DE19727185A1 - Zweizylinder-Luftkompressor - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft Luftkompressoren und insbesondere einen verbesserten ölfreien Zweizylinder-Luftkompressor.

Eine übliche Form von Luftkompressor verwendet einen Pen­ delkolben (wobble piston), der durch einen Elektromotor an­ getrieben wird. Beispiele findet man in den US-Patenten 3,961,868, ausgegeben am 8. Juni 1976 für "Air Compressor", 3,961,869, ausgegeben am 8. Juni 1976 für "Air Compressor" und 5,006,047, ausgegeben am 9. April 1991 für "Compressor With a Segmented Piston Rod Assembly" der Anmelderin.

Die Pendelkolben dieser Luftkompressoren haben eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Dichtung, die mit der Bohrung des Zylinders zusammenpaßt. Zwischen dem Kolbenboden und der Zylinderbohrung ist kein Schmiermittel erforderlich. Jedoch erzeugt die Bewegung der Kolbendichtung in der Zylinderboh­ rung in beträchtlichem Ausmaß Wärme, die abgeführt werden muß.

Zweizylinder-Reihenkompressoren mit ölfreien Kolben sind auch bekannt. Bei einer Form sind die zwei Zylinder an entgegenge­ setzten Enden eines Motors angeordnet, der eine durchgehende Antriebswelle hat, an der an jedem Ende ein Pendelkolben mon­ tiert ist. Jeder Zylinder hat eine Ventilplatte mit Einlaß- und Auslaß-Klappenventilen, die gegenüber dem Kolbenboden montiert sind. Ein Zylinderkopf mit Einlaß- und Auslaßkammern ist auf jedem Zylinder montiert und schafft Einlaß- und Aus­ laßkammern zu den Zylindern. Die Einlaß- und Auslaßkammern der Zylinderköpfe sind typischerweise durch separate Röhren verbunden. Beispiele für Zweizylinder-Reihenkompressoren sind die Kompressoren der 2600-Serie der Anmelderin.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der Erfindung, einen verbesserten ölfreien Zweizylinder-Reihenkompressor zu schaffen, bei dem die Zylin­ der in identischen Gehäusen ausgebildet sind, die an jedem der Enden eines zylindrischen Abstandhalters befestigt sind, der den Motor umgibt.

Ferner soll insbesondere ein derartiger Luftkompressor ge­ schaffen werden, bei dem die identischen Gehäuse integral ausgebildete Durchlässe für Kühlluft zum Zirkulieren um das Äußere der Zylinder umfassen.

Weiter soll vorzugsweise ein derartiger Luftkompressor ge­ schaffen werden, der ein einstückiges Zylinderkopfglied hat, das die Zylinderköpfe für beide Zylinder und ein integrales Rohrverbindungsstück zwischen den Kammern der Köpfe umfaßt, wobei die integralen Verbinder in der Lage sind, als ein Griff oder Haken für den Luftkompressor zu wirken.

Gemäß der Erfindung hat ein Luftkompressor einen Motor mit einer durchgehenden Antriebswelle. Ein zylindrischer Abstand­ halter umgibt den Motor und an jedem Ende des Abstandhalters sind identische Gehäuse montiert. Jedes Gehäuse umfaßt einen zentrischen Lagerhalter, der ein Lager für ein entsprechendes Ende der Welle hält. In jedem Gehäuse ist auch ein Zylinder montiert. Ein Kolben mit einer exzentrisch an der Welle an­ greifenden Kolbenstange hat einen in dem Zylinder arbeiten­ den Kolbenkopf.

Vorzugsweise haben die identischen Gehäuse ein Durchgangsloch und ein Loch mit Gewinde. Wenn die Gehäuse mit dem Abstand­ halter verbunden werden, wird das Durchgangsloch des einen Gehäuses mit dem Gewindeloch des anderen Gehäuses fluchten bzw. ausgerichtet sein. Gewindebolzen erstrecken sich durch jedes Durchgangsloch und werden in die Gewindelöcher des ge­ genüberliegenden Gehäuses eingeschraubt, um die Gehäuse und den Abstandhalter miteinander zu verbinden.

Weiterhin haben gemäß der Erfindung die identischen Gehäuse eine Zylinderverlängerung, die quer zur Achse der Motorwelle vorspringt. Der Zylinder hat eine kreisförmige Hülse, die vom Boden der Verlängerung unterstützt wird und die einen Abstand von den Wänden der Verlängerung aufweist. Jedes Gehäuse hat ein hohles Inneres, das einen auf der Motorwelle montierten Ventilator bzw. Lüfter aufnimmt. In dem Gehäuse sind durch den Boden der Verlängerung hindurch Luftdurchlässe gebildet, die zur Umwälzung von Luft durch den Ventilator zu dem Raum zwischen der Zylinderhülse und den Wänden der Verlängerung dienen.

Ebenfalls gemäß der Erfindung umfaßt ein Luftkompressor einen Motor mit einer durchgehenden Antriebswelle, an jedem Ende des Motors ein dort montiertes Gehäuse mit einem Zylinder, an jedem Ende einen an der Welle angebrachten und in dem je­ weiligen Zylinder arbeitenden Kolben und ein einstückiges Zylinderkopfglied für beide Zylinder. Das auch als Zylinder­ kopf bezeichnete Zylinderkopfglied umfaßt an jedem Ende einen Kopf zur Befestigung an den Zylindern sowie integrale Röhren, die die Köpfe verbinden und den Abstand zwischen den Gehäusen überbrücken.

Die genannten und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung erschei­ nen. In der detaillierten Beschreibung wird auf die beglei­ tenden Zeichnungen Bezug genommen, die eine bevorzugte Aus­ führungsform der Erfindung erläutern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht eines Luftkompres­ sors gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Vorderansicht des Luftkompressors von Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Ansicht in vertikalem Schnitt durch ein Ende des Luftkompressors;

Fig. 4 ist eine Ansicht in horizontalem Schnitt in der Ebene von Linie 4-4 von Fig. 3;

Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht im Schnitt in der Ebene der Linie 5-5 von Fig. 4;

Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht im Schnitt in der Ebene der Linie 6-6 in Fig. 4;

Fig. 7 ist eine vergrößerte Ansicht im Schnitt in der Ebene der Linie 7-7 von Fig. 4;

Fig. 8 ist eine vergrößerte Ansicht im Schnitt in der Ebene von Linie 8-8 in Fig. 4;

Fig. 9 ist eine explodierte Perspektivansicht, die die Verbindung der Gehäuse mit dem Abstandhal­ ter zeigt;

Fig. 10 ist eine Unteransicht des einstückigen Zylin­ derkopfes; und

Fig. 11 ist eine perspektivische Draufsicht des ein­ stückigen Zylinderkopfes.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Der Luftkompressor umfaßt einen kreiszylinderförmigen Ab­ standhalter 10 mit dünnen Wänden, der in der Nähe seiner En­ den zum Zwecke des Luftflusses Perforationen bzw. Löcher 11 hat. Der Abstandhalter bzw. das Distanzstück 10 umgibt einen elektrischen Motor 12 mit einer durchgehenden Antriebswelle 13. Identische Endgehäuse 14 sind mit dem Abstandhalter 10 verbunden. Die Gehäuse 14 sind vorzugsweise aus Gußmaterial, wie zum Beispiel Aluminium, gebildet. Die Gehäuse 14 umfassen einen kreisförmigen Flansch 15 an einem Ende, an dem ein Re­ lief 16 herausgearbeitet ist, das das Ende des Abstandhalters aufnimmt, wie in Fig. 4 gezeigt.

Die Gehäuse 14 sind mit einem inneren Lagerhalterabschnitt 20 ausgebildet, der sich im Zentrum einer Serie von Speichen 21 befindet. Der Lagerhalter 20 faßt die äußere Bahn eines Kugellagers 22 ein, das die Antriebswelle 13 des Motors auf­ nimmt. Der Lagerhalter 20 und die Speichen 21 teilen das Ge­ häuse in einen äußeren, vergrößerten zylindrischen Abschnitt 23 und einen inneren, kleineren zylindrischen Abschnitt 24. Der Abschnitt 24 mit reduziertem Durchmesser hat um seinen Umfang eine Serie optionaler Luftöffnungen 25.

Wie in Fig. 9 gezeigt, sind die Speichen 21 um 45° gegenein­ ander versetzt. Gegenüberliegende Paare von Speichen 21 sind mit Öffnungen 28 und 29 versehen. Die Öffnungen 28 sind Durchgangslöcher, während die Öffnungen 29 Löcher mit Gewinde sind. Mit den identischen Gehäusen 14 in einer End-zu-End-An­ ordnung auf dem Distanzstück 10 werden die Durchgangslöcher in einem Gehäuse 14 mit den mit Gewinde versehenen Löchern in dem anderen Gehäuse 14 fluchten. Bolzen 30 mit Gewinde er­ strecken sich durch die Durchgangslöcher 28 und werden in die Gewindelöcher 29 geschraubt, um die Gehäuse 14 mit dem Ab­ standhalter 10 zu verbinden.

Eine Pendelkolben bzw. Schwenk- oder Schwingkolben-Einheit 35 ist auf das vorstehende Ende der Motorwelle 13 außerhalb des Lagers 22 in konventioneller Weise montiert. Das heißt, daß ein Exzenter 36 an der Welle 13 befestigt ist und daß die Kolbeneinheit 35 an dem Exzenter 36 mit ihrer Achse gegen die Achse der Motorantriebswelle 13 versetzt montiert ist. Der Exzenter 36 umfaßt ein Gegengewicht 37. Der Kolbenkopf 38 hat eine umlaufende Dichtung 39, die durch eine Teflonman­ schette gebildet wird. Die Dichtung 39 dichtet mit der Boh­ rung 40 eines Zylindermantels 41 ab. Der Zylindermantel 41 stützt sich auf dem Boden 45 in einer Zylinderverlängerung 46 des Gehäuses 14 ab. Wie in Fig. 4 gezeigt, hat der Boden 45 eine Öffnung 47 zur Aufnahme des Kolbens 35 und des hülsen­ förmigen Zylindermantels 41.

Die Zylinderverlängerung 46 hat Seitenwände 50 und eine End­ wand 51, die einen Abstand von der Außenseite des Zylinder­ mantels 41 haben. Die Seitenwände 50 enden in Füßen 52 und 53, die sich nach oben erstrecken und an denen die Ventil­ platte 54 montiert ist. Wie in Fig. 3 gezeigt, enden die Wände 50 und 51 vor bzw. unterhalb der Oberseite des Zylin­ dermantels 41. Die Ventilplatte 54 kann von typischer Kon­ struktion sein und weist (nicht gezeigte) Einlaß- und Auslaß-Klappenventile auf.

Jedes Gehäuse 14 ist mit einer Serie von Öffnungen 55a, 55b, 55c und 55d versehen, die sich durch den Boden 45 der Zylin­ derverlängerung 46 in einer generell kreisförmigen Anordnung um den Ort des Zylindermantels 41 herum erstrecken. Ein Ven­ tilator 56 ist auf das Ende der Motor-Antriebswelle 13 inner­ halb des hohlen Inneren des Gehäuses 14 montiert. Der Venti­ lator 56 zieht Luft in das Gehäuse 14 in Richtung auf den Motor 12, um den Motor zu kühlen. Der Ventilator 56 zieht auch Luft von außen und leitet sie weiter durch die Öffnungen 55a, 55b, 55c und 55d zu dem Raum, der das Äußere der Zylin­ derhülse 41 umgibt, wodurch der Zylindermantel gekühlt wird. Die Luftwege durch die Öffnungen 55a, 55b, 55c und 55d sind in den Fig. 4 bis 8 gezeigt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, trägt die Ventilplatte 54 eine Dich­ tung 60 vom O-Ring-Typ, die gegen den oberen Rand des Zylin­ dermantels 41 abdichtet. Die Ventilplatte 54 umfaßt auch eine obere Dichtung 61 vom O-Ring-Typ, die mit der unteren Ober­ fläche eines Kopfabschnittes 62 eines Zylinderkopfgliedes 63 abdichtet. Wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt, hat der Zylinderkopf 63 Kopfabschnitte 62 an jedem Ende. Die Kopfab­ schnitte 62 sind durch einen integralen Verbinder verbunden, der voneinander beabstandete hohle Röhren 64 und einen Steg 65 aufweist, der die Röhren 64 verbindet. Die hohlen Röhren 64 verbinden mit den Einlaß- und Auslaßkammern 67 und 68 der Kopfabschnitte 62. Die Kopfabschnitte 62 sind mit den Füßen 52 der Zylinderverlängerung 46 der Gehäuse 14 durch Schrauben 69 verschraubt. Die Kopfabschnitte 62 haben auch Öffnungen 70, die entweder offen oder verstopft bzw. geschlossen sind und die für externe Verbindungen zu ggf. notwendigen Rohrlei­ tungen zu den und von den Kammern 67 und 68 vorgesehen sind. Der durch die integralen Rohre 64 und den Steg 65 gebildete Verbinder überbrückt den Abstand zwischen den Kopfabschnitten 62. Wie in Fig. 2 gezeigt, haben die Röhren 64 und der Steg 65 einen Abstand von dem Abstandhalter 10, so daß der Ver­ binder als ein Handgriff oder ein Haken zum Tragen des Luft­ kompressors wirken kann. Der Zylinderkopf 63 ist ebenfalls vorzugsweise aus Aluminiumguß gebildet.

Ein Zweizylinder-Luftkompressor hat einen Motor mit einer durchgehenden Antriebswelle. Identische Gehäuse sind an den beiden Enden eines zylindrischen Abstandhalters vorgesehen, der den Motor umgibt. Die Gehäuse umfassen Zylindergehäuse­ verlängerungen, wobei an jeder ein Zylindermantel, eine Ven­ tilplatte und ein Kopf befestigt ist. Die Köpfe sind Teil eines einstückigen Zylinderkopfgliedes. An jedem Ende der Motorwelle ist eine Pendelkolbeneinheit befestigt, die je­ weils in einem Zylindermantel arbeitet. Die Zylindermäntel ruhen in dem Gehäuse auf einem Boden, der integral ausgebil­ dete Durchlässe für Kühlluft zur Umwälzung um die Zylinder­ mäntel herum hat. Das einstückige Zylinderkopfglied weist einstückig mit diesem ausgebildete Röhren auf, die die Köpfe verbinden. Die integralen Röhren überbrücken den Abstand zwischen den Köpfen und haben einen Abstand von der Außen­ seite des Abstandhalters.

Claims (11)

1. Zweizylinder-Luftkompressor mit: einem Motor (12) mit einer durchgehenden Antriebswelle (13); einem Abstand­ halter (10), der den Motor (12) umgibt; identischen Ge­ häusen (14) an jedem Ende des Abstandhalters (10), jedes Gehäuse mit einem zentralen Lagerhalter (20), an dem ein Lager (22) für ein jeweiliges Ende der Welle und ein sich quer zu der Achse der Welle erstreckender Zylinder befestigt ist; und mit einer Kolbeneinheit (35), die eine exzentrisch an jedem Ende der Welle angreifende Kolbenstange und einen in einem jeweiligen Zylinder (41) arbeitenden Kolbenkopf (38) hat.

2. Luftkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gehäuse (14) ein axiales Durchgangsloch (28) hat und daß jedes Gehäuse ein axiales Gewindeloch (29) hat, das mit einem Durchgangsloch des gegenüberliegenden Gehäuses ausrichtbar ist, und daß sich durch die Durch­ gangslöcher in die Gewindelöcher erstreckende Gewinde­ bolzen (30) zur Verbindung der Gehäuse (14) mit dem Ab­ standhalter (13) vorgesehen sind.

3. Luftkompressor nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Ventilplatte (54), die am Ende jedes Zylin­ ders (41) gegenüber dem Kolbenkopf (38) montiert ist und durch einen einstückigen Zylinderkopf (63) mit einem Kopf (62) an jedem Ende, der an dem jeweiligen Zylinder befestigt ist und durch integrale Röhren (64), die die Köpfe (62) verbinden und den Abstand zwischen den Gehäusen (14) überbrücken.

4. Luftkompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren (64) einen Abstand vom Abstandhalter (10) haben.

5. Luftkompressor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Röhren (64) voneinander beabstandet und durch einen integralen Steg (65) verbunden sind.

6. Luftkompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) hohl ist und in jedem Gehäuse an dem Ende der Welle ein Venti­ lator (56) montiert ist, daß der Zylinder in einer Ge­ häuseverlängerung (46) montiert ist, die einen Boden (45) aufweist, der den Zylinder trägt und Wände (50, 51), die von der Außenseite des Zylinders (41) beab­ standet sind, und daß in dem Boden (45) Luftdurchlässe (55a bis 55d) gebildet sind, die vom hohlen Inneren des Gehäuses (14) zu dem Raum zwischen den Wänden (50, 51) und der Außenseite des Zylinders (41) führen.

7. Luftkompressor mit Kolbeneinheiten (35), die an jedem Ende einer Motor-Durchgangswelle angebracht sind und in Zylindern (41) arbeiten, die einen Abstand voneinander aufweisen, mit einem einstückigen Zylinderkopf (63), der an jedem Ende einen Kopf (62) zur Befestigung an einem jeweiligen Zylinder (41) aufweist, wobei jeder Kopf (62) Einlaß- und Auslaßkammern umfaßt, wobei der Zylinderkopf (63) auch Verbindungsröhren (64) umfaßt, die einstückig mit den Köpfen (62) ausgebildet sind und die die Kammern verbinden, wobei die Verbindungsröhren (64) den Raum zwischen den Köpfen (62) überbrücken.

8. Luftkompressor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren (64) voneinander beabstandet und durch einen verstärkenden Steg (65) verbunden sind.

9. Luftkompressor mit: einem Motor (12) mit einer durchge­ henden Antriebswelle (13); einem Abstandhalter (10), der den Motor (12) umgibt; identischen Gehäusen (14) an jedem Ende des Abstandhalters (13), jedes Gehäuse (14) mit einem zentralen Lagerhalter (20), der ein Lager (22) für ein jeweiliges Ende der Welle (13) hält, wobei jedes Gehäuse (14) auch eine Zylinderverlängerung (46) umfaßt, die sich quer zu der Achse der Welle (13) erstreckt; mit einem in jeder Verlängerung (46) montierten Zylinder (41); und mit einer Kolbeneinheit (35) mit einer am je­ weiligen Ende der Welle exzentrisch angebrachten Stange und einem in dem jeweiligen Zylinder arbeitenden Kolben­ kopf (38).

10. Luftkompressor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse (14) hohl sind und in jedem Gehäuse auf dem Ende der Welle ein Ventilator (56) befestigt ist, daß die Zylinderverlängerung (46) einen Boden (45) auf­ weist, der den Zylinder (41) trägt, und von der Außen­ seite des Zylinders beabstandete Wände (50, 51), wobei die Wände mit Abstand unterhalb von der Oberseite des Zylinders enden, und daß in dem Boden (45) Luftdurch­ lässe (55a bis 55d) ausgebildet sind, die von dem hohlen Inneren des Gehäuses (14) zu dem Raum zwischen den Wän­ den (50, 51) und der Außenseite des Zylinders führen.

11. Zweizylinder-Luftkompressor mit einem Motor (12) mit einer durchgehenden Antriebswelle (13), einem Gehäuse (14) an jedem Ende des Motors, das ein Lager (22) für die Motorwelle trägt und einem Zylinder (41) in jedem Gehäuse sowie mit einer Kolbeneinheit (35), die am Ende der Welle (13) befestigt ist und die in einem jeweiligen Zylinder (41) arbeitet, weiterhin mit: einem Abstandhal­ ter (10), der den Motor (12) umgibt; wobei die Gehäuse (14) identisch sind und jedes mindestens ein Durchgangs­ loch (28) und mindestens ein mit einem Gewinde versehe­ nes Loch (29) umfaßt, das mit dem Durchgangsloch des gegenüberliegenden Gehäuses ausrichtbar ist; und wobei Gewindebolzen (30) vorgesehen sind, die sich durch die Durchgangslöcher (28) und in die Gewindelöcher hinein erstrecken, um die Gehäuse (14) mit dem Abstandhalter (10) zu verbinden.