有利的方式进一步减小了驱动器的装配空间。球轴承因为在滚动触部中的密合度而具有比较高的轴向和径向承载能力。此外，因为滚动体实现为球状并且外圈滚道是空心球体状的，所以鼓形滚子轴承还能够在内圈与外圈之间实现一定的钟摆运动。这样一来，即使驱动轴相对于壳体倾斜放置或没有对准，也不会很敏感。

有利地设置的是，第一轴承和/或第二轴承构造成滑动轴承。具体而言，这可以通过有润滑的或者无润滑的滑动轴承系统实现。以有利的方式，这使得实现对能转动运动的连接的一种少保养、特别优选地无保养的设计，因为，在不考虑在轴与轴承之间的相对运动的情况下，它不具有运动的部件，尤其是不具有滚动体。

尤其设置的是，第一轴承和/或第二轴承力锁合地、尤其是通过公差环紧固。具体而言，公差环可以通过金属弹簧环形成，或者通过一种由橡胶或塑料制成的具有适合的横截面的环形成，或者通过另一种合适的、可压缩的连接元件形成。此外，第一轴承或A轴承和/或第二轴承或B轴承作为替选和/或作为附加还以其他的方式，例如形状锁合地，通过在轴向方向上布置的卡环和/或力锁合或摩擦锁合地通过热收缩来固定。通过像例如公差环这样的紧固元件进行紧固不仅可以用在各个轴承的内圈的内侧，而且还可以用在各个轴承的外圈的外侧。于是可以例如针对第一轴承不仅实现布置在空心室与第一轴承的外圈之间的公差环，而且实现布置在轴颈与内圈之间的公差环。

为了解决提出的任务，本发明还涉及一种用于运行气动设备的压缩空气供应设备。压缩空气供应设备具有：前文所述的压缩机设施、空气干燥器和阀设施。此外，本发明为了解决提出的任务还涉及一种车辆，它具有压缩空气供应设备和气动设备，其中，压缩空气供应设备具有根据本发明的设计方案的压缩机设施。根据本发明的设计方案的压缩机设施尤其是用在乘用车中是有利的，因为在乘用车的领域内对声学方面普遍有较高要求，并且压缩机设施的低噪音和少振动的运行很重要或者说十分有利。

下面借助附图描述本发明的几个实施方式。附图不一定在尺寸比例上忠实于实际的实施方式，而是为了阐述清楚的目的以示意性的和/或略微扭曲的方式绘制了附图。作为能够从附图中直接可见的教导的补充，可以参考相关的现有技术。在这里要考虑到，在实施方式的形式和细节方面可以做出多样化的修改和变化，而不偏离本发明的一般想法。本发明的在说明书、附图以及权利要求中公开的特征不仅可以单独地而且可以以任意的组合方式成为本发明的改进方案的重要内容。此外，在说明书、附图和/或权利要求中公开的特征的至少其中两个特征的所有组合方式都在本发明的框架内。本发明的一般想法不局限于在下文中所展示和描述的优选实施方式的具体形式或细节，也不局限于某一个对象，该对象相比在权利要求中要求权利的对象可能是受限的。在给出的尺寸范围内，即使在所述边界范围以内的值也应该作为边界值公开，并且可以任意使用和要求权利。为了简单起见，下文为相同的或者类似的部件或者相同或类似功能的部件使用相同的附图标记。

附图说明

本发明的另外的优点、特征和细节由下文对优选实施方式的说明中以及借助附图得出；图中：

图1示出一种按照特别优选的实施方式的压缩机设施，

图2A至2C示出根据本发明的设计理念的驱动轴轴承和连杆轴承的不同布置方式，

图3A至3D示出第一轴承或A轴承和连杆轴承的不同布置方式的各种不同的改进方案，首先它们是根据图1所示的优选实施方式，但是总体而言遵循图2所示的设计理念，

图4示出驱动轴和轴颈的挠曲的示意图，

图5示出对压缩空气供应设备的高度简化的示意性概览图，

图6示出具有压缩空气供应设备的车辆的示意图。

具体实施方式

图1示出了一种根据本发明的特别优选的实施方式的具有压缩机100的压缩机设施。在第一缸170中，为了压缩空气的目的，第一连杆140随着第一压缩机活塞150振荡运动，并且实际上沿着第一缸170的对称轴线上下运动。在这里，第一压缩机活塞150靠近上死点，也就是在往复行程H的上端部处。因为在此示出的实施方式是一种摇摆活塞增压机，也就是说第一连杆140和第一压缩机活塞150刚性连接，虽然振荡运动占绝大部分，却不完全是平移运动。因此，第一连杆140和第一压缩机活塞150在上下运动时进行的是一种符合运动学的摇摆式运动。

