DE10042212A1 - Schwingungsarmer Kolbenkompressor für Fahrzeuge - Google Patents
Schwingungsarmer Kolbenkompressor für FahrzeugeInfo
- Publication number
- DE10042212A1 DE10042212A1 DE2000142212 DE10042212A DE10042212A1 DE 10042212 A1 DE10042212 A1 DE 10042212A1 DE 2000142212 DE2000142212 DE 2000142212 DE 10042212 A DE10042212 A DE 10042212A DE 10042212 A1 DE10042212 A1 DE 10042212A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- piston
- vehicle floor
- compressor
- unit
- compressor according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 13
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 8
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 description 1
- 235000003899 Brassica oleracea var acephala Nutrition 0.000 description 1
- 235000012905 Brassica oleracea var viridis Nutrition 0.000 description 1
- 238000005773 Enders reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002783 friction material Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
- B60T17/02—Arrangements of pumps or compressors, or control devices therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B25/00—Multi-stage pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/02—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders arranged oppositely relative to main shaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
- F04B39/0005—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 adaptations of pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
- F04B39/0027—Pulsation and noise damping means
- F04B39/0044—Pulsation and noise damping means with vibration damping supports
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
- F05C2225/04—PTFE [PolyTetraFluorEthylene]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Compressor (AREA)
Abstract
Um bei einem Kolbenkompressor für Fahrzeuge, insbesondere für Schienenfahrzeuge, der zur Drucklufterzeugung im Bereich des Fahrzeugbodens (9) angeordnet ist und aus einer eine Drehbewegung erzeugenden Antriebseinheit (2) und einer Verdichtereinheit (1) besteht, welche im wesentlichen aus mehreren an einem Gehäuse (3) für eine Kurbelwelle (19) angeordnete topfartige Zylinder (4) für innenliegende Kolben (16) besteht, wobei die über die Antriebseinheit (2) angetriebene Kurbelwelle (19) ihre Drehbewegung über je ein Pleuel (18) in eine lineare Bewegung für jeden zugeordneten Kolben (16) zum Komprimieren von angesaugter Luft umwandelt, DOLLAR A eine schwingungsarme Befestigung zu realisieren, wird vorgeschlagen, DOLLAR A daß eine trockenlaufende Verdichtereinheit (1) derart bezüglich des Fahrzeugbodens (9) angeordnet ist, daß die Achsen der gegenüberliegend am Gehäuse (3) angebrachten topfförmigen Zylinder (4) einen horizontalen Winkel von 0 bis 10 Grad relativ zum Fahrzeugboden (9) bilden.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kolbenkompressor für Fahrzeuge, insbesondere für Schienen
fahrzeuge, der zur Drucklufterzeugung im Bereich des Fahrzeugbodens angeordnet ist und
aus einer eine Drehbewegung erzeugenden Antriebseinheit und einer Verdichtereinheit be
steht, welche im wesentlichen aus mehreren an einem Gehäuse für eine Kurbelwelle ange
ordnete topfartige Zylinder für innenliegende Kolben besteht, wobei die über die Antriebs
einheit angetriebene Kurbelwelle ihre Drehbewegung über je ein Pleuel in eine lineare Be
wegung für jeden zugeordneten Kolben zum Komprimieren von angesaugter Luft umwan
delt.
Die im Fahrzeugbereich zum Einsatz kommenden Kolbenkompressoren sind gewöhnlich ei
nem langen Dauerbetrieb oder einem häufigen Ein- und Ausschalten ausgesetzt, was rei
bungsbedingt zu einer hohen Wärmeentwicklung führt. Im Fahrzeugbereich werden daher
vornehmlich Kolbenkompressoren verwendet, die aufgrund einer Ölschmierung eine ausrei
chende Kühlwirkung sicherstellen.
