DE102004031093A1

DE102004031093A1 - Kompressor

Info

Publication number: DE102004031093A1
Application number: DE200410031093
Authority: DE
Inventors: Reinhold LÖW; Murat GÖRÜR
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2004-06-28
Publication date: 2006-01-12

Abstract

Ein Kompressor für einen Verbrennungsmotor eines Nutzfahrzeugs oder Schienenfahrzeugs hat eine zentrale Durchtriebswelle (1), die über ein Zahnradgetriebe wenigstens ein Paar von Kurbelwellen (5, 6) antreibt. Auf jeder der Kurbelwellen (5, 6) ist zumindest ein Pleuel (8, 11) angeordnet, das mit einer im Wesentlichen nur linear verschieblichen Kolbenstange in Verbindung steht. Die Kolbenstange ist mit einer Kolbenstangendichtung (26; 29) gegenüber einem Gehäuse des Kompressors (50) abgedichtet. Die Kolbenstange steht mit einem Kolben (46) in Verbindung, der sich zur Erzeugung von Druckluft in einem Zylinder (34; 37) bewegt, wobei der Kompressor so angeordnet ist, dass sich die Kolben (46) oberhalb der Durchgangswelle (1) befinden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kompressor für einen Verbrennungsmotor eines Nutzfahrzeugs oder Schienenfahrzeugs zur Erzeugung von Druckluft.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Typen von Kompressoren bekannt, die im Betrieb insbesondere hinsichtlich der Standfestigkeit zu Problemen führen können, wenn Drücke über 9 bar erzeugt werden sollen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Kompressor für einen Verbrennungsmotor eines Nutzfahrzeugs oder Schienenfahrzeugs zur Erzeugung von Druckluft bereitzustellen, der auch bei Drücken deutlich oberhalb von 9 bar zuverlässig arbeitet.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

Die Erfindung sieht einen Hubkolbenkompressor auf Basis einer Kreuzkopfmaschine vor, der die gleichen Drehmomentspitzen wie herkömmliche Kompressoren aufweist, jedoch in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung andere Vorteile mit sich bringt. Nun können Drücke höher als 12 bar und bis zu 17 bar erzeugt werden (Druckverhältnisse 1:12 bis 1:17 und gröber).

Bevorzugte Kolben-Durchmesser sind in Abhängigkeit des Hubraums und der Anzahl der Zylinder:

Erfindungsgemäß ist ein Zahnradgetriebe vorgesehen, mit dem das Widerstands-Drehmoment reduziert wird. Die Kolben und die Zylinder sind stehend angeordnet, wobei relativ lange Kolbenführungen vorgesehen sind, an denen jeweils ein Pleuel angeordnet ist. Dadurch wird Schmieröl von den Kolben und Zylindern fern gehalten. Ein Dichtring zwischen je einer Kolbenführung und dem Motorgehäuse schafft zusätzlich Sicherheit gegen Eindringen von Öl, besonders wenn er als Ölabstreifring arbeitet.

Vorteilhafterweise wird das Verhältnis von Pleuellänge zu Hub/2 auf ca. 2,8 (+/– 10–30 %) eingestellt. Die Ventile des Kompressors sind als Schnüffelventile mit Blechmembranen auf Ventilöffnungen ausgeführt. Der Wasserraum sollte gerade bei großen Verdichtungsverhältnissen sehr groß ausgeführt werden.

Die Erfindung arbeitet auch gut bei verschmutztem Motoröl, wie es bei Nutzfahrzeugen häufig vorkommt. Für den Kompressor wird somit kein eigener Ölkreislauf benötigt, was dessen Wartung begünstigt.

Die Erfindung bietet sich für Bremssysteme in Nutzfahrzeugen an, bei denen die Lenkhilfepumpe mechanisch hinter den Kompressor geschaltet ist. Um den Bauraum eines Kompressors bzw. Trockenlaufkompressors auf Basis einer mehrzylinderigen Kreuzkopfmaschine zu optimieren, ist ein Dreiwellentrieb vorgesehen.

Bei der Erfindung wird in vorteilhafter Weise das im Öl badende kippende Pleuel unterhalb des im Zylinder trocken laufenden Kolbens angeordnet, um ein Eindingen von spritzendem Öl in diesen zu vermeiden. Bei gerade geführter Kolbenführung bzw. Kolbenstange wird das Spritzen von Öl vermieden, denn die Kolbenstange bewegt sich nur geradlinig von oben nach unten und badet nicht im Öl. Dadurch wird die trockene Kolben/Zylinder-Kombination vor Öl geschützt.

Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kompressor 50 im Querschnitt, der der Linie A-A aus 2 entspricht. Der Kompressor 50 ist an einen hier nicht gezeigten Motor angeflanscht. Der Kompressor 50 weist eine Durchtriebswelle 1 auf, die zum Antrieb einer hinter dem Kompressor 50 befindlichen und hier nicht gezeigten Lenkhilfepumpe dient.
Auf der Durchtriebswelle 1 befindet sich ein geradverzahntes oder zur Erzielung einer besseren Laufruhe ein schrägverzahntes Zahnrad 2. Das Zahnrad 2 treibt über die Zahnräder 3 und 4 die Kurbelwellen 5 bzw. 6 an. Die Zahnräder 3 und 4 sind berührungslos zueinander mit einem Zahnspiel von größer 0,5 mm montiert. In der Figur sind diese übertrieben nahe gezeichnet, denn der wahre Achsabstand ist größer. Die gegenlaufenden Zähne laufen natürlich aneinander vorbei, ohne sich zu berühren.
Die Lagerstellenschmierung der Gleitlager an der Durchtriebswelle 1, der Kurbelwellen 5a bzw. 6a (bis 500 cm³ Hubraum des Kompressors) und 5b bzw. 6b (bis 1000 cm³ Hubraum) und der großen Pleuellagerstellen 8/9/10/11 (bis 500 cm³ Hubraum) und 12/13/14/15 (bis 1000 cm³) erfolgt über eine an einer Flanschfläche im Gehäuse 7 sitzenden Ölbohrung und Kanäle durch die einzelnen Komponenten des Kompressors 50 hindurch.
Die Schmierung des Rädertriebes und der kleinen Pleuellagerstellengelenke 16/17/18/19 (bis 500 cm³) und 20/21/22/23 (bis 1000 cm³) erfolgt durch Spritzöl. Die Abdichtung des ölgeschmierten Triebwerkbereiches nach außen erfolgt mittels Stahldichtung 25 zwischen dem Gehäuse 7 und dem Führungsteil 24. Die Kolbenstangenabdichtung 26/27/28/29 (bis 500 cm³) und 30/31/32/33 (bis 1000 cm³) des senkrechtstehenden Gerätes erfolgt mittels einer Wellendichtung.
Die Zylinderbuchsen 34/35/36/37 (bis 500 cm³) und 38/39/40/41 (bis 1000 cm³) werden nach der Zylinderbohrungsbearbeitung in das Führungsteil 24 eingepresst, der Presssitz erfolgt im nicht laufenden Bereich des Kolben. Die eingepressten Zylinderbuchsen 34 bis 37 (38–41) und das Führungsteil 24 werden nach dem Einpressen der Buchsen spanabhebend planparallel bearbeitet.
Die Abdichtung des Kühlwassers (5 bar) im Führungsteil 24 der Druckluft in der Zylinderbuchse 34 bis 37 (38–41) zur Ventilplatte 43 erfolgt durch die Sauglamelle 42.
Diejenigen Bezugsziffern, die nicht in 1 gezeigt sind, gehören zu einem Ausführungsbeispiel mit vier Zylindern und sie bezeichnen jeweils entsprechende Teile.
Trockenlaufkompressoren benötigen möglichst konstante Zylinderwandtemperaturen, das Wasserraumvolumen ist doppelt so groß wie das Hubvolumen zu wählen.
In der Ventilplatte 43 befinden sich je Kolben 46 je zwei Druckventile 45 die mittels Schnappverschluss 44 in die Ventilplatte 43 unlöslich eingebracht werden. Die Ansaugbohrung und die Schnappverschlussbohrungen in der Ventilplatte 43 befinden sich in einer Linie zu den Kurbelwellenachsen. Die Abdichtung des Zylinderkopfes 47 nach außen zur Ventilplatte 43 erfolgt über die Zylinderkopfdichtung 48.

1: Durchtriebswelle
2: Zahnrad
3: Zahnrad
4: Zahnrad
5: Kurbelwelle
6: Kurbelwelle
5a: Kurbelwelle
6a: Kurbelwelle
7: Gehäuse
8: Pleuellagerstelle
9: Pleuellagerstelle
10: Pleuellagerstelle
11: Pleuellagerstelle
12: Pleuellagerstelle
13: Pleuellagerstelle
14: Pleuellagerstelle
15: Pleuellagerstelle
16: Pleuellagerstellengelenk
17: Pleuellagerstellengelenk
18: Pleuellagerstellengelenk
19: Pleuellagerstellengelenk
25: Stahldichtung
24: Führungsteil
26: Kolbenstangenabdichtung
27: Kolbenstangenabdichtung
28: Kolbenstangenabdichtung
29: Kolbenstangenabdichtung
30: Kolbenstangenabdichtung
31: Kolbenstangenabdichtung
32: Kolbenstangenabdichtung
33: Kolbenstangenabdichtung
34: Zylinderbuchsen
35: Zylinderbuchsen
36: Zylinderbuchsen
37: Zylinderbuchsen
38: Zylinderbuchsen
39: Zylinderbuchsen
40: Zylinderbuchsen
41: Zylinderbuchsen
42: Sauglamelle
43: Ventilplatte
44: Schnappverschluss
45: Druckventil
46: Kolben
48: Zylinderkopfdichtung
50: Kompressor

Claims

Kompressor für einen Verbrennungsmotor eines Nutzfahrzeugs oder Schienenfahrzeugs, der die folgenden Merkmale aufweist: – eine zentrale Durchtriebswelle (1), die über ein Zahnradgetriebe wenigstens ein Paar von Kurbelwellen (5, 6) antreibt, – auf jeder der Kurbelwellen (5, 6) ist zumindest ein Pleuel (8, 11) angeordnet, – das Pleuel steht mit einer im wesentlichen nur linear verschieblichen Kolbenstange in Verbindung, – die Kolbenstange ist mit einer Kolbenstangenabdichtung (26; 29) gegenüber einem Gehäuse des Kompressors (50) abgedichtet, – die Kolbenstange steht mit einem Kolben (46) in Verbindung, der sich zur Erzeugung von Druckluft in einem Zylinder (34; 37) bewegt.
Kompressor nach Anspruch 1, wobei die Kurbelwellen (5, 6) gleichlaufend sind.
Verbrennungsmotor mit einem Kompressor nach Anspruch 1 oder 2.
Kraftfahrzeug mit einem Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kompressor so angeordnet ist, dass sich die Kolben (46) oberhalb der Durchgangswelle (1) befinden.