DE10138070A1 - Kolbenkompressor mit einem Kühlluftstrom - Google Patents
Kolbenkompressor mit einem KühlluftstromInfo
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Abstract
Kolbenkompressor mit einer Antriebseinheit (2) zur Erzeugung einer Drehbewegung, welcher eine Verdichtereinheit (1) zur Erzeugung von Druckluft nachgeschaltet ist, die ein Kurbelgehäuse (3) umfasst, in dem eine Kurbelwelle (4) drehbar gelagert ist, an der mindestens ein Pleuel (5a, 5b) angebracht ist, das mit einem zugeordneten Kolben (7a, 7b) in Verbindung steht, um die antriebsseitige Drehbewegung in eine lineare Bewegung des Kolbens (7a, 7b) umzuwandeln, der zum Komprimieren von Luft innerhalb eines zugeordneten Zylinders (9, 9b) untergebracht ist, wobei zur Verbesserung der Kühlung des mindestens einen Zylinders (9a, 9b) ein einlassseitiges Ventil (12) vorgesehen ist, welches bei einem durch die Bewegung des Kolbens (7a, 7b) erzeugten Unterdruck im Kurbelgehäuse (3) in seine Offenstellung gelangt, um Kühlluft anzusaugen, wobei mindestens ein zweites, beabstandet hiervon angeordnetes auslassseitiges Ventil (20) vorgesehen ist, welches bei einem durch die Bewegung des Kolbens (7a; 7b) erzeugten Überdruck im Kurbelgehäuse (3) in seine Offenstellung gelangt, um verbrauchte Kühlluft auszustoßen, so dass infolge des Bewegungszyklus des mindestens einen Kolbens (7a, 7b) ein interner Kühlluftstrom erzeugbar ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Kolbenkompressor mit einer Antriebseinheit zur Erzeugung einer Drehbewegung, welcher eine Verdichtereinheit zur Erzeugung von Druckluft nachgeschaltet ist, die ein Kurbelgehäuse umfasst, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der mindestens ein Pleuel angebracht ist, das mit einem zugeordneten Kolben in Verbindung steht, um die antriebsseitige Drehbewegung in eine lineare Bewegung des Kolbens umzuwandeln, der zum Komprimieren von Luft innerhalb eines zugeordneten Zylinders untergebracht ist.
- Ein derartiger Kolbenkompressor kommt beispielsweise innerhalb eines Druckluft- Beschaffungssystems eines Nutzfahrzeugs oder eines Schienenfahrzeuges zum Einsatz. Im Falle des Einsatzes im Nutzfahrzeug wird im zunehmenden Maße die durch den Kolbenkompressor erzeugte Druckluft neben dem Betrieb der Bremsanlage auch zum Betrieb einer Luftfederungsanlage genutzt. Die Luftfederungsanlage umfasst einzelne Luftfedern, welche über eine Druckluftbeaufschlagung hinsichtlich ihrer Federcharakteristik einstellbar sind, um eine verstellbare Fahrzeugfederung zu realisieren. Wegen des damit einhergehenden hohen Druckluftbedarfs kommen hier meist mehrstufige Kolbenkompressoren zum Einsatz. Durch einen mehrstufigen Kolbenkompressor sind innerhalb kurzer Zeitintervalle hohe Drücke erzeugbar, um hohe Verstellgeschwindigkeiten der Luftfedern herbeiführen zu können. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch auf einstufige Kolbenkompressoren anwendbar.
- Ein gattungsgemäßer Kolbenkompressor ist aus dem "Lexikon Maschinenbau" (VDI- Verlag GmbH, Düsseldorf, 1995, Seite 620, Bild 1) bekannt. Der hier einstufige Kolbenkompressor für ein Druckluftbeschaffungssystem eines Nutzfahrzeuges wird über eine drehbar im Kurbelgehäuse angeordnete Kurbelwelle angetrieben. Auf der Kurbelwelle ist ein Pleuel drehend gelagert, welches eine Verbindung mit einem Kolben herstellt, der hin- und herbewegbar innerhalb eines zugeordneten Zylinders untergebracht ist und über einen Eingang gefilterte Luft aus der Atmosphäre ansaugt, um diese innerhalb des Zylinders durch Einwirkung des Kolbens zu verdichten und schließlich über einen Ausgang dem Druckluftsystem des Nutzfahrzeuges zur Verfügung stellt. Zur Steuerung des Eingangs sowie des Ausgangs sind stirnseitig am Zylinder entsprechende Rückschlagventilanordnungen vorgesehen, die selbsttätig wirken. Dieser einstufige Kolbenkompressor ist jedoch nur zur Erzeugung relativ kleiner Drücke geeignet.