Bei der Ölschmierung besteht jedoch andererseits die Gefahr, daß das im Gehäuse der Ver
dichtereinheit befindliche Schmieröl über die Kolben-Zylinder-Paarung in das Druckluftsys
tem eindringt, was zur Verölung von druckluftbetriebenen Bremsgeräten am Fahrzeug führen
kann. Ferner muß das Kondensat, welches bei der erforderlichen Lufttrocknung des Druck
luftsystems anfällt, wegen seines Ölgehalts aus Umweltschutzgründen in beheizbaren Behäl
tern gesammelt und in regelmäßigen Zeitabständen abgelassen und entsorgt werden. Dies
führt zu einem erhöhtem Wartungs- und Entsorgungsaufwand sowie zu einem hohen Öl
verbrauch. Hinzu kommen bei niedriger Einschaltdauer im Winterbetrieb häufig auftretende
Probleme der Emulsionsbildung im Ölkreislauf ölgeschmierter Verdichtereinheiten. Das
Problem tritt in der Praxis besonders bei einer horizontalen Anordnung der Zylinder auf, da
hierbei der Ölrücklauf von den Zylinderlaufbahnen in das Gehäuse nicht vollständig sicher
gestellt werden kann. Daher setzten sich im Fahrzeugbau ölgeschmierte Verdichtereinheiten
durch, deren Zylinder als stehende Reihenanordnung oder als V-Anordnung ausgeführt sind,
um einen günstigen Ölrückfluß zu gewährleisten.
Durch den im Fahrzeugbereich zunehmenden Leichtbautrend kommen vermehrt Strang
pressprofile aus Aluminium bzw. Trägerstrukturen aus Dünnblech für Rahmenkonstruktionen
und Fahrzeugaufbauten zur Anwendung. Derartige Konstruktionen weisen häufig eine An
zahl von Eigenfrequenzen auf, die nahe der Drehzahl des daran befestigten Kolbenkompres
sors des Druckluftbeschaffungssystems liegen. Daher ist es problematisch Spezifikationen
über zulässige Körperschallpegel hinreichend einzuhalten.
In der Praxis ist bereits versucht worden, diese Schwingungsproblematik durch zusätzliche
Ausgleichswellen und dergleichen zu lösen. Diese zusätzlichen Bauteile kompensieren zwar
die durch den oszillierenden Kurbeltrieb hervorgerufenen Massenkräfte und Momente, füh
ren jedoch zu einem erhöhten Bauteileaufwand, der auch die Masse des gesamten Kolben
kompressors weiter erhöht und insoweit wiederum dem Leichtbautrend entgegensteht.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen leichtbauenden Kolbenkompressor zur
ölfreien Drucklufterzeugung bei Fahrzeugen zu schaffen, der eine schwingungsarme Einheit
mit dem Fahrzeug bildet.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Kolbenkompressor gemäß dem Oberbegriff des An
spruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden
abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, daß eine trockenlaufende Verdichtereinheit
derart bezüglich des Fahrzeugbodens angeordnet ist, daß die Achsen der gegenüberliegend
am Gehäuse angebrachten topfförmigen Zylinder einen horizontalen Winkel von 0 bis 10 Grad
relativ zum Fahrzeugboden bilden.
Die Erfindung kehrt sich damit vollständig vom im Fahrzeugbau üblichen Prinzip des ölge
schmierten Kolbenkompressors ab und wendet sich dem Prinzip eines allgemein bekannten
trockenlaufenden Kolbenkompressors zu, wobei zur Anpassung an die speziellen Erforder
nisse im Fahrzeugbau eine schwingungsarme Anordnung im Bereich des Fahrzeugbodens
angegeben wird.
Der trockenlaufende, d. h. ölfreie, Kolbenkompressor arbeitet in seiner Verdichtereinheit ohne
ein im Gehäuse befindliches Schmieröl. Stattdessen wird die Schmierung an der Kolbenlauf
bahn durch eine besonders reibungsarme dynamische Dichtungsanordnung ersetzt. Alle dre
henden Bauteile sind üblicherweise wälzgelagert. Die gekapselten Wälzlager werden dabei
mit einer temperaturbeständigen langlebigen Fettfüllung versehen. Im Ventilbereich werden
gleitgeführte Bauteile weitestgehend vermieden. Durch diese Maßnahmen ist eine Ölschmie
rung in der Verdichtereinheit entbehrlich. Folglich kann die Gefahr einer Verölung der er
zeugten Druckluft ausgeschlossen werden, wobei gleichzeitig durch die erfindungsgemäße
Lage der Zylinder bezüglich des Fahrzeugbodens eine schwingungsarme Anordnung erzielt
wird. Durch den Wegfall eines Ölkreislaufs und größerer zusätzlicher Ausgleichsmassen
kann der Kolbenkompressor leichtbauend ausgeführt werden.
