DE102019122132B4

DE102019122132B4 - Hubkolbenkompressor oder Hubkolbenpumpe zum Komprimieren und/oder Fördern eines Fluids, Kurbelwelle hierfür, Kurbelzapfen und/oder Spannkegel für eine Kurbelwelle sowie Verfahren zur Herstellung einer Kurbelwelle

Info

Publication number: DE102019122132B4
Application number: DE102019122132.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Scherer; Vishnu Nagarajan
Original assignee: Duerr Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Duerr Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2019-08-16
Filing date: 2019-08-16
Publication date: 2021-03-18
Anticipated expiration: 2039-08-17
Also published as: DE102019122132A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hubkolbenkompressor und/oder eine Hubkolbenpumpe zum Komprimieren und/oder Fördern eines Fluids, mit einem Gehäuse (18), das zumindest einen Kolbenhubraum (34) und einen mit diesem verbundenen Verdrängungsraum (36) aufweist. Der Hubkolbenkompressor und/oder die Hubkolbenpumpe hat außerdem einen Kolben (30), der in dem Kolbenhubraum (34) eine oszillierende Translationsbewegung ausführen kann und der über eine Pleuelstange (32; 56, 58) mit einer Kurbelwelle (28) verbunden ist, wodurch eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle (28) in die oszillierende Translationsbewegung des Kolbens (30) transformierbar ist. Die Kurbelwelle (28) weist ihrerseits einen Wellenzapfen (38) auf, der eine Rotationsachse (AR) definiert, sowie zumindest eine Kurbelwange (42) und zumindest einen Kurbelzapfen (44). Die Kurbelwange (42) und der Kurbelzapfen (44) sind so anordenbar, dass sie gemeinsam mit dem Wellenzapfen (38) eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse (AR) ausführen können. Der Kurbelzapfen (44) ist derart relativ zur Kurbelwange (42) anordenbar, dass der Kurbelzapfen (44) exzentrisch um die Rotationsachse (AR) rotieren kann. Die Kurbelwange (42) weist zum exzentrischen Rotieren des Kurbelzapfens (44) eine exzentrische Nabenaufnahme (46) auf, und der Kurbelzapfen (44) weist einen Spannhülsenabschnitt (48) auf, der zumindest teilweise in die Nabenaufnahme (46) erstreckbar ist, wobei der Kurbelzapfen (44) mittels eines in den Spannhülsenabschnitt (48) einpressbaren Spannkegels (50) mit der Kurbelwange (42) verbindbar ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Kurbelwelle für einen Hubkolbenkompressor und/oder eine Hubkolbenpumpe, einen Kurbelzapfen und/oder einen Spannkegel für eine Kurbelwelle und ein Verfahren zur Herstellung einer Kurbelwelle.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hubkolbenkompressor und/oder eine Hubkolbenpumpe zum Komprimieren und/oder Fördern eines Fluids, eine Kurbelwelle hierfür, einen Kurbelzapfen und/oder einen Spannkegel für eine solche Kurbelwelle sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Kurbelwelle.
Zum Fördern und/oder Komprimieren eines Fluids werden Vorrichtungen verwendet, die sich das Prinzip der Fluidkompression und/oder Verdrängung in einem Zylinder zunutze machen. Bei diesen Vorrichtungen wird ein Kolben in einem Zylinder auf und ab bewegt, wodurch ein in einem Verdrängungsraum des Zylinders befindliches Fluid bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens durch das sich verringernde Volumen des Verdrängungsraums komprimiert und/oder verdrängt wird. Dabei öffnet sich bei der Abwärtsbewegung des Kolbens ein Fluideinlassventil, durch welches sodann das Fluid in den Verdrängungsraum des Zylinders strömen kann. Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens oder bei Erreichen eines oberen Kolbentotpunkts öffnet sich dann ein Fluidauslassventil, durch welches nicht komprimiertes bzw. komprimiertes Fluid abgegeben werden kann.
Ob ein Fluid komprimiert und verdrängt oder im Wesentlichen lediglich verdrängt und damit gefördert wird, hängt von den fluiddynamischen Eigenschaften des den Verdrängungsraum füllenden Fluids ab. Schlecht kompressible Fluide, wie beispielsweise die meisten Flüssigkeiten, werden bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens nur in sehr geringem Ausmaß komprimiert. Der hauptsächliche Effekt eines oszillierenden Kolbens liegt bei Flüssigkeiten (Hydraulik) demnach in der Verdrängung bzw. der Förderung des Fluids an einen Bestimmungsort und/oder der Kraftübertragung und/oder der Kraftwandlung, weswegen derartige Vorrichtungen hier als Hubkolbenpumpe bezeichnet werden.
Gase (Pneumatik) werden, bevor sie über das Auslassventil aus dem Verdrängungsraum strömen können, durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens komprimiert, d.h. der Druck wird erhöht. Somit kann auf einfache Weise beispielsweise einem Druckgastank und/oder einem Arbeitsort unter Druck stehendes Gas zugeführt werden. Man spricht bei einer Vorrichtung für ein Gas in der Regel von einem Hubkolbenkompressor.
Die meisten aus dem Stand der Technik bekannten Hubkolbenkompressoren und/oder Hubkolbenpumpen folgen einem einheitlichen Funktionsprinzip: Der Kolben ist über eine Pleuelstange mit einem an einer Kurbelwelle exzentrisch angeordneten Kurbelzapfen verbunden. Die Kurbelwelle wird von einer Antriebseinrichtung in eine Rotationsbewegung um eine Längsachse versetzt, wodurch der mit der Pleuelstange verbundene Kolben in dem Zylinder in eine oszillierende Translationsbewegung, insbesondere eine Linearbewegung, versetzt wird. Es findet über die Kurbelwelle also eine Transformation von einer rotatorischen Bewegung in eine translatorische Bewegung innerhalb des Zylinders statt. Insbesondere bei hohen zu übertragenden Drehmomenten ist die Kurbelwelle hohen Belastungen ausgesetzt.
In vielen Fällen wird die Kurbelwelle daher einstückig ausgebildet, um den hohen Anforderungen gerecht zu werden. Bekannte Herstellungsverfahren umfassen hier beispielsweise einen Sandguss aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Gusseisen, eine Gesenkschmiedeform aus Stahl oder eine moderne Präzisionsschmiedeform. Nachteilig an diesen Verfahren ist, dass einstückig hergestellte Kurbelwellen für eine kompakte Bauweise unverhältnismäßig hohe Anforderungen an die an der Kurbelwelle angelenkten Bauteile stellen.
