DE10040903A1 - Hochdruckkompressor, insbesondere für die Befüllung von Kartuschen für Pistolen und Sportgewehre - Google Patents
Hochdruckkompressor, insbesondere für die Befüllung von Kartuschen für Pistolen und SportgewehreInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen tragbaren Hochdruckkompressor (1), insbesondere für die Befüllung von Kartuschen für Pistolen und Sportgewehre, zum Verdichten von atmosphärischer Luft (25) mit einer Niederdruckstufe (3) und einer Hochdruckstufe (4), die in einem Gehäuse (2) angeordnet sind, mit einer Kolbenstange (10), auf der ein bedarfsweise lösbarer Kolben für die Niederdruckstufe (3) und Kolben für die Hochdruckstufe (4) feststehend in einem vorbestimmbaren Abstand angeordnet sind, wobei die Kolbenstange (10) über eine Schubstange (15) mit einem Antriebsmotor (17) antriebsverbunden ist. Der Kolben der Hochdruckstufe (4) weist mehrere radial umlaufende Ölfangnuten und der Kolben der Niederdruckstufe (3) weist eine Innenaufnahme für die die Schubstange (15) U-förmig umfassende Kolbenstange (10) auf. Die Kolbenstange (10), Schubstange (15) und der Kolben der Niederdruckstufe (3) werden über wenigstens eine gemeinsame bedarfsweise lösbare Verbindungsvorrichtung in einer zur Längsmittelachse (40) axialen und radialen Richtung spielfrei miteinander verbunden bzw. gelagert. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Befüllung von Kartuschen von Pistolen oder Schießgewehre.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kolben, insbesondere für eine Hochdruckstufe eines Hochdruck
kompressors, wie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben, einen tragbaren Hochdruck
kompressor, insbesondere für die Befüllung von Kartuschen für Pistolen und Sportgewehre
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 4, ein Verfahren zur Befüllung von Kartuschen für
Pistolen und Sportgewehre, wie im Oberbegriff des Anspruches 17 angegeben, sowie einen
Hochdruckkompressor, insbesondere für die Befüllung von Kartuschen für Pistolen und
Sportgewehre, wie im Oberbegriff des Anspruches 21 beschrieben.
Aus der GB 507 798 A ist ein mehrstufiger Hochdruckkompressor beschrieben, der zum Ver
dichten von atmosphärischer Luft mit einer Niederdruckstufe und einer Hochdruckstufe aus
gestattet ist, die durch gegenüberliegende konzentrisch ausgerichtete Zylinderkammern und
einem Kolben für die Niederdruckstufe und einem Kolben für die Hochdruckstufe gebildet
sind, die über eine gemeinsame Kolbenstange miteinander verbunden sind. Die Kolbenstange
ist mit über ein Kurbeltriebwerk und einem Antriebsmotor antriebsverbunden. Eine zwischen
der Niederdruckstufe und Hochdruckstufe angeordnete, die Mitteldruckstufe bildende Kam
mer weist ein in dieses mündendes Ansaugventil auf, über welches die atmosphärische Luft
angesaugt wird. Das ebenfalls in dieser Kammer angeordnete Kurbeltriebwerk, taucht in einen
Ölsumpf ein und schleudert bzw. verteilt das Öl innerhalb dieser Kammer und schmiert die
mechanisch bewegten Teile. Während des Ansaugens des Kolbens der Niederdruckstufe, wird
die vorkomprimierte Luft der Mitteldruckstufe über eine in die Niederdruckstufe bzw. in die
Zylinderkammer mündende Versorgungsleitung angesaugt. Der mehrere im Querschnitt U-
förmige Ölfangnuten aufweisende Kolben überragt in seinem unteren Totpunkt die Zylinder
kammer und gibt dabei mehrere Ölfangnuten frei, in welchen sich das mit der Luft vermischte
Öl ansammelt, nachdem die Ölfangnuten eine Stirnfläche der Zylinderkammer überschreiten.
Derartige mit im Querschnitt U-förmigen Rillen in der Lauffläche des Kolbens, bilden eine
große Gleitfläche des Öldichtringes zwischen diesem und der Lauffläche des Zylinders aus,
wodurch mit zunehmender Temperatur mit einer Verringerung der Viskosität des Öles zu
rechnen ist und die Gefahr besteht, daß es bei hohen Drücken in der Zylinderkammer zu ei
nem Wegquetschen oder Abstreifen des Flüssigkeitsdichtringes kommen kann und im weite
ren zu einer Zerstörung des Kompressors führt. Daher eignen sich diese Kompressoren nur für
niedrige Betriebsdrücke. Des weiteren sind derartige ein hohes Gewicht aufweisende Kom
pressoren stationär aufgestellt und nur bedingt transportierbar.
In der US 4,048,975 A ist ein Kolben beispielsweise für einen Kompressor bekannt gewor
den, der in Richtung seiner Längserstreckung radial umlaufende voneinander getrennte und
mehrere sich schneidende bzw. gewendelte Ölfangnuten, verteilt an der Oberfläche derselben
aufweist. Radial umlaufende und sich schneidende Rillen sind über zylindrische Übergangs
bereiche voneinander distanziert angeordnet, wobei die radial umlaufenden, im wesentlichen
einen V-förmigen Querschnitt aufweisende Ölfangnuten einen mit dem Durchmesser des zy
lindrischen Übergangsbereiches korrespondierenden Durchmesser aufweisen. Derartige Kol
ben für Kompressoren mit im Querschnitt V-förmigen Rillen, weisen den Nachteil auf, daß
die zwischen den Ölfangnuten und Zylinderlauffläche gebildeten V-förmigen Öldichtringe
nur mit einer in diesen während der Fortbewegung des Kolbens aufgebauten verringerten
Kraftkomponente der von der komprimierten Luft aufgebauten Kraft dieser entgegenwirkt,
wodurch insbesondere bei höheren Betriebstemperaturen und die damit verbundene Verringe
rung der Viskosität des Öles, die Gefahr des seitlichen Wegquetschens oder Abstreifens des
Öldichtringes besteht.
Aus der weiters veröffentlichten DE 22 35 987 A ist ein Kolben für eine Hubkolbenmaschine,
der in einem Zylinder geführt ist und mit einer Kolbenstange in Verbindung steht, bekannt.
Der mehrere Einzelbauteile aufweisende Kolben besteht im wesentlichen aus mehreren sich
zumindest bereichsweise überdeckenden Kolbenteile, wovon einer der Kolbenteile eine einen
zylindrischen Mantel ausbildende Hülse aufweist. In die an die Innenfläche des Zylinders
angrenzende Außenfläche der rohrförmigen elastisch verformbaren aus Polytetrafluorethylen
bestehenden Hülse, sind Labyrinthnuten eingestochen, wobei die zwischen Nuten gebildeten
Lippen sich im betriebswarmen Zustand spielfrei gleitend an der Zylinderlauffläche an
schmiegen, während sie im kalten, also vor Erreichen der Betriebstemperatur, ein Spiel zwi
schen dem Kolben bzw. der Hülse und der Zylinderlaufbahn ausbilden, sodaß sich eine Laby
rinthdichtwirkung ergibt. Nachteilig ist hierbei, daß die eine großflächige Reibfläche ausbil
dende Hülse einem hohen reibungsbedingten Verschleiß ausgesetzt ist, wodurch es über län
gere Einsatzdauer gesehen, es insbesondere im Bereich der Hochdruckstufe es zu Undicht
heiten und somit zu einer Senkung des Wirkungsgrades kommt. Des weiteren wird durch die
ständige Festkörperreibung zwischen der Hülse und der Zylinderwandung eine hohe Wärme
energie erzeugt, die nur über großflächige Kühloberflächen, insbesondere Kühlrippen, etc.,
abgeführt werden kann, was zu einer Vergrößerung der Gesamtbaugröße des Kompressors
führt.
Gemäß dem weiters veröffentlichten Dokument JP 08-042452 A ist ein mehrstufiger Kom
pressor mit in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneten Niederdruck-, Mitteldruck- und
Hochdruckstufe, bekannt. Der den Kolben umgebende Zylinder, ist von einer ringförmigen
Keramikhülse umgeben, wobei der Kolben aus einem mit einem höheren linearen Wärmeaus
dehnungskoeffizienten ausgebildeten Metall besteht. Der Kolben weist mehrere voneinander
distanzierte in die Außenfläche vertieft angeordnete Labyrinth-Nuten auf, wobei durch die
zwischen den Nuten gebildeten Lippen ein Abstand zwischen dem Kolben und der Keramik
hülse gebildet wird, der im kalten Betriebszustand größer bemessen ist, als im warmen Be
triebszustand. Ein wesentlicher Nachteil ist vor allem im erhöhten reibungsbedingten Ver
schleiß, der sich einander berührenden unterschiedliche Materialien aufweisenden Kolben und
Keramikhülse zu sehen.
Aus der WO 80/00600 A1 ist ein Hochdruckkompressor zum Verdichten von atmosphäri
scher Luft mit einer Niederdruckstufe und einer Hochdruckstufe, die in einem gemeinsamen
Gehäuse angeordnet sind, bekannt. Die Kolben der Niederdruckstufe und Hochdruckstufe
weisen mehrere zueinander beabstandete und radial umlaufende Labyrinth-Nuten auf, wobei
sich die zwischen den Labyrinth-Nuten gebildeten Lippen im betriebswarmen Zustand spiel
frei gleitend an der Zylinderlauffläche anschmiegen, während sie im kalten, also vor Errei
chen der Betriebstemperatur, ein Spiel zwischen dem Kolben und der Zylinderlaufbahn auf
weisen, so daß sich eine Labyrinth-Dichtwirkung ergibt. Ein derartiger Kompressor weist
hohe reibungsbedingte Verschleiße und Wärmeentwicklungen auf, wovon letztere nur über
große Kühloberflächen abführbar sind. Ein weiterer Nachteil dieser Ausbildung besteht auch
darin, daß das mit einem Antriebsmotor angetriebene Kurbeltriebwerk durch eine Schubstan
ge und eine mit dieser schwenkbeweglich verbundenen Kolbenstange verbunden ist, wobei
die Kolbenstange in einem der Hochdruckstufe näher gelegenem Bereich über eine Führungs
vorrichtung für die translatorischen Bewegungen geführt ist, wodurch einerseits hohe Mas
senkräfte durch die bewegten oszillierenden Massen auftreten. Andererseits ist, um auftreten
de Schwingungen zu dämpfen, auch ein erhöhter konstruktiver und fertigungstechnischer
Aufwand für die Herstellung derartiger Kompressoren erforderlich.