Es hat sich gezeigt, daß innerhalb des erfindungsgemäßen Winkelbereiches der Zylinder die
vom Kolbenkompressor erzeugten Schwingungen im wesentlichen horizontal in den Fahr
zeugboden eingeleitet werden. Die in dieser Ebene wirkenden Kräfte und Momente stehen
geeignet große Widerstandsmomente oder Steifigkeiten seitens des Fahrzeuges entgegen, so
daß keine spürbaren Schwingungspegel am Fahrzeugboden erzeugt werden. Störende verti
kale Schwingungen werden fast vollständig vermieden, da sie durch die im wesentlichen lie
gende Zylinderanordnung kaum entstehen.
Eine hinsichtlich des Schwingungsverhaltens besonders vorteilhafte Anordnung des Kolben
kompressors ergibt sich bei einer parallelen Lage der Achsen aller Zylinder bezüglich des
Fahrzeugbodens. Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Kurbelwelle der Verdichtereinheit
eine Bewegung der Kolben nach Art eines Boxers umsetzt. Durch den hierbei erzeugten
selbsttätigen dynamischen Ausgleich der bewegten Massen wird auch der Pegel der horizon
tal erzeugten Schwingungen klein gehalten. Die Verdichtereinheit kann als mehrstufiger Kol
benverdichter mit einer Niederdruckstufe und mindestens einer darauffolgenden Hochdruck
stufe ausgeführt sein.
Gemäß einer weiteren, die Erfindung verbessernden Maßnahme ist vorgesehen, daß die Be
festigung der Verdichtereinheit samt der Antriebseinheit am Fahrzeugboden über mehrere
Drahtseilfederelemente hergestellt ist. Diese spezielle elastische Verbindung bewirkt eine
weitere wirksame Reduzierung des Schwingungseintrags in das Fahrzeug, die an der Befesti
gungsstelle zwischen dem Kolbenkompressor und dem Fahrzeug zur Wirkung kommt. Ein
Drahtseilfederelement wird als nichtlineares Federelement in der Praxis gewöhnlich zur
Stoßabsorption eingesetzt. Um darüber hinaus eine geeignete Schwingungsisolierung zu ge
währleisten, sind im hier dargestellten speziellen Anwendungsfall relativ weiche Drahtseilfe
derelemente zu verwenden. Drahtseilfederelemente sind in vertikaler Richtung gewöhnlich
um den Faktor 2 bis 3 steifer als in horizontaler Richtung. Daher eigenen sie sich besonders
gut, um die erfindungsgemäße, im wesentlichen nur horizontale Schwingungen erzeugende
Verdichtereinheit samt Antriebseinheit am Fahrzeugboden zu befestigen. Die Befestigung
kann dabei sowohl hängend als auch stehend erfolgen.
Vorzugsweise sind die beiden je dem Fahrzeugboden einerseits und der Verdichtereinheit
oder der Antriebseinheit andererseits zugeordneten Befestigungsteile der Drahtseil
federelemente vertikal gegenüberliegend angeordnet. Es ist jedoch insbesondere bei einer
stehenden Anordnung denkbar, daß die beiden je dem Fahrzeugboden einerseits und der Ver
dichtereinheit oder der Antriebseinheit andererseits zugeordneten Befestigungsteile der
Drahtseilfederelemente in einem Winkel zwischen 0 bis 45 Grad zwischen der Vertikalen
und der Horizontalen gegenüberliegend angeordnet sind. In diesem Bereich ist eine noch hin
reichend zufriedenstellende Schwingungsisolierung gewährleistet.
