DE949250C

DE949250C - Air-cooled compressor

Info

Publication number: DE949250C
Application number: DE1949949250D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Gathmann; Dr-Ing Oswald Voigt
Original assignee: Deutsche Tecalemit GmbH
Current assignee: Deutsche Tecalemit GmbH
Priority date: 1949-05-28
Filing date: 1949-05-28
Publication date: 1956-11-08

Description

Luftgekühlter Kompressor Die Erfindung bezieht sich auf einen luftgekühlten Kompressor, und zwar insbesondere einen Kleinkompressor mit unmittelbarem Antrieb durch einen Elektromotor, dessen Öl- und Wasserabscheider, Motor und Verdichter im Ansaug- bzw. Ableitungsluftstrom des Lüfters liegen.Air-cooled compressor The invention relates to an air-cooled compressor Compressor, in particular a small compressor with direct drive by an electric motor, its oil and water separator, motor and compressor lie in the suction or discharge air flow of the fan.

Diese Kleinkompressoren werden sehr vielseitig benötigt. Man benutzt sie z. B. als elektrische Reifenluftpumpen für Kraftfahrzeuge, Fahrräder usw. und zum Antrieb von Werkzeugen, Farbspritzen, Zerstäubern u. dgl. Soweit sie als tragbare Geräte dienen sollen, ist besonders auf geringes Gewicht zu achten, man verwendet daher Leichtmetallkonstruktionen und vermeidet eine zweistufige Kompression, obwohl von diesen Kompressoren hohe Drücke von 8 bis ro Atm. gefordert werden. Zum Aufpumpen beispielsweise von Reifen größerer Dimensionen sind hohe Druckleistungen erforderlich. Will man so hohen Druck mit einstufiger Kompression, also mit einem Zylinder, erzielen, dann tritt eine starke Erwärmung des letzteren auf, die sich durch Leitung und Strahlung auf die benachbarten Teile des Kompressors und besonders auf den Motor überträgt, der ja seinerseits selbst auch Wärme erzeugt. Der geamte Luftverdichter wird so heiß, daß er nur kurze Zeit in Betrieb gehalten werden kann..These small compressors are required in a very diverse way. One uses she z. B. as electric tire air pumps for vehicles, bicycles, etc. and for driving tools, paint sprayers, atomizers and the like. As far as they are portable Devices are intended to serve, you should pay particular attention to light weight, one used hence light metal constructions and avoid two-stage compression, though high pressures of 8 to ro atmospheres from these compressors. are required. For pumping up For example, tires of larger dimensions require high pressures. If you want to achieve such high pressure with single-stage compression, i.e. with a cylinder, then there is a strong warming of the latter, which is caused by conduction and radiation transmits to the neighboring parts of the compressor and especially to the engine, which in turn also generates heat itself. The whole air compressor will be like this hot that it can only be kept in operation for a short time ..

Bei Kompressoren, und zwar insonderheit solchen, bei denen eine verhältnismäßig hohe Verdichtung innerhalb einer Stufe stattfindet, ist deshalb die Kühlung des Zylindermantels von ausschlaggebender Wichtigkeit. Dies ist vor allem der Fall, wenn die Kompressoren als sogenannte Dauerläufer längere Zeit hintereinander - oft einen halben Tag und länger - arbeiten müssen, ohne ausgeschaltet zu werden. Dem Erfindungsgegenstand liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine möglichst gute Kühlung des Kompressors zu erreichen.In the case of compressors, in particular those in which one is relatively high compression takes place within a stage, is therefore the cooling of the Cylinder jacket of crucial importance. This is above all the Case, when the compressors are so-called endurance runners for a long time in a row - often half a day and longer - having to work without being switched off. To the The object of the invention is therefore to achieve the best possible cooling of the compressor.

