DE3110397A1

DE3110397A1 - Luftgekuehlter trockenkompressor

Info

Publication number: DE3110397A1
Application number: DE19813110397
Authority: DE
Inventors: Meredith Wayne Monroe La. Meece; Win Withers White Lake N.C. Paget
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1980-03-20
Filing date: 1981-03-18
Publication date: 1982-04-08
Also published as: GB2072763A; US4350475A; GB2072763B

Description

Deutsche ITT Industries GmbH _
Frei bürg

M.W.Meece-W.W.Paget 3-1

Luftgekühlter Trockenkompressor

Die Erfindung betrifft einen luftgekühlten Trockenkompressor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Kompressoren dieser Art sind beispielsweise durch die US-PS 4.190.402 bekannt geworden. Da mit diesen Kompressoren aber nur eine geringe Leistung (2 bis 3 PS) erreicht werden kann, aber im Handel immer mehr Kompressoren mit höheren Leistungen gefordert werden, wurden Überlegungen angestellt, wie diese Leistungserhöhungen auf einfache Weise erreicht werden können, ohne auf die Vorteile der Ausführung von bewährten luftgekühlten Kompressoren geringerer Leistung verzichten zu müssen.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung einen luftgekühlten Kompressor zu schaffen, der aus wenigen Grundbauteilen besteht, der durch zusätzlichen Anbau bzw. durch Erweiterung durch ebendiese Grundbauteile in einfacher Weise leistungsmäßig erhöht werden kann; weiterhin sollen die im Betrieb sich erwärmenden Teile des aus einzelnen Kolbenzylinderanordnungen zusammengesetzten Kompressors durch konstruktive Ausbildungen leicht mit Kühlluft beaufschlagbar sein, wobei einige dieser Ausbildungen so vorgesehen sind_s daß sie der leichteren Montage oder Demontage einzelner Teile dienen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Erfindung wird anhand von Beispielen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:

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Fig.l eine Frontansicht eines 5 PS luftgekühlten Trockenkompressors nach der vorliegenden Erfindung,

Fig.2 einen Ausschnitt eines Schnittes durch die KoIbenzylinderanordnung entlang der Linie 2-2 der Fig.l mit durch Pfeile dargestelltem Weg der Kühlluft durch diese Anordnung,

Fig.3 einen Ausschnitt eines Schnittes durch den Rahmen und das Kurbelwellengehä'use, in dem die vom Motor getriebene Welle teilweise geschnitten), die Lagerung der Kolbenstangen und die für den Zusammenbau einer Zylinderanordnung verwendeten Spannstifte dargestellt sind,

Fig.4 eine Frontansicht vom Aufbau eines 7-i PS Kompressors nach der Erfindung,

Fig.5 einen Ausschnitt eines Schnittes entlang der Linie 5-5 nach Fig.4, der den Rahmen und das Kurbelwellengehäuse aufgeschnitten zeigt, aus dem die Anordnung der Kurbel well enlagerung für einen 7-i PS Kompressor und die Verwendung längerer Spannstifte und eines zusätzlichen Abstandshalters hervorgeht,

Fig.6 eine perspektivische Ansicht eines zusammengesetzten 10 PS Kompressors nach der vorliegenden Erfindung,

Fig.7 einen Ausschnitt eines Schnittes entlang der Linie 7-7 nach Fig.6.

In den Fig. 1,2 und 3 ist ein Luft-Kompressor 20 mit 5 PS Leistung aargestelrc, mit einem Motor 22, der in geeigneter Weise an einem Rahmen 24 mit einer Anzahl von an wichtigen Stellen angeordneten Schrauben oder Bolzen 26 angeordnet ist. Von dem Motor 22 aus erstreckt sich eine Motorantriebswelle 28, an deren anderem Ende eine Flügel- oder Ventilatoranordnung 30 befestigt ist. Wie bereits erwähnt wird die Welle 28 vom Motor 22 angetrieben und ist in einem Haltesockel des Kurbel wellengehäuses im Lager 34 drehbar gelagert. Wie später näher beschrieben wird, wird durch die Ventilatoranordnung 30 eine Zirkulation der Kühlluft für den Kompressor entlang eines vorbestimmten Weges erreicht, um einen geeigneten Kühl effekt zu erhalten.