类似于第一缸170，在第二缸171中为了压缩空气的目的，第二连杆141随着第二压缩机活塞151振荡，并且实际上沿着第二缸171的对称轴线上下运动。

然而也可以考虑一种按照本发明的设计理念的实施方式，其中，正如在活塞压缩机中很常见的那样，第一压缩机活塞150与第一连杆140或第二压缩机活塞151与第二连杆141分别铰接式，尤其是分别借助支承部连接。

除了所示的双级式增压机以外，还可以实现一种按照本发明的设计理念的单级式增压机。在另一种改进方案中，也可以通过单活塞增压机构成多级式增压机，该增压机由相应地分级的活塞和缸或者通过能在多侧施加压力的活塞、多个压缩腔形成。

在所示改进方案中，驱动轴220通过连杆侧的第一驱动轴轴承或A轴承360和远离连杆的第二驱动轴轴承或B轴承362支承在壳体440内。在此，不仅A轴承360而且B轴承362都可以借助在此未详尽示出的公差环164紧固。尤其是充当牢固的轴承座的这种紧固不仅可以用在各个轴承360、362的内侧还可以用于各个轴承360、362的外侧。

此外，这里的两个缸170、171就转动轴线A而言实际上相互对置地布置。因此，它们以有利的方式布置成使得消除了运动的质量，尤其是连杆、压缩机活塞和套囊，的系统在运动期间的直线惯性力。

在使用单级式增压机、尤其是单活塞增压机时，相对置的活塞的这种起消除作用的功能可以通过平衡物实现。当缸或活塞数量大于二时，类似于达到质量平衡，缸必须围绕着转动轴线A布置成使得惯性力总体上得到平衡。

连杆140、141仍然分别在它们背对压缩机活塞150、151的一侧上具有连杆孔，连杆孔用于容纳连杆轴承160、161。连杆轴承160、161仍然用于将连杆140、141与驱动轴220的连杆容纳部段320以能转动运动的方式连接。

在这里，连杆容纳部段320一体地与驱动轴220连接；然而同样也有可能的是，连杆容纳部段320和驱动轴220两件式地实施，并且通过相应的形状锁合、力锁合或材料锁合的连接拼接在一起。

驱动轴220在连杆侧的端部PS上除了靠外的连杆容纳部段320以外还具有靠内的第一轴承容纳部段380。靠外的连杆容纳部段320具有柱体式的外形，它容纳连杆轴承160、161的内圈。靠内的第一轴承容纳部段330具有柱体式的内部形状，并且用于容纳第一轴承或A轴承360。不仅连杆轴承160、161，而且第一轴承或A轴承380和第二轴承或B轴承382都可以以不同的方式紧固在驱动轴220上。尤其是这种紧固可以形状锁合地实现，例如通过合适的紧固元件、力锁合地通过收缩或者通过组合前述的或其他的工作原理实现。

A轴承360还通过相对支架固定的轴颈450与壳体440连接。这意味着，A轴承360的内圈位置固定地紧固在轴颈450上，而A轴承360的外圈以能围绕转动轴线A转动的方式受支承。于是，通过让A轴承360的外圈容纳在第一轴承容纳部段380内，并且同时让驱动轴220通过B轴承362支承在远离连杆的端部PF上，能够实现驱动轴220的转动运动。轴颈450在此特别有利地实现了让连杆力尽可能直接地导入壳体440的壁中，而不会产生显著的弯曲力矩，或者说不会因为产生弯曲力矩发生显著的变形。

