DD147787A3

DD147787A3 - RECIPROCATING SYSTEM

Info

Publication number: DD147787A3
Application number: DD78208649A
Authority: DD
Inventors: Manfred Malick
Original assignee: Manfred Malick
Priority date: 1978-10-25
Filing date: 1978-10-25
Publication date: 1981-04-22
Also published as: BG33239A1; DE2939298A1; PL122668B1; CS231351B1; IT7950637A0; PL219157A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine zweistufige, zweizylindrige Hubkolbenverdichteranlage nach dem Boxerprinzip mit obenliegendem elektrischen Antrieb. Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Hubkolbenverdichteranlage in Boxerbauart in einer kompakten und symmetrischen Bauart zu schaffen. Aufgabe der Erfindung ist es, die Kurbelwellenachse zur Schwerachse des Gesamtsystems zu machen. Die Erfindung loest die Aufgabe dadurch, dasz in einem Kurbelgehaeuse die Kurbelwelle senkrecht gelagert ist, die freihaengende Oelwanne an der Unterseite des Kurbelgehaeuses und symmetrisch zur Kurbelwelle angeordnet ist und die Abstuetzung der Verdichteranlage an den aeuszeren Enden der Stufenzylinder erfolgt.The invention relates to a two-stage, two-cylinder reciprocating compressor plant after the Boxer principle with overhead electric drive. The object of the invention is to provide a box-type reciprocating compressor unit in a compact and symmetrical design. The object of the invention is to make the crankshaft axis to the heavy axis of the overall system. The invention solves the problem in that the crankshaft is mounted vertically in a crankcase, the free-hanging oil pan is arranged on the underside of the crankcase and symmetrically to the crankshaft and the support of the compressor system takes place at the outer ends of the step cylinders.

Description

-λ- 2 0 -λ- 2 0

Titel der Erfindung: HubkolbenverdichteranlageTitle of the Invention: Reciprocating compressor plant

Anwendungsgebiet der Erfindung:Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft eine zweistufige, zweizylindrige wassergekühlte Hubkolbenverdichteranlage nach dem Boxerprinzip mit Differential-Tauchkolben und obenliegendem elektrischen Antrieb.The invention relates to a two-stage, two-cylinder water-cooled reciprocating compressor system according to the Boxer principle with differential plunger and overhead electric drive.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Es sind Kolbenverdichter mit V-förmig angeordneten Zylindern bekannt, die neben allen Vorzügen den Nachteil relativ schlechter Zugänglichkeit zum Iriebwerksgehause, das normalerweise in Bichtung der Kurbelwellenachse beiderseits durch den Antrieb bzw. die Lager- und Schmiergruppe besetzt ist, aufweisen. Da die beiden im Winkel von 90° geneigten Zylinder an der Oberseite des Gehäuses anschließen, ergeben sich meist nur kleine und weit in Bodennähe liegende Wartungsöffnungen am Triebwerksgehäuse, welches selbst auf dem Boden aufsitzt oder zumindest von unten her nicht zugänglich ist.Characteristics of the known technical solutions: There are known reciprocating compressors with V-shaped cylinders, which in addition to all the advantages of relatively poor accessibility to Iriebwerksgehause, which is normally occupied in the direction of the crankshaft axis on both sides by the drive or the bearing and lubrication group , Since the two connect at an angle of 90 ° inclined cylinder at the top of the housing, usually arise only small and far near the ground maintenance openings on the engine housing, which sits even on the ground or at least not accessible from below.

Die bei Kolbenverdichtern mit V-förmig angeordneten Zylindern häufig als Vorteil dargestellte Möglichkeit der Anordnung von Kühlern im freien Winkel zwischen den Zylindern ist eigentlich eher nachteilig, weil sich dadurch auch bei Differentialkolbenbauart unterschiedliche, d.h. spiegelbildliche Zylinderbauteile wegen der Kühleranschlüsse und der Gasabführung ergeben und somit dem Streben nach möglichst wenigen Bauteilen also nicht entsprochen wird.The possibility of the arrangement of coolers in the free angle between the cylinders, which is often shown as an advantage in reciprocating compressors with V-shaped cylinders, is actually rather disadvantageous because, as a result, also in the case of a differential piston design different, i. mirror-image cylinder components result because of the radiator connections and the gas discharge and thus the pursuit of as few components is therefore not met.