- Aus der EP 1 028 254 A2 ist ein weiterer gattungsgemäßer Kolbenkompressor bekannt, der aufgrund eines zweistufigen Verdichterprinzips demgegenüber in der Lage ist, höhere Drücke mit einem größeren Fördervolumen zu erzeugen. Zu diesem Zwecke umfasst die Verdichtereinheit hier eine Niederdruckstufe sowie eine Hochdruckstufe. Die Niederdruckstufe weist einen relativ großflächigen Kolben auf, der durch einen am korrespondierenden Zylinder angeordneten Eingang hindurch gefilterte Luft von der Atmosphäre ansaugt und über einen Ausgang nach dem Verdichten in die nachgeschaltete Hochdruckstufe überführt. Da der Kolben der Hochdruckstufe mit einem geringeren Durchmesser ausgebildet ist als der Kolben der Niederdruckstufe, kann die vorverdichtete Druckluft mit gleicher Antriebskraft zu einem höheren Druckwert nachkomprimiert werden. Die so erzeugte hochkomprimierte Druckluft steht über einen Ausgang des Zylinders der Hochdruckstufe zur weiteren Verfügung. Um das Überströmen der vorkomprimierten Druckluft von der Niederdruckstufe auf die Hochdruckstufe zu ermöglichen, arbeiten die beiden Kolben hier im Gegentaktprinzip. Die jeweils an der Stirnseite der beiden Zylinder platzierten Rückschlagventile steuern den Druckluftfluss.
- Bei den Kolbenkompressoren der vorstehend vorgestellten Art findet aufgrund der Kompressionsarbeit eine hohe Wärmeentwicklung, insbesondere im Bereich des Zylinders, statt. Eine Kühlung erfolgt gewöhnlich im einfachsten Falle durch die Umgebungsluft, welche jedoch bei stehendem Fahrzeug nur eine sehr begrenzte Wärmeabführung gewährleisten kann. Im Stand der Technik allgemein bekannte Flüssigkeitskühlungen für einen Kolbenverdichter sind demgegenüber jedoch sehr aufwendig in der Realisierung und Wartung. Bei den hier angestrebten höheren Drücken, also insbesondere bei mehrstufigen Kolbenkompressoren, tritt dieses Problem in verstärkter Form auf. Die dabei entstehenden hohen Verdichtungsendtemperaturen der Druckluft führen auch zu einer ungünstig hohen Wasseraufnahmefähigkeit, die, die nachfolgende Trocknung deutlich erschwert. Eine hohe Wärmeentwicklung bedingt weiterhin auch den Einsatz von entsprechend hitzebeständigen Werkstoffen. Im Zuge eines zunehmenden Leichtbautrends sollen jedoch die bestehenden hitzebeständigen, metallischen Werkstoffe durch leichtere Kunststoffe ersetzt werden, welche aufgrund der geringeren spezifischen Wärmeleitfähigkeit andererseits jedoch nicht zur Kühlung im Sinne einer Wärmeableitung beitragen können.
- Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gattungsgemäßen Kolbenkompressor dahingehend weiter zu verbessern, dass eine Drucklufterzeugung mit niedriger Verdichtungesendtemperatur möglich ist.
- Die Aufgabe wird ausgehend von einem Kolbenkompressor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 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 zur Verbesserung der Kühlung des Kolbenkompressors ein einlassseitiges Ventil vorgesehen ist, welches bei einem durch die Bewegung des Kolbens erzeugten Unterdruck im Kurbelgehäuse in seine Offenstellung gelangt, um Kühlluft anzusaugen, wobei mindestens ein zweites, beabstandet hiervon angeordnetes auslassseitiges Ventil vorgesehen ist, welches bei einem durch die Bewegung des Kolbens erzeugten Überdruck im Kurbelgehäuse in seine Offenstellung gelangt, um verbrauchte Kühlluft auszustoßen, so dass infolge des Bewegungszyklus des mindestens einen Kolbens ein interner Kühlluftstrom erzeugbar ist.
