DE1114275B

DE1114275B - Kolbenkompressor mit einem stirnseitig mit einer eingespannten Rollmembran verbundenen Kolben

Info

Publication number: DE1114275B
Application number: DEV15897A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Emmerich Szodfridt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1959-02-05
Filing date: 1959-02-05
Publication date: 1961-09-28

Description

Kolbenkompressor mit einem stirnseitig mit einer eingespannten Rollmembran verbundenen Kolben Die Erfindung betrifft einen Kolbenkompressor mit einem stirnseitig mit einer eingespannten Rollmembran verbundenen Kolben. Es ist bereits bekannt, den Kolben eines Kolbenkompressors stirnseitig mit einer eingespannten Rollmembran zu verbinden. Dabei ist die Führung des Kolbens aber die gleiche wie bei Kolben, die sich keiner Rollmembran zur Abdichtung des Kolbenraumes bedienen, und daher verhältnismäßig aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die althergebrachte Kolbenführung durch eine einfachere und weniger aufwendige Führung zu ersetzen.
Erfindungsgemäß wird die unmittelbar an den Kurbeltrieb aasgelenkte Kolbenstange von einem zwischen Kolben und Kolbenstange, die starr miteinander verbunden sind, angreifenden, seitlich gehaltenen Lenker geführt. Hierbei benötigt der Kolben nicht mehr die bekannte starre Führung, die bei Verwendung eines Kurbeltriebes einen Kreuzkopf oder ein Gelenk zwischen Kolben und Kolbenstange notwendig macht. Die nach der Erfindung unmittelbar an eine Kurbel aasgelenkte Kolbenstange, die starr mit dem Kolben verbunden ist, erlaubt durch ihre einfache Führung mittels des seitlichen Lenkers die vollkommene und zweckmäßige Ausnutzung der als Kolbendichtung gewählten Rollmembran. Sie ist daher weniger aufwendig als die übliche Kolbenstangenführung. Die über den Kolben gestülpte Rollmembran wird zweckmäßig in einem Zylinder geführt, welcher sich am unteren Totpunkt des Kolbenweges konzentrisch erweitert. Der Lenker kann durch eine Blattfeder gebildet werden, die sich leicht zwischen Kolben und Kolbenstange einspannen läßt, wobei letztere einen Hohlkörper bilden. Die Verwendung des Kolbenkompressors für die Luftfederung von Kraftfahrzeugen gestattet es, nach Grobfilterung des angesaugten Druckmittels dasselbe im Druckbereich, und zwar in den Vorratsdruckbehälter hinter dem Kompressor durch einen eingeschalteten Filter zu filtern.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Verwendung einer Membran die empfindliche und teure Bearbeitung der den Druckraum bildenden Teile und die Verwendung eines mittels Kolbenringen in einem Zylinder geführten Kolbens entfallen. Das in dem Kolbenkompressor verdichtete Medium ist völlig ölfrei, und der Betrieb der Maschine ist unempfindlich gegenüber Unreinigkeiten in dem verarbeiteten Medium. Deshalb kann auch, was für die Luftfederung besonders ins Gewicht fällt, die Luftreinigung im Vorratsdruckbehälter hinter dem Kompressor erfolgen, wo die Luftgeschwindigkeit sehr niedrig ist. Das Filter kann somit sehr fein sein mit verhältnismäßig großem Filterquerschnitt.
Zweckmäßig wird die Rollmembran zwischen zwei Flanschen des Gehäuses eingespannt, die durch einen umgebördelten Ring zusammengespannt sein können. Der vom Kompressor erzeugte Höchstdruck entspricht dem Verhältnis des Hubraumes zu dem Totraum. Um die Wirkung des Totraumes zu verringern, wird die Membran derart in dem umgebenden Zylinder geführt, daß sie im Bereich des unteren Totpunktes des Kolbens sich radial ausdehnen kann, und zwar mit Hilfe des an dieser Stelle erweiterten, sie umgebenden Zylinders. Dadurch wird ein beachtlicher Hubvolumengewinn erzielt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend an Hand des auf der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Luftkompressor für Kraftfahrzeug-Luftfederung in Seitenansicht, teilweise geschnitten, und Fig. 2 den Kompressor im Querschnitt.