Auch mehrteilig aufgebaute Kurbelwellen sind bekannt. Bei diesen werden Kurbelwangen, Kurbelzapfen und Wellenzapfen miteinander verbunden. Bei derartigen Kurbelwellen hat sich gezeigt, dass sich die Verbindungen der Einzelteile zueinander mit der Zeit lockern.
Nachteilig an diesen bekannten Kurbelwellen ist ferner, dass diese zur Übertragung ausreichend hoher Drehmomente eine besonders hohe Schwungmasse und relativ lange Kurbelzapfen aufweisen müssen. Die Kurbelzapfen ragen dabei häufig in nachteilhafter Weise von der dem Kurbelzapfen gegenüberliegenden Seite der Kurbelwange hervor. Dadurch weisen derartige Kurbelwellen außerdem eine relativ große räumliche Ausdehnung auf und benötigen daher ein entsprechend groß dimensioniertes Kurbelwellengehäuse. Die Verwendung von Hubkolbenkompressoren und/oder Hubkolbenpumpen, die besonders hohen Anforderungen genügen müssen, beispielsweise zum Komprimieren eines Gases auf einen hohen Solldruck oder zum Ausüben einer hohen hydraulischen Sollkraft, wird dabei insbesondere bei mangelndem Bauraum erschwert.
Die Druckschrift WO 2013/138771 A1 beschreibt eine Vorrichtung mit zwei gegenläufig rotierenden, drehbar gelagerten Nocken, deren Nockenflächen mit einem hin- und hergehenden Nockenstößel zusammenwirken, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, die Hin- und Herbewegung in eine Drehbewegung und umgekehrt umzuwandeln.
Die Druckschrift JP 2013 - 104 422 A beschreibt ein hypozykloidisches Planetengetriebe mit zwei Zylindern und einem Zapfen, bei dem eine Exzenterscheibe aus einem zusammengesetzten zentralen Planetengetriebe verwendet wird.
Weiter sei noch die JP 2007- 9 834 A genannt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Hubkolbenkompressor und/oder eine Hubkolbenpumpe zum Komprimieren und/oder Fördern eines Fluids, eine Kurbelwelle für einen Hubkolbenkompressor und/oder eine Hubkolbenpumpe, einen Kurbelzapfen und/oder einen Spannkegel für eine solche Kurbelwelle und ein Verfahren zum Herstellen einer Kurbelwelle anzugeben, die den vorstehend erläuterten Nachteilen aus dem Stand der Technik begegnen und einfach herzustellen sind, eine kompakte Bauform ermöglichen sowie hohe Drehmomente übertragen können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Hubkolbenkompressor und/oder einer Hubkolbenpumpe zum Komprimieren und/oder Fördern eines Fluids der eingangs genannten Art gelöst. Der Hubkolbenkompressor und/oder die Hubkolbenpumpe weist ein Gehäuse auf, das zumindest einen Kelbenhubraum und einen mit diesem verbunden Verdrängungsraum aufweist. Ferner weist der Hubkolbenkompressor und/oder die Hubkolbenpumpe einen Kolben auf, der in dem Kolbenhubraum eine oszillierende Translationsbewegung ausführen kann und der über eine Pleuelstange mit einer Kurbelwelle verbunden ist, wodurch eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle in die oszillierende Translationsbewegung des Kolbens transformierbar ist. Die Kurbelwelle weist ihrerseits einen Wellenzapfen auf, der eine Rotationsachse für Rotationsbewegung der Kurbelwelle definiert, sowie zumindest eine Kurbelwange und zumindest einen Kurbelzapfen. Die Kurbelwange und der Kurbelzapfen sind so anordenbar, dass sie gemeinsam mit dem Wellenzapfen eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse ausführen können. Der Kurbelzapfen ist derart relativ zur Kurbelwange anordenbar, dass der Kurbelzapfen exzentrisch um die Rotationsachse rotieren kann. Die Kurbelwange weist zum exzentrischen Rotieren des Kurbelzapfens eine exzentrische Nabenaufnahme auf. Der Kurbelzapfen weist einen Spannhülsenabschnitt auf, der zumindest teilweise in die Nabenaufnahme erstreckbar ist, wobei der Kurbelzapfen mittels eines in den Spannhülsenabschnitt einpressbaren Spannkegels mit der Kurbelwange verbindbar ist.
Die Erfinder haben erkannt, dass es mit einem erfindungsgemäßen Hubkolbenkompressor und/oder einer erfindungsgemäßen Hubkolbenpumpe möglich ist, besonders hohe Drehmomente zu übertragen und damit besonders effizient ein Fluid, insbesondere ein Luftgemisch, zu komprimieren bzw. zu fördern. Ebenso kann der erfindungsgemäße Hubkolbenkompressor und/oder die erfindungsgemäße Hubkolbenpumpe besonders einfach und dabei kostengünstig hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist außerdem, dass sich besonders viele Einsatzgebiete für den Hubkolbenkompressor und/oder der Hubkolbenpumpe ergeben.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es zur Übertragung hoher Drehmomente in einem Hubkolbenkompressor und/oder einer Hubkolbenpumpe besonders günstig ist, die Kurbelwelle mehrteilig auszugestalten und den Kurbelzapfen mittels eines Spannkegels von innen mit der Kurbelwange zu verpressen. Zum einen kann die Kurbelwelle durch den mehrteiligen Aufbau von Wellenzapfen, Kurbelwange, Kurbelzapfen und Spannkegel entlang der Rotationsachse besonders kompakt aufgebaut werden. Zum anderen können bei reduzierter Länge des Kurbelzapfens gleich hohe oder sogar höhere Drehmomente als bei aus dem Stand der Technik bekannten Kurbelwellen übertragen werden. Durch das Einpressen des Spannkegels verformt sich der Spannhülsenabschnitt durch die ausgeübte Einpresskraft expansiv plastisch und drückt von innen gegen die Nabenaufnahme. Hierdurch wird eine besonders stabile Verbindung zwischen Kurbelwange und Kurbelzapfen bewirkt. Durch das Einpressen des Spannkegels kann die Verbindung so ausgestaltet werden, dass es keinen Überstand auf der Seite der Kurbelwange gibt, welche dem Kurbelzapfen gegenüberliegt. Zudem kann der Kurbelzapfen insgesamt kürzer als bekannte Kurbelzapfen ausgebildet sein. Durch die wesentlich kompaktere Bauform kann auf einen Teil der für den Kraftausgleich erforderlichen Schwungmasse der Kurbelwangen verzichtet werden, wodurch die Kurbelwelle zusätzlich leichter wird.