Eine andere, den erfindungsgemäßen trockenlaufenden Kolbenkompressor hinsichtlich seines
Schwingungsverhaltens verbessernde Maßnahme sieht vor, daß innerhalb der Verdichterein
heit zur vollständigen Führung des Pleuels quer zur Kolbenhubrichtung auf dem Kolbenbol
zen und beidseits eines die Schwenklagerung des Pleuels gewährleistenden lebensdauerge
schmierten Wälzlagers mindestens je eine Anlaufscheibe angeordnet ist, die auf der anderen
Seite an Kolben zur Anlage kommt. Die Führung des Pleuels erfolgte bisher sowohl am Kur
belzapfenlager auf der Kurbelwelle als auch am Kolbenbolzenlager. Beide Anordnungen sind
bei ölgeschmierten Kolbenkompressoren bekannt. Bei trockenlaufenden Kolbenkompresso
ren mußte bisher das Pleuel am Kurbelwellenzapfen geführt werden. Diese Führung wird
gewöhnlich durch Rillenkugellager oder Zylinderkugellager realisiert, die bekanntermaßen
auch Querkräfte aufnehmen können. Diese Ausführung bedingt den Einsatz relativ großbau
ender und damit schwerer Lager, die das Schwingungsverhalten der Verdichtereinheit un
günstig beeinflussen. Die Pleuelführung über Anlaufscheiben trägt damit zu einer Reduzie
rung der bewegten Massen und insoweit zur Schwingungsreduzierung bei.
Die pleuelführenden Anlaufscheiben bestehen vorzugsweise aus einem Werkstoff auf PTFE-
Basis. Dieser Werkstoff ist geeignet zum Trockenlauf unter der Bedingung, daß die anliegen
de Gegenlauffläche über eine geeignete Oberflächenqualität und Härte verfügt. Wie Versuche
ergaben, tritt bei der angegebenen Anordnung an den Anlaufscheiben nur ein geringer Ver
schleiß auf. Es können somit günstig lange Wartungsintervalle erzielt werden.
Vorteilhafter Weise kann durch die pleuelführenden Anlaufscheiben die Lagerung des Pleu
els auf Seiten der Kurbelwelle ungeführt über ein Nadellager erfolgen. Nadellager sind natur
gemäß kleinbauend und relativ leicht. Damit kann auf größere Zusatzmassen zum Ausgleich
von schwereren Kurbelzapfenlagern verzichtet werden. Zusätzlich kann auch die Pleuellänge
verkürzt werden. Die Konstruktion ist in Ergebnis dessen insgesamt leichter und platzsparen
der ausführbar.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher
dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Außenansicht eines erfindungsgemäßen Kolbenkompressors in
3-Zylinder 180° V-Bauweise, der hängend am Fahrzeugboden angebracht ist,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Kolbenkompressors nach Fig. 1
Fig. 3 eine perspektivische Außenansicht eines erfindungsgemäßen Kolbenkompressors in
3-Zylinder 180° V-Bauweise, der stehend am Fahrzeugboden angebracht ist,
Fig. 4 eine Stirnansicht des Kolbenkompressors nach Fig. 3,
Fig. 5 eine Schnittansicht durch einen Zylinder der Verdichtereinheit mit kolbenseitigen
Anlaufscheiben zur Pleuelführung.
Ein trockenlaufender Kolbenkompressor besteht gemäß Fig. 1 im wesentlichen aus einer
Verdichtereinheit 1 mit angeflanschter Antriebseinheit 2. Die Antriebseinheit 2 ist als Elekt
romotor ausgeführt und ist am Gehäuse 3 der Verdichtereinheit 1 über eine Schraubverbin
dung lösbar befestigt. Die Antriebseinheit 2 versetzt eine im Gehäuse 3 angeordnete - hier
nicht sichtbare - Kurbelwelle in eine Drehbewegung, welche in eine Hubbewegung für Kol
ben umgesetzt wird, die innerhalb der am Gehäuse 3 befestigten topfartigen Zylinder 4a bis
4c zur Drucklufterzeugung untergebracht sind. Durch die Kolbenbewegung wird aus der At
mosphäre Luft über eine eingangsseitige Filteranordnung 5 angesaugt und verdichtet. Die so
erzeugte Druckluft passiert eine Kühleranordnung 6 und steht danach dem Druckluftsystem
eines Fahrzeuges über den Anschluß 7 zur Verfügung. In diesem Ausführungsbeispiel ist die
Verdichtereinheit 1 als mehrstufiger Kolbenverdichter mit Niederdruckstufe und Hochdruck
stufe ausgeführt. Der Niederdruckstufe sind die Zylinder 4b und 4c zugeordnet; zur Hoch
druckstufe gehört der Zylinder 4a. Die Zylinder 4a bis 4c sind am Gehäuse 3 der Verdichter
einheit 1 gegenüberliegend in der sogenannten 180° V-Bauweise angeordnet. Zur Befesti
gung der Verdichtereinheit 1 mit angeflanschter Antriebseinheit 2 an einem Fahrzeug sind
insgesamt vier Drahtseilfederelemente 8 vorgesehen.
