DE102006053923A1 - Piston operating machine, has gas that is absorbed by inlet valve and compressed in compressor area, compressed gas is guided by internal space of housing on side away from compression area of stroke piston - Google Patents

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Abstract

The piston operating machine is formed by a compressor, a gas is absorbed by an inlet valve (22), which is compressed in a compressor area (20). The consolidated gas is ejected an outlet valve (24). The compressed gas is guided by an internal space (10) of a housing (1) on the side away from the compression area of a stroke piston (3), before it is guided through the inlet valve into the compression area.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenarbeitsmaschine mit zumindest einer trocken laufenden Kolben-Zylinder-Einheit.The The invention relates to a piston working machine with at least one dry running piston-cylinder unit.

Eine gattungsgemäße Kolbenarbeitsmaschine ist in der deutschen Patentanmeldung 10 2005 048 681.9 beschrieben, zu der die vorliegende Anmeldung eine Zusatzanmeldung ist.A generic piston working machine is in the German patent application 10 2005 048 681.9 to which the present application is an additional application.

Kolbenarbeitsmaschinen mit trocken laufenden Kolben-Zylinder-Einheiten sind beispielsweise als Kreuzkopf-Kolbenarbeitsmaschinen bekannt, bei denen der Kolben zweigeteilt ist, wobei ein erster, oberer Kolbenabschnitt mit der Wandung des Zylinders das Zylindervolumen bestimmt und wobei ein vom ersten Kolbenabschnitt über eine Kolbenstange beabstandeter zweiter, unterer Kolbenabschnitt im unteren Bereich des Zylinders geführt ist. In diesem unteren Bereich des Zylinders ist eine Schmierstoffversorgung für den zweiten Kolbenbereich vorgesehen. Der untere und der obere Teil des Zylinders sind gegeneinander abgedichtet, wobei die Kolbenstange zwischen den beiden Zylinderabschnitten diese Abdichtung durchdringt. Auf diese Weise läuft bei der bekannten Kreuzkopf-Kolbenarbeitsmaschine der erste, obere Abschnitt des Kolbens ohne zusätzlichen Schmierstoff im Zylinder. Der Vorteil eines derartigen trocken laufenden Zylinders liegt darin, daß kein Schmierstoff in den Kompressionsraum des Zylinders eingetragen wird, so daß dann, wenn die Kolben-Zylinder-Einheit als Kompressor genutzt wird, kein Schmierstoff in das zu komprimierende Gas eingetragen wird. Auch dann, wenn die Kolben-Zylinder-Einheit als Pumpe ausgebildet ist, wird kein Schmierstoff in das zu pumpende Fluid transportiert. Aber auch dann, wenn die trocken laufende Kolbenarbeitsmaschine als Brennkraftmaschine ausgebildet ist, wird kein Schmierstoff in den Brennraum eingetragen, so daß das Abgasverhalten der Brennkraftmaschine verbessert ist.Piston machines with dry-running piston-cylinder units are for example as Cross-head piston working machines known in which the piston divided into two is, wherein a first, upper piston portion with the wall of the Cylinder determines the cylinder volume and being one of the first Piston section over a piston rod spaced second, lower piston portion is guided in the lower part of the cylinder. In this lower one Area of the cylinder is a lubricant supply for the second Piston area provided. The lower and the upper part of the cylinder are sealed against each other, with the piston rod between the two cylinder sections penetrates this seal. On this way works in the known crosshead piston working machine, the first, upper Section of the piston without additional Lubricant in the cylinder. The advantage of such a dry running Cylinder is in that no Lubricant is introduced into the compression space of the cylinder, so that then, if the piston-cylinder unit is used as a compressor, no Lubricant is registered in the gas to be compressed. Also when the piston-cylinder unit is designed as a pump, no lubricant is transported into the fluid to be pumped. But even if the dry-running piston working machine as an internal combustion engine is formed, no lubricant is introduced into the combustion chamber, so that Emission behavior of the internal combustion engine is improved.

Der Aufbau derartiger Kreuzkopf-Kolbenarbeitsmaschinen ist jedoch aufgrund des geteilten Kolbens und des damit verbundenen langen Zylinders voluminös und komplex.Of the However, construction of such crosshead piston working machines is due of the split piston and the associated long cylinder voluminous and complex.

Eine Kolbenarbeitsmaschine mit zumindest einer trocken laufenden Kolben-Zylinder-Einheit sollte kompakt aufgebaut sein und auch bei hoher Betriebsleistung einen zuverlässigen Trockenlauf des Kolbens im Zylinder gewährleisten.A Piston working machine with at least one dry-running piston-cylinder unit should be compact and also at high operating performance a reliable one Ensure dry running of the piston in the cylinder.