轴颈450的实际发生的变形可以通过相应地设计轴颈450的规格尤其是通过放大轴颈直径AD和/或减小轴颈杠杆AH减小到可忽略的水平。

在这里，第一连杆轴承160在第一连杆平面P1内并且第二连杆轴承161在第二连杆平面P2内以如下方式相对于A轴承360布置，即，使得A轴承360的轴承平面LE在轴向方向上居中地位于连杆平面P1和P2之间。以这种方式，根据本发明的设计理念有利地实现的是，在考虑到所有运行时在两个连杆140、141中产生的连杆力的情况下实现驱动轴220的弯曲力矩尽可能小、尤其是尽可能无弯曲力矩的状态。

实际上因为两个连杆平面P1和P2之间的间距，还是会产生弯曲力矩；然而A轴承360在轴向方向上居中地在连杆平面P1和P2之间的居中定位表现出在因为连杆力产生的弯曲力矩最小化而言的最优方案。这个居中定位是因为假设两个连杆140、141中的连杆力的绝对值基本上相同。如果两个连杆140、141的其中一个中产生的连杆力有偏差，那么为了最小化弯曲力矩，需将A轴承360从而还有轴承平面LE相应地轴向在朝着在其上容纳有较大连杆力的那个连杆轴承160的方向上推移。

为了产生连杆140、141和压缩机活塞150、151的振荡的往复运动，连杆容纳部段320与驱动轴220的转动轴线A偏心地布置。也就是说，第一轴承容纳部段380的位于转动轴线A上的对称轴线与柱体式的连杆容纳部段320的位于连杆轴承160、161的偏心轴线Ex上的柱体轴线平行、却与之错开。

驱动轴220用于将由驱动器200产生的转动运动传输给连杆140、141。在这里，驱动轴220通过电动马达290驱动。

按照本发明的设计理念，A轴承360在轴向方向上居中地布置在连杆平面P1和P2之间。以这种方式显著减小或完全避免作用于驱动轴220的弯曲力矩，因为实际上所有连杆力基本上在轴承平面LE内起作用，从而实际上针对作用于驱动轴220的弯曲力矩不会产生杠杆臂或仅会产生很小的杠杆臂。

就图2A至2C而言，这里示例性地示出了一种包含唯一的连杆轴承260‘和唯一的驱动轴轴承260的情况。这种情况也典型代表了在图1或图3中所示的实施方式。就此而言，图2所示的连杆轴承260‘典型代表了图1或图3中的连杆轴承设施160、161，并且图2所示的驱动轴轴承260典型代表了图1或图3所示的驱动轴轴承设施360。

在图2A中示出了一种改进方案，其中，连杆轴承260‘和驱动轴轴承260部分地重叠。这意味着，驱动轴轴承260在轴向方向上沿着转动轴线A在连杆轴承260‘的方向上推移，使得驱动轴轴承部分地位于连杆轴承内部空间190内。这种推移，在图1所示的驱动轴200的方向上(在图2A、图2B中向右)，通过连杆轴承260‘的轴向中间平面EP与驱动轴轴承260的轴向中间平面EA之间的轴向间距SA表示的。在一种替选的变化方案中，也可以在背离图1所示的驱动器200的方向上进行这样的推移(在图2A、图2B中那就是向左)。

所选择的轴向间距SA越大，作用于驱动轴220的并且通过连杆力引起的弯曲力矩就越大，根据本发明的设计理念，应该减少或避免这些弯曲力矩。

重叠部UD在这里描述的是驱动轴轴承260伸入到连杆轴承内部空间190的轴向间距。在图2A中可见的实施方式中，这样的重叠部UD由连杆轴承260‘的宽度BP、驱动轴轴承260的宽度BA和轴向间距SA得到。

在图2A中所示的改进方案中，重叠部UD比较少，尤其是驱动轴轴承260伸入到连杆轴承内部空间190内的间距UD小于它的轴向宽度BA的一半。这种“简单的”重叠部UD可以用以下关系式表达：UD＜0.5*BA。

如果不发生重叠，本发明的设计理念可以(虽然不是优选的，原则上却一定有的)在另一种在此未示出的实施方式中实现。事实证明，至少在这里未示出的实施例中能接受的是，只要轴向间距SA足够小，就能够避免针对作用于驱动轴220并且通过连杆力引起的弯曲力矩的杠杆臂。值SA＝BP+BA被视为最大的轴向间距SA的基准值。