Gemäß Fig. 2 erfolgt die Befestigung hängend an einem Fahrzeugboden 9. Jedes Federele
ment 8 besteht aus zwei Befestigungsteilen 10a und 10b, wovon ein Befestigungsteil 10a dem
Fahrzeugboden 9 zugeordnet ist, wogegen das gegenüberliegend angeordnete andere Befesti
gungsteil 10b kompressorseitig entweder an der Antriebseinheit 2 oder an der Verdichterein
heit 1 über eine Schraubverbindung befestigt ist. Die zwischen beiden Befestigungsteilen 10a
und 10b angeordnete Drahtseilfeder 11 besteht aus mehreren schraubenlinienförmig verlau
fenden Windungen. Hierüber ist es möglich, die Verdichtereinheit 1 samt Antriebseinheit 2
schwingungsarm mit dem Fahrzeugboden 9 zu verbinden. Damit bereits die Verdichtereinheit
1 möglichst wenig Schwingungen erzeugt, arbeiten ihre Kolben derart, dass hinsichtlich der
bewegten Massen ein dynamischer Ausgleich erfolgt. Die Verdichtereinheit 1 ist trockenlau
fend, d. h. ohne im Gehäuse 3 befindliches Schmieröl ausgeführt. Die Schmierung wird hier
bei durch besonders reibungsarme Bauteile ersetzt. Drehende Bauteile, wie Kurbelwelle,
Pleuel etc. sind wälzgelagert, wobei die Wälzlager mit einer temperaturbeständigen langlebi
gen Fettfüllung versehen sind. Insgesamt werden gleitgeführte Bauteile weitestgehend ver
mieden. Die Summe derartiger Maßnahmen verhindert eine hohe Wärmeentwicklung beim
Betrieb der Verdichtereinheit 1. Daher ist eine Ölschmierung zum Zweck der Reibungsmini
mierung und Kühlung innerhalb der Verdichtereinheit 1 entbehrlich.
Bei der Befestigung am Fahrzeugboden 9 verlaufen die Achsen der gegenüberliegend am
Gehäuse 3 angebrachten topfförmigen Zylinder 4a bis 4c in einem horizontalen Winkel von 0
bis 10° relativ zu der Ebene, die vom Fahrzeugboden 9 gebildet wird. Diese spezielle Anordnung,
welche erst durch die trockenlaufende Eigenschaft der Verdichtereinheit 2 aufgrund
der Ölfreiheit möglich ist, bewirkt fast ausschließlich horizontale Schwingungen, die in den
Fahrzeugboden 9 in paralleler Weise eingeleitet werden. Eine parallele Einleitung der
Schwingungen in den Fahrzeugboden 9 wirkt sich günstig auf das Schwingungsverhalten des
gesamten Fahrzeuges aus.
Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform zeigt Fig. 3 eine stehende Be
festigung der Verdichtereinheit 1 mit angeflanschter Antriebseinheit 2. In diesem Fall sind
die Drahtseilfederelemente 8a und 8b im unteren Bereich angeordnet. Eines der Drahtseilfe
derelemente 8a ist unten an der Antriebseinheit 2 befestigt. Mehrere andere Drahtseilfeder
elemente 8b befinden sich unterhalb der Verdichtereinheit 1.
Gemäß Fig. 4 sind die sich unterhalb der Verdichtereinheit 1 befindlichen Drahtseilfeder
elemente 8b' und 8b" in einem Winkel von ca. 30° zwischen der Vertikalen und der Hori
zontalen angeordnet. Dieser Aufbau ergibt bei der stehenden Befestigung an dem - nicht
weiter dargestellten - Fahrzeugboden einen stabilen Stand der Verdichtereinheit 1 mit der
angeflanschten Antriebseinheit 2. Wie dargestellt sind die Achsen der gegenüberliegenden
Zylinder auf einer Linie angeordnet, woraus sich ein Winkel von 0° relativ zum Fahrzeugbo
den ergibt. Dies gewährleistet eine geringe Schwingungsübertragung zum Fahrzeugboden
hin.