Aus dem weiters veröffentlichten Dokument FR 746 787 A1 ist ein mehrstufiger Hochdruck
kompressor zum Verdichten von atmosphärischer Luft mit einer Niederdruckstufe und einer
Hochdruckstufe, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, ausgebildet sind, be
kannt. Nachteilig dabei ist, daß der eine komplizierte mechanische Konstruktion aufweisende
Kompressor große zu bewegende Massen aufweist, wodurch nur ein geringer Wirkungsgrad
und eine bedingte Standzeit, sowie Betriebssicherheit erreichbar ist. Des weiteren sind derar
tige ein hohes Gewicht aufweisende Kompressoren stationär aufgestellt und nur bedingt
transportierbar.
Weiter sind bereits Kompressoren bzw. mehrstufige Kompressoren bzw. Verdichter bekannt -
Dubbel "Taschenbuch für den Maschinenbau", 15. Auflage, Springer-Verlag-Berlin 1983,
Seite 777 - bei welchen in einem gemeinsamen Gehäuse eine Niederdruck- und eine Hoch
druckstufe angeordnet ist, wobei in den konzentrisch ausgerichteten Zylinderkammern für die
beiden Stufen jeweils ein Kolben vorgesehen ist, die über eine gemeinsame Kolbenstange
starr miteinander verbunden sind. Zum Bewegen dieser Kolbenstange mit den beiden Kolben,
die taktweise eine aufeinanderfolgende Höherverdichtung der Luft bewirken, dient ein mit
einem Antriebsmotor betriebenes Kurbeltriebwerk. Die Weiterleitung der komprimierten Luft
von einer Stufe zur Einlaßöffnung der nächsten Stufe erfolgt über Wärmetauscher, insbeson
dere Luftkühler. Nachteilig ist bei diesen Hochdruckkompressoren, daß der Antrieb aufwen
dig ist und ein hoher Verschleiß der Kolben vorliegt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochdruckkompressor aufzu
bauen, der neben einem hohen Wirkungsgrad eine hohe Standzeit und eine hohe Betriebssi
cherheit aufweist. Des weiteren soll dieser einfach und ohne größerem Kraftaufwand trans
portiert werden können.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Anspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhaft dabei ist, daß durch die zwischen der Zylinderlauffläche und den etwa halbkreis
förmigen Rillen der Ölfangnuten gebildeten Öldichtringe eine Flüssigkeitsreibung zwischen
den relativ zueinander bewegten Bauelementen ermöglicht wird, was zu einem geringeren
reibungsbedingten Verschleiß und somit zu einer Erhöhung der Standzeit des Hochdruck
kompressors beiträgt. Durch diese Öldichtringe kann in jedem Betriebszustand eine wirksame
Abdichtung zwischen dem Verdichtungsraum und der Umgebung geschaffen werden.
Von Vorteil sind auch die Ausbildungen nach den Ansprüchen 2 und 3, wodurch eine einfa
che und kostengünstige Fertigung von Ölfangnuten ermöglicht wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch durch die Merkmale im Anspruch 4 gelöst. Die
sich daraus ergebenden überraschenden Vorteile dabei sind, daß durch die Anordnung einer
Innenaufnahme für die die Schubstange U-förmig umfassende Kolbenstange, eine kleinbau
ende mechanische Konstruktion geschaffen werden kann, sodaß der geringe zu bewegende
Massen aufweisende Verdichtungsteil von einem kleiner dimensionierten Antriebsteil ange
trieben werden kann und andererseits dadurch das Eigengewicht des gesamten Hochdruck
kompressors für die Befüllung von Kartuschen von Pistolen oder Schießgewehre verringerbar
ist. Des weiteren ist von Vorteil, daß durch die im wesentlichen in zur Längsmittelachse
axialen und radialen Richtung spielfrei miteinander verbundenen bewegten Bauelemente, kein
Kippen oder Verspannen der Kolben oder des Kurbeltriebwerkes, insbesondere der Schub
stange und Kolbenstange, sowie der Kurbelwange hervorruft, sodaß ein mit einer hohen
Standzeit und einem hohen Wirkungsgrad ausgebildeter Hochdruckkompressor geschaffen
werden kann. Auf diese Weise können die von den zu bewegenden Massen abhängenden
Massenkräfte erheblich reduziert werden, wodurch selbst bei diesen hohen Betriebsdrücken,
nämlich von 200 bis 400 bar, vorzugsweise 300 bar, ein stabiles Betriebsverhalten während
des Betriebes des erfindungsgemäßen Hochdruckkompressors ermöglicht wird.
Vorteilhaft sind auch die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 5 und 6, da in jedem Be
triebszustand ein radial umlaufender Öldichtring zwischen dem Kolben und der Zylinderlauf
fläche ausgebildet ist.
Vorteilhaft sind weiters die Ausbildungen nach den Ansprüchen 7 bis 9, wodurch eine platz
sparende, geringe rotierende und translatorische Massen aufweisende und einfach herzustel
lende mechanische Konstruktion geschaffen werden kann.
Durch die Ausbildung nach Anspruch 10 ist es möglich, eine gegebenenfalls eintretende Ver
drehung der Kolbenstange in einer zur Längsmittelebene senkrechter Richtung zu verhindern.
In den Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 11 bis 13 ist von Vorteil, daß der im wesentli
chen durch standardisierte kostengünstige Bauelemente zusammengesetzte, modulartig auf
gebaute, tragbare Hochdruckkompressor ohne großen Montage- und/oder Reparaturaufwand
gegebenenfalls kostengünstig wieder betriebsfähig gemacht werden kann.
Gemäß Anspruch 14 ist eine Strömungsverbindung in eine Strömungsrichtung möglich, was
ein einfaches Befüllen von Kartuschen ermöglicht.
Gemäß der Ausbildung, wie im Anspruch 15 beschrieben, wird ein einfaches Transportieren
und daher ein Wechsel des Aufstellungsortes des Hochdruckkompressors einfach ermöglicht.
Eine Ausgestaltung nach Anspruch 16 ist von Vorteil, da jederzeit durch das Wechseln des
Antriebsteiles, insbesondere des Antriebsmotors, eine Anpassung an unterschiedliche Anfor
derungen durchführbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch durch die im Anspruch 17 beschriebenen Maßnah
men gelöst. Der überraschende Vorteil dabei ist, daß dadurch der gerätetechnische Aufwand
wesentlich reduziert werden kann und daß aus diesem Grunde ein ungehinderter Transport
des erfindungsgemäßen Hochdruckkompressors zur Befüllung von Kartuschen von Schieß
gewehren oder Pistolen möglich ist.
Von Vorteil sind auch die Maßnahmen nach den Ansprüchen 18 bis 20, da dadurch eine ein
fache und rasche Befüllung der Kartuschen in einem oder gegebenenfalls mehreren Befüll
vorgängen ermöglicht wird.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale im Anspruch 21 gelöst. Vorteilhaft ist
bei dieser Lösung, daß trotz Anordnung von mehreren Kolben auf einer Kolbenstange jener
Kolben, der einem höheren Verschleiß unterliegt, in kürzeren Intervallen getauscht werden
kann und nicht die gesamte Kolbenstange mit beiden Kolben zu tauschen ist. Dies ermöglicht
auch, die bereits eingelaufenen Kolben mit noch geringem Verschleiß beizubehalten, wodurch
die gesamte Standzeit des Hochdruckkompressors in überraschender Weise verbessert werden
kann. Durch die zusätzlich angeordnete Flüssigkeitsdichtung zwischen dem Kolben und der
Zylinderkammer in der Hochdruckstufe wird zusätzlich der Verschleiß des Kolbens im Be
reich der Hochdruckstufe und in der Zylinderkammer - derselben - verringert und ein höherer
Wirkungsgrad aufgrund der verbesserten Dichtheit in dem Druckbereich bis zu 300 bar er
zielt. Gleichzeitig wird durch die gegenseitige Führung der beiden Kolben in der Hochdruck-
und Niederdruckstufe das Kippen der Kolben und der damit verbundene Verschleiß zuverläs
sig ausgeschaltet.
Vorteilhaft ist auch eine weitere Ausgestaltung nach Anspruch 22, wodurch eine gleichmäßi
ge Belastung der Kolbenstange bei der Verdichtung in der Niederdruck- und der Hochdruck
stufe erreicht werden kann. Durch diese zentrische Belastung ist auch eine gleichmäßige Be
lastung der Kolben und damit ein annähernd gleichmäßiger Verschleiß gegeben.
Gemäß Anspruch 23 wird ein für die Abdichtung erforderlicher Öldichtring gebildet, der eine
Rückströmung der verdichteten Luft unterbindet und eine verkürzte Füllzeit ergibt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung beschreibt Anspruch 24, wodurch eine für die Zylinderkam
mer erforderliche Sicherheitseinrichtung eines möglichen Gegendruckes aus der Hochdruck
kammer gebildet wird.
Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 25, wodurch der Füllungsgrad er
heblich angehoben werden kann, da die vorverdichtete Luft der 1. Stufe mit relativ hohem
Druck eingepreßt wird.
Gemäß Anspruch 26 wird eine ausgangsseitige Sicherheitseinrichtung und Wartung der abge
gebenen komprimierten Luft sichergestellt.