在图2B中示出了连杆轴承260‘和驱动轴轴承260的另一种可能的布置方式。在此重要的是，图2B中所示的实施方式的在图2B中明显变化的重叠部UD'大于图2A中所示的改进方案的重叠部UD。驱动轴轴承260因为就此而言变大的重叠部UD'伸入连杆轴承内部空间190中，其中，增大的重叠部UD'大于驱动轴轴承260的轴向宽度BA的一半。这种增大的并且就此而言“占绝大部分的”重叠部UD'通过以下关系式表示：0.5*BA＜UD'＜BA。

对于在此所示的改进方案同样可行的是，轴向间距SA相比在图2A中所示的改进方案是减小的。这样设计的有利结果是，针对作用于驱动轴220并且因为连杆力引起的弯曲力矩的杠杆臂根据本发明的设计理念同样也变小。

最后，图2C示出了第三种可能的轴承设施，其中，特别有利地，连杆轴承260‘的轴向中间平面EP和驱动轴轴承260的轴向中间平面EA在轴承平面E内重合。这意味着，轴向间距SA等于零，从而实际上不会产生针对从连杆140导入驱动轴220的力的杠杆臂。以这种方式，特别有利地按照本发明的设计理念避免了弯曲力矩的产生。驱动轴轴承260在轴向方向上布置成使得它完全位于连杆轴承内部空间190中，导致再次明显变大、也就是“完全的”重叠部UD”，也就是说：UD”＝BA。

图3A至图3D示出了按照本发明的设计理念的A轴承和连杆轴承或多个连杆轴承的不同布置方案。

在图3A中示出了按照一种改进方案的轴承设施，其中，A轴承360和连杆轴承160在轴向上基本上恰好重叠。这意味着，轴承平面LE和连杆平面P在一个平面内重合。因此，A轴承360与连杆轴承160之间的轴承间距LA等于零。最终的结果是，由在此未详尽示出的连杆140经由连杆轴承160导入到驱动轴220的连杆容纳部段320上的连杆力FP直接地，尤其是无弯曲力矩地，传递到A轴承360上，从而经由轴颈450传递到壳体440的壁中。

图3B中示出了一种按照本发明的另一种改进方案的轴承设施。其中，连杆轴承160布置在连杆容纳部段320上并且A轴承360布置在A轴承容纳部段380内，使得连杆轴承160与A轴承360之间在轴向方向上错开。于是，连杆轴承160的连杆平面P和A轴承360的轴承平面LE在轴向方向上相互平行地以轴承间距LA隔开。最终的结果尤其是，由连杆力造成的、由连杆力FP和具有长度LA的杠杆臂形成的弯曲力矩作用于驱动轴220的连杆容纳部段320。这样的轴承设施以有利的方式可以被用于：通过借助轴承间距LA有针对性地引起的驱动轴220的变形对因为弯曲力矩引起的轴颈450的变形进行补偿。在这个过程中作用于轴颈450的弯曲力矩是由作用于A轴承360的轴承力以及轴颈杠杆AH得到的。下文在图4中更详尽地阐述了这种关系。

在图3C中示例性地示出了一种根据本发明的另一种改进方案的轴承设施。在这种改进方案中涉及一种具有在此未示出的两个缸170、171和相应两个在此同样未示出的连杆140、141的压缩机。相应的连杆轴承160、161在这里轴向并排地布置在连杆容纳部段320上。A轴承360为此布置在A轴承容纳部段180内以及轴颈450上，使得轴承平面LE轴向居中地位于两个连杆平面P1、P2之间。正如已经结合图1所述的那样，A轴承360轴向上位于连杆轴承160、161之间的居中布置方式是一种为了最小化因为连杆力FP1、FP2引起的弯曲力矩的折中方案，因为由于连杆平面P1和P2布置在轴承平面LG以外，所以不可能完全无弯曲力矩地支承驱动轴220。在这里，第一连杆轴承160以在负的轴向方向上，也就是在壳体440的其上紧固有轴颈450的壁的方向上，推移了第一轴承间距LA1的方式布置。此外，第二连杆轴161以在正的轴向方向上，也就是在轴颈450的敞露的正端部的方向上，推移了与第一轴承间距绝对值相等的第二轴承间距LA2的方式布置。