Hauptnachteil jedoch ist die Lage des Elektromotors zur Zylindergruppe, die in einer anderen Ebene liegt, den Grundflächenbedarf erheblich vergrößert, die Möglichkeiten der Schallvollkapselung erschwert und somit der Kompaktbauweise an sich entgegensteht.The main disadvantage, however, is the position of the electric motor to the cylinder group, which is located in a different plane, the space requirement significantly increased, the possibilities of sound encapsulation more difficult and thus precludes the compact design itself.

Für die L-Bauform, die dynamisch lediglich die V-Bauform in anderer räumlicher Lage darstellt, gelten alle angeführten Gesichtspunkte sinngemäß.For the L-type, which dynamically represents only the V-type design in a different spatial position, all the points of view mentioned apply mutatis mutandis.

Die herkömmliche Boxerbauart bietet hier noch schlechtere Voraussetzungen. Von den sechs grundsätzlich gegebenen Seitenflächen am Kurbelgehäuse, das in der Regel würfelförmig ausgebildet ist, sind fünf von vornherein besetzt und zwar durch'den Antrieb, Schmiergruppe, zweimal Zylinderanschluß und Bodenseite als Aufstellfläche. Danach verbleibt als Zugang zum Triebwerksinneren nur die Gehäuseoberseite, die aber bei der Boxerausführung durch den vorzugsweise darüberliegend angeordneten Zwischenkühler verbaut ist. Der bei dieser Bauform ohnehin recht große Grundflächenbedarf wird durch die Lage des Antriebsmotors weiter verschlechtert. Eine elastische, fundamentlose Aufstellung einer solchen Anlage ist in der Kegel nur in Verbindung mit einem Grundrahmen möglich, der das Gesamtaggregat trägt· Die Schallvollkapselung ist in zweckmäßiger V/eise nicht denkbar. Die Zylinderbaugruppen der rechten und linken Seite können nicht ohne weiteres gleich ausgeführt werden.The conventional Boxerbauart offers here even worse conditions. Of the six basically given side surfaces on the crankcase, which is usually cube-shaped, five are occupied from the outset namely durch'den drive, lubrication group, twice cylinder connection and bottom side as a footprint. Thereafter remains as access to the engine interior, only the upper side of the housing, but is installed in the Boxerausführung by the preferably overlying arranged intercooler. The case of this design anyway quite large footprint is further deteriorated by the location of the drive motor. An elastic, foundation-free installation of such a system is possible in the cone only in conjunction with a base frame, which carries the entire aggregate · Sound encapsulation is not conceivable in appropriate Vise. The cylinder assemblies of the right and left side can not be readily executed the same.

Es ist weiterhin ein Mehrzylinderverdichter mit in einer Ebene liegenden sternförmig angeordneten Zylindern bekannt, dessen Antrieb von oben erfolgt. Die Hauptmerkmale dieses Verdichters bestehen darin, daß die ölpumpe unterhalb des ölspiegels angeordnet ist und die Montageeinheit bestehend aus Kurbelwelle, Hauptpleuel und allen Nebenpleueln von oben in das Verdichtergehäuse eingebaut wird und der Antriebsmotor und Verdichter mittels Kupplung verbunden sind sowie das Verdichtergehäuse als unteren Abschluß der ölwanne einen Boden mit Befestigungsrend zur Aufstellung des Verdichters besitzt. (DD-WP 27 146) Die Nachteile dieses Verdichters hinsichtlich Antriebsmotor und ölwannenausbildung sind darin zu sehen, daß zwischen Antriebs-, motor und Kurbelwelle eine Kupplung vorgesehen ist, die zu einem erhöhten Bauteileaufwand sowie zu Ausrichtfehlern führt. Dadurch, daß Verdichtergehäuse und ölwanne eine bauliche Einheit bilden und eine Bodenfreiheit nicht vorhanden ist, ist eine optimale Wärmeableitung nicht gegeben. Dieser bekannte mit sternförmig angeordneten Zylindern versehene Verdichter ist außer der Anordnung des Antriebsmotors und der ölwanne nicht mit der vorstehenden Erfindung identisch.It is also known a multi-cylinder compressor with lying in a plane star-shaped cylinders whose drive is from above. The main features of this compressor are that the oil pump is arranged below the oil level and the assembly unit consisting of crankshaft, Hauptpleuel and all Nebenpleueln is installed from above into the compressor housing and the drive motor and compressor are connected by means of coupling and the compressor housing as the lower end of the oil pan has a floor with Befestigungsrend for installation of the compressor. (DD-WP 27 146) The disadvantages of this compressor in terms of drive motor and oil pan training can be seen in the fact that between the drive, motor and crankshaft, a clutch is provided, which leads to increased component complexity and Ausrichtfehlern. The fact that compressor housing and oil pan form a structural unit and a ground clearance is not present, optimal heat dissipation is not given. This known provided with star-shaped cylinders compressor is not identical to the above invention except the arrangement of the drive motor and the oil pan.