Für den Aufbau eines Kompressors mit 5 PS Leistung sind zwei diametral gegenüberliegende Kolbenzylinderanordnungen 36 und 38 vorgesehen. Zu diesem Zweck

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sind der Rahmen 24, an dem der Motor 22 befestigt ist, und der Haltesockel 32 vorzugsweise durch eine Spannstiftanordnung 40 verbunden, was eine vorbestimmte Länge für den Aufbau eines Kompressors mit 5 PS Leistung ergibt. Wie im Detail später noch beschrieben wird, kann die Spannstiftanordnung 40 ausgetauscht werden, um einen Kompressor mit einer Leistung von 7,5 PS oder einen Kompressor mit einer Leistung von 10 PS durch Umwandlung der Ausbildung des Kompressors nach Fig.1, die durch Hinzufügen von weiteren Kolbenzylinderanordnungen geschieht, zu erreichen.

Zurückkommend auf die Kolbenzylinderanordnungen 36 und 38, von denen nur eine dieser Anordnungen insbesondere die Anordnung 36 im Detail beschrieben wird, da beide Kolbenzylinderanordnungen 36 und 38 im wesentlichen identisch sind und die Kolbenzylinderanordnung 38 in der Zeichnung mit denselben Bezugszeichen versehen worden ist, zu denen lediglich der Buchstabe "a" hinzugefügt wurde. Die Zylinder werden durch Abstandshalter 42 verlängert, und zwar werden zwei für jeden Zylinder benötigt, die mit je einem Spannstift 40 befestigt sind. Es sei daraufhingewiesen, daß die Achsen der beiden gegenüber liegend montierten Kolbenzylinderanordnungen sich nicht in einer Linie fortsetzen, sondern untereinander versetzt sind. Dies hat seinen Grund in der Tatsache, daß für jede Kolbenzylinderanordnung, z.B. 36 und 38, ein Exzenter 44 bzw. 44a auf der Welle 28 drehbar befestigt ist, diese Exzenter in Achsrichtung der Welle 28 gesehen hinter- bzw. nebeneinanderliegen und durch die Exzenter 44 bzw. 44a die Kolbenstangen 46 bzw. 46a über je ein dazwischen liegendes Lager 48 die Kolben 50 der Kolbenzylinderanordnungen 36 und 38 in hin- und hergehende Bewegung versetzen. Die Kolbenstange 46 ist über einen hohlen Gelenkstift 52 mit dem Kolben 50 verbunden.

Der Kolben 50 weist eine Anzahl von Kolbenringen 54 und Kolbenränder 56 auf. Der Zylinder 58 ist mit einer Anzahl sich radial um diesen herum erstreckenden Kühlrippen 60 versehen. Der Zylinder 58 ist außerdem mit einem Paar sich gegenüberliegenden öffnungen 62 versehen, die auf einer Teilstrecke der Hin- und Herbewegung des Kolbens 50 im Zylinder 58 mit dem hohlen Gelenkstift 52 im Kolben 50 fluchten, um eine Kühlung des Kolbens 50 durch hindurchziehende Kühlluft zu erreichen. Zusätzlich ist das Innere des Kolbens 50 durch zirkulierende Luft gekühlt, die durch die konzentrische Öffnung 64 eintritt. Die dort eingetretene

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Luft wird durch eine übliche Filteranordnung geleitet, bevor sie, wie bei Kompressoren bekannt, in die Pumpenkammer eintreten kann. Hierdurch sollte genügend klargestellt sein, daß bei den hier im Detail beschriebenen Luft-Kompressoren auch Vakuum-Pumpen von der erfindungsgemäßen Lösung mit eingeschlossen werden.

Jede der Kolbenzylinderanordnungen 36 und 38 sind mit einem Deckel 68 versehen, der die Kühlluft über die bewegten und sich hin- und herbewegenden Teile des Kompressors beim Betrieb der Ventilatoranordnung 30 leitet. Um in den Zeichnungen eine bessere Übersicht zu erhalten, ist nur ein Deckel 68 in den Fig.1 und 2 für einen Kompressor mit 5 PS Leistung bzw. in dem in Fig.6 dargestellten Beispiel der Anordnung eines Kompressors mit 10 PS Leistung dargestellt.

Der Deckel 68 für eine Kolbenzylinderanordnung 36 bzw. 38 besteht im wesentlichen aus einem becherförmigen Flügel 70, der den Filter 66 umgibt. Ein zylinderförmiges Teil 72 ist konzentrisch zu der Kolbenzylinderanordnung 36 angeordnet, das eine Endplatte 74 mit einer öffnung 76 und eine innere Platte 78 mit einer diametral gegenüberliegenden öffnung 80 einschließt. Wenn man den Pfeilen in Fig.2 folgt, kann man den Weg erkennen, den die Kühlluft nimmt. Im wesentlichen ist ein Kühleffekt für alle inneren Teile des Kolbens und alle äußeren Teile des Zylinders vorgesehen, da die größte Menge der warmen Luft von diesen Teilen herrührt, da sie nicht in der Nähe des Ventilators und auch nicht sich außerhalb des Deckels 68 befinden.