- Der Vorteil der erfindungsgemäßen Kühlung liegt darin, dass der hierfür erforderliche zusätzliche Leistungsbedarf relativ gering ist, weil die zur Kühlung angesaugte Luft nicht verdichtet, sondern lediglich gegen einen geringen Widerstand des einlassseitigen sowie auslassseitigen Ventils gefördert werden muß. Bei üblichen Verdichterauslegungen stehen zwischen 50% und 75% der Verdichterleerlaufförderung zusätzlich der Kühlung zur Verfügung. Durch die Erfindung wird die nicht für die Kompression genutzte Fläche des Kolbens durch die zusätzlich eingebrachten Ventile zur Innenkühlung - insbesondere des Zylinderbereichs - genutzt, indem die bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens auf der Rückseite angesaugte Luft bei der Abwärtsbewegung an den zu kühlenden Bereichen der Verdichtereinheit vorbei und in die Umgebung abgeleitet wird. Unter Berücksichtigung der Forderung nach hohen Enddrücken bei gleichzeitig guter Förderleistung und geringem konstruktiven Aufwand ist das zweistufige Verdichterprinzip besonders geeignet, weil hierbei außerdem eine Zwischenkühlung der durch die Niederdruckstufe vorkomprimierten Luft möglich ist. Durch das verbesserte Kühlungsergebnis ist die Verwendung von Kunststoff im Bereich der Verdichtereinheit möglich, da durch die erfindungsgemäße Lösung die Kühlung infolge der Wirkung des internen Kühlluftstroms erfolgt, und nicht eine Wärmeableitung nach außen durch Bauteile aus einem Metall erforderlich ist, was dem Leichtbautrend sehr entgegenkommt.
- Als einlassseitiges Ventil sowie als auslassseitiges Ventil kommt vorzugsweise ein federbelastetes Rückschlagventil zur Anwendung, welches entsprechend der gewünschten Durchlassrichtung verbaut wird. Ein solches Rückschlagventil weist einen besonders einfachen Aufbau auf und erfüllt seine Funktion zur Steuerung des Kühlluftstromes selbsttätig ohne eine weitere Ansteuerung, allein aufgrund der gehäuseinternen Druckschwankungen. Daneben ist es auch denkbar, das einlassseitige Ventil und/oder das auslassseitige Ventil im Sinne einer aktiven Ansteuerung als elektromagnetisches Ventil oder dergleichen auszubilden, wobei über eine zusätzliche elektronische Steuereinheit eine Koordination des Öffnens und Schließens beider Ventile im Einklang mit dem Bewegungszyklus des mindestens einen Kolbens zu erfolgen hat.
- Um eine optimale Kühlwirkung im Bereich des Zylinders als Entstehungsort der abzuführenden Wärme zu erzielen, kann gemäß einer weiteren, die Erfindung verbessernden Maßnahme der mindestens eine Zylinder eine Laufbuchse für den zugeordneten Kolben besitzen, welche zumindest teilweise vom internen Kühlluftstrom umströmt ist. Durch eine entsprechend beabstandete Anordnung des einlassseitigen Ventils und des auslassseitigen Ventils voneinander kann ein derartig verlaufender Kühlluftstrom erzeugt werden. Dabei ist es denkbar, den Kühlluftstrom mittels zusätzlicher, entlang der Laufbuchse verlaufender Kanäle derart umzuleiten, dass eine effektive Kühlwirkung erzielbar ist.
- Das mindestens eine einlassseitige Ventil und/oder das mindestens eine auslassseitige Ventil kann beispielsweise im Bereich des Zylinders, vorzugsweise in dessen stirnseitigem Bereich, oder auch am Kurbelgehäuse platziert sein. Die Platzierung hängt von der gewünschten Kühlluftstromführung durch das Kurbelgehäuse sowie den Bereich des Zylinders ab. Um eine gut wirksame Kühlluftstromführung zu ermöglichen, sollte eine maximale Beabstandung des einlassseitigen Ventils vom auslassseitigen Ventil gewählt werden, um einen für alle Zylinder wirksamen und das Kurbelgehäuse durchströmenden Kühlluftstrom zu erzeugen. Es ist auch denkbar, die mit der Verdichtereinheit gekoppelte Antriebseinheit durch geeignete Verbindungskanäle in die Kühlluftstromführung mit einzubeziehen, um auch eine Kühlung der Antriebseinheit, beispielsweise eines Elektromotors, durch den Kühlluftstrom zu ermöglichen.
