DE102014013442A1

DE102014013442A1 - Luftverdichter aus einem Leichtmetall

Info

Publication number: DE102014013442A1
Application number: DE102014013442.3A
Authority: DE
Inventors: Uwe Oppermann
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2016-03-31
Also published as: US20170254322A1; EP3191713A1; CN106574613A; WO2016037688A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Luftverdichter (10), beispielsweise zur Versorgung eines Druckluftsystems eines Kraftfahrzeugs mit Druckluft, aufweisend ein Kurbelgehäuse (46), ein mit dem Kurbelgehäuse verbundenes Zylindergehäuse (14), einen Zylinderkopf (20), eine in dem Kurbelgehäuse drehbar gelagert angeordnete Kurbelwelle (40), einen mittels eines Pleuels (42) mit der Kurbelwelle (40) verbundenen zylindrischen Kolben (12), welcher entlang einer zylindrischen Lauffläche (56) des Zylindergehäuses (14) axial bewegbar angeordnet ist, wenigstens einen Kolbenring (54) oder Ölabstreifring, welcher in einer ringförmigen Nut (52) an Außenmantelfläche des Kolbens (12) angeordnet ist, einen Verdichtungsraum (16), welcher oberhalb des Kolbens (12) ausgebildet ist und durch den Zylinderkopf (20) verschlossen ist, weiter aufweisend einen Ansaugkanal (26) und einen Auslasskanal (28), welche in einem Zylinderkopfoberteil (22) des Zylinderkopfes (20) ausgebildet sind, wobei dem Ansaugkanal (26) wenigstens ein Saugventil (36) sowie dem Auslasskanal (28) wenigstens ein Druckventil (38) zugeordnet ist, und bei dem das Kurbelgehäuse (46) sowie das Zylindergehäuse (14) unter Verwendung von Aluminium hergestellt sind. Um die zu komprimierende Luft möglichst wenig mit Wärme zu belasten ist vorgesehen, dass das Kurbelgehäuse (46), das Zylindergehäuse (14), der Zylinderkopf (20) und der Kolben (12) aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung hergestellt sind, und dass der wenigstens eine Kolbenring (54) oder der wenigstens eine Ölabstreifring aus Grauguss oder aus Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftverdichter, beispielsweise zur Versorgung eines Druckluftsystems eines Kraftfahrzeugs mit Druckluft, aufweisend ein Kurbelgehäuse, ein mit dem Kurbelgehäuse verbundenes Zylindergehäuse, einen Zylinderkopf, eine in dem Kurbelgehäuse drehbar gelagert angeordnete Kurbelwelle, einen mittels eines Pleuels mit der Kurbelwelle verbundenen zylindrischen Kolben, welcher entlang einer zylindrischen Lauffläche des Zylindergehäuses axial bewegbar angeordnet ist, wenigstens einen Kolbenring oder Ölabstreifring, welcher in einer ringförmigen Nut an Außenmantelfläche des Kolbens angeordnet ist, einen Verdichtungsraum, welcher oberhalb des Kolbens ausgebildet ist und durch den Zylinderkopf verschlossen ist, weiter aufweisend einen Ansaugkanal und einen Auslasskanal, welche in einem Zylinderkopfoberteil des Zylinderkopfes ausgebildet sind, wobei dem Ansaugkanal wenigstens ein Saugventil sowie dem Auslasskanal wenigstens ein Druckventil zugeordnet ist, und bei dem das Kurbelgehäuse sowie das Zylindergehäuse unter Verwendung von Aluminium hergestellt sind.