Man benützt im allgemeinen zur Kühlung den Ansaug- bzw. Ableitungsluftstrom eines Lüfters, der mit dem Läufer des Antriebsmotors gekoppelt ist. Bei den bekannten Lösungen: wird nun dieser Kühlluftstrom stets nur ungefähr dreiviertel des Umfanges des Zylindermantels bestreichen. Die dem Lüfter abgekehrte Seite des Zylindermantels ist stets besonders durch übermäßige Erwärmung gefährdet, was auch daraus ersichtlich ist, daß Kolbenfresser häufig von dieser Seite ihren, Ausgang nehmen. Aus diesem Grund benutzt die Erfindung zur Kühlung des im Windschatten des Kühlluftstromes liegenden Teiles des Zylindermantels den bei einzylindrigen Kolbenmaschinen auftretenden pulsierenden Luftstrom in einen Kanal, der das Kurbelgehäuse mit der Atmosphäre verbindet. Die bei Kolbenmaschinen allgemein vorgesehene Entlüftungsöffnung des Kurbelgehäuses wird nach der vorliegenden Erfindung durch einen verlängerten Kanal, welcher parallel zur Zylinderachse von unten nach oben im Zylindermantel eingegossen ist, im Windschatten des Lüfters ausgeführt. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Kühlung des im Windschatten liegenden Zylindermantelteiles durch einen bei jeder Motorumdrehung einmal aus- und einströmenden Luftstrom bewirkt.The intake or discharge air flow is generally used for cooling a fan that is coupled to the rotor of the drive motor. With the known Solutions: This cooling air flow is now only about three quarters of the circumference coat the cylinder jacket. The side of the cylinder jacket facing away from the fan is always particularly at risk from excessive heating, which can also be seen from this is that piston seizures often take their exit from this side. For this Reason uses the invention to cool the in the slipstream of the cooling air flow lying part of the cylinder jacket that occurs in single-cylinder piston engines pulsating air flow into a duct that connects the crankcase with the atmosphere connects. The vent opening of the generally provided for piston engines Crankcase is according to the present invention by an elongated channel, which is cast parallel to the cylinder axis from bottom to top in the cylinder jacket is carried out in the slipstream of the fan. This way it becomes an additional Cooling of the cylinder jacket part lying in the slipstream by one at each One revolution of the motor causes an outflow and inflow of air.

Es ist bei Zweizylinderverdichtern bekannt, bei denen zwei gleich große Kalben über eine gemeinsame, in einem Kurbelgehäuse angeordnete Kurbelwelle angetrieben werden, deren Kröpfungen entgegengesetzt gerichtet sind, einen Kanal im Zylindermantel anzuordnen, der das Kurbelgehäuse mit der Atmosphäre verbindet. Dieser Kanal dient aber lediglich der Entlüftung des Kurbelgehäuses, da kein pulsierender Luftstrom innerhalb des Kanals auftritt.It is known in two-cylinder compressors in which two are the same large calving via a common crankshaft arranged in a crankcase are driven, whose cranks are directed opposite, a channel to be arranged in the cylinder jacket, which connects the crankcase with the atmosphere. This channel is only used to vent the crankcase, as it is not pulsating Airflow occurs within the duct.

Damit der Kompressor möglichst ölfreie und abgekühlte Luft liefert und diese nicht schädlich, z. B. auf die Gummischläuche der Reifen, einwirken kann, ist ein Öl- und Wasserabscheider unmittelbar vor der Ansaugöffnung des den Motor und Luftzylinder kühlenden Lüfters vorgesehen, wobei die zuströmende kalte Außenluft den Abscheider von allen Seiten wirksam umspülen kann.So that the compressor delivers the most oil-free and cooled air possible and this is not harmful, e.g. B. can act on the rubber hoses of the tires, is an oil and water separator directly in front of the intake opening of the engine and air cylinder cooling fan provided, the inflowing cold outside air can effectively wash around the separator from all sides.

Ein Ausführungsbeispiel des Kleinkompressors ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser zeigt Fig. r eine Seitenansicht des Kompressors in Verbindung mit einem strichpunktiert angedeuteten Windkessel, Fig. 2 den Luftschalter, Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch den Kompressorzylinder mit seinem Pleuelgetriebe, Fig. q. und q. a den Lüfter in Ansicht und senkrechtem Schnitt.An embodiment of the small compressor is in the drawing shown. In this Fig. R shows a side view of the compressor in connection with an air tank indicated by dash-dotted lines, FIG. 2 the air switch, FIG. 3 a vertical section through the compressor cylinder with its connecting rod gear, Fig. Q. and q. a the fan in view and vertical section.

Der Luftkompressor besteht in bekannter Weise aus einem eingekapselten Elektromotor a, auf dessen einer Seite der Luftverdichter b, auf dessen ariderer Seite der Olabscheid'er c aufgestellt ist. Auf der Motorwelle sitzt an der Ansaugseite zwischen Abscheider c und Motor ein zur Luftförderung dienender Lüfter d. Dieser Lüfter besteht im Gegensatz zu den üblichen leichten Ventilatoren aus einer massiven, gut ausgewuchteten Stabilisierungsplatte r" als Innengehäuse, einem aus Blech. gezogenen leichten Außengehäuse 2, und zwischen beiden, liegenden, ebenfalls aus Blech geformten: Schaufeln 3a. Durch den periodischen Kompressionshub während des Arbeitsganges erfährt der Antriebsmotor eine stoßweise Belastung. Die Folge hiervon sind erhöhter Stromverbrauch und stärkere Erwärmung des Motors. Durch die Wucht des Innengehäuses r" kann der Lüfter die Energiespitzen ausgleichen. Zugleich liefern die Schaufeln 3" Kühlluft für den Motor und den Verdichter.The air compressor consists in a known manner of an encapsulated electric motor a, on one side of which the air compressor b, on the other side of which the oil separator c is set up. On the motor shaft, on the intake side between separator c and motor, there is a fan d serving to convey air. In contrast to the usual light fans, this fan consists of a solid, well-balanced stabilization plate r "as the inner housing, a light outer housing 2 drawn from sheet metal, and between the two, also formed from sheet metal, blades 3a. Due to the periodic compression stroke during During the operation, the drive motor experiences intermittent loads. The consequence of this is increased power consumption and increased heating of the motor. The fan can compensate for the energy peaks due to the force of the inner housing r ". At the same time, the blades supply 3 "cooling air for the motor and the compressor.