- Gemäß einer weiteren, die Erfindung verbessernden Maßnahme kann die Kühlluft, welche durch das mindestens eine einlassseitige Ventil in den Innenbereich der Verdichtereinheit gelangt, direkt von der Ansaugleitung der Verdichtereinheit abgezweigt werden. Durch diese Maßnahme steht eine bereits vorgefilterte Kühlluft zur Verfügung, so dass keine verschleißverursachenden Schmutzpartikel mit dem Kühlluftstrom in das Innere der Verdichtereinheit gelangen können. Neben der Abzweigung der Kühlluft von der Ansaugleitung der Verdichtereinheit aus ist es durchaus auch denkbar, die Kühlluft direkt aus einer möglichst staubfreien Umgebung zu entnehmen. Weiterhin ist es auch denkbar, die Kühlluft vor dem Einlass in die Verdichtereinheit innerhalb einer vorgeschalteten aktiven Kühleinheit vorzukühlen. Hierdurch kann der Wirkungsgrad der Kühlung verbessert werden.
- Vorzugsweise kann die verbrauchte, erwärmte Kühlluft über das auslassseitige Ventil direkt an die Umgebung abgeleitet werden. An dieser Stelle kann zum Zwecke der Geräuschminderung eine dem auslassseitigen Ventil nachgeschaltete Schalldämpfereinheit angebracht werden.
- Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
- Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine zweistufige Verdichtereinheit eines Kolbenkompressors mit interner Kühlluftstromführung, und
- Fig. 2 eine schematische Darstellung des Wirkprinzips des erfindungsgemäßen internen Kühlluftstroms.
- Der Kolbenkompressor gemäß Fig. 1 besteht im Wesentlichen aus einer Verdichtereinheit 1, die mit einer - hier nur schematisch dargestellten - Antriebseinheit 2 in Form eines Elektromotors zur Erzeugung einer Drehbewegung gekoppelt ist. Die von der Arbeitseinheit 2 erzeugte Drehbewegung dient dem Antrieb einer in einem Kurbelgehäuse 3 der Verdichtereinheit 1 drehbar gelagerten Kurbelwelle 4. Auf der Kurbelwelle 4 sind Pleuel 5a und 5b über dazwischen angeordnete Wälzlager 6a und 6b einander gegenüberliegend gelagert. An jedem, dem Wälzlager 6a und 6b gegenüberliegenden Ende des Pleuels 5a bzw. 5b ist ein Kolben 7a bzw. 7b mit außenradialer Kolbendichtung 8a bzw. 8b angeordnet. Über die Kolbendichtungen 8a, 8b korrespondiert jeder Kolben 7a, 7b mit einem zugeordneten Zylinder 9a bzw. 9b. Die Zylinder 9a und 9b sind in diesem Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Kurbelgehäuse 3 ausgeführt und einander entsprechend gegenüberliegend platziert. Die Kurbelwelle 4 ist im Kurbelgehäuse 3 über einen abnehmbaren Kurbelgehäusedeckel 10 von außen her zugänglich.