Eine Ausgestaltung als Doppelkurbelwellen-Kolbenarbeitsmaschine besitzt den Vorteil, daß, bedingt durch die sich gegensinnig synchron drehenden Kurbelwellen, der mit den Kurbelwellen über jeweils ein Pleuel verbundene Zylinder keinen Kippkräften unterliegt und daher zuverlässig im Zylinder geführt ist. Dadurch kann die bei der Kreuzkopf-Kolbenarbeitsmaschine erforderliche zusätzliche Führung mittels eines zweiten Kolbenabschnitts im unteren Bereich des Zylinders entfallen. Da die Kurbelwellen der erfindungsgemäßen Kolbenarbeitsmaschine in einem mit Schmierstoff versorgten separaten Gehäuse gelagert sind und aus diesem mit ihrem Endabschnitt abdichtend austreten, kann der gesamte Kurbeltrieb der Zylinder außerhalb des mit Schmierstoff versorgten Gehäuses vorgesehen sein, so daß keine Gefahr des Eintretens von Schmierstoff in den Kompressionsraum der Kolben-Zylinder-Einheit besteht.A Design as a double crankshaft piston working machine has the advantage that, conditionally by the oppositely synchronously rotating crankshafts, the with the crankshafts over each cylinder connected to a connecting rod is not subject to tilting forces and therefore reliable guided in the cylinder is. As a result, the required in the crosshead piston working machine additional guide by means of a second piston section in the lower region of the cylinder omitted. Since the crankshafts of the piston working machine according to the invention in are stored in a supplied with lubricant separate housing and from this With its end portion sealing leak, the entire crank mechanism the cylinder outside be provided of the lubricant-supplied housing, so that no Risk of lubricant entering the compression chamber Piston-cylinder unit consists.

Bevorzugt sind auch die Synchronisationszahnräder innerhalb des mit Schmierstoff versorgten zweiten Gehäuses angeordnet.Prefers are also the synchronization gears within the with lubricant supplied second housing arranged.

Vorteilhaft ist auch, wenn das zweite Gehäuse mit dem ersten Gehäuse integral ausgebildet ist.Advantageous is also when the second case with the first housing is integrally formed.

In einer anderen Ausführungsform ist das jeweilige Pleuel am zugeordneten Kurbelzapfen und am zugeordneten Hubkolben mittels gegen den Austritt von Schmierstoff abgedichteter Lager gelagert, so daß der für die Pleuellagerung erforderliche Schmierstoff nicht in den Innenraum des trockenen ersten Gehäuses eindringen und von dort am Kolben vorbei in den Kompressionsraum gelangen kann.In another embodiment is the respective connecting rod on the associated crank pin and the associated Lifting piston by means sealed against the escape of lubricant Bearing stored so that the for the Pleuellagerung required lubricant not in the interior of the dry first housing penetrate and from there on the piston over into the compression space can get.

Auch können die beiden Kurbelwellen innerhalb des zweiten Gehäuses in zumindest einem gemeinsamen Lagerstuhl gelagert sein, wobei der Lagerstuhl aus einem Material mit einem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht, wobei die Synchronisationszahnräder aus einem Material mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen und wobei die Abmessungen des Lagerstuhls und der Synchronisationszahnräder in Radialrichtung sowie der erste und der zweite Wärmeausdehnungskoeffizient so aufeinander abgestimmt sind, daß die Wärmeausdehnung des Lagerstuhls zwischen den beiden Drehachsen im wesentlichen gleich der Wärmeausdehnung der Synchronisationszahnräder ist.Also can the two crankshafts inside the second housing in be stored at least one common storage chair, wherein the Bearing chair made of a material with a first thermal expansion coefficient consists, wherein the synchronization gears of a material with a second thermal expansion coefficient exist and wherein the dimensions of the bearing block and the synchronization gears in the radial direction as well the first and second coefficients of thermal expansion are coordinated so that the thermal expansion of the bearing block between the two axes of rotation substantially equal to the thermal expansion the synchronization gears is.