Die kalte Ansaugeluft des Lüfters umspült den Ölabscheidier und strömt durch die zentrale Öffnung oder Öffnungen an der Stirnseite des Außengehäuses 2" zwischen den Schaufeln hindurch in den Mantelraum des eingekapselten Antriebsmotors ca, umspült und kühlt diesen und verläßt denselben durch am anderen Ende dem Kompressor gegenüberliegende Öffnungen, welche auf dem Umfang des Motors verteilt sind, so daß die ausströmende Luft von dieser Seite her den Zylinder und das Kurbelgehäuse des Verdichters in an sich bekannter Weise ebenfalls umspülen kann. Man ersieht aus der Zeichnung, daß die Außenseite bzw. die im Windschatten liegende Seite des Kompressorzylinders hierbei von der ausströmenden Kühlluft nicht oder nur wenig wirksam erreicht werden kann. Man hat deshalb auch schon versucht, Luft unmittelbar um das Kurbelgehäuse herumzuführen oder von außen durch einen Kamin od. dgl. Luft ein- und abströmen zu lassen. Eine solche umständliche Vorrichtung ist schon deshalb unzweckmäßig, weil die Luft den eigentlichen Kompressorzylinder überhaupt nicht erreicht und gerade dieser nicht gekühlt wird. Der Erfindung gemäß wird daher - wie aus Fig. 3 ersichtlich -innerhalb des eigentlichen Zylinders e ein über die ganze Höhe desselben sich erstreckender Kanal f eingerichtet, durch den die Luft von außen in das Kurbelgehäuse b1 und aus diesem nach außen strömen kann. Durch von außen einströmende Luft wird nicht nur der Zylinder, sondern auch das Pleuelgetriebe von dieser Seite her herabgekühlt. Während des Umlaufes wird nun Öl aus dem Ölbad oder 'Ölsumpf mitgerissen. Auch die Luft nimmt Öl auf, das zu einer wirksamen Schmierung des Getriebes erforderlich ist. Es bestände nun die Gefahr, daß Öl mitgerissen und durch den Kanal f herausgeschleudert wird. Um das zu verhindern und eine wirksame Schmierung des Kurbellagers zu erreichen, ist - wie aus Fig. 3 ersichtlich -oberhalb des Lagers vor dem Zugang zu dem Luftkanal fein Fangraum g eingerichtet, vor dem ein Fangblech h in der aus der Zeichnung ersichtlichen Form so angebracht ist, daß die abströmende Luft nur durch die zentrale Öffnung des Fangbleches in den Raum g gelangt und von diesem den Luftkanal f erreichen kann. Hierbei werden die kleinen Ölteilchen und -tropfen abgeschleudert, und das Öl fließt nach unten. in den Raum i zu dem durchbohrten Lager. Eine gute Schmierung des Kurbellagers wird dadurch ebenfalls erreicht. In ähnlicher Weise kann auch das gegenüberliegende Kurbellager eingerichtet sein.The cold intake air of the fan washes around the oil separator and flows through the central opening or openings on the face of the outer housing 2 "between the blades into the casing of the encapsulated drive motor, it washes around and cools it and leaves it through openings opposite the compressor at the other end which are distributed over the circumference of the engine so that the air flowing out from this side can also wash around the cylinder and the crankcase of the compressor in a manner known per se Side of the compressor cylinder can not be reached by the outflowing cooling air or can only be reached with little effectiveness cumbersome device is inexpedient because di e air does not reach the actual compressor cylinder at all and it is precisely this cylinder that is not cooled. According to the invention, therefore - as can be seen from FIG. 3 - a duct f extending over the entire height of the actual cylinder e is set up through which the air can flow from the outside into the crankcase b1 and out of it. Air flowing in from the outside cools not only the cylinder but also the connecting rod gear from this side. During the cycle, oil is carried away from the oil bath or oil sump. The air also absorbs oil, which is necessary for effective lubrication of the gearbox. There is now a risk that oil will be carried along and thrown out through channel f. In order to prevent this and to achieve effective lubrication of the crank bearing, a trap space g is set up above the bearing in front of the access to the air duct f , as can be seen from FIG. 3, in front of which a trap plate h in the form shown in the drawing is attached that the outflowing air only passes through the central opening of the catch plate in the space g and can reach the air duct f from this. The small oil particles and droplets are thrown off and the oil flows downwards. into space i to the pierced bearing. This also ensures good lubrication of the crank bearing. The opposite crank bearing can also be set up in a similar manner.