Bei einer vorteilhaften Variante gilt zwischen einem Kegelwinkel α des Spannkegels und einer Haftreibungszahl µ einer mit dem Spannkegel zusammenwirkenden Wirkfläche des Spannhülsenabschnitts die folgende Beziehung: $\frac{α}{2} < a r c t a n (μ) .$
Wenn zwischen dem Kegelwinkel und der Haftreibungszahl der Wirkfläche die oben angegebene Beziehung gilt, kann zwischen dem Spannkegel, dem Spannhülsenabschnitt und der Nabenaufnahme, in welche der Spannhülsenabschnitt zumindest teilweise erstreckbar ist, eine gegen Verrutschen oder Lockern gesicherte Verbindung bewirkt werden, da sich so eine sogenannte selbsthemmende Verbindung ergibt. Dies bedeutet, dass die Verbindung bei stillstehendem Hubkolbenkompressor und/oder stillstehender Hubkolbenpumpe ohne äußere Krafteinwirkung nicht gelöst werden kann. Der Kegelwinkel α des Spannkegels liegt dabei vorzugsweise in einem Bereich von 1°26' bis 1°30'. Es ist also erforderlich, dass der Spannkegel einen besonders flachen Kegelwinkel α aufweist.
Besonders vorteilhaft ist, wenn mittels des einpressbaren Spannkegels eine drehfeste Verbindung zwischen der Kurbelwange und dem Kurbelzapfen herstellbar ist. Ein derartiger Spannkegel bewirkt dann auch eine selbsthemmende Verbindung des Kurbelzapfens mit der Kurbelwange, wenn der Hubkolbenkompressor und/oder die Hubkolbenpumpe im Betrieb ist. Das heißt, die Verbindung ist auch bei rotierender Kurbelwelle gegen ein Verrutschen oder ein Lockern gesichert.
Vorteilhaft ist ferner, wenn der Spannkegel ausreichend für die drehfeste Verbindung ist. Darunter ist zu verstehen, dass außer dem Spannkegel kein weiteres Verbindungselement verwendet wird, um die selbsthemmende Verbindung zu bewirken und damit die sowohl die Drehmomentübertragung als auch die Bewegungstransformation von der Kurbelwange über den Kurbelzapfen auf die Pleuelstange zu gewährleisten.
Für einen besonders langfristigen Betrieb des Hubkolbenkompressors und/oder der Hubkolbenpumpe kann es ferner vorteilhaft sein, wenn der Kurbelzapfen einen an den Spannhülsenabschnitt unmittelbar angrenzenden Hubkurbelabschnitt aufweist, der mit einer Pleuelstange interagieren kann und in den ein Sicherungsmittel in Längsrichtung des Kurbelzapfens zumindest abschnittsweise einführbar ist. Somit kann etwaigen schwer kalkulierbaren Krafteinflüssen auf die Kurbelwelle des Hubkolbenkompressors und/oder der Hubkolbenpumpe Rechnung getragen werden. Ein derartiges Sicherungsmittel, beispielsweise eine Schraube, ein Pressverband, insbesondere ein weiterer Spannkegel, oder ein Bolzen kann zusätzlich zur Stabilität der Kurbelwelle beitragen.
Günstig ist es, wenn sich entlang des Spannhülsenabschnitts und des Hubkurbelabschnitts ein durch den Kurbelzapfen durchgehender Innenraum erstreckt. Bei einem derartigen Kurbelzapfen ist es beispielsweise möglich, ein langgezogenes Sicherungsmittel, insbesondere ein Bolzen oder eine Schraube, insbesondere eine Senkkopfschraube, entlang des Kurbelzapfens in den Kurbelzapfen zumindest bereichsweise einzuführen.
Aufgrund der innerhalb der Kurbelwelle entstehenden hohen Drehmomente ist es von Vorteil, wenn der Innendurchmesser des Spannhülsenabschnitts größer als der oder gleich dem Innendurchmesser des Hubkurbelabschnitts ist. Dadurch wird ein gewinkelter Verlauf einer Innenwand des Spannhülsenabschnitts zur Innenwand des Hubkurbelabschnitts des Kurbelzapfens bewirkt. Außerdem wird dadurch bewirkt, dass der Hubkurbelabschnitt insgesamt eine größere Wanddicke als der Spannhülsenabschnitt aufweist. Durch diese erhöhte Wanddicke können im Kurbelzapfen entstehende Zugkräfte besser kompensiert werden.
Ferner ist es günstig, wenn der Außendurchmesser des Spannhülsenabschnitts kleiner als der oder gleich dem Außendurchmesser des Hubkurbelabschnitts ist. Dies begünstigt zusätzlich die Stabilität des Kurbelzapfens bei hoher Drehmomentübertragung.
Um die Selbsthemmwirkung der selbsthemmenden Verbindung weiter zu erhöhen, ist es von Vorteil, wenn sich eine Innenfläche der Nabenaufnahme der Kurbelwange entlang einer Einpressrichtung des Spannkegels konisch verjüngt. Zusätzlich oder alternativ ist es bevorzugt, wenn sich eine Außenfläche des Spannhülsenabschnitts entlang einer Längsachse des Kurbelzapfens und insbesondere in Richtung des Hubkurbelabschnitts konisch verjüngt. Durch eine derartige Ausgestaltung wird bewirkt, dass sich zusätzlich zu der Außenfläche des Spannkegels zumindest eine weitere Fläche der selbsthemmenden und/oder drehfesten Verbindung der Kurbelwelle konisch verjüngt. Dies wirkt sich positiv auf die Höhe der zu übertragenden Drehmomente und die Stabilität der Verbindung im Gesamten aus.
Vorzugsweise ist der Hubkolbenkompressor und/oder die Hubkolbenpumpe als Boxer-Hubkolbenkompressor ausgebildet, bei welchem das Gehäuse einen zweiten Kolbenhubraum und einen mit diesem verbundenen zweiten Verdrängungsraum aufweist. Ferner ist ein zweiter Kolben vorhanden, der über eine zweite Pleuelstange in dem zweiten Kolbenhubraum eine zur oszillierenden Translationsbewegung des ersten Kolbens gegenläufige zweite Translationsbewegung ausführen kann. Außerdem weist die Kurbelwelle einen zweiten Kurbelzapfen auf. Bei einem derartigen Boxer-Hubkolbenkompressor wird die Menge an zu komprimierendem Fluid, insbesondere zu komprimierendem Luftgemisch, im Vergleich zu einem Hubkolbenkompressor oder einer Hubkolbenpumpe mit lediglich einem Kolben im Wesentlichen verdoppelt. Im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Hubkolbenkompressoren, bei denen die Kolben in einer V-Anordnung angeordnet sind, ist ein Boxer-Hubkolbenkompressor durch besseren Ausgleich der Trägheitskräfte laufruhiger. Ebenso ist es möglich, bei derartigen Hubkolbenkompressor-Bauformen kürzere Kurbelwellen einzusetzen und damit in vorteilhafter Weise weniger Masse rotieren zu müssen. Ebenso kann ein Boxer-Hubkolbenkompressor flacher als ein V-Hubkolbenkompressor gebaut werden und damit besonders günstig beispielsweise an der Unterseite eines Fahrzeuges zur Bereitstellung von Druckluft, beispielsweise für pneumatische Türmechanismen oder dergleichen, angeordnet werden.