Die gemeinsame Lagerung der beiden Kurbelwellen in zumindest einem gemeinsamen Lagerstuhl ermöglicht zunächst, daß Kräfte, die in Radialrichtung zwischen den beiden Kurbelwellen wirken, nicht über das Gehäuse geleitet werden müssen, sondern unmittelbar im Lagerstuhl aufgenommen werden. Das Gehäuse kann daher gewichtsgünstig ausgelegt werden. Die besondere Auswahl der Materialien des Lagerstuhls und der miteinander kämmenden Synchronisationszahnräder, bei der die Abmessungen des Lagerstuhls und der Synchronisationszahnräder in Radialrichtung sowie der erste Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials des Lagerstuhls und der zweite Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials der Synchronisationszahnräder so aufeinander abgestimmt sind, daß die Wärmeausdehnung des Lagerstuhls zwischen den beiden Drehachsen im wesentlichen gleich der Wärmeausdehnung der Synchronisationszahnräder ist, sorgt zudem dafür, daß das Zahnflankenspiel zwischen den beiden miteinander kämmenden Synchronisationszahnrädern konstant bleibt und sich bei Temperaturschwankungen, die insbesondere bei Hochleistungsmotoren auftreten, nicht verändert. Hierdurch werden die Verschleißbelastung der Zahnflanken und auch die Geräuschentwicklung spürbar herabgesetzt.The common storage of the two crankshafts in at least one common bearing block initially allows that forces acting in the radial direction between the two crankshaft, do not have to be routed through the housing, but are absorbed directly in the bearing block. The housing can therefore be designed for low weight. The particular choice of materials of the bearing block and the intermeshing synchronization gears, wherein the dimensions of the bearing block and the synchronization gears in the radial direction and the first coefficient of thermal expansion of the material of the bearing block and the second coefficient of thermal expansion of the material of the synchronization gears so on are matched to each other that the thermal expansion of the bearing block between the two axes of rotation is substantially equal to the thermal expansion of the synchronization gears, also ensures that the backlash between the two intermeshing synchronization gears remains constant and does not change in temperature fluctuations that occur especially in high-performance engines , As a result, the wear load of the tooth flanks and the noise are noticeably reduced.

Eine andere Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß die Kurbelwellen aus einem Material mit einem dritten Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen und daß die Abmessungen des Lagerstuhls, der Kurbelwellen und der Zahnräder in Radialrichtung sowie der erste, der zweite und der dritte Wärmeausdehnungskoeffizient so aufeinander abgestimmt sind, daß die Wärmeausdehnung des Lagerstuhls und der darin gelagerten Kurbelwellen-Abschnitte im wesentlichen gleich der Wärmeausdehnung der Synchronisationszahnräder und der Kurbelwellen-Abschnitte ist, auf dem die Synchronisationszahnräder angebracht sind. Hierdurch werden auch die thermischen Eigenschaften der Kurbelwellen bei der Kompensation der thermischen Einflüsse auf das Zahnflankenspiel berücksichtigt.A Another embodiment is characterized in that the crankshafts consist of a material with a third coefficient of thermal expansion and that the Dimensions of the bearing bracket, the crankshafts and the gears in the radial direction and the first, second and third coefficients of thermal expansion are coordinated with each other, that the thermal expansion the bearing block and the crankshaft sections mounted therein essentially equal to the thermal expansion the synchronization gears and the crankshaft sections on which the synchronization gears are mounted are. This also causes the thermal properties of the crankshafts in the compensation of the thermal influences on the backlash considered.

Vorteilhaft ist auch, wenn der Lagerstuhl und die Synchronisationszahnräder jeweils aus Material mit demselben Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen, wobei vorteilhafterweise auch die Kurbelwellen aus dem Material mit diesem Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen.Advantageous is also when the bearing chair and the synchronization gears respectively made of material with the same thermal expansion coefficient exist, wherein advantageously also the crankshafts from the Material with this thermal expansion coefficient consist.

Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn der Lagerstuhl und die Synchronisationszahnräder aus dem gleichen Material bestehen und wenn weiter vorteilhafterweise auch die Kurbelwellen aus diesem gleichen Material bestehen.Especially It is advantageous if the bearing block and the synchronization gears from the consist of the same material and if more advantageously also the crankshafts are made of this same material.

In noch einer anderen Ausführungsform sind zumindest zwei Lagerstühle zur Lagerung der Kurbelwellen vorgesehen.In yet another embodiment are at least two camp chairs provided for the storage of crankshafts.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß auch das andere Ende der jeweiligen Kurbelwelle aus dem zweiten Gehäuse herausgeführt ist und daß jede der Kurbelwellen auch am anderen Ende mit einem Kurbelzapfen versehen ist, der über jeweils ein zugeordnetes Pleuel mit einem Zylinder einer zweiten Kolben-Zylinder-Einheit verbunden ist. Auf diese Weise wird eine erfindungsgemäß aufgebaute Zweizylinder-Kolbenarbeitsmaschine mit zwei trocken laufenden Kolben-Zylinder-Einheiten geschaffen.A another embodiment is characterized by the fact that also the other end of the respective crankshaft is led out of the second housing and that each the crankshaft also provided at the other end with a crank pin is that over one associated connecting rod with a cylinder of a second Piston-cylinder unit is connected. That way, one becomes constructed according to the invention Two-cylinder piston working machine with two dry-running piston-cylinder units created.

Mögliche Anwendungen der erfindungsgemäßen Kolbenarbeitsmaschine sind entweder Kompressoren, Pumpen oder Brennkraftmaschinen. Die Kolbenarbeitsmaschine kann auch als mehrstufiger Kompressor oder als mehrstufige Pumpe ausgebildet sein.Possible applications the piston working machine according to the invention are either compressors, pumps or internal combustion engines. The piston working machine can also be used as a multi-stage compressor or as a multi-stage pump be educated.