- Der Kolben 7a ist gegenüber dem Kolben 7b großflächiger ausgebildet und ist insoweit Bestandteil einer Niederdruckstufe der Verdichtereinheit 1. Dagegen ist der Kolben 7b einer Hochdruckstufe der Verdichtereinheit 1 zugeordnet. Zur Erzeugung von Druckluft wird ausgehend von einer - hier nicht weiter dargestellten - Filtereinheit gefilterte Luft aus der Atmosphäre entnommen und aufgrund der Abwärtsbewegung des Kolbens 7a angesaugt. Hierbei gelangt das eingangsseitige federbelastete Rückschlagventil 11 in seine Offenstellung. Bei der darauf folgenden Aufwärtsbewegung des Kolbens 7a ist das federbelastete Rückschlagventil 11 gesperrt und ein ausgangsseitiges, im stirnseitigen Bereich des Zylinders 9a angeordnetes federbelastetes Rückschlagventil 12 öffnet. Hierdurch gelangt die in der Niederdruckstufe vorkomprimierte Druckluft durch die Leitung 13 hindurch auf die Seite der gegnüberliegenden Hochdruckstufe. Hier mündet die Leitung 13 in den Zylinder 9b der Hochdruckstufe, wo ein eingangsseitiges Rückschlagventil 14 angeordnet ist, welches dann öffnet, wenn sich der im Gegentakt zum Kolben 7a bewegte Kolben 7b eine Aufwärtsbewegung vollführt. Darauf folgend wird durch eine anschließende Abwärtsbewegung des Kolbens 7b die Druckluft weiter verdichtet und gelangt schließlich bei geschlossenem federbelasteten eingangsseitigen Rückschlagventil 14 und einem daneben platzierten geöffneten ausgangssseitigen federbelasteten Rückschlagventil zur weiteren Verwendung aus der Verdichtereinheit 1.
- Zur Kühlung, d. h. zur Abführung der bei der Kompressionsarbeit anfallenden Wärme, ist im Bereich des Zylinders 9a ein einlassseitiges Ventil 16 vorgesehen, welches ebenfalls nach Art eines federbelasteten Rückschlagventils ausgeführt ist. Das Ventil 16 ermöglicht aufgrund seiner Einbaulage in Durchlassrichtung das Einströmen von Kühlluft in den Innenbereich der Verdichtereinheit 1. Der Zylinder 9a umfasst eine direkt mit dem Kolben 7a zusammenwirkende Laufbuchse 21, welche durch den Kühlluftstrom umströmt ist. Der Kühlluftstrom gelangt dann durch eine Öffnung 17 am Zylinder 9a hindurch in den inneren Bereich des Kurbelgehäuses 3 und von hier aus durch eine entsprechende Bohrung 18 hindurch in den Bereich des Zylinders 9b, welcher ebenfalls mit einer Laufbuchse 19 versehen ist, die durch den Kühlluftstrom umströmt ist. Im stirnseitigen Bereich des Zylinders 9b der Hochdruckstufe ist ein zweites, auslassseitiges Ventil 20 vorgesehen, welches ebenfalls nach Art eines federbelasteten Rückschlagventils ausgebildet ist und in der entgegengesetzten Einbaulage als das eingangsseitige Ventil 16 geschaltet ist. Hierüber wird der verbrauchte, d. h. nunmehr aufgewärmte, Kühlluftstrom an die Atmosphäre abgeführt.
- Wie aus Fig. 2 hervorgeht, kann durch die beabstandete Anordnung des einlassseitigen Ventils 16 gegenüber dem auslassseitigen Ventil 20 eine optimale Führung des internen Kühlluftstroms, ausgehend vom Bereich des Kolbens 7a über den Bereich des Kurbelgehäuses bis zum Bereich des zweiten Kolbens 7b erreicht werden. Der Kühlluftstrom wird durch die unterschiedlichen Durchmesser der Kolben 7a und 7b bei der gegenläufigen Bewegung erreicht, wodurch sich interne Druckschwankungen ergeben, welche durch die Schaltung der Ventile 16 und 20 zur Gewinnung des internen Kühlluftstroms genutzt werden. Der für den Kühlluftstrom zur Verfügung stehende Volumenstrom ergibt sich überschüssig zu:
(rNiederdruck - rHochdruck)2 × ΠHub × Drehzahl
- Es werden also die nicht für die Kompression genutzten Flächen der Kolben 7a, 7b im Zusammenwirken mit den beabstandet eingebrachten und entgegengesetzt geschalteten Ventilen 6 und 20 mit Rückschlagventilfunktion zur Innenkühlung der Verdichtereinheit 1 genutzt.
- Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch konstruktive Abwandlungen hiervon denkbar, die trotz anderer gestalteter Elemente von der durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Erfindung Gebrauch machen. Insbesondere ist die Erfindung nicht beschränkt auf Verdichtereinheiten in zweistufiger Ausführung. Die Erfindung kann auch bei einstufigen oder mehr als zweistufigen Verdichtereinheiten von Kolbenkompressoren entsprechend eingesetzt werden. Bezugszeichenliste 1 Verdichtereinheit
2 Antriebseinheit
3 Kurbelgehäuse
4 Kurbelwelle
5 Pleuel
6 Wälzlager
7 Kolben
8 Kolbendichtung
9 Zylinder
10 Kurbelgehäusedeckel
11 Ventil, eingangsseitig
12 Ventil, ausgangsseitig
13 Leitung
14 Ventil, eingangsseitig
15 Ventil, ausgangsseitig
16 Ventil, einlassseitig
17 Bohrung
18 Bohrung
19 Laufbuchse
20 Ventil, auslassseitig
21 Laufbuchse
Claims (11)
1. Kolbenkompressor mit einer Antriebseinheit (2) zur Erzeugung einer
Drehbewegung, welcher eine Verdichtereinheit (1) zur Erzeugung von Druckluft
nachgeschaltet ist, die ein Kurbelgehäuse (3) umfasst, in dem eine Kurbelwelle (4) drehbar
gelagert ist, an der mindestens ein Pleuel (5a, 5b) angebracht ist, das mit einem
zugeordneten Kolben (7a, 7b) in Verbindung steht, um die antriebsseitige
Drehbewegung in eine lineare Bewegung des Kolbens (7a, 7b) umzuwandeln, der zum
Komprimieren von Luft innerhalb eines zugeordneten Zylinders (9a, 9b) untergebracht ist,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der Kühlung des mindestens
einen Zylinders (9a, 9b) ein einlassseitiges Ventil (12) vorgesehen ist, welches bei
einem durch die Bewegung des Kolbens (7a, 7b) erzeugten Unterdruck im
Kurbelgehäuse (3) in seine Offenstellung gelangt, um Kühlluft anzusaugen, wobei mindestens
ein zweites, beabstandet hiervon angeordnetes auslassseitiges Ventil (20)
vorgesehen ist, welches bei einem durch die Bewegung des Kolbens (7a; 7b) erzeugten
Überdruck im Kurbelgehäuse (3) in seine Offenstellung gelangt, um verbrauchte
Kühlluft auszustoßen, so dass infolge des Bewegungszykluss des mindestens einen
Kolbens (7a, 7b) ein interner Kühlluftstrom erzeugbar ist.
2. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
einlassseitige Ventil (12) und/oder das auslassseitige Ventil (20) nach Art eines
federbelasteten Rückschlagventils ausgebildet ist.
3. Kolbenkompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine Zylinder (9a, 9b) eine Laufbuchse (19) für den zugeordneten
Kolben (7a; 7b) umfasst, die zumindest teilweise vom internen Kühlluftstrom
umströmt ist, um eine optimale Kühlwirkung im Bereich des Zylinders (9a, 9b) der
Verdichtereinheit (1) zu erzielen.
4. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
mindestens eine einlasseitige Ventil (12) und/oder das mindestens eine
auslassseitige Ventil (20) am Zylinder (9a; 9b) oder am Kurbelgehäuse (3) angeordnet ist.
5. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
mindestens eine einlasseitige Ventil (12) und/oder das mindestens eine
auslassseitige Ventil (20) im Bereich eines dem Zylinder (9a; 9b) stirnseitig zugeordneten
Zylinderkopfes angeordnet ist.
6. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kühlluft von der Ansaugleitung () der Verdichtereinheit (1) abgezweigt ist.
7. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kühlluft entweder direkt aus der Umgebung oder aus einer vorgeschalteten aktiven
Kühleinheit zur Vorkühlung der Kühlluft entnommen ist.
8. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
verbrauchte Kühlluft über das auslassseitige Ventil (20) direkt an die Umgebung
gelangt.
9. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
verbrauchte Kühlluft über das auslassseitige Ventil (20) und einer nachgeschalteten
Schalldämpfereinheit an die Umgebung gelangt.
10. Kolbenkompressor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der interne Kühlluftstrom der Verdichtereinheit (1) über
Verbindungskanäle auch zur Kühlung der Antriebseinheit (2) zur Verfügung steht.