Kompressoren zur Erzeugung von Druckluft werden unter anderem zum Betrieb von pneumatischen Bremssystemen in Kraftfahrzeugen und Schienenfahrzeugen eingesetzt. Um eine hohe Effektivität zu erreichen, sollte sich die vom Kompressor angesaugte Umgebungsluft vor Erreichen eines Kompressionsraumes im Kompressor möglichst nur gering erwärmen. Der Wärmeeintrag in den Zylinderkopf eines Kompressors wird hauptsächlich durch die im Kompressionsraum frei werdende Kompressionswärme verursacht. Der stark erwärmte Zylinderkopf gibt seine Wärme dabei zwangsläufig an die Ansaugluft ab, die in der Regel in mindestens einem Ansaugkanal innerhalb des Zylinderkopfes zum Kompressionsraum geleitet wird. Ein besonders intensiver Wärmeeintrag in die Ansaugluft erfolgt hierbei im Bereich der Öffnungen des Ansaugkanals zur Sauglamelle. Eine Reduzierung der Ansauglufttemperatur bewirkt zugleich auch eine erhebliche Absenkung der Verdichtungsendtemperatur mit all ihren dem Fachmann hinlänglich bekannten Vorteilen.
Die DE 698 26 381 T2 betrifft einen Kolbenkompressor mit einem wassergekühlten Zylinderkopf zur Verdichtung von Gasen oder Gasgemischen, wie beispielsweise von Luft. Der Zylinderkopf besteht aus Aluminium, das bekanntermaßen über eine hohe Wärmeleitfähigkeit verfügt. Ferner sind am Zylinderkopf innenseitig Luftkühlrippen und benachbart zu diesen Strömungsgalerien ausgebildet, um die freigesetzte Kompressionswärme vom Zylinderkopf in die Umgebung abzuführen. In den Zylinderkopf sind zur weiteren Optimierung der Kühlung mehrere Wasserkühlkanäle eingelassen, und einstückig ausgebildete Kühlrippen sind innerhalb des Strömungswegs der Auslassluft angeordnet.
Außerdem ist aus der DE 10 2007 023 192 A1 ein zweizylindriger Luftkompressor bekannt, dessen Kurbelgehäuse aus einem Aluminiumgussmaterial hergestellt ist. Dies bewirkt im Vergleich zu einem bekannten Kurbelgehäuse aus einem Stahlguss eine Reduzierung des Gewichts um 40% bis 50%. Damit wird auch das Gesamtgewicht des Luftkompressors deutlich verringert, so dass sich nach dessen Einbau in ein Kraftfahrzeug im Ergebnis vorteilhaft dessen Kraftstoffverbrauch und dessen Schadstoffemission reduzieren lassen. Außerdem wird in dieser Druckschrift bereits darauf hingewiesen, dass die spezifische Wärmeleitfähigkeit von gegossenem Aluminium etwa sechzig mal höher sei als die von gegossenem Stahl, so dass im Betrieb des Kompressors entstehende Wärme besser von diesem abgeleitet werden kann, als bei einem Kompressor aus Stahl. Die Kolben sind bei diesem Luftkompressor in buchsenförmigen Arbeitszylindern axial verschiebbar aufgenommen, welche gemäß der dortigen 6 in das Kurbelgehäuse aus Aluminium offenbar kraft- und formschlüssig eingesetzt sind. Aus welchem Material die buchsenförmigen Arbeitszylinder und die Kolben beziehungsweise deren Kolbenringe bestehen, darüber gibt die DE 10 2007 023 192 A1 keine Auskunft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftverdichter vorzustellen, bei dem möglichst viele thermisch belastete Komponenten eine hohe Wärmeleitfähigkeit haben, und bei dem der wenigstens eine Kolben und/oder dessen wenigstens einer Kolbenring derartig ausgebildet sind, dass diese schadlos direkt mit der Zylindermantelfläche des Zylindergehäuses in Reibkontakt treten können.