在图3D中示出了根据本发明的又另一个改进方案的轴承设施。在这里，与图2C中所示的改进方案不同，A轴承360相对于连杆轴承160、161布置成使得轴承间距LA1和LA2分别具有不同的大小。当连杆140、141的加载的绝对值基本上一样时，从两个连杆140、141从而从两个连杆轴承160、161导入驱动轴220的、合成的总连杆力基本上不在轴承平面E内起作用。类似于图3B中描述的轴承设施，由此产生的、有针对性地引起的变形可以被用来补偿轴颈450的变形。

此外作为替选，针对一个连杆比另一个连杆更大加载的情况，有针对性地采用在图3D中所示的轴承设施，以考虑并补偿这种情况。在此例如假设，作用于第二连杆轴承161的连杆力FP2比作用于第一连杆轴承160的连杆力FP1更大。结果是，A轴承360的轴向定位在更大加载的连杆轴承的方向上推移，在所述情况下也就是在连杆轴承161的方向上，从而第二轴承间距LA2小于第一轴承间距LA1。由此实现的是，较大的、作用于连杆轴承161的连杆力FP2在连杆平面P2内作用于驱动轴220，该连杆平面P2尤其是非常靠近轴承平面LE，使得合成的弯曲力矩不会让驱动轴220发生严峻变形。所谓严峻变形在上下文中表示这种变形直接地或间接地导致一种或者多种开头所述的缺点，尤其是在噪音和振动的产生以及磨损情况方面的缺点。

图4用示意图示出了驱动轴220和轴颈450的挠曲。在这个高度简化的示图中，夸张地示出了变形程度。作用于连杆轴承160的连杆力FP被传递给驱动轴220从而传递给A轴承360。通过A轴承360将这个力最终导入轴颈450，在这里，因为壳体440与A轴承360之间的间距，这个力导致弯曲力矩，这个弯曲力矩又会导致轴颈450的变形，也就是轴颈偏转ZA。与此同时，通过A轴承360和连杆轴承160的布置，尤其是通过将A轴承360和连杆轴承160布置成具有轴向的轴承间距LA，实现的是，有弯曲力矩作用于驱动轴220。该弯曲力矩与作用于轴颈的弯曲力矩方向相反。由此以有利的方式实现，让驱动轴220变形，使得尽可能小的力、尤其是横向力和翻转力矩作用于B轴承362。通过让驱动轴220变形，从而部分地或完全地补偿了轴颈偏转ZA。

图5示出了压缩空气供应设备500的高度简化的示意性概览图，它具有用于供给气动设备600的按照本发明的设计理念的压缩机设施1000。压缩空气供应设备500具有用于抽吸新鲜空气的空气抽吸装置0，该装置又与压缩机100的入口以引导流体的方式、尤其是以引导气体的方式连接。压缩机100作为压缩机设施100的一部分由驱动器200经由驱动轴220驱动。压缩后的新鲜空气又通过压缩空气源1提供，分支510接驳至该压缩空气源上。一方面，排气装置3经由排气阀520接驳至分支510上。另一方面，空气干燥器520接驳至分支510上，该空气干燥器又导向压缩空气接头2。压缩空气存储器560和气动设备600经由通道570接驳至该压缩空气接头。气动设备600例如可以是尤其是车辆的空气弹簧设备或者另一个气动设备。在本示图中，为了一目了然和简化的原因，还是没有示出各个阀、节流部和诸如此类的调节工具，以及各个组件、尤其是气动设备。

