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Die Erfindung betrifft eine Kolbenverdichtungsvorrichtung mit einem Zylinder, in dem ein Fluid mittels eines Kolbens komprimierbar ist, und mit einem Verteiler, an den mindestens ein Schlauch zur Ausleitung des komprimierten Fluids an mindestens einen Verbraucher anschließbar ist.
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Kolbenverdichtungsvorrichtungen sind bereits in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. In jeder dieser Vorrichtungen entsteht durch die Verdichtung des Volumens des Fluids eine Druckerhöhung, die vom Zylinder über ein Ventil zum Verteiler gelangt. Im Verteiler entsteht durch die Verdichtung des Fluids eine starke Temperaturerhöhung, die durch die Komprimierung des Fluids durch den Kolben im Verdichtungsbereich des Zylinders verursacht wird.
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Bei den bekannten Vorrichtungen wird diese Wärme über metallische Gegenstände möglichst schnell an die umgebende Luft abgegeben. Diese metallischen Gegenstände bilden ein Luft-Luft-Wärmetauschersystem, dessen Funktion häufig durch Ventilatoren im Außenbereich der Vorrichtung unterstützt werden. Diese Ventilatoren können beispielsweise durch den Kolbenmotor der Vorrichtung angetrieben werden. Die Luft der Ventilatoren wird über Luft-Leitsysteme an die zu kühlenden Stellen des Verteilers geleitet, um diese in geeigneter Weise kühlen zu können.
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Reicht die Abkühlung im Bereich des Verteilers nicht aus, so müssen geeignete Schläuche verwendet werden, um das heiße Fluid zum Verbraucher zu leiten. Meist sind diese Schläuche aus einem mit einem Gewebe verstärkten Elastomer hergestellt, um sowohl den Druck als auch den auftretenden Temperaturen standhalten zu können. Solche bewehrten Schläuche sowie Verteiler aus Metall erhöhen das Gewicht der Vorrichtung. Auch der Platzbedarf für armierte Schläuche ist höher als bei nicht armierten Schläuchen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kolbenverdichtungsvorrichtung bereitzustellen, die optimal auf den jeweiligen Anwendungsfall hinsichtlich der Kühlmaßnahmen angepasst werden kann.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kolbenverdichtungsvorrichtung mit einem Zylinder, in dem ein Fluid mittels eines Kolbens komprimierbar ist, und mit einem Verteiler, an dem mindestens ein Schlauch zur Ausleitung des komprimierten Fluids an mindestens einen Verbraucher anschließbar ist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass an dem Zylinder Verteiler mit unterschiedlichen Kühleinrichtungen austauschbar anordenbar sind.
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Durch die austauschbare Anordnung des Verteilers muss die Vorrichtung nicht standardmäßig mit einem auf den ungünstigsten Betriebsfall ausgelegten Verteiler ausgerüstet werden. Treten Betriebsfälle mit sehr hohen Temperaturen nur selten auf, kann der standardmäßig vorgesehene Verteiler auch aus einem nicht metallischen Material bestehen, und es können nicht bewehrte Schläuche angeschlossen werden. Nur bei besonders ungünstigen Betriebsbedingungen muss ein Verteiler aus Metall eingesetzt und die Vorrichtung gegebenenfalls mit bewehrten Schläuchen ausgerüstet werden.
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An den Zylinder lassen sich daher je nach Anwendungsfall Verteiler mit unterschiedlichen Kühleinrichtungen anordnen. Die unterschiedlichen Kühleinrichtungen können einfach in unterschiedlichen Wandstärken des Verteilers bestehen. Vorzugsweise weisen die Verteiler jedoch als Kühleinrichtung mindestens einen Wärmetauscher auf. Auch der Zylinder kann als Kühleinrichtung mindestens einen Wärmetauscher aufweisen. Diese Wärmetauscher lassen sich vorzugsweise durch Lamellen oder Rippen an der Oberfläche des Verteilers oder des Zylinders realisieren. Die Lamellen oder Rippen erzeugen die für einen effektiven Wärmetauscher notwendige große Kontaktoberfläche zur Umgebungsluft.
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Dabei können die Verteiler vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigt werden und damit als kostengünstige Spritzgießteile hergestellt werden, Über die Wandstärke der Teile lässt sich die Wärmeableitung nach außen weiter beeinflussen. Ist die Kühlleistung des Verteilers ausreichend, so können Kunststoffschläuche, vorzugsweise aus TEEE (Thermoplastic Elastomer-Ether-Ester), Polyurethan oder POM (Polyoxymethylen) verwendet werden.
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Auch der Zylinder kann aus einem Kunststoff gefertigt werden. Durch die austauschbare Anordnung des Verteilers am Zylinder kann die Vorrichtung mit optimal auf den jeweiligen Anwendungsfall angepassten Verteilern vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff und mit unterschiedlichen Kühleinrichtungen ausgestattet werden, womit sich auch das Gewicht der Vorrichtung reduzieren lässt. Außerdem können in den meisten Fällen Schläuche ohne Bewehrung verwendet werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich, wenn im Zylinder und/oder Verteiler Überdruckventile angeordnet sind, die vorteilhafterweise von gewöhnlichen Reifenventilen gebildet sein können. Die Vorrichtung wird dadurch auf preiswerte Art vor Beschädigungen aufgrund von Überdruck geschützt.