Die Erfindung wird durch einen Luftverdichter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Luftverdichters sind in den Unteransprüchen definiert.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass sich die gestellte Aufgabe lösen lässt, wenn alle wesentlichen thermisch belasteten Komponenten des Luftverdichters aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung bestehen, und wenn der wenigstens eine Kolbenring aus einer Grauguss-Legierung oder aus Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht. Ein aus Grauguss bestehender Kolbenring weist aufgrund seines Gefüges gewisse Schmiereigenschaften auf, die es erlauben, diesen Kolbenring direkt an der Zylindermantelfläche des Luftverdichters zu führen, insbesondere wenn diese aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung besteht.
Die Erfindung betrifft daher einen Luftverdichter, beispielsweise zur Versorgung eines Druckluftsystems eines Kraftfahrzeugs mit Druckluft, aufweisend ein Kurbelgehäuse, ein mit dem Kurbelgehäuse verbundenes Zylindergehäuse, einen Zylinderkopf, eine in dem Kurbelgehäuse drehbar gelagert angeordnete Kurbelwelle, einen mittels eines Pleuels mit der Kurbelwelle verbundenen zylindrischen Kolben, welcher entlang einer zylindrischen Lauffläche des Zylindergehäuses axial bewegbar angeordnet ist, wenigstens einen Kolbenring oder Ölabstreifring, welcher in einer ringförmigen Nut an Außenmantelfläche des Kolbens angeordnet ist, einen Verdichtungsraum, welcher oberhalb des Kolbens ausgebildet ist und durch den Zylinderkopf verschlossen ist, weiter aufweisend einen Ansaugkanal und einen Auslasskanal, welche in einem Zylinderkopfoberteil des Zylinderkopfes ausgebildet sind, wobei dem Ansaugkanal wenigstens ein Saugventil sowie dem Auslasskanal wenigstens ein Druckventil zugeordnet ist, und bei dem das Kurbelgehäuse sowie das Zylindergehäuse unter Verwendung von Aluminium hergestellt sind. Das Kurbelgehäuse und das Zylindergehäuse können dabei zusammen einstückig ausgebildet sein.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist bei diesem Luftverdichter außerdem vorgesehen, dass das Kurbelgehäuse, das Zylindergehäuse, der Zylinderkopf und der Kolben aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung hergestellt sind, und dass der wenigstens eine Kolbenring oder der wenigstens eine Ölabstreifring aus Grauguss oder aus Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellt ist.
Durch diesen Aufbau wird erreicht, dass all diejenigen Hauptkomponenten des Luftverdichters, welche direkt mit der zu verdichtenden oder bereits verdichteten Luft in Kontakt kommen, aus einem Werkstoff mit einer sehr guten Wärmeleitfähigkeit bestehen. Über diese sind die im Betrieb des Luftverdichters entstehende Kompressionswärme sowie die Reibungswärme leicht aus dem Luftverdichter abführbar. Dies kann in bekannter Weise mittels eine Kühlflüssigkeit führende Kühlmittelkanäle erfolgen, welche am oder im Kurbelgehäuse oder Zylindergehäuse angeordnet sind. Durch die Nutzung von Kolbenringen oder Ölabstreifringen, welche aus Grauguss oder aus Polytetrafluorethylen (PTFE) bestehen, kann auf die Nutzung von gesonderten Zylinderbuchsen als Reibpartner für den oder die Kolben beziehungsweise deren Kolbenringe oder Ölabstreifringe verzichtet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Luftverdichters gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kurbelgehäuse, der Kolben sowie das Zylindergehäuse aus einer Aluminium-Legierung hergestellt sind, welche einen Anteil von maximal 25% Silizium aufweist sowie eine Härte von mindestens 90 HB (Brinell) hat. Eine solche Legierung hat sich bei Untersuchungen als besonders vorteilhaft herausgestellt.