Einen exemplarischen Einblick in das Innere der Verdichtereinheit 1 gibt Fig. 5 im Bereich
eines Zylinders 4. Der Zylinder 4 ist stirnseitig über eine Zylinderkopfdichtung 12 mittels
eines Zylinderkopfes 13 verschlossen. Zur Befestigung des Zylinderkopfes 13 am Zylinder 4
sind mehrere Schrauben 14 vorgesehen. Im Zylinder 4 ist eine Laufbuchse 15 aus einem rei
bungsminimalen harten Werkstoff eingelassen, innerhalb der ein Kolben 16 zur Drucklufter
zeugung hin- und herbewegbar angeordnet ist. Als Dichtung zwischen der Laufbuchse 15 und
dem Kolben 16 ist ein Dichtring 17 innerhalb einer nutförmigen Ausnehmung am oberen
Randbereich des Kolbens 16 vorgesehen. Der Dichtring 17 besteht ebenfalls aus einem rei
bungsminimalen Werkstoff. Der lineare Antrieb des Kolbens 16 erfolgt über eine Kurbel
triebanordnung mittels eines Pleuels 18, das auf der dem Kolben 16 gegenüberliegenden
Seite mit einer hier nur teilweise dargestellten Kurbelwelle 19 verbunden ist. Die kolbenseiti
ge Verbindung des Pleuels 18 erfolgt über einen Kolbenbolzen 20, der mit dem Kolben 16 in
Verbindung steht. Auf dem Kolbenbolzen 20 ist das obere Ende des Pleuels 18 über ein lebensdauergeschmiertes
Lager 21 gelagert. Die Führung des Pleuels 18 quer zur Kolbenhub
richtung wird durch auf den Kolbenbolzen 20 beidseitig des Wälzlagers 21 angeordnete An
laufscheiben 22a und 22b gewährleistet. Die Anlaufscheiben 22a und 22b kommen auf der
anderen Seite direkt am Kolben 16 zur Anlage. Da durch die Anlaufscheiben 22a und 22b die
vollständige Führung des Pleuels 18 quer zur Kolbenhubrichtung erfolgt, ist die kurbelwel
lenseitige Lagerung des Pleuels 18 durch ein Nadellager 23 realisierbar. Das Nadellager 23
ist auf der Kurbelwelle 19 derart angeordnet, daß das Pleuel 18 an dieser Stelle ungeführt
gelagert ist.
Das durch die vorstehend erläuterten Maßnahmen gekennzeichnete Dichtungs- und Lage
rungskonzept macht eine Ölschmierung entbehrlich, so daß hier eine trockenlaufende Ver
dichtereinheit angegeben wird, welche sich ohne die Gefahr eines Ölaustritts in der erfin
dungsgemäßen Weise am Fahrzeugboden schwingungsarm anordnen läßt.
1
Verdichtereinheit
2
Antriebseinheit
3
Gehäuse
4
Zylinder
5
Filteranordnung
6
Kühleranordnung
7
Anschluß
8
Drahtseilfederelement
9
Fahrzeugboden
10
Befestigungsteil
11
Drahtseilfeder
12
Zylinderkopfdichtung
13
Zylinderkopf
14
Schraube
15
Laufbuchse
16
Kolben
17
Dichtring
18
Pleuel
19
Kurbelwelle
20
Kolbenbolzen
21
Wälzlager
22
Anlaufscheibe
23
Nadellager
Claims (11)
1. Kolbenkompressor für Fahrzeuge, insbesondere für Schienenfahrzeuge, der zur
Drucklufterzeugung im Bereich des Fahrzeugbodens (9) angeordnet ist und aus einer eine
Drehbewegung erzeugenden Antriebseinheit (2) und einer Verdichtereinheit (1) besteht, wel
che im wesentlichen aus mehreren an einem Gehäuse (3) für eine Kurbelwelle (19) angeord
nete topfartige Zylinder (4) für innenliegende Kolben (16) besteht, wobei die über die An
triebseinheit (2) angetriebene Kurbelwelle (19) ihre Drehbewegung über je ein Pleuel (18) in
eine lineare Bewegung für jeden zugeordneten Kolben (16) zum Komprimieren von ange
saugter Luft umwandelt,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine trockenlaufende Verdichtereinheit (1) derart bezüglich des Fahrzeugbodens (9) an
geordnet ist, daß die Achsen der gegenüberliegend am Gehäuse (3) angebrachten topfförmi
gen Zylinder (4) einen horizontalen Winkel von 0 bis 10 Grad relativ zum Fahrzeugboden (9)
bilden.