Günstig ist dann, wenn die Kurbelwelle eine zweite Kurbelwange mit einer Nabenaufnahme aufweist und die Pleuelstangen jeweils ein Pleuelauge aufweisen, wenn zumindest einer der Kurbelzapfen einen zweiten Spannhülsenabschnitt aufweist, der dem ersten Spannhülsenabschnitt gegenüberliegt, wobei die Kurbelzapfen jeweils zumindest teilweise in die Nabenaufnahmen der Kurbelwangen und/oder in die Pleuelaugen der Pleuelstangen erstreckbar sind. Somit ist es beispielsweise möglich, mittels ein und desselben Kurbelzapfens zwei Kurbelwangen und eine Pleuelstange miteinander zu verbinden. Dies reduziert zusätzlich die Anzahl der für die Kurbelwelle erforderlichen Bauteile und vereinfacht die Herstellung der Kurbelwelle. Vorzugsweise kann dann in jeden Spannhülsenabschnitt des Kurbelzapfens ein Spannkegel eingepresst werden, um eine selbsthemmende und/oder drehfeste Verbindung zwischen dem Kurbelzapfen und der jeweiligen Kurbelwange zu bewirken. Somit kann wirksam das Drehmoment einer Kurbelwange über den Kurbelzapfen auf die zweite Kurbelwange übertragen werden.
Es kann auch von Vorteil sein, wenn der Hubkolbenkompressor und/oder die Hubkolbenpumpe als In-Line-Boxer-Hubkolbenkompressor ausgebildet ist, bei welchem die Längsachsen der Kolbenhubräume miteinander fluchten. Bei einem In-Line-Boxer-Hubkolbenkompressor ist eine der beiden Pleuelstangen als Tandem-Pleuelstange ausgebildet, die zwei Pleuelarme aufweist, die seitlich des Pleuelarmes der ersten Pleuelstange an der Kurbelwelle ansetzen. Bei einer derartigen Ausführungsform des Hubkolbenkompressors und/oder der Hubkolbenpumpe ist die Kurbelwelle dreifach gekröpft. Dies begünstigt im Vergleich zum Boxer-Hubkolbenkompressor nochmals weiter die Laufruhe, da bei einer In-Line-Boxer-Anordnung durch den optimalen Massenausgleich kaum Vibrationen entstehen. Ebenso kann die Bauform der Kurbelwelle noch kompakter realisiert werden.
Ein weiterer Vorteil kann sich außerdem daraus ergeben, wenn bei dem Boxer-Hubkolbenkompressor oder dem In-Line-Boxer-Hubkolbenkompressor mehr als zwei, insbesondere 3, 4, 5, 6 oder mehr Kolben vorhanden sind. In einem solchen Fall ist die Kurbelwelle entsprechend auf die Anzahl der Kolben angepasst.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Kurbelwelle für einen Hubkolbenkompressor und/oder eine Hubkolbenpumpe mit einigen oder mehreren der oben genannten Merkmale gelöst.
Die für den Hubkolbenkompressor und/oder die Hubkolbenpumpe genannten Vorteile gelten sinngemäß entsprechend für die Kurbelwelle.
Ebenso wird die objektive technische Aufgabe nach einem weiteren Aspekt der Erfindung durch einen Kurbelzapfen gelöst, der einen Spannhülsenabschnitt aufweist und/oder durch einen Spannkegel für eine Kurbelwelle für einen Hubkolbenkompressor und/oder eine Hubkolbenpumpe. Die zum Hubkolbenkompressor und/oder zur Hubkolbenpumpe genannten Vorteile gelten sinngemäß beim Kurbelzapfen und/oder beim Spannkegel entsprechend.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Kurbelwelle für einen Hubkolbenkompressor und/oder eine Hubkolbenpumpe wird die oben genannte Aufgabe durch die folgenden Schritte gelöst:

a) Bereitstellen eines Wellenzapfens, einer Kurbelwange, die dazu eingerichtet ist, eine Rotationsbewegung auszuführen und die eine Nabenaufnahme aufweist, sowie eines Kurbelzapfens, der einen Spannhülsenabschnitt aufweist;
b) zumindest teilweises Einführen des Spannhülsenabschnitts des Kurbelzapfens in die Nabenaufnahme der Kurbelwange;
c) Einpressen eines Spannkegels in den Spannhülsenabschnitt des Kurbelzapfens zum Ausbilden einer drehfesten Verbindung des Kurbelzapfens mit der Kurbelwange.

Der mehrteilige Aufbau der Kurbelwelle und das Einpressen eines Spannkegels in den Spannhülsenabschnitt des Kurbelzapfens führen insgesamt zu einer besonders kompakten Bauform der Kurbelwelle. Dies ergibt sich daraus, dass keinerlei Überstand auf der dem Kurbelzapfen gegenüberliegenden Seite der Kurbelwange vorhanden ist und dass die Kurbelzapfen durch die optimierte Kraftübertragung von Kurbelwange auf Kurbelzapfen kürzer sein können. Ebenso wird dann auch weniger Schwungmasse benötigt, wodurch die Kurbelwangen dünner ausgestaltet werden können.
Vorzugsweise weisen die Wellenzapfen, die Kurbelwange, der Kurbelzapfen und der Spannkegel zumindest bereichsweise ein metallisches Material auf, um der besonders hohen Beanspruchung in dem Hubkolbenkompressor und/oder der Hubkolbenpumpe gerecht zu werden. Dies gilt selbstverständlich nicht nur für das erfindungsgemäße Verfahren, sondern auch für den Hubkolbenkompressor und/oder die Hubkolbenpumpe, die Kurbelwelle hierfür sowie den Kurbelzapfen und/oder den Spannkegel für die Kurbelwelle.