Durch die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 27, der einen über den Umfang des
Hochdruckkolbens gleichmäßigen Öldichtring erzeugt und einen optimalen Füllungsgrad zu
läßt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 28, wodurch verschlissene Kompo
nenten einfach ausgetauscht werden können.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen und die dafür erzielten Vorteile sind in der speziellen
Beschreibung angegeben.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh
rungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Hochdruckkompressor in vereinfachter, schematischer Darstellung, in Sei
tenansicht geschnitten;
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Hochdruckkompressor nach Fig. 1, ebenfalls in stark ver
einfachter, schematischer Darstellung, teilweise geschnitten;
Fig. 3 einen Teil der Zylinderkammer im Hochdruckteil mit dem zwischen den Kolben
und Zylinderkammer vorgesehenen Ölfangnuten;
Fig. 4 einen Teil der Zylinderkammer im Hochdruckteil mit den Ölfangnuten geschnit
ten und in stark vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 5 einen Teil der Zylinderkammer im Hochdruckteil mit einer anderen Ausführung
der Ölfangnuten geschnitten und in stark vereinfachter, schematischer Darstel
lung;
Fig. 6 einen erfindungsgemäßen tragbaren Hochdruckkompressor in Draufsicht und in
stark vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 7 der tragbare Hochdruckkompressor in Draufsicht und in Längsrichtung geschnit
ten und in stark vereinfachter, schematischer Darstellung.
Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen
gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer
den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei
che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer
den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, un
ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind
bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch
Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unter
schiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsge
mäße Lösungen darstellen.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein Hochdruckkompressor 1 gezeigt, der ein Gehäuse 2 aufweist, wel
ches zweckmäßigerweise auch mehrteilig ausgebildet sein kann. In dem Gehäuse 2 sind ein
ander gegenüberliegend eine Niederdruckstufe 3 und eine Hochdruckstufe 4 angeordnet. Dazu
ist in dem Gehäuse 2 eine Zylinderkammer 5 für die Niederdruckstufe 3 und eine Zylinder
kammer 6 für die Hochdruckstufe 4 ausgebildet. Zwischen den beiden Zylinderkammern 5, 6
ist ein Ölsumpf 7 angeordnet. Jeder der beiden Zylinderkammern 5, 6 ist mit einem Kolben 8
in der Niederdruckstufe 3 und einem Kolben 9 in der Hochdruckstufe 4 ausgestattet. Die bei
den Kolben 8, 9 sind dabei auf einer gemeinsamen Kolbenstange 10, bevorzugt unter Zwi
schenschaltung einer Verbindungsvorrichtung 11 und/oder 12 für den Kolben 8 und/oder 9
der Niederdruck- und/oder Hochdruckstufe 3, 4 befestigt. In der einfachsten Form kann diese
Verbindungsvorrichtung 11, 12 durch eine Schraubverbindung, also unter Anordnung eines
Innen- und Außengewindes erfolgen, wobei der jeweilige Kolben 8 bzw. 9 über eine Gegen
mutter 13 gesichert werden kann. Es ist dabei auch jegliche andere Befestigungsart aus dem
Stand der Technik für die Befestigung der beiden Kolben 8, 9 auf der Kolbenstange 10 ver
wendbar. Wesentlich ist dabei, daß die beiden Kolben 8, 9 starr auf der Kolbenstange 10 kon
zentrisch und aufeinander zentriert angeordnet sind.
Die Kolbenstange 10 bzw. einer der beiden Kolben 8, 9 ist mit einem Kurbeltriebwerk 14 ge
kuppelt, das beispielsweise aus einer Schubstange 15, einer Exzenterscheibe 16 und einer
diesem zugeordneten Antriebsmotor 17 sowie beliebige andere Teile wie sie zwischen Getrie
be oder zusätzliche Übertragungselemente oder dgl. gebildet sein kann. Bevorzugt ist jedoch
die Schubstange 15 über die Exzenterscheibe 16 direkt mit dem elektrischen Antriebsmotor
17 gekuppelt, um den Aufwand so gering wie möglich zu halten und einen hohen Wirkungs
grad zu erzielen. Die Schmierung der mechanischen Teile kann dabei derart erfolgen, daß
diese zumindest teilweise in ein Öl 18 des Ölsumpfes 7 eintauchen, wodurch das Öl 18 her
umgeschleudert und auf die Kolben 8, 9 verteilt bzw. in die Zylinderkammern 5, 6 einge
spritzt wird.
Zur Abdichtung des Kolben 8 in der Niederdruckstufe 3 gegenüber der Zylinderkammer 5
sind am Kolben übliche Kolbenringe 19 oder ähnliche Schleifdichtungen oder sonstige Dich
telemente angeordnet.
Zur möglichst verschleißlosen, verlustarmen Abdichtung zwischen dem Kolben 8 in der Nie
derdruckstufe 3 und dem Kolben 9 in der Hochdruckstufe 4 und der Zylinderkammer 6 in der
Hochdruckstufe 4 sind am Kolben 9 radial umlaufende Ölfangnuten 20 angeordnet, in wel
chen sich das vom Ölsumpf 7 bzw. durch die Ölschmierung zugeführte Öl 18 sammelt und
damit einen umlaufender, keilförmiger Öldichtring 21 zwischen Kolben 9 und Zylinderkam
mer 6 bilden.
Durch die Anzahl der in Längsrichtung der Kolbenstange 10 beabstandet nebeneinander ange
ordneten Ölfangnuten 20, kann eine ausreichende Abdichtung auch in hohen Druckbereichen
von beispielsweise 200 bis 400 bar, bevorzugt 300 bar, einwandfrei erreicht werden. Die Art
und Ausführung dieser Ölfangnuten 20 ist aus dem Stand der Technik bekannt, wobei die
Ölfangnuten 20 zur Längsachse der Kolbenstange 10 konisch über den Umfang des Kolbens 9
angeordnet sind, sodaß der Aufbau eines konischen Öldichtringes 21 zwischen Kolben 9 und
Zylinderkammer 6 verstärkt wird. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, daß auch bei unter
schiedlichen Toleranzen, d. h. unterschiedlichen Betriebstemperaturen des Hochdruckkom
pressors 1 eine sichere und gleichzeitig auch verschleißarme Abdichtung erreicht werden
kann, da keine direkte metallische Berührung der Teile erfolgt.
Um eine ausreichende Abdichtung zwischen dem Kolben 9 und der Zylinderkammer 6 in der
Hochdruckstufe 4 zu erreichen, ist entsprechend den aus dem Stand der Technik bekannten
Vorgaben ein Außendurchmesser 22 des Kolbens 9 und ein Innendurchmesser 23 der Zylin
derkammer 6 exakt aufeinander abzustimmen.
Die Funktion des Hochdruckkompressors ist nun folgendermaßen:
Über ein Rückschlagventil 24 wird atmosphärische Luft 25 durch eine Ansaugleitung 26 wäh rend des Ansaugvorganges des Kolben 8 in die Zylinderkammer 5 der Niederdruckstufe 3 angesaugt.
Über ein Rückschlagventil 24 wird atmosphärische Luft 25 durch eine Ansaugleitung 26 wäh rend des Ansaugvorganges des Kolben 8 in die Zylinderkammer 5 der Niederdruckstufe 3 angesaugt.
Während der Verdichtungsbewegung des Kolben 8 wird die angesaugte Luft 25 in der Zylin
derkammer 5 verdichtet, um nach Erreichen des gewünschten Enddruckes und Öffnen eines
Überdruckventils 27 in eine Verbindungsleitung 28 hinausgepreßt.
Die in die Verbindungsleitung 28 hineingepreßte Luft wird über einen Wärmetauscher 29,
insbesondere eine Luftkühlung, zu einem Einlaßventil 30 zugeführt. Zwischen dem Wärme
tauscher 29 und dem Einlaßventil 30 kann ein weiteres Rückschlagventil 31 angeordnet sein.
Das Einlaßventil 30, sowie die anderen Ventile und Rückschlagventile sowohl auf der Nie
derdruckstufe 3 als auch auf der Hochdruckstufe 4 können selbstverständlich durch jede be
liebige Ventilanordnung, beispielsweise auch elektropneumatische Ventile, manuell gesteu
erte oder mechanisch betätigte Ventile oder Einlaßschlitze mit zugeordneten Verschlußele
menten und Steuerkanten und dgl. gebildet sein. Üblicherweise ist dabei im Kolben 9 der
Hochdruckstufe 4 ein Steuerkanal 32 eingelassen, der im Zusammenwirken mit einer Einlaß
öffnung 33 des Einlaßventils 30, über seine Steuerkante 34 den Eintritt der verdichteten Luft
aus der Verbindungsleitung 28 in die Zylinderkammer 6 ermöglicht. Durch die Verdichtung
der in der Verbindungsleitung 28 befindlichen Luft strömt schlagartig in die Zylinderkammer
6 ein und wird dann auf den vorgeplanten Wert verdichtet. Die Höhe der Verdichtung kann
beliebig festgelegt werden, beispielsweise durch Anordnung eines Überdruckventils 35 in
einer Druckleitung 36, die mit dem stirnseitigen geschlossenen Ende der Zylinderkammer 6
verbunden ist bzw. in diese einmündet. Es ist aber auch jede andere Steuermöglichkeit zum
Ablassen der verdichteten Luft, beispielsweise auch mechanisch gesteuerten Ventilen, mög
lich.
In der Druckleitung 36 können dann übliche Armaturen, wie beispielsweise eine Wartungs
einheit für die Druckluft oder auch nur ein Manometer 37 sowie ein Kondensatabscheider 38
angeordnet sein. Die Anordnung dieser Teile ist in unterschiedlichsten Varianten aus dem
Stand der Technik bekannt und kann daher jede beliebige, aus dem Stand der Technik be
kannte Einrichtung und Einheit hier verwendet werden. Selbstverständlich ist es auch mög
lich, daß durch entsprechende Steuerung des Überdrucks in der Druckleitung 36 eine Entlee
rung des Kondensats in einem Kondensatabscheider 38 erfolgen kann. Wie aus dem Stand der
Technik bekannt, ist es auch üblich, beim Anfahren des Hochdruckverdichters vorerst über
ein Umgehungsventil die Druckleitung 36, beispielsweise mit der freien Atmosphäre zu ver
binden, um den Druckaufbau ohne allzu großen Widerstand zu ermöglichen. Im nachgeord
neten Bereich sind die zur Befüllung notwendigen Füllstationen 39 bereitgestellt.