11. Kolbenkompressor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verdichtereinheit (1) mehrstufig ausgeführt ist, wobei die
Fläche des mindestens einen Kolbens (7a) einer Niederdruckstufe größer ist als die
Fläche des mindestens einen Kolbens (7b) einer nachfolgenden, im Gegentakt
hierzu laufenden Hochdruckstufe bei im wesentlichen gleichem Kolbenhub, so dass der
Kühlluftstrom durch die Flächendifferenz der Kolben (7a, 7b) entsteht.
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Cited By (16)
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DE10355442A1 (de) * | 2003-11-27 | 2005-12-29 | Continental Aktiengesellschaft | Luftversorgungsanlage und Verfahren zur Kühlung einer oder mehrerer Baugruppen der Luftversorgungsanlage |
WO2006024510A1 (de) * | 2004-09-02 | 2006-03-09 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Kolbenkompressor mit einem internen kühlluftstrom im kurbelgehäuse |
WO2008028545A1 (de) * | 2006-09-07 | 2008-03-13 | Linde Aktiengesellschaft | Verdichter |
US20100221128A1 (en) * | 2007-09-06 | 2010-09-02 | Knorr-Bremse Systeme Fuer Nutzfahrzeuge Gmbh | Compact Dry-Running Piston Compressor |
DE102009011214A1 (de) * | 2009-03-04 | 2010-09-23 | Technische Universität Dresden | Kolbenverdichter |
ITTO20120395A1 (it) * | 2012-05-03 | 2012-08-02 | Electro Power Systems Spa | Dispositivo booster per la compressione di gas |
US8317488B2 (en) | 2005-08-26 | 2012-11-27 | Knorr-Bremse Systeme Fur Schienenfahrzeuge Gmbh | Multi-cylinder, dry-running piston compressor a cooling air flow |
CN102937077A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-02-20 | 天津世纪慧芯科技发展有限公司 | 气泵 |
EP2505837B1 (de) * | 2011-04-01 | 2014-06-25 | J.P. Sauer & Sohn Maschinenbau GmbH | Kolbenkompressor |
US20150075369A1 (en) * | 2011-01-28 | 2015-03-19 | Wabtec Holding Corp. | Oil-free air compressor for rail vehicles with air ventilation |
US20150322937A1 (en) * | 2014-05-09 | 2015-11-12 | Westinghouse Air Brake Technologies Corporation | Oil-free compressor crankcase cooling arrangement |
DE102013100014B4 (de) * | 2013-01-02 | 2016-09-22 | Aircom Automotive Sp. z o.o. Sp. k. | Kolbenkompressor mit zweiteiligem Kunststoffgehäuse |
CN108869237A (zh) * | 2018-08-10 | 2018-11-23 | 格力休闲体育用品有限公司 | 利于散热的电动充气泵 |
WO2019015855A1 (de) * | 2017-07-21 | 2019-01-24 | Voith Patent Gmbh | Hubkolbenmaschine mit kühleinrichtung |
DE102017108203B4 (de) | 2016-04-18 | 2019-03-14 | Ingersoll-Rand Company | Kühlverfahren für elektrisch betriebene membranpumpen |
CN116378928A (zh) * | 2023-06-07 | 2023-07-04 | 沈阳海龟医疗科技有限公司 | 往复式真空压缩一体机 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010024346A1 (de) | 2010-06-18 | 2011-12-22 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Luftgekühlter Kolbenkompressor mit spezieller Kühlluftführung |
US20170298919A1 (en) | 2016-04-18 | 2017-10-19 | Ingersoll-Rand Company | Direct drive linear motor for conventionally arranged double diaphragm pump |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT157808B (de) * | 1934-07-02 | 1940-01-25 | Josef Ing Wohlmeyer | Verdichter für Gase und Dämpfe mit Luftkühlung. |
DE19726943A1 (de) * | 1997-06-25 | 1999-01-14 | Bitzer Kuehlmaschinenbau Gmbh | Kältemittelkompressor |
EP1028254A2 (de) * | 1999-02-09 | 2000-08-16 | DeVilbiss Air Power Company | Ölfreier zweistufige Verdichter |
-
2001