Dies bedeutet aber auch, dass zum Einpressen des Spannkegels und damit einhergehend zur plastischen Verformung des Spannhülsenabschnitts des Kurbelzapfens eine besonders hohe Einpresskraft erforderlich ist. Diese Einpresskraft kann beispielsweise von einer an und für sich aus dem Stand der Technik bekannten Presse auf den Spannkegel und/oder den Kurbelzapfen ausgeübt werden.
Insbesondere für einen Boxer-Hubkolbenkompressor ist es von Vorteil, wenn der Kurbelzapfen einen zweiten Spannhülsenabschnitt aufweist und zusätzlich der folgende Schritt ausgeführt wird:

zumindest teilweises Einführen des zweiten Spannhülsenabschnitts des Kurbelzapfens in eine Nabenaufnahme einer zweiten Kurbelwange;

Einpressen eines zweiten Spannkegels in den zweiten Spannhülsenabschnitt des Kurbelzapfens zum Ausbilden einer drehfesten Verbindung des Kurbelzapfens mit der zweiten Kurbelwange.

Auf diese Weise kann ein Hubkolbenkompressor und/oder eine Hubkolbenpumpe, insbesondere ein In-Line-Boxer-Hubkolbenkompressor, geschaffen werden, bei welchem bzw. bei welcher sich in an und für sich von In-Line-Boxer-Anordnungen bekannter Weise zwei Zylinder ohne Versatz fluchtend gegenüberstehen. Bei einem Hubkolbenkompressor und/oder einer Hubkolbenpumpe mit Zylinderversatz, beispielsweise bei einer herkömmlichen Boxer-Anordnung oder bei einer von Verbrennungsmotoren bekannten V-Anordnung, beträgt der Versatz stets insgesamt eine Kugellagerbreite eines Pleuelauges und zusätzlich den für die bauliche Realisierung einer Kröpfung benötigten Bauraum. Für eine besonders kompakte Bauform, die zudem eine besonders hohe Momentübertragung ermöglicht, wurde die mehrteilige Kurbelwelle entwickelt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Hubkolbenkompressors oder eine Hubkolbenpumpe mit einem an zwei Seiten geöffneten Kurbelwellengehäuse;
2 eine Frontansicht des in 1 dargestellten Hubkolbenkompressors oder der Hubkolbenpumpe, wobei das Kurbelwellengehäuse an einer Seite geöffnet ist;
3 eine perspektivische Detailansicht einer Kurbelwelle und zwei zugehörigen Pleuelstangen des in den 1 und 2 dargestellten Hubkolbenkompressors oder der Hubkolbenpumpe;
4 eine Ansicht eines Längsschnitts entlang der Ebene IV-IV der 1;
5 eine Vergrößerung des in 4 mit einer gestrichelten Linie markierten Bereichs V;
6 eine perspektivische Ansicht des Ausschnitts V der 4;
7 eine Detailansicht des Kurbelzapfens der 5.

Die 1 und 2 zeigen einen Hubkolbenkompressor 10 bzw. eine Hubkolbenpumpe 10 zum Komprimieren und/oder Fördern eines nicht eigens dargestellten Fluids, insbesondere eines Luftgemischs. Der Hubkolbenkompressor 10 bzw. die Hubkolbenpumpe 10 ist lediglich zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens als In-Line-Boxer-Hubkolbenkompressor ausgebildet. Dabei bezieht sich die Bezeichnung „In-Line-Boxer“ auf die besondere Anordnung zweier in der 4 dargestellter Kolben relativ zueinander und relativ zu einer Kurbelwelle, die erst im weiteren Verlauf näher erläutert werden soll. Selbstverständlich sind aber auch davon abweichende Bauformen des Hubkolbenkompressors 10 bzw. der Hubkolbenpumpe 10 von der Erfindung umfasst. Denkbar sind hier beispielsweise einzylindrige Hubkolbenkompressoren oder Hubkolbenpumpen oder an und für sich aus dem Stand der Technik bekannte zwei- oder mehrzylindrige Hubkolbenkompressoren oder Hubkolbenpumpen, insbesondere Boxer-Hubkolbenkompressoren oder Boxer-Hubkolbenpumpen. Nachfolgend soll der Einfachheit halber lediglich von einem Hubkolbenkompressor 10 die Rede sein, wobei dies auch den Begriff Hubkolbenpumpe umfassen soll.
Der Hubkolbenkompressor 10 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Antriebseinheit 12 auf, die dazu eingerichtet ist, eine Rotationsbewegung zu erzeugen und auf eine Primärwelle 14 zu übertragen. Vorliegend weist die Antriebseinheit 12 ein Antriebsgehäuse 13 mit einem darin befindlichen Elektromotor auf. Die Primärwelle 14 kann alternativ oder zusätzlich durch einen Verbrennungsmotor in Rotation versetzt werden, insbesondere über eine Kardanwelle. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in Fahrzeugen denkbar, bei welchen die vom Verbrennungsmotor erzeugte Rotationsbewegung zusätzlich auf eine die Primärwelle des Hubkolbenkompressors 10 antreibende Kardanwelle übertragen wird.
Der Hubkolbenkompressor 10 weist ferner eine Kompressionsanordnung 16 auf, in welcher ein Fluid komprimiert und/oder derart in Bewegung gesetzt werden kann, dass es zu einem außerhalb der Kompressionsanordnung 16 liegenden Bereich gefördert werden kann. Die Kompressionsanordnung 16 weist ein Gehäuse 18 auf, das seinerseits ein Kurbelwellengehäuse 20 und zwei sich gegenüberliegende Zylindergehäuse 22 umfasst.
Aufgrund dessen, dass beim Komprimieren eines Fluids Kompressionswärme entsteht, die auf die Zylindergehäuse 22 übertragen wird, weisen die Zylindergehäuse 22 Kühlrippen 24 auf, die in Längsrichtung der Zylindergehäuse 22 beabstandet voneinander radial hervorstehen. Diese Kühlrippen 24 bewirken eine Oberflächenvergrößerung einer Außenfläche 26 der Zylindergehäuse 22 und erhöhen dadurch die Kühlwirkung eines sie umgebenden Kühlfluids. Das Kühlfluid kann beispielsweise Frischluft sein, denkbar ist aber beispielsweise auch eine Kühlung mittels einer Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser.
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, ist innerhalb des Kurbelwellengehäuses 20 eine Kurbelwelle 28 angeordnet, welche in Drehverbindung mit der Primärwelle 14 steht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel können von der Kurbelwelle 28 zwei Kolben 30 (siehe 4) über zwei mit der Kurbelwelle 28 verbundene Pleuelstangen 32 jeweils in eine oszillierende Translationsbewegung versetzt werden. Die Kolben 30 sind in einem im Zylindergehäuse 22 befindlichen Kolbenhubraum 34 bewegbar und sind dazu eingerichtet, Fluid, insbesondere ein Luftgemisch, in einem mit dem jeweiligen Kolbenhubraum 34 verbundenen Verdrängungsraum 36 zu komprimieren und/oder derart in Bewegung zu versetzen, dass eine Förderung des Fluids möglich ist.