Weitere Untersuchungen haben gezeigt, dass vorzugsweise vorzusehen ist, dass das Kurbelgehäuse, der Kolben und das Zylindergehäuse aus der Aluminium-Legierung AlSi12 CuNiMg, AlSi17 Cu4MG oder AlSi9 Cu3(F2) bestehen. Hinsichtlich der Aluminium-Legierung AlSi9 Cu3(F2) sollte allerdings vorzusehen sein, dass dieses Material nach dem Gießvorgang zusätzlich wärmebehandelt wird. Wenngleich die Nutzung der genannten Aluminium-Legierungen vorteilhaft ist, kann der Kolben aber auch aus einer anderen Aluminium-Legierung hergestellt sein.
Der wenigstens eine Kolbenring ist vorzugsweise als Minutenring oder als Nasenminutenring ausgebildet. Der Kolbenring kann aber auch als einfacher Ölabstreifring ausgebildet sein. Je nach Bedarf sind ein bis fünf Kolbenringe und/oder Ölabstreifringe an jedem Kolben anzuordnen.
Der wenigstens eine Kolbenring oder der wenigstens eine Ölabstreifring sind wie erwähnt aus einem Graugussmaterial hergestellt. Untersuchungen zeigten, dass es vorteilhaft ist, wenn der wenigstens eine Kolbenring oder der wenigstens eine Ölabstreifring aus einem Standardgrauguss-Material mit einer Härte bis zu 295 HB (Brinell), aus einem niedriglegierten Standardgrauguss-Material mit einer Härte bis zu 295 HB, aus einem legierten und thermisch verarbeiteten Grauguss-Material mit einer Härte bis zu 380 HB, aus einem vergüteten Sphäroguss-Material mit einer Härte bis zu 360 HB, oder einem legierten und vergüteten Grauguss-Material mit einer Härte bis zu 410 HB besteht.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Außendurchmesser des wenigstens einen Kolbenringes in Bezug auf den Innendurchmesser der zugeordnete zylindrischen Lauffläche des Zylindergehäuses derartig gewählt ist, dass der Kolbenring mit einer Anpresskraft von 5 N bis 20 N an der zylindrischen Lauffläche anliegt. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass der Kolbenring mit einer Anpresskraft von 9 N bis 13,5 N an der zylindrischen Lauffläche anliegt.
Sofern wenigstens ein Ölabstreifring an dem jeweiligen Kolben angeordnet ist, wird es als vorteilhaft beurteilt, wenn der Außendurchmesser des wenigstens einen Ölabstreifringes in Bezug auf den Innendurchmesser der zugeordnete zylindrischen Lauffläche des Zylindergehäuses derartig gewählt ist, dass der Ölabstreifring mit einer Anpresskraft von 10 N bis 60 N an der zylindrischen Lauffläche anliegt. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass der Ölabstreifring mit einer Anpresskraft von 27,2 N bis 40,8 N an der zylindrischen Lauffläche anliegt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt die einzige Figur einen Luftverdichter in einem schematischen Längsschnitt.
Der Luftverdichter 10, bei dem es sich beispielsweise um einen Druckluftkompressor für eine Bremsanlage eines Nutzfahrzeugs handeln kann, weist einen Kolben 12 auf, der in einem Zylindergehäuse 14 axial hin und her beweglich angeordnet ist. Ein Verdichtungsraum 16 oberhalb einer Kolbenoberseite 18 ist durch einen Zylinderkopf 20 nach oben hin abgeschlossen. Der Zylinderkopf 20 besteht aus einem Zylinderkopfoberteil 22 und einer Zwischenplatte 24.
Das Zylinderkopfoberteil 22 ist mit einem Ansaugkanal 26 und einem Auslasskanal 28 versehen, die über einen topfförmigen Einlassraum 60 beziehungsweise einen topfförmigen Auslassraum 62 mit einer Einlassöffnung 30 beziehungsweise einer Auslassöffnung 32 in der Zwischenplatte 24 strömungstechnisch in Verbindung stehen. Der Ansaugkanal 26 und der Auslasskanal 28 sind im Zylinderkopfoberteil 22 durch einen Steg 34 strömungstechnisch voneinander getrennt, der einstückig mit dem Zylinderkopfoberteil 22 ausgebildet ist und näherungsweise parallel zur Bewegungsachse des Kolbens 12 verläuft. An der Zwischenplatte 24 ist kolbenseitig ein Saugventil 36 in Form eines Lamellenventils angeordnet, das sich beim gezeigten Ansaugtakt in der dargestellten Weise öffnet, wozu dessen Lamelle 84 von der Einlassöffnung 30 in der Zwischenplatte 24 abhebt, um Luft mit Atmosphärendruck aus der Umgebung in den Verdichtungsraum 16 einzusaugen.