图6示出了车辆800的示意图，在这里以乘用车的形式存在，它具有压缩空气供应设备500和气动设备600。在乘用车领域的车辆中，低噪音和少振动的运行非常重要，因为在这些场合，与货车领域的应用场合不同，对声学的要求更高或者说更敏感。因此，在不限制也能应用在货车或其他商用车中的情况下，在这里示例性示出的乘用车800具有四个车轮801、802、803和804，因为是剖面图，所以在这里示出了两个分别在前面的车轮。与车轮的数量类似，气动设备600具有四个空气弹簧601、602、603和604，在这里，类似于车轮，基于剖面图示出了其中两个分别在前面的空气弹簧。分别配属于车轮801、802、803和804的空气弹簧601、602、603和604作为气动设备600的一部分由压缩空气供应设备500供应压缩空气。压缩空气供应设备500经由通道570与气动设备600的组件，在这种情况下是与在此示出的空气弹簧601、602、603和604，以引导流体的方式连接。

压缩空气供应设备500在该示图中高度简化地示出，所以只能看到按照本发明的设计理念的压缩空气存储器560和压缩机100。然而，按照本发明的设计理念的压缩机100在未示出的变化方案中可以额外地或者作为替选独立于压缩空气供应设备使用。这种设计理念优选地为以更好的方式运行的、尤其是少振动和低噪音的压缩机设施提供了基础。而且，力和/或力矩的减小以及尤其是与力和/或力矩相关联的动态负荷和振动的减少使得实现一种保护性的运行方式，这种运行方式对压缩机设施的效率和使用寿命有利。

附图标记列表

0 空气抽吸装置

1 压缩空气源

2 压缩空气接头

3 排气装置

100 压缩机

140 第一连杆

141 第二连杆

150 第一压缩机活塞

151 第二压缩机活塞

160 第一连杆轴承

161 第二连杆轴承

170 第一缸

171 第二缸

164 公差环

200 驱动器

220 驱动轴

290 电动马达

320 连杆容纳部段

360 第一轴承、连杆侧的驱动轴轴承(A轴承)

362 第二轴承，远离连杆的驱动轴轴承(B轴承)

370 空心室

380 第一轴承容纳部段(A轴承)

382 第二轴承容纳部段(B轴承)

440 壳体

450 轴颈

500 压缩空气供应设备

510 分支

520 排气阀

540 空气干燥器

560 压缩空气存储器

600 气动设备

601、602、603、 空气弹簧

604

800 车辆

801、802、803、 车轮

804

1000 压缩机设施

A 驱动轴的转动轴线

AD 轴颈直径

AH 轴颈杠杆

Ex 偏心轴线

FP 连杆力

FP1 第一连杆力

FP2 第二连杆力

H 压缩机活塞的往复行程

LA 轴承间距

LA1 第一轴承间距

LA2 第二轴承间距

M 中间平面、A轴承的轴向中间平面

P1 第一连杆平面

P2 第二连杆平面

PF 驱动轴的远离连杆的端部

PS 驱动轴的连杆侧的端部

WA 轴偏转、驱动轴的偏转

ZA 轴颈偏转、轴颈的偏转

BA 驱动轴轴承宽度

BP 连杆轴承宽度

DAA 驱动轴轴承外直径

DIA 驱动轴轴承内直径

DAP 连杆轴承外直径

DIP 连杆轴承内直径

E 轴承平面

EA 驱动轴轴承的轴向中间平面

EP 连杆轴承的轴向中间平面

UD 简单的重叠

UD' 绝大部分的重叠

UD” 完全的重叠

Claims (17)

1.用于对用于运行气动设备(600)的压缩空气供应设备进行压缩空气输送的压缩机设施(1000)，所述压缩机设施具有：

-压缩机(100)，尤其是增压机，所述压缩机具有在连杆平面(P、P1、P2)内的至少一个的连杆(140、141)和至少一个缸(170、171)，其中，所述至少一个连杆还具有压缩机活塞(150、151)和至少一个连杆轴承(160、161)，

-具有转动轴线(A)和驱动轴(220)以及壳体(440)的驱动器(200)，其中，所述驱动轴(220)支承在至少一个驱动轴轴承(360)中并且具有连杆侧的端部(PS)和远离连杆的端部(PF)，并且

-所述驱动轴(220)具有与所述驱动器(200)的转动轴线(A)偏心地布置在所述连杆侧的端部(PS)上的连杆容纳部段(320)，

其特征在于，

-所述至少一个驱动轴轴承(360)和所述至少一个连杆轴承(160、161)布置成使得所述至少一个驱动轴轴承(360)在径向方向上至少部分地位于所述至少一个连杆轴承(160、161)以内。