Die Verbindung zwischen der Kolbenstange 10 und der Kolben 8 und/oder 9 kann selbstver
ständlich auch durch entsprechende Bolzen, Preßsitz, Schraub- oder Schrumpfverbindung,
durch Klebung sowie auf alle anderen bekannten technischen Füge- und Befestigungsverfah
ren, die ohne Zerstörung der Bauteile wieder lösbar sind, erfolgen. Das Kurbeltriebwerk 14
besteht im wesentlichen aus Kurbelwangen, Schubstange sowie einem einwelligen Verbund
kolben, der aus der Kolbenstange 10 sowie den feststehend, jedoch bedarfsweise darauf befe
stigten Kolben 8 und/oder 9 besteht.
In der Fig. 4 ist ein Teilbereich des modulartig aufgebauten Hochdruckkompressors 1, insbe
sondere die Hochdruckstufe 4 mit den zwischen dem Kolben 9 und der Zylinderkammer 6
gebildeten Öldichtringen 21, im Längsschnitt und in stark vereinfachter, schematischer Dar
stellung, gezeigt. Eine konzentrisch um eine Längsmittelachse 40 umlaufende Kolbenlaufflä
che 41 begrenzt den Außendurchmesser 22 des Kolbens 9. Die Längsmittelachse 40 verläuft
in Längsrichtung des Hochdruckkompressors 1, insbesondere der Zylinderkammern 5, 6. Eine
der Kolbenlauffläche 41 zugewandte Zylinderlauffläche 42, umgrenzen mit dieser und mit
zumindest einer Ölfangnut 20 zumindest einen Öldichtring 21. Die Zylinderlauffläche 42 bil
det einen geringfügig größeren konzentrisch um die Längsmittelachse 40 umlaufenden
Hohlzylinder mit dem Innendurchmesser 23 aus, als ein konzentrisch um die Längsmittelach
se 40 umlaufender Kolben 9 mit dem Außendurchmesser 22 und bildet einen Spalt 43 bzw.
eine Toleranz aus, der bzw. die über zwischen eine oder mehrere, zumindest zweier zueinan
der benachbarter Ölfangnuten 20 und der Zylinderlauffläche 42 gebildeten Öldichtringe 21
abgedichtet ist. Der Öldichtring 21 der mittels des durch die Kapillarwirkung aufgebauten
Flüssigkeitsdichtringes, insbesondere Öldichtringes 21, gebildet ist, ermöglicht eine vollstän
dige Abdichtung des Kobens 9 bzw. eines Verdichtungsraumes, in dem sich die weiters zu
komprimierende Luft zumindest zeitweise befindet, gegenüber der Umgebung, wobei sich die
zu komprimierende Luft am Öldichtring 21 abstützt bzw. welche an diesem angrenzt. Die
Abmessung des Spaltes 43 ist derart gewählt, daß auch bei Erreichen der Betriebstemperatur
ein geringfügiger Abstand bzw. Spalt 43 ausgebildet wird. Auf diese Weise kann eine ver
schleißbedingte Festkörperreibung der Kolbenlauffläche 41 und der Zylinderlauffläche 42
vermieden werden. Daher ist in jedem Betriebszustand zwischen der Kolbenlauffläche 41 und
der Zylinderlauffläche 42 eine durch den Öldichtring 21 hervorgerufene Flüssigkeitsreibung
zwischen diesen vorhanden, das vor allem eine wesentlichen Anhebung der Standzeit und des
Wirkungsgrades des Hochdruckkompressors 1 ermöglicht.
Der Kolben 9 der Hochdruckstufe 4 weist in seiner Längserstreckung mehrere von über zu
mindest einen zylindrischen Übergangsbereich 44 voneinander getrennte und zueinander par
allel über den Umfang verlaufende Ölfangnuten 20 auf, die durch zwei in Richtung der
Längsmittelachse 40 aufeinander zulaufende Stützflächen 45, 46 bzw. Umfangsflächen gebil
det sind. Zumindest eine der beiden Stützflächen 45, 46, bevorzugt die einem stirnseitigen
Ende 47 des Kolbens 9 nähergelegene, eine einen Nutboden 48 ausbildende Stützfläche 46,
verläuft in Richtung des stirnseitigen Endes 47, zumindest konisch aufweitend, auf den zylin
drischen Übergangsbereich 44 zu, sodaß im wesentlichen ein um die Längsmittelachse 40
kegelstumpfförmiger Rotationskörper ausgebildet wird, dessen größere Querschnittsabmes
sung dem Ende 47 zugewandt ist. Die dem Nutboden 48 zugewandte weitere Stützfläche 45,
ist bevorzugt senkrecht auf die Längsmittelachse 40 der Zylinderkammer 6 ausgerichtet, so
daß diese, mit der Stützfläche 46, wie in dieser dargestellten Querschnittsebene ersichtlich,
einen Winkel 49 einschließen, der kleiner 90°, z. B. zwischen 70° und 10°, insbesondere 45°
beträgt. Bevorzugt ist eine dem Ende 47 benachbarte Breite des zylindrischen Übergangsbe
reiches 44 größer ausgebildet, als die weiteren Breite der weiteren konzentrisch um die
Längsmittelachse 40 umlaufenden und jeweils um eine Öffnungsweite 50 der Ölfangnuten 20
voneinander distanzierten Übergangsbereiche 44. Die zwischen den Öffnungsweiten 50 der
zylindrischen Übergangsbereiche 44 bemessene Breite, ist zumindest geringfügig größer be
messen, als eine Breite des Einlaßventiles 30. Die Breite der Übergangsbereiche 44 ist bei
spielsweise kleiner bemessen als die Öffnungsweite 50 der Ölfangnuten 20, jedoch ist diese
zumindest geringfügig größer bemessen als eine maximale Breite des Einlaßventiles 30. Na
türlich kann die Breite der Übergangsbereiche 44 auch größer als die Öffnungsweite 50 be
messen werden. Der dem Verdichtungsraum 51 der Hochdruckstufe 4 zugewandte Endbereich
52 des Kolbens 9, der im wesentlichen durch mehrere aneinandergereihte, sich in Richtung
des von der Kolbenstange 10 abgewandten Endes 47 konisch erweiternde Kegelstumpfkörper
gebildet ist. Der Kolben 9 ist bevorzugt einstückig und materialeinheitlich, zweckmäßig aus
einem Werkzeugstahl, gebildet. Der Einlaß in die Zylinderkammer 6 kann auch durch eine
Luft-Einlaßbohrung 53, wie diese in der Fig. 5 dargestellt ist, gebildet werden. Dabei ist keine
zusätzliche Steuerkante 34 am Kolben 9 nötig.
Eine andere Ausführungsvariante besteht darin, daß, wie in strichlierten Linien dargestellt, die
Stützfläche 46 bzw. der Nutboden 48 und/oder die Stützfläche 45 der Ölfangnuten 20 in Rich
tung zur Stützfläche 45, in etwa konkav gekrümmt verläuft. Eine andere, nicht weiters darge
stellte Ausführung besteht darin, daß die Ölfangnuten 20 durch in Richtung der Kolbenstange
10 geneigt aufeinander zulaufende, daher spitzwinkelige, Stützflächen 45 und 46 gebildet
wird.
Natürlich besteht auch die Möglichkeit, daß die Oberflächen der Stützflächen 45 und 46 auf
gerauht sind, wodurch eine bessere Oberflächenhaftung des Öldichtringes 21 zwischen den
beiden Stützflächen 45, 46 bzw. an der Ölfangnut 20 erreichbar ist.
Kurz vor Erreichen eines unteren Totpunktes UT des Hochdruckkolbens 9, wird die vorkom
primierte Luft der Niederdruckstufe 3 wird über die Verbindungsleitung 28 in die Zylinder
kammer 6 der Hochdruckstufe 4 eingepreßt bzw. angesaugt, indem das mit der Verbindungs
leitung 28 strömungsverbunden Einlaßventil 30 oder die Luft-Einlaßbohrung 53 freigegeben
wird. Während der Vorwärtsbewegung des Hochdruckkolbens 9 in Richtung seines oberen
Totpunktes OT wird die in der Zylinderkammer 6 bereits vorkomprimierte Luft, weiters ver
dichtet, bis der gewünschte Enddruck erreicht ist. Die mit voreinstellbarem Druck zur Befül
lung über die Druckleitung 36 an eine Wartungseinheit weitergegeben komprimierte Luft
wird nach der Aufbereitung in dieser, direkt zur Befüllung von Kartuschen von Schießwaffen
verwendet. Dadurch sind keine weiteren Luftspeicher, in denen die komprimierte Luft gespei
chert wird, erforderlich. Die Kartusche ist zweckmäßig nur in eine Richtung durchströmbar,
wie dies beispielsweise über eine Rückschlagventil möglich ist, ausgebildet. Natürlich können
auch strömungsdichte bzw. luftdichte elastische und selbstwiederverschließbare Elemente, die
nur zur Befüllung kurzzeitg durchströmt werden, verwendet werden.
Der überraschende Vorteil der Flüssigkeitsdichtung liegt vor allem darin, daß auch bei unter
schiedlichen Toleranzen, daher unterschiedlichen Betriebstemperaturen des Hochdruckkom
pressors 1, eine sicher und gleichzeitig auch verschleißarme Abdichtung erreicht werden
kann, da zwischen den relativ zueinander bewegten Teilen, insbesondere dem Kolben 9 und
der Zylinderlauffläche 42, der den Spalt 43 zumindest bereichsweise ausfüllende Öldichtring
21 gebildet ist, wodurch in keinem der Betriebszustände eine metallische Berührung, daher
Festkörperreibung, erfolgt.