Die Kolben 30, die Kolbenhubräume 34 und die Kompressionsräume 36 sind ausschließlich in 4 dargestellt.
Im Folgenden soll nun die erfindungsgemäße Kurbelwelle 28 unter Bezugnahme auf die 3 bis 7 näher beschrieben werden.
In 3 ist zunächst zu erkennen, dass die Kurbelwelle 28 mehrteilig aufgebaut ist. Dies unterscheidet die Kurbelwelle 28 von aus dem Stand der Technik bekannten einstückig ausgebildeten, insbesondere gegossenen Kurbelwellen. Der mehrteilige Aufbau der Kurbelwelle 28 ermöglicht es, besonders kompakte Bauformen der Kompressionsanordnung 16 zu realisieren und zugleich besonders hohe Drehmomente von der Primärwelle 14 auf die Kurbelwelle 28 zu übertragen. Die Kurbelwelle 28 weist einen mit der Primärwelle 14 in Drehverbindung stehenden Wellenzapfen 38 auf, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig mit der Primärwelle 14 ausgebildet ist und sich durch eine Öffnung 40 des Kurbelwellengehäuses 20 erstreckt. Die Kurbelwelle 28 weist ferner mehrere Kurbelwangen 42 sowie mehrere Kurbelzapfen 44 auf.
In nicht eigens dargestellten Ausführungsbeispielen, insbesondere in Ausführungsbeispielen, die lediglich ein einziges Zylindergehäuse 22 und lediglich einen einzigen darin bewegbaren Kolben 30 aufweisen, ist es auch möglich, dass die Kurbelwelle lediglich eine einzige Kurbelwange 42, einen einzigen Kurbelzapfen 44 und eine einzige Pleuelstange 32 aufweist.
Die Kurbelwangen 42 und die Kurbelzapfen 44 sind so anordenbar, dass sie gemeinsam mit den Wellenzapfen 38 eine Rotationsbewegung um eine von den Wellenzapfen 38 definierte Rotationsachse A_R ausführen können.
Wie aus den 3 bis 7 ferner ersichtlich ist, sind die Kurbelzapfen 44 relativ zu den Kurbelwangen 42 derart anordenbar, dass die Kurbelzapfen 44 exzentrisch, d.h. in einem Kreisradius, um die Rotationsachse A_R rotieren können.
Hierfür weisen die Kurbelwangen 42 jeweils mindestens eine exzentrisch angeordnete Nabenaufnahme 46 auf, die vorliegend lediglich beispielhaft als Nabenöffnung ausgebildet ist.
Die Kurbelzapfen 44 weisen jeweils zwei Spannhülsenabschnitte 48 auf, die sich im montierten Zustand der Kurbelwelle in die Nabenaufnahmen 46 der Kurbelwangen 42 erstrecken. Die Kurbelzapfen 44 können mittels in die Spannhülsenabschnitte 48 einpressbaren Spannkegeln 50 in die Nabenaufnahmen 46 der Kurbelwangen 42 eingepresst werden und somit mit den Kurbelwangen 42 verbunden werden. Die Spannkegel 50 können hierbei lediglich ein unterstützendes Verbindungselement sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel könnte zwischen einem Kegelwinkel α des Spannkegels 50 und einer Haftreibungszahl µ einer mit dem Spannkegel 50 zusammenwirkenden Wirkfläche 52 des Spannhülsenabschnitts 48 die folgende Beziehung gelten: $\frac{α}{2} < a r c t a n (μ) .$
Es entsteht dann zwischen den Spannkegeln 50 und den Kurbelwangen 42 eine selbsthemmende Verbindung, die ohne eine äußerliche Krafteinwirkung unlösbar ist.
Die Verbindung zwischen Spannkegeln 50 und Kurbelwange 42 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel drehfest, d. h. eine von der Primärwelle 14 auf den Wellenzapfen 38 und damit die gesamte Kurbelwelle 28 übertragene Rotationsbewegung kann die presspassende Verbindung zwischen Spannkegeln 50 und Kurbelwangen 42 nicht lösen.
Die Kurbelzapfen 44 weisen außerdem jeweils einen Hubkurbelabschnitt 54 auf, mit welchen im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils eine Pleuelstange 32 drehbar verbunden ist. Aufgrund der In-Line Boxer-Anordnung der Kompressionsanordnung 16 ist eine der beiden Pleuelstangen 32 als Tandem-Pleuelstange 56 mit zwei Tandem-Pleuelarmen 56a und 56b ausgebildet. Die zweite Pleuelstange 32 ist als Einfach-Pleuelstange 58 mit einem einzigen Pleuelarm 58a ausgebildet, der zwischen den Tandem-Pleuelarmen 56a und 56b an der Kurbelwelle 28 ansetzt.
Die Kurbelzapfen 44 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass zwischen den zwei Spannhülsenabschnitten 48 eines Kurbelzapfens 44 jeweils der Hubkurbelabschnitt 54 ausgebildet ist. Jeder der Spannhülsenabschnitte 48 der Kurbelzapfen 44 ist mit einem Spannkegel 50 drehfest und selbsthemmend mit einer Kurbelwange 42 verbunden. Die Tandem- und die Einfach-Pleuelstangen 56, 58 sind vorliegend über Kugellager 60 mit den Hubkurbelabschnitten 54 der Kurbelzapfen 44 verbunden. Die Kugellager 60 ihrerseits sind in Pleuelaugen 62 der Pleuelstangen 32; 56, 58 eingepresst und somit unlösbar mit den Pleuelstangen 32; 56, 58 verbunden. Somit wird eine möglichst reibungsfreie Drehbarkeit der Pleuelstangen 32; 56, 58 um die Hubkurbelabschnitte 54 bewirkt.