Ist die Kolben-Arbeitsmaschine mit zwei Kolben-Zylinder-Einheiten versehen, so ist es außerdem vorteilhaft, wenn eine der Kolben-Zylinder-Einheiten als trocken laufende Pumpe oder trocken laufender Kompressor ausgebildet ist, während die andere Kolben-Zylinder-Einheit als Brennkraftmaschine zum Antrieb der Pumpe beziehungsweise des Kompressors ausgebildet ist. Die als Brennkraftmaschine ausgebildete Kolben-Zylinder-Einheit kann dabei entweder als trocken laufende Kolben-Zylinder-Einheit oder als herkömmlich geschmierte Kolben-Zylinder-Einheit ausgestaltet sein.is the piston working machine provided with two piston-cylinder units, so it is also beneficial if one of the piston-cylinder units as a dry-running pump or dry-running compressor is formed while the another piston-cylinder unit as an internal combustion engine to drive the pump or the compressor is formed. As Internal combustion engine trained piston-cylinder unit can thereby either as a dry-running piston-cylinder unit or as conventionally lubricated Be configured piston-cylinder unit.

Wird diese in der deutschen Patentanmeldung 10 2005 048 681.9 beschriebene Kolbenarbeitsmaschine als Kompressor eingesetzt, so kann insbesondere dann, wenn die Kolbenarbeitsmaschine sehr kompakt aufgebaut ist, ein zusätzlicher Kühlungsbedarf entstehen.Will this be in the German patent application 10 2005 048 681.9 described piston working machine used as a compressor, then, in particular, when the piston working machine is constructed very compact, an additional cooling demand.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die in der deutschen Patentanmeldung 10 2005 048 681.9 offenbarte Kolbenarbeitsmaschine, wenn diese von einem Kompressor gebildet ist, so auszugestalten, daß sie auch bei kompaktem Aufbau nicht überhitzt.Object of the present invention is that in the German patent application 10 2005 048 681.9 disclosed piston working machine, if it is formed by a compressor, so designed that it does not overheat even in a compact design.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 5 gelöst.These The object is achieved by the features of independent claims 1 and 5 solved.

Insbesondere dadurch, daß das zu verdichtende Gas, bevor es durch das Einlaßventil in den Kompressionsraum eingeleitet wird, durch den Innenraum des ersten Gehäuses auf der vom Kompressionsraum abgewandten Seite des Hubkolbens geleitet wird, erfolgt durch das von außen angesaugte kühle Gas eine Kühlung des im ersten Gehäuse gelegenen Kurbeltriebs, wobei insbesondere die Lager des Kurbeltriebs und auch die Unterseite des Kolbens vom Gas gekühlt werden.Especially in that the gas to be compressed before passing through the inlet valve into the compression chamber is introduced through the interior of the first housing directed away from the compression chamber side of the reciprocating piston is done by the outside sucked in cool Gas a cooling located in the first housing Crankshaft, in particular the bearings of the crank mechanism and Also, the bottom of the piston to be cooled by the gas.

Alternativ oder zusätzlich zu dieser Gaskühlung beziehungsweise Luftkühlung, falls das Gas Umgebungsluft ist, kann in einer den Kompressionsraum begrenzenden Wand zumindest eine Einspritzdüse für eine Kühlflüssigkeit vorgesehen sein. Die Einspritzung einer Kühlflüssigkeit in den Kompressionsraum führt nicht nur zu einer Abkühlung des Kolbenbodens und der den Kompressionsraum umgebenden Zylinderwände, sondern vor allem zu einer Verdampfungskühlung des im Kompressionsraums enthaltenen komprimierten und dadurch aufgeheizten Gases.alternative or additionally to this gas cooling or air cooling, if the gas is ambient air, in one the compression space be provided limiting wall at least one injection nozzle for a cooling liquid. The injection a cooling liquid leads into the compression space not just to cool off the piston crown and the cylinder walls surrounding the compression chamber, but especially for evaporative cooling of the contained in the compression space compressed and thus heated Gas.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den verbleibenden Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments are in the ver specified in the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; in dieser zeigt:The The invention will now be described by way of example with reference to FIG closer to the drawings explains; in this shows:

1 einen Vertikalschnitt durch einen Zylinder einer Kolbenarbeitsmaschine entlang der Linie I-I in 2; 1 a vertical section through a cylinder of a piston working machine along the line II in 2 ;

2 einen Längsschnitt durch eine Kolbenarbeitsmaschine entlang der Linie II-II in 1; und 2 a longitudinal section through a piston working machine along the line II-II in 1 ; and

3 einen Längsschnitt durch eine Kolbenarbeitsmaschine entsprechend der 2 mit den erfindungsgemäßen Kühleinrichtungen. 3 a longitudinal section through a piston working machine according to the 2 with the cooling devices according to the invention.