In der Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsvariante des im Hochdruckkompressor 1 in der
Hochdruckstufe 4 einzusetzenden Kolbens 9, in stark vereinfachter, schematischer Darstel
lung gezeigt. Die Ölfangnuten 20 des Kolbens 9, insbesondere die Nutböden 48, werden
durch über zylindrische Übergangsbereiche 44 voneinander distanzierte, radial umlaufende,
im Querschnitt halbkreisförmige Rillen 54 gebildet, in welchen das Öl 18 aus dem Ölsumpf
gesammelt wird und einen radial durchgängigen Öldichtring 21 zwischen der Kolbenlaufflä
che 41, den Rillen 54 und der Zylinderlauffläche 42 ausbilden. Ein durch eine parallel zu der
Längsmittelachse 40 verlaufende Mantellinie des Kolbens 9 und eine senkrecht zur Längs
mittelachse 40 ausgerichtete Symmetrieachse der Ölfangnuten 20 gebildeter gemeinsamer
Schnittpunkt bildet einen Mittelpunkt für den Radius der Rillen 54 aus. Die Ölfangnuten 20
des Kolbens 9 können aber auch bogenförmig ausgebildet werden, wobei sich ein Kreisbo
gensegment in zur Kolbenlauffläche 41 abgewandter Richtung zur Längsmittelachse 40 er
streckt, sodaß eine Öffnungsweite 50 kleiner bemessen ist, als ein Durchmesser bzw. doppel
ter Radius "r" an der Mantellinie des Kolbens 9. Daher weisen die der Längsmittelachse 40
zugewandten Ölfangnuten 20 einen gekrümmten, insbesondere konkaven Nutboden 48 auf.
Die an der umfangseitigen Kolbenlauffläche 41 bemessene Öffnungsweite 50 entspricht ei
nem Durchmesser, der zwischen 0,6 mm und 5 mm, beispielsweise zwischen 1 mm und
4 mm, bevorzugt 1 mm ausgebildet ist. Wie aus dieser Figur ersichtlich, sind die Ölfangnuten 20
unmittelbar unter Zwischenanordnung der zylindrischen Übergangsbereiche 44 angeordnet,
wobei eine Öffnungsweite 50 größer bemessen ist, als eine Breite der zylindrischen Über
gangsbereiche 44. Eine andere konstruktive Ausgestaltung und der Einbau des Kolbens 9
werden noch in den gemeinsam beschriebenen Fig. 6 und 7 beschrieben werden.
In den Fig. 6 und 7 ist eine andere Ausführung des erfindungsgemäßen Hochdruckkompres
sors 1 schematisch vereinfacht in verschiedenen Ansichten bzw. Schnitten dargestellt. Dieser
Hochdruckkompressor 1, der vornehmlich zur Befüllung von Kartuschen bzw. Schießgeweh
ren ausgebildet ist, weist das zweckmäßig mehrteilig ausgebildete Gehäuse 2 auf, in dem ein
ander gegenüberliegend die Niederdruckstufe 3 und Hochdruckstufe 4 angeordnet sind. Ein
rohrförmiger Vorratsbehälter 55 ist an gegenüberliegende Seitenwände 56; 57 jeweils mit
einem Führungselement 58, 59, insbesondere einer Laufbuchsen 60; 61, versehen, mit denen,
an einem dem in den Vorratsbehälter 55 eingesetzten Endbereiche gegenüberliegende Endbe
reiche der Laufbuchsen 60; 61 die Zylinderkammern 5; 6 zweckmäßig distanziert zu dem
Vorratsbehälter 55 angeordnet bzw. aufgenommen sind.
Einer der Endbereiche der Laufbuchsen 60; 61 sind mit jeweils einer konzentrisch um die
Längsmittelachse 40 umlaufenden Bohrung in dem Vorratsbehälter 55 form- und/oder kraft
schlüssig, insbesondere kraftschlüssig verbunden. Eine derartige Verbindung kann durch eine
Schrauben-, Gewindeanordnung oder Passungen oder Klebeverbindung oder Lötverbindung
oder Schweißverbindung etc. gebildet werden. Die konzentrisch um die Längsmittelachse 40
umlaufenden Zylinderkammern 5; 6 sind über eine Schraubenanordnung 62, insbesondere
Spannschrauben, bewegungsfest mit dem Vorratsbehälter 55 verbunden.
Jede der beiden Zylinderkammern 5; 6 bzw. die Laufbuchsen 60; 61 sind mit je einem Kolben
8 in der Niederdruckstufe 3 und einem Kolben 9 in der Hochdruckstufe 4 ausgestattet. Die
beiden Kolben 8, 9 sind dabei auf der gemeinsamen Kolbenstange 10, bevorzugt unter Zwi
schenschaltung der Verbindungsvorrichtung 11 und/oder 12 für den Kolben 8 und/oder 9 der
Niederdruck- und/oder Hochdruckstufe 3, 4 bedarfsweise lösbar befestigt. In der einfachsten
Form kann die Verbindungsvorrichtung 12 durch eine Schraubverbindung, insbesondere einer
Spannmutter, gebildet werden. Ein Achsstummel 63 des Elektromotors 17 mit einer senkrecht
auf die Längsmittelachse 40 der Laufbuchsen 60; 61 bzw. der Zylinderkammern 5; 6 ausge
richteten Mittelachse 64, ist mit dem Kurbeltriebwerk 14 verdrehfest verbunden und übernägt
das Drehmoment des Achsstummels 63 des Antriebsmotor, insbesondere Elektromotors 17
auf eine Kurbelwange 65 und der mit der Kurbelwange 65 antriebsverbundenen Schubstange
15, die die rotatorische Bewegung der Kurbelwange 65 in eine translatorische Bewegung der
Kolben 8, 9 umsetzt und somit ein taktweise aufeinanderfolgendes Verdichten der angesaug
ten atmosphärischer Luft 25 in den Zylinderkammern 5, 6 bewirkt. Wesentlich ist dabei, daß
die beiden gegenüberliegenden Kolben 8, 9 starr auf der Kolbenstange 10 konzentrisch und
aufeinander zentriert angeordnet sind.
Der Antriebsmotor, insbesondere Elektromotor 17 mit einem einstückig angeformten An
schlußflansch, ist unter Zwischenschaltung einer weiteren, mit dem Anschlußflansch korre
spondierenden Befestigungsplatte 66 direkt und senkrecht zur Längsmittelachse 40 der Zylin
derkammer 5, 6 angeordnet, sodaß die Längsmittelachse 40 und die Mittelachse 60 senkrecht
aufeinander ausgerichtet sind. Zweckmäßig ist die kreiszylinderförmige Befestigungsplatte 66
form- und/oder kraftschlüssig, insbesondere kraftschlüssig, mit dem Vorratsbehälter 55 orts
fest verbunden, mit dem der Antriebsmotor, insbesondere Elektromotor 17 über eine bedarfs
weise lösbare Befestigungsanordnung 67 an den Vorratsbehälter 55 auswechselbar gekoppelt
ist. Die Befestigungsplatte 66 und die dieser zugewandte Seitenwand 68 des Vorratsbehälters
55, sind mit einer konzentrisch um die Mittelachse 64 umlaufenden Bohrung ausgestattet,
welche von dem Achsstummel 63 des Elektromotors 17 durchsetzt sind. Der Antriebsmotor,
insbesondere Elektromotor 17 ist an einer, einer nicht weiters dargestellten Aufstandsfläche
nähergelegenen Seite mit schwingungsdämpfenden Abstützelementen 69, insbesondere Auf
stellfüße versehen, wobei sich zwischen zweier diagonal zueinander versetzter Abstützele
mente 69, zumindest ein bügelartiger Traggriff 70 erstreckt, was das Transportieren des ein
geringes Gewicht aufweisenden Hochdruckkompressors 1 an unterschiedliche Aufstellungs
orte ohne größeren Kraftaufwand des Benutzers ermöglicht. Zweckmäßig werden die Abstüt
zelemente 69, insbesondere die Aufstellfüße, mit einem schwingungsdämpfenden Kunststoff
ausgestattet.
Des weiteren ist der, durch ein einen etwa rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden Hohl
profil 71 gebildete Vorratsbehälter 55 an seinem, einer der Aufstandsfläche benachbarten
stirnseitigen Unterseite zusätzlich mit dem Abstützelement 69 versehen, welches an einer den
Vorratsbehälter 55 an der Unterseite verschließenden Deckplatte befestigt ist. An einer der
Deckplatte an der Unterseite gegenüberliegenden Oberseite des Vorratsbehälters 55 ist ein
weiteres bedarfsweise lösbares Deckelelement angeordnet, um ein bedarfsweises Nachfüllen
des Öles 18 in den Vorratsbehälter 55 zu ermöglichen. Der Vorratsbehälter 55 ist zusätzlich
mit einem, nicht weiters dargestelltem, Ölschauglas zur Kontrolle des Ölstandes ausgestattet.
Über ein im wesentlichen ein selbst wiederverschließbares, insbesondere federkraftbeauf
schlagtes Ventil 72 bildendes Rückschlagventil 24 wird atmosphärische Luft 25 unmittelbar
in die Zylinderkammer 5 der Niederdruckstufe 3 während des Ansaugvorganges des Kolbens
8 angesaugt.
Nach dem Verdichtungsvorgang und dem Erreichen des gewünschten Enddruckes in der Nie
derdruckstufe 3 wird die verdichtete Luft über die Verbindungsleitung 28 in die weitere Stufe,
der Hochdruckstufe 4, insbesondere über eine Luft-Einlaßbohrung 53 in der Lautbuchse 61 in
die Zylinderkammer 6 eingepreßt. Die im wesentlichen über die gesamte Länge gewendelte
Verbindungsleitung 28 bildet im wesentlichen den Wärmetauscher 29 aus.