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Weiter ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung einen mit einem Ablassventil versehenen Zylinder aufweist, wobei das Ablassventil durch einen Druckknopf betätigbar ist. Dieses Ablassventil kann vorzugweise von einem Reifenbefüllventil gebildet sein. Diese Ventile lassen sich leicht durch Druck auf einen mit dem Ventilkörper verbundenen Stößel öffnen, wenn das komprimierte Fluid nicht an einen Verbraucher weitergeleitet und der Druck abgebaut werden soll.
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Die erfindungsgemäße Kolbenverdichtungsvorrichtung eignet sich insbesondere zum Befüllen von Reifen, kann jedoch auch für andere Anwendungen eingesetzt werden. Sie ist auch nicht auf die Komprimierung von Luft beschränkt. Auch andere Gase oder Flüssigkeiten können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung komprimiert werden.
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Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kolbenverdichtungsvorrichtung mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Kolbenverdichtungsvorrichtung;
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2 eine perspektivische Ansicht des Verteilers der Verdichtungsvorrichtung aus 1;
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3 eine Ansicht in Pfeilrichtung A auf die Verdichtungsvorrichtung aus 1.
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Die Kolbenverdichtungsvorrichtung 100 weist gemäß 1 einen Zylinder 1 sowie einen daran angeschlossenen und austauschbaren Verteiler 2 auf. Der Verteiler 2 ist dabei an eine Öffnung 10 des Zylinders 1 angeschlossen. Die Verdichtungsvorrichtung 100 ist zur Verdichtung von Luft ausgelegt, die sich beim Verdichten im Zylinder 1 erwärmt. Da der Druck über die Öffnung 10 an den Verteiler 2 weitergegeben wird, erwärmt sich der Verteiler 2 ebenso wie der Zylinder 1. Daher weisen sowohl der Zylinder 1 als auch der Verteiler 2 jeweils eine Luft-Luft-Wärmetauschereinrichtung 4, 3 auf, wobei der Wärmetauscher 4 des Zylinders von Kühlrippen gebildet wird und der Wärmetauscher 3 von mehreren parallelen Lamellen 3.1. Durch diese Wärmetauscher 3, 4 ist es möglich, sowohl den Zylinder 1 als auch den Verteiler 2 aus einem Kunststoffmaterial zu fertigen. Die durch die Verdichtung der Luft entstehende Wärme wird durch die Wärmetauscher 3, 4 ausreichend schnell an die Umgebungsluft abgegeben, um ein Deformieren des Zylinders 1 oder des Verteilers 2 zu verhindern. Durch diese Kühlung ist es auch möglich, an einen Schlauchanschluss 11 des Verteilers 2 einen Schlauch (nicht dargestellt) aus einem Kunststoffmaterial und ohne Bewehrung anzuschließen. Für unterschiedliche Anforderungen kann der Verteiler 2 durch einen anderen Verteiler mit stärkeren oder schwächeren Kühleinrichtungen ersetzt werden. Der modulare Aufbau der Verdichtungsvorrichtung 100 ermöglicht somit eine spezifische Anpassung der Kühlmöglichkeit an unterschiedliche Anwendungsfälle.
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Der Zylinder 1 weist außerdem einen Ausgang 9 auf, in den beispielsweise ein in 3 ersichtliches Ablassventil 8 angeordnet werden kann, das mittels eines Druckknopfs 8.1 betätigbar ist.
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Der Verteiler 2 ist neben den Kühleinrichtungen 3 hinsichtlich seiner Temperaturbeständigkeit und seiner Fähigkeit, Wärme abzuleiten, durch seine Wandstärke 14 im Bereich des Wärmetauschers 3 gekennzeichnet. An diesem zentralen Bereich ist neben des Schlauchanschlusses 11 ein Ausgang 12 zu einem hier nicht näher dargestellten Manometer sowie ein Überdruckventil 13 angeschlossen. Das Überdruckventil 13 kann dabei ein einfaches Reifenventil sein.
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Aus 2 ist die im Wesentlichen zylindrische Form des Verteilers 2 ersichtlich. Mithilfe eines Anschlussstücks kann der Verteiler 2 in der Öffnung 10 des Zylinders dichtend eingesetzt werden.
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3 verdeutlicht den Aufbau des Zylinders 1. Er weist neben den Kühlrippen 4 ein Rückschlagventil 5 zwischen einem Kolbenraum 6 und einem Verdichtungsraum 7 auf. Zusätzlich ist das Ablassventil 8 zu erkennen, das von einem herkömmlichen Reifenbefüllventil gebildet sein kann.