In 1 ist schematisch die Kolben-Zylinder-Einheit einer erfindungsgemäßen Kolbenarbeitsmaschine mit zugehörigem Kurbeltrieb dargestellt. In einem mit einem ersten Gehäuse 1 verbundenen Zylinder 2 ist ein Hubkolben 3 hin- und her bewegbar angeordnet. Dabei wird von der Wandung des Zylinders 2 und der oberen stirnseitigen Fläche des Kolbenbodens 30 des Zylinders 2 ein Zylinderraum oder Kompressionsraum 20 umschlossen. In dem in den Figuren schematisch dargestellten Zylinder 2 sind, ebenfalls schematisch dargestellt, ein Einlaßventil 22 und ein Auslaßventil 24 vorgesehen, die den Kompressionsraum 20 mit einem – nicht gezeigten – Einlaßkanal beziehungsweise einem – nicht gezeigten – Auslaßkanal verbinden.In 1 is schematically shown the piston-cylinder unit of a piston working machine according to the invention with associated crank mechanism. In one with a first housing 1 connected cylinders 2 is a reciprocating piston 3 arranged to move back and forth. It is from the wall of the cylinder 2 and the upper end surface of the piston crown 30 of the cylinder 2 a cylinder room or compression room 20 enclosed. In the cylinder shown schematically in the figures 2 are also shown schematically, an inlet valve 22 and an exhaust valve 24 provided the compression space 20 with an - not shown - inlet channel or a - not shown - outlet channel connect.

Der Kolben 3 ist an seinem Umfang im Bereich seines Kolbenbodens 30 mit zwei axial voneinander beabstandeten Kolbenringen 31, 32 sowie einem im vom Kolbenboden 30 abgewandten unteren Kolbenbereich gelegenen Führungsring 33 versehen. Der Führungsring 33 und/oder die Kolbenringe 31, 32 bestehen aus einem Material mit selbstschmierenden Eigenschaften, wie beispielsweise PTFE (Polytetrafluorethylen) oder Graphit.The piston 3 is at its periphery in the region of its piston crown 30 with two axially spaced piston rings 31 . 32 as well as in from the piston crown 30 remote from the lower piston area located guide ring 33 Mistake. The guide ring 33 and / or the piston rings 31 . 32 consist of a material with self-lubricating properties, such as PTFE (polytetrafluoroethylene) or graphite.

An seinem vom Kolbenboden 30 abgewandten unteren Ende ist der Kolben 3 mit zwei bezüglich der Zylinderachse A seitlich zueinander versetzt gelegenen Pleuelzapfen 34, 35 versehen. Auf jeden der Pleuelzapfen 34, 35 ist ein gekapseltes Wälzlager vorgesehen, welches jeweils ein kolbenseitiges Pleuellager 36, 37 bildet. Auf jedem kolbenseitigen Pleuellager 36, 37 ist jeweils ein Pleuel 6, 7 schwenkbar am Hubkolben 3 angebracht.At his from the piston bottom 30 opposite lower end is the piston 3 with two relative to the cylinder axis A laterally offset from each other located connecting rod 34 . 35 Mistake. On each of the conrod 34 . 35 an encapsulated rolling bearing is provided, each a piston-side connecting rod bearing 36 . 37 forms. On each piston-side connecting rod bearing 36 . 37 is each a connecting rod 6 . 7 swiveling on the reciprocating piston 3 appropriate.

Das zweite Ende eines jeden Pleuels 6, 7 ist an einem zugeordneten Kurbelzapfen 40, 50 mittels jeweils eines gegen den Austritt von Schmiermittel gekapselten Wälzlagers, das jeweils ein kurbelwellenseitiges Pleuellager 41, 51 bildet, drehbar gelagert. Der erste Kurbelzapfen 40 ist dabei an einer mit einer ersten Kurbelwelle 4 verbundenen Kurbelscheibe 42 vorgesehen und der zweite Kurbelzapfen 50 ist an einer mit einer zweiten Kurbelwelle 5 verbundenen Kurbelscheibe 52 vorgesehen. Die erste Kurbelwelle 4 und die zweite Kurbelwelle 5 verlaufen zueinander parallel und drehen sich gegensinnig synchron. Die Drehachsen X, X' der beiden Kurbelwellen 4, 5 verlaufen dabei zu einer gemeinsamen Zylinder-Mittelebene Z parallel und sind bezüglich dieser Zylinder-Mittelebene Z seitlich symmetrisch versetzt.The second end of each connecting rod 6 . 7 is on an associated crankpin 40 . 50 by means of a respective sealed against the escape of lubricant rolling bearing, each a crankshaft-side connecting rod bearing 41 . 51 forms, rotatably mounted. The first crankpin 40 is at one with a first crankshaft 4 connected crank disc 42 provided and the second crank pin 50 is at one with a second crankshaft 5 connected crank disc 52 intended. The first crankshaft 4 and the second crankshaft 5 run parallel to each other and rotate in opposite directions synchronously. The axes of rotation X, X 'of the two crankshafts 4 . 5 in this case run parallel to a common cylinder center plane Z and are offset laterally symmetrically with respect to this cylinder center plane Z.