Die gleiche Feststellung gilt für den Verdichter nach DE-OS 19 16 857, bei dem zur Verbesserung der Kühlung des Verdichters unterhalb der ölwanne ein Lüfter vorgesehen ist,The same statement applies to the compressor according to DE-OS 19 16 857, in which a fan is provided to improve the cooling of the compressor below the oil pan,

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Hubkolbenverdichteranlage in Boxerbauart in einer kompakten und symmetrischen Bauart zu schaffen.The object of the invention is to provide a box-type reciprocating compressor unit in a compact and symmetrical design.

Darlegung des Wesens der Erfindung:Explanation of the essence of the invention:

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Kurbelwellenachse zur Schwerachse des Gesamtsystems zu machen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Kurbelgehäuse die Kurbelwelle senkrecht gelagert ist, die freihängende Ölwanne an der Unterseite des Kurbelgehäuses und symmetrisch zur Kurbelwelle angeordnet ist und die Abstützung der Verdichteranlage an den äußeren Enden der Stufenzylinder erfolgt. Eine v/eitere vorteilhafte Gestaltung besteht darin, daß die Ansauggeräuschdämpfer und die Kühlanlage symmetrisch zur Kurbelwellenachse angeordnet sind.The object of the invention is to make the crankshaft axis to the heavy axis of the overall system. According to the invention the object is achieved in that the crankshaft is mounted perpendicularly in a crankcase, the free-hanging oil pan is arranged on the underside of the crankcase and symmetrical to the crankshaft and the support of the compressor system takes place at the outer ends of the step cylinder. A v / eitere advantageous design is that the intake silencer and the cooling system are arranged symmetrically to the crankshaft axis.

Ausführungebeispiel:Ausführungebeispiel:

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen Fig. 1: Vorderansicht der Verdichteranlage ohne Zwischen- und NachkühlerIn the accompanying drawings: Fig. 1: front view of the compressor system without intermediate and aftercooler

•Fig. 2: Draufsicht der Verdichteranlage gemäß Schnitt B-B Fig. 3: Seitenansicht der Verdichteranlage gemäß Schnitt A-A.• Fig. 2: top view of the compressor installation according to section B-B FIG. 3: side view of the compressor installation according to section A-A.

Das würfelförmig ausgebildete Kurbelgehäuse 1 nimmt die senkrecht angeordnete zweifach gekröpfte Kurbelwelle 2 auf, deren verlängertes, nach oben gerichtetes Wellenende mit dem Rotor des elektrischen Antriebsmotors direkt starr verbunden ist. Hieraus ergibt sich die Anordnung des viereckigen Motorgehäuses 3 auf der Oberseite des Kurbelgehäuses 1· Zwei gegenüberliegende Seitenflächen des Kurbelgehäuses 1 sind für den Anschluß der absolut gleich ausgeführten, aber um 180° zueinander versetzten würfelförmigen Stufenzylinder 4 vorgesehen, wobei die asymmetrische Lage der eigentlichen Kolbenlaufbuchsen innerhalb der Außenkontur den Mittenversatz der Kurbelkröpfungen kompensiert. Die beiden verbleibenden Seitenflächen des Kurbelgehäuses 1 stehen für reichlich große Wartungsöffnungen 10 zur Verfügung.The cube-shaped crankcase 1 accommodates the vertically arranged double-cranked crankshaft 2, whose extended, upwardly directed shaft end is directly rigidly connected to the rotor of the electric drive motor. Two opposite side surfaces of the crankcase 1 are provided for the connection of the cube-shaped stepped cylinders 4 of the same design but offset by 180 °, the asymmetrical position of the actual piston liners within the outer contour compensates for the center offset of the cranks. The two remaining side surfaces of the crankcase 1 are available for ample maintenance openings 10 available.