2. Kolbenkompressor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Achsen aller Zylinder (4a bis 4c) parallel bezüglich des Fahrzeugbodens (9) ange
ordnet sind.
3. Kolbenkompressor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kurbelwelle (19) der Verdichtereinheit (1) eine Bewegung der Kolben (16) nach Art
eines Boxers umsetzt.
4. Kolbenkompressor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verdichtereinheit (1) als mehrstufiger Kolbenverdichter mit einer Niederdruckstufe
und mindestens einer darauffolgenden Hochdruckstufe ausgeführt ist.
5. Kolbenkompressor nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Befestigung der Verdichtereinheit (1) mit Antriebseinheit (2) am Fahrzeugboden (9)
über mehrere Drahtseilfederelemente (8) hergestellt ist.
6. Kolbenkompressor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verdichtereinheit (1) mit Antriebseinheit (2) über die Drahtseilfederelemente (8)
hängend oder stehend am Fahrzeugboden (9) befestigt ist.
7. Kolbenkompressor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden je dem Fahrzeugboden (9) einerseits und der Verdichtereinheit (1) oder der
Antriebseinheit (2) andererseits zugeordneten Befestigungsteile (10a, 10b) der Drahtseil
federelemente (8) vertikal gegenüberliegend angeordnet sind.
8. Kolbenkompressor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden je dem Fahrzeugboden (9) einerseits und der Verdichtereinheit (1) oder der
Antriebseinheit (2) andererseits zugeordneten Befestigungsteile (10a, 10b) der Drahtseil
federelemente (8) in einem Winkel zwischen 0 bis 45 Grad zwischen der Vertikalen und der
Horizontalen gegenüberliegend angeordnet sind.
9. Kolbenkompressor nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur weiteren Schwingungsminimierung die vollständigen Führung des Pleuels (18) quer
zur Kolbenhubrichtung auf dem Kolbenbolzen (20) beidseits eines die Schwenklagerung des
Pleuels (18) gewährleistenden lebensdauergeschmierten Wälzlagers (21) mindestens je eine
Anlaufscheibe (22) angeordnet ist, die auf der anderen Seite an Kolben (16) zur Anlage
kommt.
10. Kolbenkompressor nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anlaufscheibe (22) aus einem Werkstoff auf PTFE-Basis besteht.
11. Kolbenkompressor nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerung des Pleuels (18) auf Seiten der Kurbelwelle (19) ungeführt über ein Nadel
lager (23) erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000142212 DE10042212C2 (de) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | Schwingungsarmer Kolbenkompressor für Fahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000142212 DE10042212C2 (de) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | Schwingungsarmer Kolbenkompressor für Fahrzeuge |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10042212A1 true DE10042212A1 (de) | 2002-03-14 |
DE10042212C2 DE10042212C2 (de) | 2002-09-12 |
Family
ID=7654047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000142212 Expired - Fee Related DE10042212C2 (de) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | Schwingungsarmer Kolbenkompressor für Fahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10042212C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1674726A1 (de) * | 2004-12-17 | 2006-06-28 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Trockenlaufender Kolbenverdichter |
FR2996819A1 (fr) * | 2012-10-16 | 2014-04-18 | Willy Delbarba | Compresseur ferroviaire a pistons sec ferme avec un caisson de protection et d'insonorisation |
WO2017016569A1 (fr) * | 2015-07-24 | 2017-02-02 | Delbarba Willy | Compresseur ferroviaire a pistons sec ferme avec un caisson de protection et d'insonorisation |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2619561A1 (de) * | 1975-05-06 | 1976-11-18 | Itt Ind Gmbh Deutsche | Kolbenverdichter |