In 2 ist ein Längsschnitt durch die Kolbenarbeitsmaschine in Blickrichtung der Pfeile II-II in 1 gezeigt.In 2 is a longitudinal section through the piston working machine in the direction of arrows II-II in 1 shown.

Der Zylinder 2 ist oben von einem Zylinderkopf begrenzt und ist unten auf herkömmliche Weise mit einem ersten Gehäuse 1 der Kolbenarbeitsmaschine verbunden. Innerhalb des ersten Gehäuses 1 ist der aus den Kurbelscheiben 42, 52 und den Pleueln 6, 7 bestehende Kurbeltrieb für den Kolben 3 vorgesehen.The cylinder 2 is bounded at the top by a cylinder head and is at the bottom in a conventional manner with a first housing 1 connected to the piston working machine. Inside the first case 1 is the one from the crank pulleys 42 . 52 and the connecting rods 6 . 7 existing crank mechanism for the piston 3 intended.

Integral mit dem ersten Gehäuse 1 ist ein zweites Gehäuse 8 ausgebildet, welches durch eine Trennwand 12 gegenüber dem ersten Gehäuse 1 abgegrenzt und abgedichtet ist.Integral with the first housing 1 is a second housing 8th formed, which by a partition wall 12 opposite the first housing 1 demarcated and sealed.

Das zweite Gehäuse 8 umschließt einen zweiten Gehäuseraum 80 und weist in seinem unterem Bereich eine Ölwanne 82 auf. Die Ölwanne 82 und ein unterer Abschnitt des Gehäuseinnenraums 80 sind mit einem Schmieröl befüllt.The second housing 8th encloses a second housing space 80 and has in its lower part an oil pan 82 on. The oil pan 82 and a lower portion of the housing interior 80 are filled with a lubricating oil.

Innerhalb des zweiten Gehäuses 8 sind zwei Lagerstühle 9, 9' angeordnet, in denen die Kurbelwellen 4, 5 derart gelagert sind, daß jede der Kurbelwellen 4, 5 in jedem der beiden Lagerstühle 9, 9' gelagert ist. Die jeweilige Kurbelwelle 4, 5 ist innerhalb des zweiten Gehäuses 8 zylindrisch ausgebildet und jeweils durch eine in der Trennwand 12 angeordnete Radialdichtung, von der in 2 nur die der Kurbelwelle 4 zugeordnete Radialdichtung 43 gezeigt ist, aus dem Innenraum 80 des zweiten Gehäuses 8 in den Innenraum 10 des ersten Gehäuses 1 herausgeführt.Inside the second housing 8th are two storage chairs 9 . 9 ' arranged in which the crankshafts 4 . 5 are stored such that each of the crankshafts 4 . 5 in each of the two camp chairs 9 . 9 ' is stored. The respective crankshaft 4 . 5 is inside the second housing 8th cylindrically shaped and in each case by one in the partition 12 arranged radial seal, from the in 2 only the crankshaft 4 assigned radial seal 43 shown is from the interior 80 of the second housing 8th in the interior 10 of the first housing 1 led out.

Das andere Ende zumindest einer der beiden Kurbelwellen ist auf der von der Trennwand 12 abgewandt gelegenen Stirnwand 84 des Gehäuses 8 durch eine in dieser Stirnwand 84 angeordnete Radialdichtung 44 herausgeführt. Dieses herausgeführte Ende der zumindest einen Kurbelwelle dient dann, wenn die Kolbenarbeitsmaschine ein Kompressor oder eine Pumpe ist, als Antriebswelle für die Kolbenarbeitsmaschine und dann, wenn die Kolbenarbeitsmaschine eine Brennkraftmaschine ist, als Abtriebswelle.The other end of at least one of the two crankshafts is on that of the bulkhead 12 facing away from the end wall 84 of the housing 8th through one in this end wall 84 arranged radial seal 44 led out. This lead-out end of the at least one crankshaft, when the piston working machine is a compressor or a pump, serves as the drive shaft for the piston working machine and, when the piston working machine is an internal combustion engine, as the output shaft.

Jede der Kurbelwellen 4, 5 ist innerhalb des Gehäuses 8 mit einem auf dem zylindrischen Kurbelwellenabschnitt drehfest angebrachten Synchronisationszahnrad 46, 56 versehen, wobei die Synchronisationszahnräder 46, 56 miteinander kämmend in Eingriff stehen und mit ihrem unteren Abschnitt in den Schmiermittelvorrat 81 im unteren Bereich des Innenraums 80 des Gehäuses 8 eintauchen.Each of the crankshafts 4 . 5 is inside the case 8th with one on the cylindrical crank shaft section rotatably mounted synchronization gear 46 . 56 provided with the synchronization gears 46 . 56 meshing with each other and with their lower portion in the lubricant reservoir 81 in the lower part of the interior 80 of the housing 8th plunge.