Das Saugventil 36 schließt sich, wenn der Kolben 12 den Verdichtungshub beginnt, der mit einer Verkleinerung des Verdichtungsraums 16 einhergeht. Wenn der Druck im Verdichtungsraum 16 den Druck im Auslasskanal 28 überschreitet, öffnet sich das gleichfalls als Lamellenventil ausgebildete Druckventil 38. Dabei hebt die Lamelle 86 des Druckventils 38 von der Auslassöffnung 32 der Zwischenplatte 24 ab, wie dies mit einer gestrichelten Linie dargestellt ist. Im weiteren Verlauf der komprimierenden Kolbenbewegung wird verdichtete Luft über die Auslassöffnung 32 in den Auslasskanal 28 ausgeschoben und beispielsweise über eine an den Auslasskanal 28 angeschlossene, nicht eingezeichnete Leitung in einen ebenfalls nicht dargestellten Druckluftbehälter weitergeleitet.
Die axiale Hin- und Herbewegung des Kolbens 12 wird durch eine rotierende Kurbelwelle 40 bewirkt, die mit dem Kolben 12 mittels eines Pleuels 42 und eines Kolbenbolzens 44 gelenkig verbunden ist. Die Kurbelwelle 40 ist in einem Kurbelgehäuse 46 drehbar gelagert aufgenommen, welches mit dem Zylindergehäuse 14 verbunden ist. Dieses Kurbelgehäuse 46 ist kolbenfern durch eine Ölwanne 48 abgeschlossen, die zur Aufnahme eines Ölvorrats 50 dient. Während des Betriebs des Luftverdichters 10 gelangt aufspritzendes Öl aus dem Ölvorrat 50 an die innere zylindrische Lauffläche 56 des Zylindergehäuses 14 und schmiert hierbei die Kolbenoberfläche sowie wenigstens einen in einer Ringnut 52 des Kolbens 12 federnd und umfangsseitig verdrehbar aufgenommenen Kolbenring 54.
Gemäß der Erfindung ist bei diesem Luftverdichter 10 vorgesehen, dass das Kurbelgehäuse 46, der Kolben 12, das Zylindergehäuse 14 sowie der Zylinderkopf 20 aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung bestehen, und dass der eine Kolbenring aus einem Grauguss hergestellt ist. Da das Kurbelgehäuse, der Kolben, der Zylinderkopf und das Zylindergehäuse aus einem Werkstoff mit sehr guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt sind, kann die beim Betrieb des Luftverdichters 10 entstehende Verdichtungs- und Reibungswärme sehr gut aus demselben abgeleitet werden, so dass der Wirkungsgrad desselben im Vergleich zu konventionellen Luftverdichtern höher ist.
Der Kolbenring 54 aus einem Graugussmaterial ist sehr gut als Reibpartner für die aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung bestehenden zylindrischen Lauffläche 56 des Zylindergehäuses 14 geeignet, insbesondere bei ölgeschmierten Luftverdichtern. Bei ölgeschmierten Luftverdichtern, vor allem aber bei nicht mit Öl geschmierten Luftverdichtern, können mit Vorteil auch Kolbenringe aus Polytetrafluorethylen (PTFE) genutzt werden, da dieser Werkstoff ein sehr günstiges Reibverhalten aufweist. Sofern der wenigstens eine Kolbenring aus Polytetrafluorethylen besteht, kann es jedoch erforderlich sein, dass die zylindrische Lauffläche des Luftverdichters als Reibpartner des Kolbenringes gesondert beschichtet werden muss. Als Beschichtungswerkstoff kann ebenfalls Polytetrafluorethylen genutzt werden.