Mit 1 ist das vorzugsweise aus zwei zusammengeflanschten Preßteilhälften 2 und 3 bestehende Maschinengehäuse bezeichnet. Die Kurbelwelle 4 ist in einer besonderen, seitlich an die Gehäusehälfte 3 angeflanschte Deckeleinheit 5 gelagert, wobei einerseits die Kurbel 6 des Kurbeltriebes fliegend in das Gehäuse hineinragt und auf dem anderen Ende der Kurbelwelle die Antriebsscheibe 7 mit der Kurbelwelle verbunden ist. Auf der Kurbel 6 ist die Kolbenstange 8 gelagert, welche mit dem unmittelbar an das Ende der Kolbenstange 8 angesetzten Kolben 9 verbunden ist. Der Kolben 9 ragt frei in einen in das Maschinengehäuse eingesetzten größeren Zylinder 10, welcher oben angellanscht und mit diesem Flansch 11 zusammen mit einer Rollmembran 12 zwischen den Flansch des Gehäuses und einen Flansch 13 eines Kopfstückes 14 eingespannt ist. Die Flansche werden dabei zweckmäßig durch einen doppelt umgebördelten Ring 15 miteinander verbunden und verspannt. Die Rollmembran 12 ist topfartig über den Kolben 9 gestülpt, so daß beim Hin- und Hergang des Kolbens der Raum zwischen der Rollmembran 9 und dem Kopfteil 14 vergrößert und verkleinert wird. Die dazu notwendigen Ventile sowie der mit einem Grobfilter 16 begrenzte Einlaß 17 und der Auslaß 18 sind im Kopfteil 14 untergebracht. Der Auslaß 18 mündet in einen Vorratsdruckbehälter 19, in dem über einen großen Querschnitt ein Feinfilter 20 angeordnet ist. Die Druckleitung führt aus dem Behälter 19 bei 21 heraus. Die Kolbenstange 8 mit dem Kolben 9 werden geführt, um ein seitliches Auswandern zu verhindern. Zur Führung dient ein als Blattfeder ausgebildeter Lenker 22, welcher an seinem einen Ende im Gehäuse 1 eingespannt und mit seinem anderen Ende zwischen Kolben und Kolbenstange befestigt wird. Da der Kolben 9 sowie die Kolbenstange 8 hohl gestaltet sind, wird das Ende der zur Führung dienenden Blattfeder 22 zweckmäßig zwischen Kolben und Kolbenstange eingespannt, wobei die Verbindung zwischen den beiden Hohlkörpern in bekannter Weise vorgenommen wird. Die Kurbelwelle 4 ist in einem Kugellager 23 und einem Nadellager 24 in der Deckeleinheit 5 gelagert.
Der die Rollmembran einfassende Zylinder 10 ist im unteren Totpunkt des Kolbenweges, also bei 25, erweitert. Um diese Erweiterung herum sind einerseits im Zylinder 10 öffnungen 26 vorgesehen und gleichzeitig ein Luftdurchtritt 27 im Gehäuse 1, durch den zur Erhöhung des volumetrischen Wirkungsgrades des Kompressors von einem Lüfterrad hergeleitete Kühlluft unter den von der Rollmembran begrenzten Raum herangeführt wird. Der Kurbelraum des Gehäuses ist durch eine Faltmembran 28 abgeschlossen, welche einmal die Kolbenstange 8 umschließt und zum anderen den Kurbelraum durch Einspannen ihres Endes in die Gehäuseöffnung mittels eines Spannringes 29 abschließt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kolbenkompressor mit einem stirnseitig mit einer eingespannten Rollmembran verbundenen Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß die unmittelbar an den Kurbeltrieb angelenkte Kolbenstange von einem zwischen Kolben und Kolbenstange, die starr miteinander verbunden sind, angreifenden, seitlich gehaltenen Lenker geführt ist.
2. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zylinder (10) im unteren Totpunkt des Kolbenweges konzentrisch erweitert.
3. Kolbenkompressor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (22) als Blattfeder ausgebildet ist.
4. Kolbenkompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (22) zwischen Kolben und Kolbenstange eingespannt ist, die an der Einspannstelle einen Hohlkörper bilden.
5. Kolbenkompressor nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung als Kompressor für die Luftfederung von Kraftfahrzeugen mit zwischen durch eine Umbördelung zusammengehaltenen Flanschen eingespannter Rollmembran und mit in einem Vorratsdruckbehälter hinter dem Kompressor eingeschalteten Filter. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2178 953.