Durch das Vorsehen der zu schmierenden Kurbelwellenlager und der zu schmierenden Synchronisationszahnräder 46, 56 innerhalb des zweiten Gehäuses 8 ist es möglich, daß nur der Innenraum 80 des zweiten Gehäuses 8 flüssiges Schmiermittel enthält, während der Innenraum 10 des ersten Gehäuses 1, in welchem sich der Kurbeltrieb befindet, als schmiermittelfreier, trockener Raum ausgebildet ist, wobei die hier erforderlichen Lagerungen der Pleuel durch gekapselte Wälzlager gebildet sind, die gegen Schmiermittelaustritt abgedichtet sind, so daß in den Zylinder 2 kein Schmiermittel eintreten kann.By providing the crankshaft bearings to be lubricated and the timing gears to be lubricated 46 . 56 within the second housing 8th it is possible that only the interior 80 of the second housing 8th contains liquid lubricant while the interior 10 of the first housing 1 , in which the crank mechanism is formed as a lubricant-free, dry space is formed, wherein the bearings required here the connecting rods are formed by encapsulated rolling bearings, which are sealed against leakage of lubricant, so that in the cylinder 2 no lubricant can occur.

Die Doppelkurbelwellenanordnung in Verbindung mit dem über die beiden Pleuel 6, 7 angelenkten Kolben 3 sorgt dafür, daß keine Kippkräfte auf den Kolben 3 einwirken, so daß dieser stets mit seiner Kolbenmittelachse A' in Richtung der Zylinderachse A geführt wird. Dabei übernimmt der vorzugsweise aus selbstschmierendem Material bestehende Führungsring 33 eine Zentrierung des Kolbens 3 im Zylinder 2 und die Kolbenringe 31, 32 sorgen für eine Abdichtung des Kompressionsraums 20 gegenüber dem mit dem Innenraum des Gehäuses 1 verbundenen unteren Teil des Innenraums des Zylinders 2.The double crankshaft arrangement in conjunction with the over the two connecting rods 6 . 7 hinged piston 3 ensures that no tilting forces on the piston 3 act, so that it is always performed with its piston center axis A 'in the direction of the cylinder axis A. In this case, the preferably made of self-lubricating material guide ring takes over 33 a centering of the piston 3 in the cylinder 2 and the piston rings 31 . 32 ensure a seal of the compression space 20 opposite to the interior of the housing 1 connected lower part of the interior of the cylinder 2 ,

3 zeigt eine Kolbenarbeitsmaschine, die im Grundsatz jener Kolbenarbeitsmaschine entspricht, die in Verbindung mit den 1 und 2 beschrieben worden ist, wobei jedoch zusätzliche Maßnahmen zur Kühlung vorgesehen sind. 3 shows a piston working machine, which corresponds in principle to that piston working machine, which in conjunction with the 1 and 2 has been described, but with additional measures for cooling are provided.

Im unteren Teil des ersten Gehäuses 1 ist dessen Gehäusewand 11 mit einer Ansaugöffnung 14 für ein Umgebungsgas, vorzugsweise Umgebungsluft, versehen. Vor der Ansaugöffnung 14 ist ein Filter 16 vorgesehen, das den Eintritt von Fremdkörpern in den Innenraum 10 und damit eine Verschmutzung des Innenraums 10 verhindert. Die Luft strömt dann entsprechend den in 3 dargestellten Pfeilen durch den Innenraum 10 des ersten Gehäuses 1 auf der vom Kompressionsraum 20 abgewandten Seite des Hubkolbens 3, wobei sie von den rotierenden Kurbelscheiben 42, 52, den Pleueln 6, 7 und dem sich auf- und abbewegenden Kolben 30 verwirbelt wird und so diese Teile, insbesondere die kurbelwellenseitigen Pleuellager 41, 51 und die kolbenseitigen Pleuellager 36, 37, kühlt.In the lower part of the first housing 1 is the housing wall 11 with a suction port 14 for an ambient gas, preferably ambient air provided. In front of the intake 14 is a filter 16 provided that the entry of foreign objects into the interior 10 and thus a pollution of the interior 10 prevented. The air then flows according to the in 3 arrows through the interior 10 of the first housing 1 on the from the compression room 20 opposite side of the reciprocating piston 3 Taking it from the rotating crank pulleys 42 . 52 , the connecting rods 6 . 7 and the reciprocating piston 30 is swirled and so these parts, especially the crankshaft-side connecting rod bearings 41 . 51 and the piston-side connecting rod bearings 36 . 37 , cools.

Die Luft strömt dann durch einen in der Zylinderwandung vorgesehenen Ansauggaskanal 18 zum Einlaßventil 22 und wird durch dieses in den Kompressionsraum 20 angesaugt.The air then flows through a suction gas channel provided in the cylinder wall 18 to the inlet valve 22 and gets through this into the compression space 20 sucked.