Das Kurbelgehäuse 46, der Kolben 12 und das Zylindergehäuse 14 bestehen aus Aluminium oder aus wenigstens einer der Aluminium-Legierungen AlSi12 CuNiMg, AlSi17 Cu4MG oder AlSi9 Cu3(F2). Demnach können das Kurbelgehäuse 46, der Kolben 12 und das Zylindergehäuse 14 aus nur einer der genannten Werkstoffe oder aus jeweils unterschiedlichen dieser Werkstoffe hergestellt sein.
Weiter ist bei diesem Luftverdichter 10 vorgesehen, dass der wenigstens eine Kolbenring 54 oder der wenigstens eine Ölabstreifring aus einem Standardgrauguss-Material mit einer Härte bis zu 295 HB, aus einem niedriglegierten Standardgrauguss-Material mit einer Härte bis zu 295 HB, aus einem legierten und thermisch verarbeiteten Grauguss-Material mit einer Härte bis zu 380 HB, aus einem vergüteten Sphäroguss-Material mit einer Härte bis zu 360 HB, oder einem legierten und vergüteten Grauguss-Material mit einer Härte bis zu 410 HB besteht.
Um ein besonders gutes Betriebsverhalten zu erreichen ist vorgesehen, dass der Außendurchmesser des Kolbenringes 54 in Bezug zum Innendurchmesser 58 der zugeordnete zylindrischen Lauffläche 56 des Zylindergehäuses 14 derartig gewählt ist, dass der Kolbenring 54 mit einer Anpresskraft von 5 N bis 20 N an der zylindrischen Lauffläche 56 anliegt. Als besonders vorteilhaft wird es beurteilt, wenn der Kolbenring 54 mit einer Anpresskraft von 9 N bis 13,5 N an der zylindrischen Lauffläche 56 anliegt. Diese Anpresskräfte gelten für Kolben mit einem Durchmesser von bis zu 100 mm.
Bezugszeichenliste

10: Luftverdichter
12: Kolben
14: Zylindergehäuse
16: Verdichtungsraum
18: Kolbenoberseite
20: Zylinderkopf
22: Zylinderkopfoberteil
24: Zwischenplatte
26: Ansaugkanal
28: Auslasskanal
30: Einlassöffnung in der Zwischenplatte
32: Auslassöffnung in der Zwischenplatte
34: Steg des Zylinderkopfoberteils
36: Saugventil
38: Druckventil
40: Kurbelwelle
42: Pleuel
44: Kolbenbolzen
46: Kurbelgehäuse
48: Ölwanne
50: Ölvorrat
52: Ringnut im Kolben
54: Kolbenring
56: Zylindrische Lauffläche
58: Innendurchmesser der zylindrischen Lauffläche
60: Einlassraum des Zylinderkopfoberteils
62: Auslassraum des Zylinderkopfoberteils
84: Lamelle des Saugventils
86: Lamelle des Druckventils

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69826381 T2 [0003]
DE 102007023192 A1 [0004, 0004]

Claims

Luftverdichter (10), beispielsweise zur Versorgung eines Druckluftsystems eines Kraftfahrzeugs mit Druckluft, aufweisend ein Kurbelgehäuse (46), ein mit dem Kurbelgehäuse (46) verbundenes Zylindergehäuse (14), einen Zylinderkopf (20), eine in dem Kurbelgehäuse (46) drehbar gelagert angeordnete Kurbelwelle (40), einen mittels eines Pleuels (42) mit der Kurbelwelle (40) verbundenen zylindrischen Kolben (12), welcher entlang einer zylindrischen Lauffläche (56) des Zylindergehäuses (14) axial bewegbar angeordnet ist, wenigstens einen Kolbenring (54) oder Ölabstreifring, welcher in einer ringförmigen Nut (52) an Außenmantelfläche des Kolbens (12) angeordnet ist, einen Verdichtungsraum (16), welcher oberhalb des Kolbens (12) ausgebildet ist und durch den Zylinderkopf (20) verschlossen ist, weiter aufweisend einen Ansaugkanal (26) und einen Auslasskanal (28), welche in einem Zylinderkopfoberteil (22) des Zylinderkopfes (20) ausgebildet