Wie ebenfalls aus den 4 bis 7 ersichtlich ist, erstreckt sich entlang der Spannhülsenabschnitte 48 und der Hubkurbelabschnitte 54 der Kurbelzapfen 44 ein durchgehender Innenraum 64, in den zumindest bereichsweise ein nicht eigens dargestelltes Sicherungsmittel einführbar ist. Dieses zusätzliche Sicherungsmittel dient lediglich einer zusätzlichen Absicherung gegen ein eventuelles Verrutschen oder Lockern der Spannkegel 50 in den Nabenaufnahmen 46. Bei dem Sicherungsmittel kann es sich beispielsweise um eine Schraube, insbesondere eine Senkkopf-Schraube, einen Bolzen oder ein Sicherungsmittel, mittels welchem eine weitere presspassende Verbindung ausbildbar ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist jeweils einer der jeweils paarweise in den Spannhülsenabschnitten 48 eines Kurbelzapfens 44 eingepressten Spannkegel 50 eine Senkkopf-Bohrung 65 für eine Senkkopf-Schraube auf. Der jeweils andere der beiden Spannkegel 50 weist eine Gewindebohrung 65a auf, in welche die Senkkopf-Schraube gewindemäßig eingreifen kann.
Die Kurbelzapfen 44 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel dabei lediglich beispielsweise derart ausgestaltet, dass der Innendurchmesser des Spannhülsenabschnitts 48 größer als der Innendurchmesser des Hubkurbelabschnitts 54 ist, und dass der Außendurchmesser des Spannhülsenabschnitts 48 kleiner als der Außendurchmesser des Hubkurbelabschnitts 54 ist. Ebenso ist es natürlich möglich, die Innen- und Außendurchmesser aneinander anzugleichen und dadurch jeweils lediglich hohlzylindrische Kurbelzapfen 44 zu verwenden.
Für eine langfristig stabilere Verbindung zwischen den Kurbelwangen 42 und den Kurbelzapfen 44 und zur Minderung des Presskraftverlusts über die Zeit verjüngt sich eine Innenfläche 66 der Nabenaufnahmen 46 jeweils entlang einer Einpressrichtung R_E des Spannkegels 50 konisch. Ebenso verjüngt sich eine Außenfläche 68 der Spannhülsenabschnitte 48 jeweils entlang einer Längsachse A_K der Kurbelzapfen 44 in Richtung der Hubkurbelabschnitte 54 konisch.
Dadurch, dass sich sowohl die Außenflächen 48 der Spannhülsenabschnitte 48 als auch die Innenflächen 66 der Nabenaufnahmen 46 in Richtung der Einpressrichtung R_E des Spannkegels 50 konisch verjüngen, kann die selbsthemmende und drehfeste Verbindung zwischen den Kurbelzapfen 44 und den Kurbelwangen 42 besonders effektiv realisiert werden.
Wie aus den 1 bis 6 ersichtlich ist, sind die äußeren Kurbelwangen 42 als Schwungscheiben 70 ausgebildet, die im Vergleich zu den innenliegenden Kurbelwangen 42 zusätzliche Schwungmasse aufweisen und somit die Effizienz des Hubkolbenkompressors 10 weiter erhöhen.
Die In-Line-Boxer-Anordnung der Kompressionsanordnung 16 zeichnet sich dadurch aus, dass die nicht mit einem Bezugszeichen versehenen Längsachsen der Kolbenhubräume 34 miteinander fluchten. In anderen Ausführungsformen des Hubkolbenkompressors 10 ist es jedoch auch möglich, dass die Längsachsen der Kolbenhubräume 34 nicht miteinander fluchten, sondern versetzt zueinander angeordnet sind. Dies ist insbesondere der Fall, wenn statt der Tandem-Pleuelstange 56 eine zweite Einfach-Pleuelstange 58 verwendet wird. In einem derartigen Fall weist die Kompressionsanordnung 16 maximal zwei Kurbelwangen 42 auf.
Wie bereits oben bemerkt, kann die erfindungsgemäße Kurbelwelle 28 besonders schnell und kostengünstig zusammengesetzt werden. Hierzu ist es lediglich erforderlich, einen Wellenzapfen 38, eine Kurbelwange 42, die eine Nabenaufnahme 46 aufweist und einen Kurbelzapfen 44, der einen Spannhülsenabschnitt 48 aufweist, bereitzustellen. Der Spannhülsenabschnitt 48 des Kurbelzapfens 44 wird dann zumindest teilweise unter hohem Druck in die Nabenaufnahme 46 der Kurbelwange 42 eingeführt, woraufhin ein Spannkegel 50 in den Spannhülsenabschnitt 48 des Kurbelzapfens 44 eingepresst wird. Dies bewirkt bereits eine drehfeste Verbindung des Kurbelzapfens 44 mit der Kurbelwange 42.
Die drehfeste Verbindung wird dadurch ausgebildet, dass sich der gesamte Spannhülsenabschnitt 48 bei Einpressen des Spannkegels 50 derart plastisch verformt, dass auf die Innenfläche 66 der Nabenaufnahme 46 radial und im Wesentlichen vollflächig die durch den Spannhülsenabschnitt 48 und den Spannkegel 50 ausgeübte Einpresskraft wirkt.
Durch einen derartigen Aufbau der Kurbelwelle 28 ist eine insgesamt besonders kompakte Bauform derselben möglich.
In einem nachgelagerten Schritt, insbesondere für eine wie im dargestellten Ausführungsbeispiel verwendete Kurbelwelle 28, kann in einen dem ersten Spannhülsenabschnitt 48 gegenüberliegenden zweiten Spannhülsenabschnitt 48 ein zweiter Spannkegel 50 in eine zweite Nabenaufnahme 46 einer zweiten Kurbelwange 42 eingepresst werden. Dieser Vorgang kann beliebig wiederholt werden, bis die Kurbelwelle 28 die erforderliche Länge und die erforderliche Anzahl an Kröpfungen 72 aufweist, um ein eine entsprechende Anzahl an Kolben 30 in Kolbenhubräumen 34 bewegen zu können.

Claims

Hubkolbenkompressor und/oder Hubkolbenpumpe zum Komprimieren und/oder Fördern eines Fluids, mit a) einem Gehäuse (18), das zumindest einen Kolbenhubraum (34) und einen mit diesem verbundenen Verdrängungsraum (36) aufweist, b) einem Kolben (30), der in dem Kolbenhubraum (34) eine oszillierende Translationsbewegung ausführen kann und der über eine Pleuelstange (32; 56, 58) mit einer Kurbelwelle (28) verbunden ist, wodurch eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle (28) in die oszillierende Translationsbewegung des Kolbens (30) transformierbar ist, wobei die Kurbelwelle (28) aufweist: c) einen Wellenzapfen (38), der eine Rotationsachse (A_R) definiert, zumindest eine Kurbelwange (42) und zumindest einen Kurbelzapfen (44), wobei d) die Kurbelwange (42) und der Kurbelzapfen (44) so anordenbar sind, dass sie gemeinsam mit dem Wellenzapfen (38) eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse (A_R) ausführen können, und e) der Kurbelzapfen (44) derart relativ zur Kurbelwange (42) anordenbar ist, dass der Kurbelzapfen (44) exzentrisch um die Rotationsachse (A_R) rotieren kann, dadurch gekennzeichnet, dass f) die Kurbelwange (42) zum exzentrischen Rotieren des Kurbelzapfens (44) eine exzentrische Nabenaufnahme (46) aufweist, und g) der Kurbelzapfen (44) einen Spannhülsenabschnitt (48) aufweist, der zumindest teilweise in die Nabenaufnahme (46) erstreckbar ist, wobei der Kurbelzapfen (44) mittels eines in den Spannhülsenabschnitt (48) einpressbaren Spannkegels (50) mit der Kurbelwange (42) verbindbar ist.