Für eine 7^· PS Kompressor-Ausführung nach der Erfindung, dargestellt in den Fig.4 und 5, werden gleiche Teile mit demselben Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Striches (') versehen. Bei einer dritten Kolbenzylinderanordnung 90 wird bei gleichen Teilen zu dem bisher Beschriebenen das gleiche Bezugszeichen unter Hinzufügung eines b gewählt.

Um das in der dritten Kolbenzylinderanordnung 90 entstehende Drehmoment zu neutralisieren oder auszugleichen, ist ein Gegengewicht 92 drehbar an der Welle 28' befestigt. Es wird bei dieser Ausführung eine lange Spannstiftanordnung verwendet zusammen mit einem zusaätzlichen Abstandshalter 94'. Im Hinblick auf alle anderen Teile ist die Ausbildung und die Wirkung eines 7w PS Kompressors gleich der einer 5 PS Kompressoranordnung einschließlich der Vorsehung

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von Deckeln zur Richtungsbestimmung für die Kühlluft von jeder Kolbenzylinderanordnung.

Im folgenden wird nun die 10 PS Kompressoranordnung beschrieben, die in den Fig.6 und 7 dargestellt ist und aus einer Anordnung von vier Kolbenzylindern besteht. In den Zeichnungen dieser Ausbildung werden genau wie bei den vorher beschriebenen Ausbildungen eines 5 PS bzw. 7j PS Kompressors gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen, allerdings unter Hinzufügung von zwei Strichen ("); die Teile der Kolbenzylinderanordnung 96, die den Teilen der bisher beschriebenen Kolbenzylinderanordnung ähnlich sind bzw. sich gleichen, sind mit denselben Bezugszeichen unter Hinzufügung eines "c" versehen.

Für alle anderen Fälle ist der 10 PS Kompressor ähnlich dem 7j PS Kompressor unter Beachtung dessen, daß jede Kolbenzylinderanordnung durch einen Deckel umgeben wird, um die Kühlluft an die bewegten Teile zu leiten.

Im einzelnen sind Ventil anordnungen zum kontrollierten Weiterleiten der Luft oder des Gases in die oder aus den Kompressionskammern bei jeder der Kolbenzylinderanordnungen vorgesehen, wie dies bereits in der in der Beschreibungseinleitung genannten Druckschrift erwähnt ist bzw. von auf dem Markt befindlichen Kompressoren her bekannt ist. Es ist ausreichend zu sagen, daß ein Kompressor mit größerer Leistung als der betrachtete durch die vorliegende Erfindung geschaffen wird und gegenüber dieser Ausbildung sind Kompressoren mit 5 PS, 7«· PS und 10 PS, also unterschiedlicher Leistung, mit im wesentlichen denselben Basisbauteilen zu erreichen. Dementsprechend werden die Herstellungs-, Material- und Montagekosten für die Zusammenstellung der einzelnen Abmessungen (5, 7j, 10 PS) sehr bemerkenswert niedrig ausfallen. Auf diese Weise ist nun ein integrierter, ölloser luftgekühlter Kompressor mit zunehmender Leistung und für vielseitige Anwendungen herstellbar. Die auswechselbaren Spannstifte und Abstandshalter erlauben sowohl eine Zunahme als auch eine Abnahme der Kompressorleistung allein dadurch, daß die Anzahl der Kolbenzylinderanordnungen zwischen 2 und 4 zu- oder abbaubar ist. Dadurch, daß die hohlen Gelenkstifte in einer Stellung fluchtend mit den öffnungen im Zylinder liegen, wird die Montage oder Demontage dos KoIbenzylinderkopfes beim Wechsel der Kompressorleistung in der

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oben beschriebenen Art vorteilhaft erleichtert. In den Fällen, in denen es notwendig erscheint, den Ventilator für die 7-i PS und 10 PS Kompressoren zu vergrößern, kann dies geschehen, um eine größere Luftzirkulation für Kühlungszwecke zu erhalten. Wie bereits oben angegeben, ist sowohl die Technologie als auch die hier vorgeschlagene Problemlösung für Vakuum-Pumpen ebenfalls verwertbar, so daß konsequenterweise die Ansprüche in dieser Anmeldung, die auf Kompressoren gerichtet sind, im Grundegenommen auch dafür geeignet sind, Vakuum-Pumpen zu kennzeichnen.

Wie bisher geschehen, wurden die verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in dieser Anmeldung im Detail erläutert und beschrieben, aber die Erfindung soll in keinem Fall darauf beschränkt sein und der Erfindungsgedanke ist durch die nachfolgenden Ansprüche bestimmt.