sind, wobei dem Ansaugkanal (26) wenigstens ein Saugventil (36) sowie dem Auslasskanal (28) wenigstens ein Druckventil (38) zugeordnet ist, und bei dem das Kurbelgehäuse (46) sowie das Zylindergehäuse (14) unter Verwendung von Aluminium hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse (46), das Zylindergehäuse (14), der Zylinderkopf (20) und der Kolben (12) aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung hergestellt sind, und dass der wenigstens eine Kolbenring (54) oder der wenigstens eine Ölabstreifring aus Grauguss oder aus Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellt ist.
Luftverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse (46), der Kolben (12) sowie das Zylindergehäuse (14) aus einer Aluminium-Legierung hergestellt sind, welche einen Anteil von maximal 25% Silizium aufweist sowie eine Härte von mindestens 90 HB (Brinell) hat.
Luftverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Lauffläche (56) des Zylindergehäuses (14) für den Kolben (12) und/oder den wenigstens einen Kolbenring (54) oder Ölabstreifring aus dem gleichen Material wie das des Zylindergehäuses (14) gebildet ist.
Luftverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse (46), der Kolben (12) und das Zylindergehäuse (14) aus der Aluminium-Legierung AlSi12 CuNiMg, AlSi17 Cu4MG oder AlSi9 Cu3(F2) besteht.
Luftverdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminium-Legierung AlSi9 Cu3(F2) nach dem Gießvorgang wärmebehandelt wurde.
Luftverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kolbenring (54) als Nasenminutenring oder als Minutenring ausgebildet ist.
Luftverdichter nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kolbenring (54) oder der wenigstens eine Ölabstreifring aus einem Standardgrauguss-Material mit einer Härte bis zu 295 HB (Brinell), aus einem niedriglegierten Standardgrauguss-Material mit einer Härte bis zu 295 HB, aus einem legierten und thermisch verarbeiteten Grauguss-Material mit einer Härte bis zu 380 HB, aus einem vergüteten Sphäroguss-Material mit einer Härte bis zu 360 HB, oder einem legierten und vergüteten Grauguss-Material mit einer Härte bis zu 410 HB besteht.
Luftverdichter einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das der Außendurchmesser des wenigstens einen Kolbenringes (54) in Bezug auf den Innendurchmesser (58) der zugeordnete zylindrischen Lauffläche (56) des Zylindergehäuses (14) derartig gewählt ist, dass der Kolbenring (54) mit einer Anpresskraft von 5 N bis 20 N an der zylindrischen Lauffläche (56) anliegt.
Luftverdichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring (54) mit einer Anpresskraft von 9 N bis 13,5 N an der zylindrischen Lauffläche (56) anliegt.
Luftverdichter einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das der Außendurchmesser des wenigstens einen Ölabstreifringes in Bezug auf den Innendurchmesser (58) der zugeordnete zylindrischen Lauffläche (56) des Zylindergehäuses (14) derartig gewählt ist, dass der Ölabstreifring mit einer Anpresskraft von 10 N bis 60 N an der zylindrischen Lauffläche (56) anliegt.
Luftverdichter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölabstreifring mit einer Anpresskraft von 27,2 N bis 40,8 N an der zylindrischen Lauffläche (56) anliegt.