2.按照权利要求1所述的压缩机设施(100)，其特征在于，

-所述驱动轴(220)在作为第一轴承(360、A轴承)的、在所述驱动轴(220)的连杆侧的端部(PS)上布置在轴承平面(LE)中的、连杆侧的驱动轴轴承内，在与所述转动轴线(A)同轴地布置的第一轴承容纳部段(380)上受支承。

3.按照权利要求1或2所述的压缩机设施(1000)，其特征在于，

-所述驱动轴(220)在作为第二轴承(362、B轴承)的、在所述驱动轴(220)的远离连杆的端部(PF)上布置的、远离连杆的驱动轴轴承内，在与所述转动轴线(A)同轴地布置在远离连杆的端部(PF)上的第二轴承容纳部段(382)上受支承。

4.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机设施(1000)，其特征在于，所述轴承(360、362)布置在所述壳体(440)以内并且/或者布置在所述壳体上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机设施(1000)，其特征在于，

-用于容纳所述第一轴承(360)的第一轴承容纳部段(380)构造成柱体式空心室(370)，并且/或者

-所述第一轴承(360)还紧固在以相对支架固定的方式与所述壳体(440)连接的且实际上与所述转动轴线(A)同轴地布置的轴颈(450)上，其中，

-所述第一轴承(360)在所述柱体式空心室(370)内位于所述第一轴承容纳部段(380)与所述轴颈(450)之间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机设施(1000)，其特征在于，所述第一轴承(360)牢固地安放在所述轴颈(450)上，并且卡在所述第一轴承容纳部段(380)中，并且将所述轴颈(450)和所述第一轴承容纳部段(380)以能相对彼此转动的方式连接起来。

7.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机设施(1000)，其特征在于，所述压缩机(100)具有多个连杆，尤其是具有第一和第二连杆(140、141)。

8.根据权利要求6所述的压缩机设施(1000)，其特征在于，所述第一连杆(140)和所述第二连杆(141)布置成使得在轴向方向上，也就是在所述转动轴线(A)的方向上，所述第一连杆(140)以与轴承平面(LE)有第一轴承间距(LA1)的方式布置，而第二连杆(141)以与轴承平面(LE)有第二轴承间距(LA2)的方式布置。

9.根据权利要求6或7所述的压缩机设施(1000)，其特征在于，所述第一和所述第二连杆(140、141)布置成使得所述轴承平面(LE)在轴向方向上居中地位于第一连杆平面(P1)与第二连杆平面(P2)之间。

10.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机设施(1000)，其特征在于，所述增压机具有布置在第一轴承(360)的轴承平面(LE)内的第一连杆(140)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机设施(1000)，其特征在于，所述增压机具有以与第一轴承(360)有轴向轴承间距(LA)的方式布置的第一连杆(140)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机设施(1000)，其特征在于，所述第一连杆(140)和所述压缩机活塞(150)刚性地相互连接，尤其是所述压缩机(100)构造成摇摆活塞增压机。

13.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机设施(1000)，其特征在于，所述压缩机(100)构造成单级式压缩机或者多级式压缩机，尤其是双级式压缩机。

14.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机设施(1000)，其特征在于，所述连杆轴承(160)构造成滚动轴承，尤其是球轴承、滚针轴承、圆柱滚子轴承、鼓形滚子轴承或者诸如此类的滚动轴承，并且/或者所述第一轴承(360)和/或所述第二轴承(362)形成滑动轴承。

15.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机设施(1000)，其特征在于，所述第一轴承(360)和/或所述第二轴承(362)力锁合地、尤其是通过公差环(164)紧固。

16.用于运行气动设备(600)的压缩空气供应设备(500)，所述压缩空气供应设备具有：

-根据权利要求1至15中任一项所述的压缩机设施(1000)，

-空气干燥器(520)，以及

-阀设施(540)。

17.车辆(800)，尤其是乘用车，所述车辆具有按照权利要求1至15中任一项所述的压缩机设施和/或按照权利要求16所述的压缩空气供应设备，以及气动设备(600)。