Ist der gewünschten und veränderbare Endruck in der Hochdruckstufe 4 erreicht, wird die ver
dichtete Luft über die Druckleitung 36 in eine bevorzugt mit dem Traggriff 70 lösbar verbun
dene Wartungseinheit 73, die mit üblichen aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtun
gen und Einheiten, wie Kondensatabscheider 38, Drosselrückschlagventil, Manometer 37,
gegebenenfalls Absperrventil, Druckminderungsventil etc. und mit einem oder mehreren An
schlußelementen 74 versehen ist, weitergeleitet. In der Wartungseinheit 73 wird die kompri
mierte Luft entsprechend den gestellten Anforderungen, in bezug auf Befülldruck, Füllmenge,
Feuchte, Ölanteil etc. aufbereitet. Zur Befüllung einer nicht weiters dargestellten Kartusche
einer Pistole oder Schießgewehres, ist zur Strömungsverbindung derselben, die Wartungsein
heit 73 mit einem oder mehreren Anschlußelemente 74 versehen, die über eine flexible Ver
bindungsleitung mit einem Anschlußteil 75 strömungsverbindbar ist. Der Anschlußteil 75 ist
mit einem mit diesen korrespondierende Anschlußteil an der Kartusche etc. verbindbar. Der
Anschlußteil 75 kann beispielsweise durch eine Schraubengewindeanordnung oder Schnapp-
und/oder Rastverbindung etc. gebildet werden.
Damit in dem Vorratsbehälter 55, um keinen Widerstand während des Komprimiervorganges
bzw. Ansaugvorganges durch einen Gegendruck bzw. Gegenkraft auf die Kolben 8, 9 auszu
üben, eine Druckausgleichsleitung 76, welche sich bevorzugt zwischen der Zylinderkammer 5
und dem Vorratsbehälter 55 erstreckt.
Einen wesentlichen Vorteil des erfindungsgemäßen tragbaren Hochdruckkompressors 1 für
die Befüllung von Kartuschen oder Schießgewehren liegt darin, daß dieser im wesentlichen
modulartig und kleinbauend aufgebaut ist, wobei im wesentlichen eines der Module durch
einen Verdichtungsteil und das andere Modul durch einen Antriebsteil gebildet ist. Der direkt
an den Verdichtungsteil angeflanschte standardisierte und kostengünstige Elektromotor 17
weist ein relativ hohes Eigengewicht auf, sodaß die rotatorischen und translatorischen Bewe
gungskräfte durch das schwingungsdämpfende Abstützen der Abstützelemente 69 des Elek
tromotors 17 und des Verdichtungsteiles, die Bewegungskräfte bzw. Massenkräfte, die des
weiteren Schwingungen hervorrufen würden, effizient abgedämpft werden können. Dadurch
können die durch die hohe Betriebsdrücke, die zwischen 200 bar bis 400 bar, insbesondere bei
300 bar liegen, hervorgerufenen Massenkräfte, die des weiteren eine Schwingung hervorru
fen, effizient abgedämpft werden. Dadurch wird ein stabiles Betriebsverhalten bei optimaler
Arbeitspunkteinstellung erreicht.
In der Fig. 7 ist nunmehr ein Längsschnitt in horizontaler Ebene des Hochdruckkompressors 1
mit dem Verdichtungsteil und dem Teilbereich des Antriebsteiles in geschnittener Ansicht
dargestellt.
Wie nunmehr aus der Fig. 7 besser ersichtlich, ist die jeweils in ihren Endbereichen 77, 78
den Kolben 8, 9 aufweisende einstückige bzw. einteiligen Kolbenstange 10, in einem ihrer
Endbereiche 77, 78, insbesondere in dem dem Kolben 8 zugewandten Endbereich 77 von der
Schubstange 15 quer zur Längserstreckung derselben U-förmig oder C-förmig umfaßt und in
dem weiteren, dem Endbereich 77 gegenüberliegenden Endbereich 78 L-förmig ausgebildet.
Natürlich kann die Kolbenstange 10 auch mehrteilig ausgebildet werden, dessen Einzelteile
über aus dem Stand der Technik bekannte form- und/oder kraftschlüssige Verbindungsmittel
verbunden werden.
Der eine Innenaufnahme 79 für die Kolbenstange 10 und Schubstange 15 aufweisende Kolben
8 der Niederdruckstufe 3, weist für die Kolbenstange 10 und die Schubstange 15 eine gemein
same, quer zur Längsmittelachse 40 verlaufende Mittelachse 80 auf, in die ein die Kolben
stange 1.0 positionierender und die Schubstange 15 verschwenkbeweglich lagernder, die Ver
bindungsvorrichtung 11 bildender Kolbenbolzen 81 konzentrisch umläuft. Ein Außendurch
messer des Querschnittes der Kolbenstange 10, im Endbereich 77, ist geringfügig kleiner be
messen als ein Innendurchmesser der Innenaufnahme 79 des Kolbens 8. Die von dem Kol
benbolzen 81 in dem Endbereich 77 etwa um eine Breite der Schubstange 15 voneinander
distanzierten und von dem Kolbenbolzen 81 durchsetzten Schenkeln 82; 83, weisen in einer
zu ihrer Längserstreckung senkrechten Ebene einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt auf.
Ein im Querschnitt halbkreisförmiger Zwischenbereich, insbesondere zumindest einer der
beiden Schenkeln 82; 83, insbesondere der Schenkel 83, erstreckt sich zwischen den gegen
überliegenden Endbereichen 77 und 78 und überträgt über diesen die translatorische Bewe
gung in Längsrichtung der Längsmittelachse 40. Der von der Längsmittelachse 40 in abge
wandter Richtung des Antriebsmotor, insbesondere Elektromotors 17 gelegener und sich in
Längsrichtung der Längsmittelachse 40 erstreckender Schenkel 83 und der zwischen diesem
Schenkel 83 und der dem Elektromotor 17 nähergelegenem Schenkel 82, nehmen die im
Querschnitt etwa rechteckförmige Schubstange 15 auf, wobei einander zugewandte Breitsei
tenflächen 84; 85 zweckmäßig aneinander gleiten. Eine Breite 86 der Schubstange 15 ist ge
ringfügig kleiner bemessen als eine Öffnungsweite 87 zwischen den beidseitig gegenüberlie
genden Schenkeln 82 und 83, sodaß die innerhalb der Kolbenstange 10 relativ verschwenk
bewegliche Schubstange 15 und die längs der Längsmittelachse 40 relativ bewegliche bzw.
verschiebbare Kolbenstange 10 mit den Kolben 8, 9 in einer quer zur Längsmittelachse 40
verlaufenden Richtung im wesentlichen spielfrei zueinander geführt bzw. gelagert sind. Die
einander zugewandten Breitseitenflächen 84; 85 bilden zumindest bereichsweise jeweils eine
Führungsfläche 88; 89 für die in Richtung einer zur Längsmittelachse 40 senkrechten Ebene
relativ beweglichen Schubstange 15 aus, sodaß die Schubstange 15 und Kolbenstange 10 zu
einander in senkrechter Richtung zur Längsmittelachse 40 und in einer zur Längsmittelachse
40 querenden Richtung im wesentlichen spielfrei geführt sind. Ein dem vom Kolbenbolzen 81
durchsetztem Endbereich, gegenüberliegender Endbereich der Schubstange 15, ist über einen
Kurbelzapfen 90 mit der Kurbelwange 65 antriebsverbunden, wobei einer seiner Endbereiche
mit der Kurbelwange 65 bewegungsfest verbunden ist und der weitere, diesem Endbereich
gegenüberliegender Endbereich über eine in der Schubstange 15 angeordneten Lageranord
nung 91 verschwenkbeweglich gelagert ist.
Die bevorzugt durch ein Nadellager gebildete Lageranordnung 91 lagert den Kurbelzapfen 90
in radialer und axialer Richtung im wesentlichen spielfrei. Des weiteren bildet der Kurbelzap
fen 90 zwischen der Kurbelwange 65 und der Schubstange 15 einen Bund bzw. ein zylindri
scher Fortsatz aus, auf welchem sich die Schubstange 15 in einer quer zur Längsmittelachse
40 verlaufenden axialen Richtung abstützt. Das Nadellager bzw. die Lageranordnung 91 er
möglicht gegebenenfalls eine geringfügige Längsverschiebung in axialer Richtung des Kur
belzapfens 90, wodurch Verspannungen im Kurbeltriebwerk 14, der Schubstange 15 und der
Kolbenstange 10 vermieden werden können.
Die mit dem Achsstummel 63 bedarfsweise über eine Befestigungsanordnung lösbare Kurbel
wange 65 taucht während ihrer Drehbewegung zumindest zeitweise in den Ölsumpf 7 ein und
schleudert das Öl 18 innerhalb des Vorratsbehälters 55 umher und sorgt damit für eine ausrei
chende Schmierung der Kolben 8, 9, daher einer Befüllung der Ölfangnuten 20 mit Öl 18.
Weiters ist in der Fig. 7 der Kolben 9 für die Hochdruckstufe 4 in seinem oberen Totpunkt
dargestellt, wobei die um die Längsmittelachse 40 radial umlaufenden und in Längsrichtung
des Kolbens 9 voneinander distanzierten Ölfangnuten 20, das im Vorratsbehälter 55 durch die
Kurbelwange 65 umhergeschleuderte Öl 18 in diesen sammelt und in denselben einen Öl
dichtring 21 aufbauen. Zwischen zweier benachbarter Ölfangnuten 20 mündet die Luft-Ein
laßbohrung 53, die nach der Bewegung des Kolbens 9 in Richtung seines unteren Totpunktes
UT zumindest zeitweise freigegeben wird. Ist die Luft-Einlaßbohrung 53 freigegeben, kann
die bereits vorkomprimierte Luft der ersten Stufe bzw. der Niederdruckstufe 3 in die Zylin
derkammer 6 der Hochdruckstufe 4 eingepreßt bzw. angesaugt werden. Ein Abstand 92 zwi
schen den jeweils aufeinanderfolgenden Ölfangnuten 20 ist derart gewählt, daß der Kolben 9
in jeder seiner Stellungen während seiner translatorischen Bewegung, immer zumindest zwei
Öldichtringe 21 ausbildet, sodaß in jedem Betriebszustand eine Flüssigkeitsreibung zwischen
dem Kolben 9 und der Zylinderlauffläche 42 hergestellt ist. Der Abstand 92 kann gleich oder
unterschiedlich ausgeführt werden. Ein in Längsrichtung des Kolbens 9 bemessener Abstand
93, zwischen dem stirnseitigen Ende 47 des Kolbens 9 und der von diesem gegenüberliegende
und am weitest entfernteste Ölfangnut 20, ist derart ausgeführt, daß in jeder Stellung des Kol
bens 9 zwischen der Zylinderlauffläche 42 und der Ölfangnut 20 der Öldichtring 21 ausgebil
det ist. Daher ist der Öldichtring 21 auch dann ausgebildet, wenn sich der Kolben 9 in seinem
unteren Totpunkt UT, wie dies in strichlierten Linien dargestellt ist, befindet. Befindet sich
der Kolben 9 in seinem unteren Totpunkt UT, ist ein Längsabstand 94 zwischen der der Ver
bindungsvorrichtung 12 nähergelegenen Ölfangnut 20 und einem der Verbindungsvorrichtung
12 nähergelegener Stirnfläche 95 der Laufbuchse 61 oder Zylinderkammer 6 zweckmäßig
größer bemessen, als ein in Längsrichtung der Längsmittelachse 40 zurücklegbarer Hub 96
des Kolbens 8 bzw. 9. Daher überragt der Kolben 9 in keiner seiner Betriebsstellung zwischen
dem unterem Totpunkt UT und dem oberen Totpunkt OT diese Stirnfläche 95.
Die komprimierte Luft wird nach dem Erreichen seines Enddruckes in der Hochdruckstufe 4
über die Druckleitung 36 an die Wartungseinheit 73 weitergeleitet, wo unter Zwischenschal
tung dieser eine direkte Befüllung einer oder mehrerer Kartuschen gleichzeitig oder kurz dar
auffolgend erfolgt. Dabei erfolgt in der Wartungseinheit 73 eine Aufbereitung der verdichte
ten Luft 25, um den Anforderungen, in bezug auf Druck, Ölgehalt in der Luft 25 etc. gerecht
zu werden. Es kann die Kartuschen der Pistole oder des Sportgewehres unmittelbar mit der
verdichteten Luft, nach Anschließen derselben an geeignete Mittel, z. B. Anschlußteil 75 be
füllt werden. Ein eine Öffnung der Kartusche verschließendes Verschlußelement, insbesonde
re das Rückschlagventil ist in Strömungsrichtung strömungsbeaufschlagt und hebt dadurch
die entgegen dieser wirkende Rückstellkraft einer Feder auf, und zwar solange, bis die Kartu
sche einen vorbestimmbaren Druck oder ein vorbestimmbares Füllvolumen erreicht, worauf
das Rückschlagventil selbsttätig in eine Sperrstellung verbracht und die Strömungsverbindung
zwischen der Hochdruckstufe 4, insbesondere der Wartungseinheit 73 und der Kartusche un
terbunden wird.
Gegebenenfalls ist das Volumen eines Verdichtungshubes der durch die Wartungseinheit 73
durchströmende verdichteten Luft 25 größer, als ein Füllvolumen einer Kartusche, wobei das
Restvolumen derselben zumindest kurzzeitig in der Wartungseinheit 73 und/oder in dem Ver
dichtungsraum 51 und/oder in der Druckleitung 36 und/oder in einer flexiblen Verbindungs
leitung zwischengespeichert wird und nach dem Anschließen wenigstens einer weiteren Kar
tusche zumindest ein Teil des Volumens in die Kartusche verbracht wird. Natürlich kann der
Befülldruck, Befüllmenge beliebig eingestellt werden. Weiters ist auch von Vorteil, daß kurze
Befüllzeiten ermöglicht werden. Es können mehrere Kartuschen parallel zueinander über eine
zentrale flexible Verbindungsleitung befüllt werden.
Das Füllvolumen einer Kartusche kann aber auch dem Volumen eines Verdichtungshub der
durch die Wartungseinheit 73 durchströmende verdichteten Luft 25 entsprechen.
Die Höhe der Verdichtung kann beliebig festgelegt werden, beispielsweise durch Anordnung
eines Überdruckventils in einer Druckleitung 36 oder in der Wartungseinheit 73, die mit dem
stirnseitigen geschlossenen Ende der Zylinderkammer 6 verbunden ist bzw. in diese einmün
det. Es ist aber auch jede andere Steuermöglichkeit zum Ablassen der verdichteten Luft, bei
spielsweise auch mechanisch gesteuerten Ventilen, möglich.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis des
Aufbaus des mehrstufigen Hochdruckkompressors 1 bzw. dessen Bestandteile teilweise un
maßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Vor allem kann die in den Fig. 1, 2, 3; 4; 5; 6, 7 gezeigte Ausführung den Gegenstand von
eigenständigen erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen erfindungsgemä
ßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figur zu entnehmen.
1
Hochdruckkompressor
2
Gehäuse
3
Niederdruckstufe
4
Hochdruckstufe
5
Zylinderkammer
6
Zylinderkammer
7
Ölsumpf
8
Kolben
9
Kolben
10
Kolbenstange
11
Verbindungsvorrichtung
12
Verbindungsvorrichtung
13
Gegenmutter
14
Kurbeltriebwerk
15
Schubstange
16
Exzenterscheibe
17
E-Motor
18
Öl
19
Kolbenring
20
Ölfangnut
21
Öldichtring
22
Außendurchmesser
23
Innendurchmesser
24
Rückschlagventil
25
Luft
26
Ansaugleitung
27
Überdruckventil
28
Verbindungsleitung
29
Wärmetauscher
30
Einlaßventil
31
Rückschlagventil
32
Steuerkanal
33
Einlaßöffnung
34
Steuerkante
35
Überdruckventil
36
Druckleitung
37
Manometer
38
Kondensatabscheider
39
Füllstation
40
Längsmittelachse
41
Kolbenlauffläche
42
Zylinderlauffläche
43
Spalt
44
Übergangsbereich
45
Stützfläche
46
Stützfläche
47
Ende
48
Nutboden
49
Winkel
50
Öffnungsweite
51
Verdichtungsraum.
52
Endbereich
53
Luft-Einlaßbohrung
54
Rillen
55
Vorratsbehälter
56
Seitenwand
57
Seitenwand
58
Führungselement
59
Führungselement
60
Laufbuchse
61
Laufbuchse
62
Schraubenanordnung
63
Achsstummel
64
Mittelachse
65
Anschlußflansch
66
Befestigungsplatte
67
Befestigungsanordnung
68
Seitenwand
69
Abstützelement
70
Traggriff
71
Hohlprofil
72
Ventil
73
Wartungseinheit
74
Anschlußelement
75
Anschlußteil
76
Druckausgleichsleitung
77
Endbereich
78
Endbereich
79
Innenaufnahme
80
Mittelachse
81
Kolbenbolzen
82
Schenkel
83
Schenkel
84
Breitseitenfläche
85
Breitseitenfläche
86
Breite
87
Öffnungsweite
88
Führungsfläche
89
Führungsfläche
90
Kurbelzapfen
91
Lageranordnung
92
Abstand
93
Abstand
94
Längsabstand
95
Stirnfläche
96
Hub
Claims (28)
1. Kolben, insbesondere für eine Hochdruckstufe zur Verdichtung von atmosphäri
scher oder vorkomprimierter Luft, der mit zumindest einer, insbesondere mehreren in Längs
richtung voneinander distanzierten und radial umlaufenden Ölfangnuten versehen ist und zwi
schen der Ölfangnut und der Zylinderlauffläche zumindest einen radial umlaufenden Öldich
tring bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölfangnuten (20) durch im Querschnitt etwa
halbkreisförmige Rillen (54) gebildet sind und eine Toleranz bzw. ein Ringspalt zwischen
dem Außendurchmesser (22) des Kolbens (9) und dem Innendurchmesser (23) einer Zylin
derkammer (6) durch die von den Ölfangnuten (20) gebildeten Öldichtringe (21) abgedichtet
ist.
2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölfangnuten (20) in
dem Kolben (9) eingeschliffen sind und daß ein durch eine parallel zu der Längsmittelachse
(40) verlaufende Mantellinie des Kolbens (9) und eine senkrecht zur Längsmittelachse (40)
ausgerichtete Symmetrieachse der Ölfangnuten (20) gebildeter gemeinsamer Schnittpunkt
einen Mittelpunkt für einen Radius (r) der Rillen (54) ausbildet.
3. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (r) der
Ölfangnut (20) etwa zwischen 0,3 mm und 2,5 mm, insbesondere zwischen 0,5 mm und 2 mm
beträgt.
4. Tragbarer Hochdruckkompressor, insbesondere für die Befüllung von Kartu
schen für Pistolen und Sportgewehre, zum Verdichten von atmosphärischer Luft mit wenig
stens einer Niederdruckstufe und wenigstens einer Hochdruckstufe, die in einem Gehäuse
angeordnet sind, in dem gegenüberliegende, konzentrisch um eine Längsmittelachse ausge
richtete Zylinderkammern jede für eine der beiden Stufen ausgebildet sind, mit einer Kolben
stange, auf der in den beiden gegenüberliegenden Endbereichen ein bedarfsweise lösbarer
Kolben für die Niederdruckstufe und ein bedarfsweise lösbarer Kolben für die Hochdruckstu
fe feststehend in einem vorbestimmbaren Abstand angeordnet sind, wobei die Kolbenstange
über eine Schubstange und Kurbelwange mit einem Antriebsmotor in Verbindung steht, da
durch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) der Hochdruckstufe (4) nach einem oder mehreren
der Ansprüche 1 bis 3 ausgebildet ist und der Kolben (8) der Niederdruckstufe (3) eine Innen
aufnahme (79) für die die Schubstange (15) U-förmig umfassende Kolbenstange (10) auf
weist und daß die Kolbenstange (10), Schubstange (15) und der Kolben (8) der Niederdruck
stufe (3) über wenigstens eine gemeinsame bedarfsweise lösbare Verbindungsvorrichtung
(11), insbesondere einen Kolbenbolzen (81), in einer zur Längsmittelachse (40) axialen und
radialen Richtung spielfrei miteinander verbunden bzw. gelagert sind.
5. Tragbarer Hochdruckkompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
ein in Richtung der Längsmittelachse (40) zurücklegbarer Hub (96) der Kolben (8, 9) zumin
dest geringfügig kleiner ist, als ein am hochdruckseitigem Kolben (9) in Richtung der Längs
mittelachse (40) bemessener Längsabstand (94) zwischen einer Stirnfläche (95) der Zylin
derkammer (6) bzw. Laufbuchse (61) und der dieser benachbarten Ölfangnut (20).
6. Tragbarer Hochdruckkompressor nach Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kolben (9) in jeder seiner Stellungen zwischen einem oberen und unterem
Totpunkt zwischen dem Kolben (9) und einer Zylinderlauffläche (42) wenigstens einen radial
umlaufenden Öldichtring (21) ausbildet.
7. Tragbarer Hochdruckkompressor nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich zwischen den gegenüberliegenden Kolben (9) der
Hochdruckstufe (4) und Kolben (8) der Niederdruckstufe (3) erstreckende Kolbenstange (10)
in einem zwischen gegenüberliegenden niederdruckseitigen und hochdruckseitigen Endberei
chen (77, 78) verlaufendem Zwischenbereich bevorzugt einen etwa halbkreisförmigen Quer
schnitt aufweist.
8. Tragbarer Hochdruckkompressor nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Längsmittelachse der Schubstange (15) zu der Längs
mittelachse (40) der Kolben (8, 9) bzw. Zylinderkammern (5, 6) parallel und deckungsgleich
verläuft und daß die Schubstange (15) einen etwa rechteckförmigen Querschnitt aufweist.
9. Tragbarer Hochdruckkompressor nach einem oder mehreren der Anspruch 4 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbereich der Kolbenstange (10) um zumindest
eine halbe Breite (86) zu der Längsmittelachse (40) versetzt angeordnet ist.
10. Tragbarer Hochdruckkompressor nach einem oder mehreren der Anspruch 4 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teilbereich einander zugewandter und berüh
render Breitseitenflächen (84, 85) der Schubstange (15) und Kolbenstange (10) als Führungs
flächen (88, 89) ausgebildet sind.
11. Tragbarer Hochdruckkompressor nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Hochdruckstufe (4) leitungsverbundene Druck
leitung (36) unmittelbar mit einer Wartungseinheit (73) verbunden ist.
12. Tragbarer Hochdruckkompressor nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wartungseinheit (73) mit einer Befestigungsanordnung
an einem Antriebsmotor, insbesondere E-Motor (17), lösbar befestigt ist.
13. Tragbarer Hochdruckkompressor nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wartungseinheit (73) über zumindest eine weitere flexi
ble Verbindungsleitung mit wenigstens einem Anschlußteil (75) für eine zu befüllende Kartu
sche, insbesondere einer Pistole oder eines Sportgewehres bedarfsweise strömungsverbindbar
ist.
14. Tragbarer Hochdruckkompressor nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kartusche mit einem Rückschlagventil ausgestattet ist.
15. Tragbarer Hochdruckkompressor nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor, insbesondere E-Motor (17), mit einem
bügelartigen Traggriff (70) versehen ist.
16. Tragbarer Hochdruckkompressor nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis
15, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor, insbesondere E-Motor (17), unmittelbar
unter Zwischenschaltung einer Befestigungsplatte (66) über eine lösbare Befestigungsanord
nung (67) am Gehäuse (2), insbesondere einem Vorratsbehälter (55) für das Öl (18), ange
flanscht ist und daß eine Mittelachse (64) des Antriebsmotors, insbesondere E-Motor (17),
senkrecht auf die Längsmittelachse (40) der Zylinderkammern (5, 6) bzw. Kolben (8, 9) aus
gerichtet ist.
17. Verfahren zur Befüllung von Kartuschen für Pistolen und Sportgewehre, bei
welchen atmosphärische Luft in einem Hochdruckkompressor durch mehrere Verdichtungs
stufen taktweise aufeinanderfolgend hindurchgeführt und verdichtet wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß die aus einer Hochdruckstufe (4) austretende verdichtete Luft (25) über eine
Wartungseinheit (73) unmittelbar in die Kartusche bis zum Erreichen eines vorbestimmbaren
Druckes und/oder Füllvolumens verbracht wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kartusche nur in
eine Richtung durchströmt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Volu
men eines Verdichtungshubes der durch die Wartungseinheit (73) durchströmenden verdich
teten Luft (25) größer ist als ein Füllvolumen einer Kartusche und daß das Restvolumen der
selben zumindest kurzzeitig in der Wartungseinheit (73) und/oder in einem Verdichtungsraum
(51) und/oder in einer Druckleitung (36) und/oder Verbindungsleitung zwischengespeichert
wird und nach dem Anschließen wenigstens einer weiteren Kartusche zumindest ein Teil des
Volumens in die Kartusche verbracht wird.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Volumen der durch die Wartungseinheit (73) durchströmenden verdichteten
Luft (25) einem Füllvolumen einer Kartusche entspricht.
21. Hochdruckkompressor, insbesondere für die Befüllung von Kartuschen für Pi
stolen und Sportgewehre zum Verdichten von atmosphärischer Luft mit einer Niederdruckstu
fe und einer Hochdruckstufe, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, in dem
gegenüberliegende, konzentrisch ausgerichtete Zylinderkammern jede für eine der beiden
Stufen ausgebildet sind, mit einer Kolbenstange, auf der in den beiden gegenüberliegenden
Endbereichen ein Kolben für die Niederdruckstufe und ein Kolben für die Hochdruckstufe
feststehend in einem vorbestimmbaren Abstand angeordnet sind, wobei die Kolbenstange
über ein Kurbeltriebwerk mit einem Antriebsmotor in Verbindung steht, wobei die Zylinder
kammer der Niederdruckstufe über einen Wärmetauscher, insbesondere eine Luftkühlung, mit
einem Einlaß in dem Zylinderraum der Hochdruckstufe verbunden ist und ein Auslaß der Zy
linderkammer der Hochdruckstufe mit einer Füllstation, insbesondere für Kartuschen von
Pistolen und Sportgewehren verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der
beiden Kolben (8, 9) über eine lösbare Verbindungsvorrichtung (11, 12) mit der Kolbenstange
(10) verbunden ist und daß zumindest die Hochdruckstufe (4) mit einer Öl-, bevorzugt einer
Ölsumpfschmierung in Verbindung steht und der Kolben (9) der Hochdruckstufe (4) mit meh
reren radial umlaufenden Ölfangnuten (20) versehen ist und eine Toleranz zwischen dem Au
ßendurchmesser (22) des Kolbens (9) der Hochdruckstufe (4) und dem Innendurchmesser (23)
der Zylinderkammer (6) in der Hochdruckstufe (4) so bemessen ist, daß sich ein umlaufender
und keilförmiger Öldichtring (21) zwischen dem Kolben (9) und der Zylinderkammer (6) in
der Hochdruckstufe (4) aufbaut.
22. Hochdruckkompressor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das
Kurbeltriebwerk (14) zwischen den beiden Kolben (8, 9) im Gehäuse (2) angeordnet ist.
23. Hochdruckkompressor nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß
die Nutenböden (48) der Ölfangnuten (20) in Form eines Kegelstumpfes ausgebildet sind und
sich in Richtung des von der Kolbenstange (10) abgewandten Endes (47) des Kolbens (9)
verjüngen.
24. Hochdruckkompressor nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 23, da
durch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammer (5) der Niederdruckstufe (3) über ein Über
druckventil (27) mit der Verbindungsleitung (28) verbunden ist.
25. Hochdruckkompressor nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 24, da
durch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (30) durch eine Einlaßöffnung (33) mit einen die
sem zugeordneten Steuerkanal (32) am Kolben (9) der Hochdruckstufe (4) mit einer Steuer
kante (34) ausgebildet ist.
26. Hochdruckkompressor nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 25, da
durch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (36) mit der Zylinderkammer (6) der Hochdruck
stufe (4) über ein Überdruckventil (35) mit einer Füllstation (39) zur Sammlung des anfallen
den Kondensates verbunden ist.
27. Hochdruckkompressor nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 26, da
durch gekennzeichnet, daß am Kolben (9) der Hochdruckstufe (4) in Längsrichtung der Kol
benstange (10) mehrere parallel über den Umfang verlaufende Ölfangnuten (20) in einem
bestimmten, insbesondere vom Druck der Hochdruckstufe abhängigen Abstand voneinander
angeordnet sind.
28. Hochdruckkompressor nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 27, da
durch gekennzeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung (11, 12) zwischen der Kolbenstange
(10) und dem Kolben (8) und/oder (9) durch eine Schraubverbindung gebildet ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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AT144599 | 1999-08-20 | ||
AT14182000A AT412809B (de) | 1999-08-20 | 2000-08-17 | Hochdruckkompressor, insbesondere für die befüllung von kartuschen für pistolen und sportgewehre |
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DE2000140903 Withdrawn DE10040903A1 (de) | 1999-08-20 | 2000-08-18 | Hochdruckkompressor, insbesondere für die Befüllung von Kartuschen für Pistolen und Sportgewehre |
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- 2000-08-17 AT AT14182000A patent/AT412809B/de not_active IP Right Cessation
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