Die Unterseite des Kurbelgehäuses 1 nimmt die freihängende ölwanne 5 auf, die symmetrisch zur Kurbelwelle 2 angeordnet ist. Die beiderseits des Motorgehäuses 3 und oberhalb der Stufenzylin&er 4 verfügbaren freien Räume nehmen die Ansauggeräuschdämpfer 6, die gleichzeitig als Luftfilter dienen, auf. Beiderseits der Maschinenlängsachse sind im unteren Bereich gleiche, aber entgegengesetzt gerichtet, rohrförmige Zwischenkühler 7 angeordnet.The underside of the crankcase 1 receives the free-hanging oil pan 5, which is arranged symmetrically to the crankshaft 2. On both sides of the motor housing 3 and above the Stufenzylin & er 4 available free spaces take the intake silencer 6, which also serve as an air filter on. On both sides of the machine longitudinal axis are the same, but oppositely directed, tubular intercooler 7 arranged in the lower area.

Ebenfalls beiderseitig, entgegengesetzt und parallel zu den Zwischenkühlern 7 liegen im oberen Bereich artgleich ausgeführte Nachkühler 8. Die Ansauggeräuschdämpfer und die Kühlanlage 7j 8 sind symmetrisch zur Kurbelwellenachse angeordnete Dio Aufstellung der Verdichter anlage erfolgt über an den äußeren Enden der Stufenzylinder 4 vorgesehenen Abstützungen 9· Die Wirkungsweise der Maschine ist wie folgt:The intake silencer and the cooling system 7j 8 are arranged symmetrically to the crankshaft axis Dio installation of the compressor system via provided at the outer ends of the step cylinder 4 supports 9 · The Operation of the machine is as follows:

Durch die Ansauggeräuschdämpfer 6, die zugleich als Luftfilter ausgeführt sind, tritt die angesaugte Luft in die jeweils liegend angeordneten Stufenzylinder 4 oben ein, passiert beim Saughub die in den Yentilköpfen angeordneten Saugventile und erreicht die eigentlichen Verdichtungsräume der ersten Stufe, die sie beim Druckhub wieder verläßt und-durch die an den Zylindern seitlich unten vorgesehenen Öffnungen austritt. Nun strömt die Luft durch die beiderseits der Maschine horizontal angeordneten rohrförmigen Zwischenkühler 7 zu der jeweils im gegenüberliegenden Stufenzylinder 4 befindlichen Saugseite der zweiten Stufe und verläßt nach erfolgter-Verdichtung jeweils auf der anderen Seite des gleichen Stufenzylinders 4 diesen und durchläuft die beiderseits der Maschine parallel zu den Zwischenkühlern 7 vorgesehenen Kachkühler 8. 11 stellt die Lärmkapselung dar· Die erfindungsgemäße Ausbildung der Verdichteranlage bewirkt, daß die Grundfläche der Gesamtanlage durch den oberhalb des Kurbelgehäuses angeordneten Elektromotor klein gehalten wird, daß die durch den Kurbelversatz bei Boxerbauart unvermeidlichen Massenmomente in der vertikalen Ebene liegen im Gegensatz zur üblichen Boxeranordnung mit liegender Kurbelwelle, bei der die Massenmomente horizontal, also parallel zum Fundament wirken und sehr schwer aufzunehmen sind. Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Maschine die Massenmomente senkrecht auf die Aufstellfläche wirken, wird eine problemlose, elastische und fundamentlose Aufstellung ermöglicht.By the Ansauggeräuschdämpfer 6, which are also designed as an air filter, the sucked air enters the respective horizontally arranged stage cylinder 4 above, happens during the suction stroke arranged in the Yentilköpfen suction valves and reaches the actual compression chambers of the first stage, which leaves them again during the pressure stroke and exit through the openings provided on the cylinders laterally below. Now, the air flows through the both sides of the machine horizontally arranged tubular intercooler 7 to each located in the opposite stage cylinder 4 suction side of the second stage and leaves after compaction on the other side of the same stage cylinder 4 this and passes through the both sides of the machine parallel to The inventive design of the compressor unit causes the base of the entire system is kept small by the arranged above the crankcase electric motor, that the unavoidable by the crank offset in Boxerbauart mass moments lie in the vertical plane in contrast to the usual Boxer arrangement with horizontal crankshaft, in which the mass moments horizontally, so act parallel to the foundation and are very difficult to record. The fact that the mass moments act perpendicular to the footprint in the machine according to the invention, a trouble-free, elastic and fundamentless installation is possible.