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Bezugszeichenliste

20	Kompressor
22	Motor '■'-'■■
24	Rahmen
26	Schraube
28	Antriebswelle
30 .	Ventilator
22	Haltesockel
34	Lager
36	KoI benzyli nderanordnung
38	Kolbenzylinderanordnung
40	Spannstiftanordnung
42	Abstandshalter
44	Exzenter
46	Kolbenstange
48	Lager
50	Kolben
52	Gelenkstift
54	Kolbenring
56	Kolbenrand
58	Zylinder
60	Kühlrippe
62	Öffnung
64	öffnung
66	Filter
68	Deckel
70	Flügel
72	Teil
74	Endplatte
76	öffnung
78	Platte
80	öffnung
90	KoI benzylinderanordnung
92	Ausgleichsgewicht
96	KoI benzylinderanordnung

Leerseite

Claims

Deutsche ITT Industries GmbH
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Patentansprüche

\.J Luftgekühlter Trockenkompressor hoher Leistung mit einem Motor, der eine Welle antreibt, einem Rahmen, auf den der Motor montiert ist und in den die Welle hineinragt, einem Kurbel well engehäuse und einem Ventilator, der auf dem freien Ende der Welle befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockenkompressor (20) aus mindestens zwei sich gegenüberliegenden und zu einer Einheit verbundenen Kolbenzylinderanordnungen (36, 38) besteht, an die ein oder zwei weitere Kolbenzylinderanordnungen (90, 96) leicht anbaubar sind.
2. Luftgekühlter Trockenkompressor nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeweils zwei gegenüberliegenden Kolbenzylinderanordnungen (36, 38) ein gemeinsames Kurbelwellengehäuse angeordnet ist.
3. Luftgekühlter Trockenkompressor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anbau von weiteren Kolbenzylinderanordnungen (90, 96) das Kurbel.well engehäuse erweiterbar ist.
4. LuftgekühlterTrockenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbel wellengehäuse aus einem Rahmen (24) und einem Hai te sockel (32) besteht, die über Abstandshalter (42) und Spannstifte (40) untereinander befestigt sind, und in dem Kurbel wellengehäuse die von einem Motor (22) angetriebene Welle (28) gelagert ist, auf der die zu den einzelnen Kolbenzylinderanordnungen (36, 38, 90, 96) gehörenden Exzenter (44, 44a, 44b) und gegebenenfalls ein Ausgleichs-

ZT/Pl-Kre/Chr
Stuttgart, 17. März 1981

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, Γ-¹« ·
gewicht (92) drehbar gelagert ist.
5. Luftgekühlter Trockenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung des Kurbel wellengehäuses beim Anbau von weiteren Kolbenzylinderanordnungen (90, 96) durch Hinzufügen von zusätzlichen Abstandshaltern (42) erfolgt, und die Einzelteile des Kurbel wellengehäuses durch längere Spannstifte (40) zusammengehalten werden.
6. Luftgekühlter Trockenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kolbenzylinderanordnung (36, 38, 90, 96) aus einer Kolbenstange (4-6), einem hohlen Gelenkstift (52), der mit dem Kolben (50) in Verbindung steht, und einem Zylinder (58) besteht, in dem ein Paar diametral gegenüberliegende öffnungen (64) angeordnet sind, die in einer Linie mit der Bohrung des Gelenkstiftes (52) liegen und in dieser Stellung zur Kühlung des Kolbens (50) dienen sowie den Zusammenbau und das Auseinandernehmen von jeder Kolbenzylinderanordnung (36, 38, 90, 96) ermöglichen.
7. Luftgekühlter Trockenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kolbenzylinderanordnung (36, 38, 90, 96) stirnseitig mit einem Deckel (68) versehen ist, der einen becherförmigen Flügel (70) enthält, der im Abstand vom und konzentrisch mit dem äußeren Ende des Zylinders (58) angeordnet ist, und der Deckel (68) unter Freilassung von öffnungen zum Durchströmen von Kühlluft (Pfeile in Fig.2) die Zylinderkolbenanordnung abschließt.
8. Luftgekühlter Trockenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen (46) von zwei sich gegenüberliegenden Kolbenzylinderanordnungen (36, 38, 90, 96) etwas versetzt zueinander angeordnet sind.

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9. Luftgekühlter Trockenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Hinzufügen eines weiteren Paares von diametral gegenüberliegenden Kolbenzylinderanordnungen (90, 96) deren Achse sich im wesentlichen normal zu der Achse des anderen Paares (36, 38) erstreckt.