- 2001-08-03 DE DE2001138070 patent/DE10138070C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT157808B (de) * | 1934-07-02 | 1940-01-25 | Josef Ing Wohlmeyer | Verdichter für Gase und Dämpfe mit Luftkühlung. |
DE19726943A1 (de) * | 1997-06-25 | 1999-01-14 | Bitzer Kuehlmaschinenbau Gmbh | Kältemittelkompressor |
EP1028254A2 (de) * | 1999-02-09 | 2000-08-16 | DeVilbiss Air Power Company | Ölfreier zweistufige Verdichter |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10355442A1 (de) * | 2003-11-27 | 2005-12-29 | Continental Aktiengesellschaft | Luftversorgungsanlage und Verfahren zur Kühlung einer oder mehrerer Baugruppen der Luftversorgungsanlage |
WO2006024510A1 (de) * | 2004-09-02 | 2006-03-09 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Kolbenkompressor mit einem internen kühlluftstrom im kurbelgehäuse |
CN100501160C (zh) * | 2004-09-02 | 2009-06-17 | 克诺尔-布里姆斯轨道车辆系统有限公司 | 具有曲轴箱中内部冷却空气流的活塞式压缩机 |
US8308447B2 (en) | 2004-09-02 | 2012-11-13 | Knorr-Bremse System Fur Schienenfahrzeuge Gmbh | Piston compressor producing an internal cooling air flow in the crankcase |
US8317488B2 (en) | 2005-08-26 | 2012-11-27 | Knorr-Bremse Systeme Fur Schienenfahrzeuge Gmbh | Multi-cylinder, dry-running piston compressor a cooling air flow |
WO2008028545A1 (de) * | 2006-09-07 | 2008-03-13 | Linde Aktiengesellschaft | Verdichter |
US20100221128A1 (en) * | 2007-09-06 | 2010-09-02 | Knorr-Bremse Systeme Fuer Nutzfahrzeuge Gmbh | Compact Dry-Running Piston Compressor |
DE102009011214A1 (de) * | 2009-03-04 | 2010-09-23 | Technische Universität Dresden | Kolbenverdichter |
US9856866B2 (en) | 2011-01-28 | 2018-01-02 | Wabtec Holding Corp. | Oil-free air compressor for rail vehicles |
US20150075369A1 (en) * | 2011-01-28 | 2015-03-19 | Wabtec Holding Corp. | Oil-free air compressor for rail vehicles with air ventilation |
EP2505837B1 (de) * | 2011-04-01 | 2014-06-25 | J.P. Sauer & Sohn Maschinenbau GmbH | Kolbenkompressor |
ITTO20120395A1 (it) * | 2012-05-03 | 2012-08-02 | Electro Power Systems Spa | Dispositivo booster per la compressione di gas |
WO2013164867A1 (en) * | 2012-05-03 | 2013-11-07 | Fluido Sistem S.R.L. | Hydraulic multiplier device for compressing gas |
CN102937077A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-02-20 | 天津世纪慧芯科技发展有限公司 | 气泵 |
DE102013100014B4 (de) * | 2013-01-02 | 2016-09-22 | Aircom Automotive Sp. z o.o. Sp. k. | Kolbenkompressor mit zweiteiligem Kunststoffgehäuse |
US20150322937A1 (en) * | 2014-05-09 | 2015-11-12 | Westinghouse Air Brake Technologies Corporation | Oil-free compressor crankcase cooling arrangement |
DE102017108203B4 (de) | 2016-04-18 | 2019-03-14 | Ingersoll-Rand Company | Kühlverfahren für elektrisch betriebene membranpumpen |
WO2019015855A1 (de) * | 2017-07-21 | 2019-01-24 | Voith Patent Gmbh | Hubkolbenmaschine mit kühleinrichtung |
US11441552B2 (en) | 2017-07-21 | 2022-09-13 | Voith Patent Gmbh | Reciprocating piston machine with cooling device |
CN108869237A (zh) * | 2018-08-10 | 2018-11-23 | 格力休闲体育用品有限公司 | 利于散热的电动充气泵 |
CN108869237B (zh) * | 2018-08-10 | 2020-11-24 | 格力休闲体育用品有限公司 | 利于散热的电动充气泵 |
CN116378928A (zh) * | 2023-06-07 | 2023-07-04 | 沈阳海龟医疗科技有限公司 | 往复式真空压缩一体机 |
CN116378928B (zh) * | 2023-06-07 | 2023-08-01 | 沈阳海龟医疗科技有限公司 | 往复式真空压缩一体机 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE10138070C2 (de) | 2003-05-22 |
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