US4092829A (en) * | 1975-11-06 | 1978-06-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Balanced compressor |
EP1028254A2 (de) * | 1999-02-09 | 2000-08-16 | DeVilbiss Air Power Company | Ölfreier zweistufige Verdichter |
-
2000
- 2000-08-28 DE DE2000142212 patent/DE10042212C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2619561A1 (de) * | 1975-05-06 | 1976-11-18 | Itt Ind Gmbh Deutsche | Kolbenverdichter |
US4092829A (en) * | 1975-11-06 | 1978-06-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Balanced compressor |
EP1028254A2 (de) * | 1999-02-09 | 2000-08-16 | DeVilbiss Air Power Company | Ölfreier zweistufige Verdichter |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1674726A1 (de) * | 2004-12-17 | 2006-06-28 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Trockenlaufender Kolbenverdichter |
WO2006066833A1 (de) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Trockenlaufender kolbenverdichter |
FR2996819A1 (fr) * | 2012-10-16 | 2014-04-18 | Willy Delbarba | Compresseur ferroviaire a pistons sec ferme avec un caisson de protection et d'insonorisation |
WO2017016569A1 (fr) * | 2015-07-24 | 2017-02-02 | Delbarba Willy | Compresseur ferroviaire a pistons sec ferme avec un caisson de protection et d'insonorisation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10042212C2 (de) | 2002-09-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DD256894A5 (de) | Kolben-verbrennungsmotoren | |
EP3615799A1 (de) | Verdichteranordnung für eine druckluftzuführung einer druckluftversorgungsanlage | |
DE10109514C1 (de) | Trockenlaufender Kolbenverdichter (Kurbeltriebschmierung) | |
EP1339591B1 (de) | Anordnung eines trockenlaufenden kompressors an einem fahrzeug | |
EP1922486B1 (de) | Verfahren zur montage eines kurbeltriebs und kolbenverdichter | |
DE10042212C2 (de) | Schwingungsarmer Kolbenkompressor für Fahrzeuge | |
DE3725342A1 (de) | Kuehlkompressor | |
EP2561247B1 (de) | Hubkolben-verbrennungskraftmaschine mit massenausgleichsvorrichtung | |
EP1315906B1 (de) | Kolbenkompressor mit dynamisch massenausgeglichener kurbelwelle, insbesondere für schienenfahrzeuge (lösbare ausgleichsmasse) | |
DE69725131T2 (de) | Kurbelwellenlagerung | |
DE4034162C1 (de) | ||
DE10042214C2 (de) | Kolbenkompressor mit einem dynamischen Massenausgleich im Bereich der Kurbeltriebe, insbesondere für Schienenfahrzeuge (Ausgleichspleuel) | |
WO1981002040A1 (en) | Piston machine | |
DE10042217C2 (de) | Kolbenkompressor für Fahrzeuge (Kolbenbefestigungsanordnung) | |
DE19846909B4 (de) | Kolbenmotor mit dem Mechanismus der Kolbenstabilisierung | |
DE19712090C1 (de) | Hubkolbenbrennkraftmaschine | |
DE1227604B (de) | Einrichtung zum Schmieren des Kolbenbolzens eines Schubkolbenverdichters | |
DE4217633C1 (en) | Balance weights for IC engine - has weights mounted on eccentric ball-races on either side of each crank | |
DE102022102029A1 (de) | Kurbeltrieb eines Motors oder eines Kompressors | |
DE19955498A1 (de) | Führungssystem für eine dynamische Ausgleichsvorrichtung einer Presse | |
DE977447C (de) | Einzylinder-Tauchkolben-Luftpresser, insbesondere fuer Drucklufterzeugungsanlagen auf Kraftfahrzeugen | |
DE4446599C1 (de) | Kurbelwellen- Anordnung für eine ein- oder mehrzylindrige Brennkraftmaschine | |
EP1674726A1 (de) | Trockenlaufender Kolbenverdichter | |
DE2850126A1 (de) | Kolben fuer kolbenmaschinen wie kolbenverdichter, brennkraftmaschinen o.dgl. | |
DE3816136A1 (de) | Triebwerk fuer hubkolben-arbeits- oder kraftmaschinen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |