DE202009011579U1

DE202009011579U1 - compressor module

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Publication number: DE202009011579U1
Application number: DE200920011579
Authority: DE
Original assignee: Ventrex Automotive GmbH
Current assignee: Ventrex Automotive GmbH
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2019-08-27

Abstract

Kompressormodul, umfassend einen elektrischen Antriebsmotor (3) und einen von diesem über eine Kurbelwelle (14) angetriebenen, in einem Zylindergehäuse (2) hin- und herbewegten Verdichterkolben, wobei die Achse der Kurbelwelle (14) und des Antriebsmotors (3) parallel zueinander liegen und ein auf der Kurbelwelle (14) aufgesetztes Stirn- bzw. Antriebsrad (13), insbesondere Antriebszahnrad, von einem auf der Motorwelle (15) aufgesetzten Abtriebsrad (11), insbesondere Abtriebsritzel, über einen Antriebsriemen (10), insbesondere Zahnriemen, angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (14) auf dem Niveau der halben Höhe des Zylindergehäuses (2) angeordnet ist und der Verdichterkolben als doppelwirkender Kolben ausgebildet ist.Compressor module, comprising an electric drive motor (3) and one of these via a crankshaft (14) driven in a cylinder housing (2) reciprocating compressor pistons, wherein the axis of the crankshaft (14) and the drive motor (3) are parallel to each other and a mounted on the crankshaft (14) end or drive wheel (13), in particular drive gear, of a on the motor shaft (15) mounted output gear (11), in particular output pinion, via a drive belt (10), in particular toothed belt, is driven , characterized in that the crankshaft (14) is arranged at the level of half the height of the cylinder housing (2) and the compressor piston is designed as a double-acting piston.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kompressormodul gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a compressor module according to Preamble of claim 1.

Derartige Kompressormodule sind als kleine kompakte Geräte insbesondere dafür gedacht, in Kraftfahrzeugen als Luftversorgung für verschiedene pneumatische Anwendungen (Bsp.: Luftfedersysteme) eingesetzt zu werden.such Compressor modules are considered small compact devices in particular intended for use in motor vehicles as an air supply for various pneumatic applications (ex .: air spring systems) used to become.

Aus der US 2006/078438 A1 , DE 201 13 025 U1 und der US 5 378 119 A sind Kompressormodule der eingangs genannten Art bekannt. Diese Module besitzen hinsichtlich ihres Wirkungsgrades jedoch Nachteile.From the US 2006/078438 A1 . DE 201 13 025 U1 and the US 5,378,119 A Compressor modules of the type mentioned are known. However, these modules have disadvantages in terms of their efficiency.

Ziel der Erfindung ist die Erstellung eines einfach aufgebauten Kompressormoduls mit hohem Wirkungsgrad, der wirtschaftlich zu gestehen ist. Insbesondere soll die Kühlung eines derartigen Moduls optimiert werden, um den Wirkungsgrad des Kompressors und des elektrischen Antriebsmotors zu erhöhen. Insbesondere der Wirkungsgrad des elektrischen Antriebsmotors wird bei Temperaturerhöhung beträchtlich beeinträchtigt. Bei dem Antrieb des Kompressorkolbens handelt es sich in der Regel um einen 12-Volt-Gleichstrommotor, der über einen Zahnriemen und eine Kurbelwelle den Kompressorkolben antreibt.aim The invention is the creation of a simple design compressor module with high efficiency, which is economical to confess. Especially should the cooling of such a module be optimized, to the efficiency of the compressor and the electric drive motor to increase. In particular, the efficiency of the electrical Drive motor becomes considerable when the temperature increases impaired. At the drive of the compressor piston acts It's usually about a 12-volt DC motor over a timing belt and a crankshaft drives the compressor piston.

Erfindungsgemäß ist ein Kompressormodul der eingangs genannten Art mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Merkmalen charakterisiert.According to the invention a compressor module of the type mentioned in the license plate of the Claim 1 features characterized.

Der erfindungsgemäße Kompressormodul umfasst einen doppelt wirkenden Kolben, der bei jedem seiner Hübe, das heißt bei jeder Aufwärtsbewegung und jeder Abwärtsbewegung im Zylinder einen Kompressionstakt vollführt. Derartige doppelt wirkende Kolben erhöhen den Wirkungsgrad von Kompressoren zur Verdichtung von Luft.Of the Compressor module according to the invention comprises a double-acting piston, which at each of its strokes, the means every upward movement and every downward movement in the cylinder performs a compression stroke. such Double-acting pistons increase the efficiency of compressors for the compression of air.

Ein derartiger Kompressormodul benötigt im Vergleich zu einfach wirkenden Kolben ein geringeres Antriebsdrehmoment für den doppelt wirkenden Kolben, sodass der Antriebsmotor weniger leistungsstark gehalten werden kann und mit gutem Wirkungsgrad betrieben werden kann.One such compressor module compared to simply needed acting piston a lower drive torque for the double-acting piston, so that the drive motor less powerful can be kept and operated with good efficiency can.

Wird als Antriebsriemen ein Zahnriemen verwendet, so ergeben sich definierte Antriebsverhältnisse, bei gleichzeitiger Möglichkeit im Zylinder höchste Druckwerte und Luftausbeute zu erzielen. Da das aufzubringende Antriebsdrehmoment gering gehalten werden kann, kann ein kleiner, rasch laufender Gleichstromelektromotor eingesetzt werden.Becomes used as a drive belt, a toothed belt, the result is defined Drive conditions, with simultaneous possibility to achieve highest pressure values and air yield in the cylinder. There the applied drive torque can be kept low, a small, fast-running DC electric motor can be used become.

Ein derartiger Kompressormodul zeigt auch ein optimales Anlaufverhalten und die Ausbildung einer definierten Leckage im Kolben, die für das Anlaufen vor einer Totpunktlage des Kolbens im Zylinder erforderlich ist, um zu hohen Anlaufdrucken beim Anlaufen des Elektromotors entgegenzuwirken, ist nicht erforderlich.One Such compressor module also shows an optimal startup behavior and the formation of a defined leakage in the piston, for the start before a dead center of the piston in the cylinder required is to counteract too high start-up pressures when starting the electric motor, not necessary.

Der Kompressormodul besitzt ferner einen kompakten Aufbau. Dieser kompakte Aufbau wird mit den Merkmalen des Anspruches 2 unterstützt. Auch die Merkmale des Anspruches 3 tragen für einen kompakten Aufbau des Kompressormoduls bei und verleihen dem Kompressormodul hohe Stabilität und Wirtschaftlichkeit gegenüber Verformungen und große Laufruhe. Um eine optimale Kühlung des elektrischen Antriebsmotors zu erreichen, sind die Merkmale der Ansprüche 4 und/oder 5 von Vorteil. Mit dem am Antriebsrad vorgesehenen Flügelrad wird der Elektromotor, insbesondere dessen Stirnfläche, direkt mit Kühlluft beaufschlagt und für eine optimale Abfuhr der Wärme vom Antriebsmotor Sorge getragen.Of the Compressor module also has a compact design. This compact Structure is supported by the features of claim 2. The features of claim 3 contribute to a compact Build the compressor module and give the compressor module high stability and cost-effectiveness Deformations and great smoothness. For optimal cooling to achieve the electric drive motor, are the features of claims 4 and / or 5 of advantage. With the drive wheel provided impeller is the electric motor, in particular whose end face, directly applied with cooling air and for optimum dissipation of heat from the drive motor Care taken.

Eine gute Luftführung für die Kühlluft ergibt sich mit den Merkmalen der Ansprüche 6 bis 9.A Good air flow for the cooling air results with the features of claims 6 to 9.

Ein guter Wärmeübergang von der Stirnfläche des Elektromotors auf die Verbindungsplatte und den von der Abdeckplatte und der Verbindungsplatte gebildeten Raum, durch den die Kühlluft geleitet wird, ergibt sich mit den Merkmalen des Anspruches 10.One good heat transfer from the face of the electric motor on the connection plate and the cover plate and the connecting plate formed space through which the cooling air is guided, results from the features of claim 10th

Die Merkmale der Ansprüche 11 und 12 tragen zur Kompaktheit des Kompressormoduls und Verbesserung der Kühlleistung bei.The Features of claims 11 and 12 contribute to compactness the compressor module and improve the cooling capacity at.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kompressormoduls. 2 zeigt eine schematische Ansicht des Kompressormoduls bei abgenommener Abdeckplatte. 3 zeigt eine schematische Ansicht des Kompressormoduls bei abgenommener Abdeckplatte und abgenommenem Flügelrad. 4 zeigt eine Seitenansicht des Kompressormoduls bei abgenommener Abdeckplatte.In the following the invention will be explained in more detail with reference to the drawing, for example. 1 shows a schematic view of a compressor module. 2 shows a schematic view of the compressor module with removed cover plate. 3 shows a schematic view of the compressor module with removed cover plate and removed impeller. 4 shows a side view of the compressor module with the cover plate removed.

1 zeigt einen Kompressormodul, der einen elektrischen Antriebsmotor, insbesondere einen Gleichstrommotor umfasst. Der Antriebsmotor 3 treibt über eine Motorwelle 15, die in 3 ersichtlich ist, und ein auf diese Motorwelle 15 aufgesetztes Abtriebsrad 11, insbesondere ein Ritzel, und einen Antriebsriemen 10, der vorteilhafterweise von einem Zahnriemen gebildet ist, ein Stirnrad bzw. Antriebsrad 13, das auf eine Kurbelwelle 14 aufgesetzt ist. Über diese Kurbelwelle 14 erfolgt der Antrieb eines nicht dargestellten Kolbens, der in einem Zylindergehäuse 2 auf- und abbewegbar gelagert ist. Der Kolben ist ein doppeltwirkender Kolben, der bei jedem Hub eine entsprechende Kompression der zugeführten Luft vornimmt und diese Luft über Luftauslässe 4 abgibt. 1 shows a compressor module comprising an electric drive motor, in particular a DC motor. The drive motor 3 drives over a motor shaft 15 , in the 3 is apparent, and one on this motor shaft 15 mounted output gear 11 , in particular a pinion, and a drive belt 10 , which is advantageously formed by a toothed belt, a spur gear or drive wheel 13 that on a crankshaft 14 is attached. About this crankshaft 14 the drive of a piston, not shown, takes place in a cylinder housing 2 is stored movable up and down. The piston is a double-acting piston, which at each Hub performs a corresponding compression of the supplied air and this air through air outlets 4 emits.

Die Rotationsachsen der Kurbelwelle 14 und des Antriebsmotors 3 liegen parallel zueinander. Die Kurbelwelle 14 ist etwa auf dem Niveau der halben Höhe des Zylindergehäuses 2 angeordnet, sodass eine platzsparende Anordnung vorliegt.The axes of rotation of the crankshaft 14 and the drive motor 3 lie parallel to each other. The crankshaft 14 is approximately at the level of half the height of the cylinder housing 2 arranged so that there is a space-saving arrangement.

Von Vorteil kann es sein, wenn das Zylindergehäuse 2 mit seiner einen Endfläche mit der Umfangsfläche des Gehäuses des Antriebsmotors 3 verbunden bzw. an dieser befestigt ist. Ein einfacher Aufbau bei hoher Stabilität wird erreicht, wenn eine Verbindungsplatte 9 vorgesehen ist, an der der Antriebsmotor 3 und das Zylindergehäuse 2 angeflanscht sind. Diese Verbindungsplatte 9 bildet gleichzeitig mit einer Abdeckplatte 5 einen Raum bzw. ein Gehäuse aus, in welchem Gehäuse das Abtriebsrad 11 des Antriebsmotors 3 und das Antriebsrad 13 für die Kurbelwelle 14 gelegen und über den Antriebsriemen 10 antriebsmäßig verbunden sind.It may be advantageous if the cylinder housing 2 with its one end surface with the peripheral surface of the housing of the drive motor 3 connected or attached to this. A simple construction with high stability is achieved when a connection plate 9 is provided, on which the drive motor 3 and the cylinder housing 2 are flanged. This connection plate 9 forms simultaneously with a cover plate 5 a space or a housing, in which housing the output gear 11 of the drive motor 3 and the drive wheel 13 for the crankshaft 14 located and over the drive belt 10 are drivingly connected.

Wie aus 2 ersichtlich ist, ist auf den Endbereich der Motorwelle 15 und/oder auf das Antriebsrad 11 ein Flügelrad 18 aufgesetzt, das massiv, das heißt ohne Durchbrüche, ausgebildet sein kann. Dieses Flügelrad 18 trägt Luftförderschaufeln 19, die vom Zentrum des Flügelrades 18 zu dessen Umfang hin mit leichter Krümmung verlaufen, um im Zentrum des Flügelrades 18 angesaugte Luft zum Umfang hin zu fördern. Es ist dabei vorgesehen, das der Umfang des Flügelrades 18 im Abstand von der Wand des Gehäuses liegt, das von der Verbindungsplatte 9 und der Abdeckplatte 5 ausgebildet wird und einen Gehäuseabschnitt aufweist, der das Flügelrad 18 mit Abstand längs des größten Teiles seines Umfanges umgibt. Die vom Flügelrad 18 geförderte Luft wird an diese Gehäusewand und den daran angrenzenden Bereich der Verbindungsplatte 9 geblasen und kühlt verstärkt diesen Bereich der Verbindungsplatte 9, in welchen Bereich die Stirnfläche des Antriebsmotors 3 angeflanscht ist. Damit wird eine optimale und direkte Kühlung des Antriebsmotors 3 erreicht. Zwischen der Stirnfläche des Antriebsmotors 3 und der Verbindungsplatte 9 wird eine gut wärmeleitende Verbindung ausgebildet, sodass die beim Betrieb des Antriebsmotors 3 entstehende Wärme gut abgeführt werden kann.How out 2 is apparent is on the end portion of the motor shaft 15 and / or on the drive wheel 11 an impeller 18 set, the solid, that can be formed without breakthroughs. This impeller 18 carries air conveying blades 19 coming from the center of the impeller 18 extend to the circumference with slight curvature to the center of the impeller 18 sucked in air to promote the extent. It is intended that the scope of the impeller 18 spaced from the wall of the housing, that of the connection plate 9 and the cover plate 5 is formed and has a housing portion which the impeller 18 surrounds at a distance along the largest part of its circumference. The from the impeller 18 conveyed air is applied to this housing wall and the adjoining region of the connecting plate 9 blown and cools this area of the connection plate 9 , in which area the end face of the drive motor 3 is flanged. This is an optimal and direct cooling of the drive motor 3 reached. Between the end face of the drive motor 3 and the connection plate 9 a good heat-conducting connection is formed, so that during operation of the drive motor 3 arising heat can be dissipated well.

Die vom Flügelrad 8 angesaugte bzw. eingepresste Luft wird sodann in Luftförderkanälen 25 gefördert, die von Stegen 10 ausgebildet sind, die in Richtung vom Abtriebsrad 11 zum Antriebsrad 13 hin, insbesondere über die gesamte Längserstreckung der Verbindungsplatte 9, ausgebildet sind. Damit kann die Wärmeabfuhr von der Verbindungsplatte 9 verbessert werden bzw. erfolgt über die Verbindungsplatte 9 auch eine Kühlung des Zylindergehäuses 2.The from the impeller 8th sucked or pressed air is then in air delivery channels 25 promoted by the Stegen 10 are formed, in the direction of the driven wheel 11 to the drive wheel 13 towards, in particular over the entire longitudinal extent of the connecting plate 9 , are formed. Thus, the heat dissipation of the connection plate 9 be improved or takes place via the connection plate 9 also a cooling of the cylinder housing 2 ,

Das Antriebsrad 13 für den Kolben besitzt Ausnehmungen 16 zum Durchsatz von Luft von seiner zylindernahen Seite zu seiner zylinderfernen Seite, sodass sich eine entsprechende Luftströmung längs der Verbindungsplatte 9 Sorge ausbilden kann. In der Abdeckplatte 5 ist, wie aus 1 ersichtlich, eine zentrisch zur Motorwelle 15 gelegene Luftansaugöffnung 7 ausgebildet. In der Abdeckplatte 5 ist in ihrem dem Antriebsrad 13 nahe gelegenen Endbereich eine Luftausströmung 8 ausgebildet, aus der die Kühlluft austritt.The drive wheel 13 for the piston has recesses 16 for the passage of air from its cylinder-side side to its cylinder-distant side, so that a corresponding air flow along the connecting plate 9 Can train care. In the cover plate 5 is how out 1 can be seen, one centric to the motor shaft 15 located air intake 7 educated. In the cover plate 5 is in her the drive wheel 13 near end area an air outflow 8th formed, from which the cooling air emerges.

Von Vorteil ist es, wenn die Länge der Verbindungsplatte 9 etwa dem Durchmesser des Gehäuses des Antriebsmotors 3 und der Höhe des Zylindergehäuses 2 entspricht, da damit eine kompakte Bauweise und ein guter Wärmeübergang erreicht werden.It is advantageous if the length of the connection plate 9 about the diameter of the housing of the drive motor 3 and the height of the cylinder housing 2 corresponds, as a compact design and a good heat transfer can be achieved.

Um Luftverwirbelungen in dem von der Verbindungsplatte 9 und der Abdeckplatte 5 gebildeten Gehäuse zu vermeiden und gleichzeitig die Wärmeabfuhr zu verbessern, ist vorgesehen, dass die Stiege 12 im Abstand von der Wandung des von der Verbindungsplatte 9 und der Abdeckplatte 5 begrenzten Gehäuses enden.To air turbulence in the from the connection plate 9 and the cover plate 5 To avoid formed housing and at the same time to improve the heat dissipation, it is provided that the stairs 12 at a distance from the wall of the connecting plate 9 and the cover plate 5 limited housing end.

Zur Verstärkung der Abdeckplatte 5 und zur Verbesserung des Wärmeüberganges von der Abdeckplatte 5 zur Umgebung kann vorgesehen sein, dass an der Außenfläche der Abdeckplatte 5 Rippen 6 ausgebildet sind.To reinforce the cover plate 5 and to improve the heat transfer from the cover plate 5 To the environment can be provided that on the outer surface of the cover plate 5 ribs 6 are formed.

In 4 ist eine Seitenansicht eines Kompressormoduls dargestellt. Man erkennt, dass die Verbindungsplatte 9 mit dem Antriebsmotor 3 durch Flansche bzw. Anschrauben verbunden ist. In dem Gehäuse 2 ist der doppelt wirkende Kolben gelagert. An das Gehäuse 2 ist ferner ein Lufttrockner 20 angeschlossen, der einen Auslass 4 für komprimierte Luft und einen elektrischen Anschluss 4' für die erforderlichen Magnetventile des Kompressionszylinders besitzt.In 4 a side view of a compressor module is shown. You can see that the connection plate 9 with the drive motor 3 connected by flanges or screwing. In the case 2 is the double-acting piston stored. To the case 2 is also an air dryer 20 connected to an outlet 4 for compressed air and an electrical connection 4 ' has for the required solenoid valves of the compression cylinder.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2006/078438 A1 [0003]
- DE 20113025 U1 [0003]
- US 5378119 A [0003]

Claims

Compressor module comprising an electric drive motor ( 3 ) and one of this via a crankshaft ( 14 ), in a cylinder housing ( 2 ) reciprocating compressor pistons, wherein the axis of the crankshaft ( 14 ) and the drive motor ( 3 ) are parallel to each other and one on the crankshaft ( 14 ) mounted front or drive wheel ( 13 ), in particular drive gear, from one on the motor shaft ( 15 ) mounted output gear ( 11 ), in particular output pinion, via a drive belt ( 10 ), in particular toothed belt, is driven, characterized in that the crankshaft ( 14 ) at the level of half the height of the cylinder housing ( 2 ) is arranged and the compressor piston is designed as a double-acting piston.

Compressor module according to claim 1, characterized in that the cylinder housing ( 2 ) having one of its end surfaces with the peripheral surface of the housing of the drive motor ( 3 ) connected is.

Compressor module according to claim 1 or 2, characterized in that the drive motor ( 3 ) and the cylinder housing ( 2 ) each with or via a connecting plate ( 9 ) connected by a cover plate ( 5 ) is covered, wherein in the of the connecting plate ( 9 ) and the cover plate ( 5 ) trained or limited space or housing, the drive wheel ( 13 ), the driven wheel ( 11 ) and the drive belt ( 10 ) are included.

Compressor module according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the end portion of the motor shaft ( 15 ) and / or on the driven wheel ( 11 ), in particular solid impeller ( 18 ) is mounted, the from its center to the periphery or approximately radially extending air conveying blades ( 19 ) wearing.

Compressor module according to claim 3 or 4, characterized in that the circumference of the impeller ( 18 ) at a distance from the outer edge or circumferential profile of the connecting plate ( 9 ) or from the connection plate ( 9 ) and the cover plate ( 5 ) formed housing, and that the edge surface portion of the connecting plate ( 9 ) or in the area of the impeller ( 18 ) housing wall with that of the conveyor blades ( 19 ) moving air has flowed directly.

Compressor module according to one of claims 3 to 5, characterized in that in the connecting plate ( 9 ) in the direction of the output gear ( 11 ) to the drive wheel ( 13 ), in particular over the entire longitudinal extension of the connecting plate ( 9 ) running, webs ( 10 ) are formed or formed, which between them air delivery channels ( 25 ) limit.

Compressor module according to one of claims 1 to 6, characterized in that the drive wheel ( 13 ) Recesses ( 16 ) has to throughput of air from its cylinder-side to its cylinder-distant side.

Compressor module according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the cover plate ( 5 ) one centric to the motor shaft ( 15 ) located air intake opening ( 7 ) is trained.

Compressor module according to one of claims 3 to 8, characterized in that in the cover plate ( 5 ) in her the drive wheel ( 13 ) Near Endbereich an air outlet ( 8th ) is trained.

Compressor module according to one of claims 3 to 9, characterized in that the connecting plate ( 9 ) on the end face of the housing of the drive motor ( 3 ) is applied or flanged and is connected to this heat-conducting.

Compressor module according to one of claims 3 to 10, characterized in that the sum of the height of the cylinder housing ( 2 ) and the diameter of the housing of the drive motor ( 3 ) 90 to 110% of the length of the connecting plate ( 9 ) is.

Compressor module according to one of claims 3 to 11, characterized in that the webs ( 12 ) at a distance from the wall of the connecting plate ( 9 ) and the cover plate ( 5 ) limited space or housing ends.