In der Wand 28 des Zylinders 2 ist außerdem eine Einspritzdüse 26 für eine Kühlflüssigkeit vorgesehen. Durch die Einspritzdüse 26 kann als Kühlflüssigkeit beispielsweise Kühlwasser, das aus dem Kondenswasservorrat entnommen wird, welcher beim Komprimieren des Gases entsteht, in den Kompressionsraum 20 eingespritzt werden, und durch die beim Einspritzen in das durch die Kompression erhitzte Gas auftretende Verdampfung des Wassers und die dadurch entstehende Kälte wird das komprimierte Gas herabgekühlt. Die Einspritzdüse 26 kann auch in der Stirnwand 29 des Zylinderkopfs vorgesehen sein.In the wall 28 of the cylinder 2 is also an injector 26 intended for a cooling liquid. Through the injector 26 For example, as the cooling liquid, cooling water taken from the condensed water reservoir, which is generated upon compression of the gas, can be introduced into the compression space 20 The vaporization of the water occurring during injection into the gas heated by the compression and the resulting cold are cooled down the compressed gas. The injector 26 can also be in the front wall 29 be provided of the cylinder head.

Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt, die lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dienen. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen.The The invention is not limited to the above embodiments which only the general explanation serve the core idea of the invention. Within the scope of protection can the device of the invention rather, assume other than the embodiments described above. In this case, the device can in particular have features that represent a combination of the respective individual features of the claims.

Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.reference numeral in the claims, The description and the drawings are only for the better understanding of the invention and are not intended to limit the scope.

Claims (6)

Kolbenarbeitsmaschine nach Patentanmeldung DE 10 2005 048 681.9 , wobei die Kolbenarbeitsmaschine von einem Kompressor gebildet ist, der ein Gas durch zumindest ein Einlaßventil (22) ansaugt, in einem Kompressorraum (20) verdichtet und das verdichtete Gas durch ein Auslaßventil (24) ausstößt, dadurch gekennzeichnet, daß das zu verdichtende Gas, bevor es durch das Einlaßventil (22) in den Kompressionsraum (20) eingeleitet wird, durch den Innenraum (10) des ersten Gehäuses (1) auf der vom Kompressionsraum abgewandten Seite des Hubkolbens (3) geleitet wird.Piston working machine according to patent application DE 10 2005 048 681.9 in that the piston working machine is formed by a compressor which supplies a gas through at least one inlet valve ( 22 ) in a compressor room ( 20 ) and the compressed gas through an outlet valve ( 24 ), characterized in that the gas to be compressed, before passing through the inlet valve ( 22 ) in the compression space ( 20 ), through the interior ( 10 ) of the first housing ( 1 ) on the side facing away from the compression space side of the reciprocating piston ( 3 ). Kolbenarbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung des ersten Gehäuses (1) eine Ansaugöffnung (14) für den Eintritt des zu verdichtenden Gases in das erste Gehäuse (1) vorgesehen ist.Piston working machine according to claim 1, characterized in that in the wall of the first housing ( 1 ) an intake opening ( 14 ) for the entry of the gas to be compressed into the first housing ( 1 ) is provided. Kolbenarbeitsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung (14) mit einem Filter (16) versehen ist.Piston working machine according to claim 2, characterized in that the suction opening ( 14 ) with a filter ( 16 ) is provided. Kolbenarbeitsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ansauggaskanal (18) vorgesehen ist, der den Innenraum (10) des ersten Gehäuses (1) mit dem Einlaßventil (22) verbindet.Piston working machine according to one of the preceding claims, characterized in that an intake gas duct ( 18 ) is provided, the interior ( 10 ) of the first housing ( 1 ) with the inlet valve ( 22 ) connects. Kolbenarbeitsmaschine nach Patentanmeldung DE 10 2005 048 681.9 , wobei die Kolbenarbeitsmaschine von einem Kompressor gebildet ist, der ein Gas durch zumindest ein Einlaßventil (22) ansaugt, in einem Kompressorraum (20) verdichtet und das verdichtete Gas durch ein Auslaßventil (24) ausstößt, dadurch gekennzeichnet, daß in einer den Kompressionsraum (20) begrenzenden Wand zumindest eine Einspritzdüse (26) für eine Kühlflüssigkeit vorgesehen ist.Piston working machine according to patent application DE 10 2005 048 681.9 in that the piston working machine is formed by a compressor which supplies a gas through at least one inlet valve ( 22 ) in a compressor room ( 20 ) and the compressed gas through an outlet valve ( 24 ), characterized in that in one the compression space ( 20 ) limiting wall at least one injection nozzle ( 26 ) is provided for a cooling liquid. Kolbenarbeitsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil in der Zylinderwand (28) vorgesehen ist.Piston working machine according to claim 5, characterized in that the injection valve in the cylinder wall ( 28 ) is provided.
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