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Weitere Vorteile bestehen darin, daß die volle Symmetrie der Gesamtanlage erreicht und die Kurbelwellenachse zur Schwerachse erhoben wird, daß im Hinblick auf beste Zugänglichkeit zwei Seitenflächen des Kurbelgehäuses für Montage- und Wartungsöffnungen frei sind, daß die Kurbelgehäuseunterseite nicht mehr als Aufstellfläche, sondern für die Anbringung einer freihängenden und somit eine große Abstrahlfläche aufweisenden ölwanne genutzt werden kann und daß schließlich durch die Kompaktheit gute Voraussetzungen für eine einfache Lärmkapselung geschaffen sind. Der letztgenannte Vorteil wird insbesondere dadurch erreicht, weil die Verdichteranlage aus sechs gleichgroßen an- bzw, aufeinandergesetzten würfelförmigen Baugruppen besteht, bei der keine Baugruppen oder Bauteile aus der Maschinenkontur herausragen und allein die Höhen-, Breiten- oder Längenmaße der Anlage bestimmen.Other advantages are that the full symmetry of the entire system is achieved and the crankshaft axis is raised to the axis of gravity, that in view of best accessibility, two side surfaces of the crankcase for assembly and maintenance openings are free, that the crankcase bottom no longer as a footprint, but for mounting a freely suspended and thus a large radiating surface having oil pan can be used and that finally are created by the compactness good conditions for a simple noise encapsulation. The latter advantage is achieved in particular because the compressor system consists of six equal or set cube-shaped assemblies in which no modules or components protrude from the machine contour and determine the height, width or length dimensions of the system alone.

Im Hinblick auf die- Kompaktheit der Anlage wurde auch die Gestaltung der Kühler, die als sogenannte bekannte Mantelrohrkühler ausgebildet sind, vorgenommen· Dieses Kühlerprinzip ist nicht Gegenstand der Erfindung. Es bietet sich aber für die Gesamtmaschinen-Konzeption an, weil sich rohrförmige Kühler ergeben₅ die sich raumsparend an den Längsseiten der Maschine anordnen lassen. Auf diese Weise ergibt sich eine sehr klare, symmetrische und übersichtliche Apparate anordnung, die die Gesamt abmessungen nicht vergrößert und die Zugänglichkeit zu Triebwerk und Ventilen in keiner Weise behindert. Die sonst häufig separat aufgestellten Kachkühler sind hier fester integrierter Bestandteil der Maschine.With regard to the compactness of the system, the design of the coolers, which are designed as so-called known jacket tube coolers, has also been made. This cooler principle is not the subject of the invention. However, it lends itself to the overall machine concept because tubular radiators result ₅ which can be arranged in a space-saving manner on the longitudinal sides of the machine. In this way, a very clear, symmetrical and clear device arrangement results, which does not increase the overall dimensions and the accessibility to the engine and valves hindered in any way. The otherwise often separately installed Kachkühler here are integral part of the machine.

Claims

~ u-, y y y * f & invention claim:

1. Two-stage, two-cylinder water-cooled reciprocating compressor system according to the Boxer principle with diffential flOauchkolben and οbenliegende ta electric drive, characterized in that in a crankcase (1) the crankshaft (2) is mounted vertically, the free-hanging oil pan (5) sn the underside of the crankcase (1) and is arranged symmetrically to the crankshaft (2) and the support (9) of the compressor system at de.n outer ends of the step cylinder (4-) takes place.

2 »Reciprocating compressor system according to item 1, characterized in that the intake silencer (6) and the cooling system (7, 8) are arranged symmetrically to the crankshaft axis c

For this .... ^. Pages drawings