Hubkolbenkompressor und/oder Hubkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Kegelwinkel α des Spannkegels (50) und einer Haftreibungszahl µ einer mit dem Spannkegel (50) zusammenwirkenden Wirkfläche (52) des Spannhülsenabschnitts (48) die folgende Beziehung gilt: $\frac{α}{2} < arctan (μ) .$
Hubkolbenkompressor und/oder Hubkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des einpressbaren Spannkegels (50) eine drehfeste Verbindung zwischen der Kurbelwange (42) und dem Kurbelzapfen (44) herstellbar ist.
Hubkolbenkompressor und/oder Hubkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelzapfen (44) einen an den Spannhülsenabschnitt (48) unmittelbar angrenzenden Hubkurbelabschnitt (54) aufweist, der mit einer Pleuelstange (32; 56, 58) interagieren kann und in den ein Sicherungsmittel in Längsrichtung des Kurbelzapfens (44) zumindest abschnittsweise einführbar ist.
Hubkolbenkompressor und/oder Hubkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich entlang des Spannhülsenabschnitts (48) und des Hubkurbelabschnitts (54) ein durch den Kurbelzapfen (44) durchgehender Innenraum (64) erstreckt.
Hubkolbenkompressor und/oder Hubkolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Spannhülsenabschnitts (48) größer als der oder gleich dem Innendurchmesser des Hubkurbelabschnitts (54) ist.
Hubkolbenkompressor und/oder Hubkolbenpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Spannhülsenabschnitts (48) kleiner als der oder gleich dem Außendurchmesser des Hubkurbelabschnitts (54) ist.
Hubkolbenkompressor und/oder Hubkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass a) sich eine Innenfläche (66) der Nabenaufnahme (46) der Kurbelwange (42) entlang einer Einpressrichtung (R_E) des Spannkegels (50) konisch verjüngt, und/oder b) sich eine Außenfläche (68) des Spannhülsenabschnitts (48) entlang einer Längsachse (A_L) des Kurbelzapfens (44) und insbesondere in Richtung des Hubkurbelabschnitts (54) konisch verjüngt.
Hubkolbenkompressor und/oder Hubkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubkolbenkompressor und/oder die Hubkolbenpumpe (10) als Boxer-Hubkolbenkompressor ausgebildet ist, bei welchem a) das Gehäuse (18) einen zweiten Kolbenhubraum (34) und einen mit diesem verbundenen zweiten Verdrängungsraum (36) aufweist, b) ein zweiter Kolben (30) vorhanden ist, der über eine zweite Pleuelstange (32) in dem zweiten Kolbenhubraum (34) eine zur oszillierenden Translationsbewegung des ersten Kolbens (30) gegenläufige zweite Translationsbewegung ausführen kann, und bei welchem c) die Kurbelwelle (28) zumindest einen zweiten Kurbelzapfen (44) aufweist.
Hubkolbenkompressor und/oder Hubkolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Kurbelwelle (28) eine zweite Kurbelwange (42) mit einer Nabenaufnahme (46) aufweist und die Pleuelstangen (32; 56, 58) jeweils ein Pleuelauge (62) aufweisen, b) zumindest einer der Kurbelzapfen (44) einen zweiten Spannhülsenabschnitt (48) aufweist, der dem ersten Spannhülsenabschnitt (48) gegenüberliegt, wobei c) die Kurbelzapfen (44) jeweils zumindest teilweise in die Nabenaufnahmen (46) der Kurbelwangen (42) und/oder in die Pleuelaugen (62) der Pleuelstangen (32; 56, 58) erstreckbar sind.
Hubkolbenkompressor und/oder Hubkolbenpumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubkolbenkompressor und/oder die Hubkolbenpumpe (10) als In-Line Boxer-Hubkolbenkompressor ausgebildet ist, bei welchem die Längsachsen der Kolbenhubräume (34) miteinander fluchten.
Kurbelwelle (28) für einen Hubkolbenkompressor und/oder eine Hubkolbenpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Kurbelzapfen (28), der einen Spannhülsenabschnitt (48) aufweist, und/oder Spannkegel (50), für eine Kurbelwelle (28) nach Anspruch 12.
Verfahren zum Herstellen einer Kurbelwelle (28) für einen Hubkolbenkompressor und/oder eine Hubkolbenpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines Wellenzapfens (38), einer Kurbelwange (42), die dazu eingerichtet ist, eine Rotationsbewegung auszuführen und die eine Nabenaufnahme (46) aufweist, und eines Kurbelzapfens (44), der einen Spannhülsenabschnitt (48) aufweist; b) zumindest teilweises Einführen des Spannhülsenabschnitts (48) des Kurbelzapfens (44) in die Nabenaufnahme (46) der Kurbelwange (42); c) Einpressen eines Spannkegels (50) in den Spannhülsenabschnitt (48) des Kurbelzapfens (44) zum Ausbilden einer drehfesten Verbindung des Kurbelzapfens (44) mit der Kurbelwange (42).
Verfahren zum Herstellen einer Kurbelwelle (28) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelzapfen (44) einen zweiten Spannhülsenabschnitt (48) aufweist und dass zusätzlich zwischen den Schritten b) und c) oder nach dem Schritt c) der folgende Schritt ausgeführt wird: a) zumindest teilweises Einführen des zweiten Spannhülsenabschnitts (48) des Kurbelzapfens (44) in eine Nabenaufnahme (46) einer zweiten Kurbelwange (42); und dass zwischen den Schritten b) und c) oder nach dem Schritt c) zusätzlich der folgende Schritt ausgeführt wird: b) Einpressen eines zweiten Spannkegels (50) in den zweiten Spannhülsenabschnitt (48) des Kurbelzapfens (44) zum Ausbilden einer drehfesten Verbindung des Kurbelzapfens (44) mit der zweiten Kurbelwange (42).