Die im Kompressor erzeugte Preßluft wird beiderseits - wie aus Fig. i ersichtlich - durch die Leitungen k in den Luftschalter L geführt und gelangt dort über einen Dreiweghahn od. dgl. durch den, Olabscheider und eine sich anschließende feinporige Filtereinrichtung entweder, wie strichpunktiert angedeutet, durch die Leitung min einen Windkessel oder durch die Ableitung n unmittelbar an eine Zapfstelle.The compressed air generated in the compressor is on both sides - as seen in FIG i visible -... By lines k in the air switch L out, and there reaches a three-way cock or the like by, oil separator and a subsequent fine-pored filter means either, as indicated by dash-dotted, through line min to an air tank or through line n directly to a tap.

Der Arbeitsgang ergibt sich bereits aus der obigen Beschreibung des Luftkompressors.The process already results from the above description of the Air compressor.

Wird der Motor eingeschaltet, so saugt der Lüfter d die Außenluft an, die den unmittelbar davorliegenden Abscheider c umspülend zuströmt und durch. den Mantelraum des Motors streichend unmittelbar vor dem Verdichtergehäuse ausströmt. Die Preßluft wird im Gegenstrom durch die Leitung k und den Dreiwegumschalter L zum Abscheider c geleitet und entölt. Die entölte Preßluft kann dann durch die Leitung m in einen Windkessel oder nach dem Einstecken der Ableitung n in die Zapfstelle in das Arbeitsgerät od.. dgl. geleitet werden.When the motor is switched on, the fan d sucks in the outside air, which flows around the separator c located immediately in front of it and flows through it. the jacket space of the motor flows out directly in front of the compressor housing. The compressed air is passed in countercurrent through the line k and the three-way switch L to the separator c and de-oiled. The de-oiled compressed air can then be passed through the line m into an air chamber or, after plugging the line n into the tapping point, into the working device or the like.

Durch Umschalten des Schalters l kann auch eine Entlüftung nach außen erfolgen. Der Lüfter d wirkt zugleich als Schwungmasse, um die Kompressionskräfte auszugleichen.By switching the switch l, ventilation to the outside can also be achieved take place. The fan d also acts as a flywheel to support the compression forces balance.

Die aus dem Motorgehäuse abströmende Kühlluft umspült von dieser Seite her den Verdichter, während die durch. die Leitung f einströmende Außenluft von innen her den Zylinder kühlt. Es ist genügend Wärmegefälle vorhanden, so daß die zugeführte Luft wirksam die weitere Herabkühlung übernehmen kann. Das im ölabscheider aufgefangene Öl kann durch ein Sicherheits- und Ablaßventil abgelassen werden.The cooling air flowing out of the motor housing washes around from this side put on the compressor while the through. the line f incoming outside air from cools the cylinder inside. There is enough heat gradient so that the supplied air can effectively take over the further cooling. That in the oil separator Collected oil can be drained through a safety and drain valve.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Air-cooled compressor, especially small compressor with direct drive by an air-cooled electric motor, its oil and Water separator, motor and compressor in the suction or discharge air flow of the fan lie, characterized ,, that the cooling of the compressor except by one Air flow from a fan (d) between the oil and water separator (c) and the Motor (a) is arranged on the motor shaft, whose air flow after leaving the Motor housing. the cylinder and crankcase of the compressor (b) from the engine side washed around, still by a pulsating air flow generated by the piston clearance, that in a leading from the crankcase (bi) to the outside, inside the cylinder jacket (e) in the slipstream of the fan air stream arranged channel (f) flows, takes place.

2. Air-cooled compressor according to claim i, characterized in that for prevention the oil leakage from the crankcase of the compressor upstream of the air inlet and outlet duct (f) a trap area (g) is provided, into which the air can only be drawn through a trap plate (h) can occur.

3. Air-cooled compressor according to claim i, characterized in that that the fan consists of a balanced solid inner housing (i ") and a light outer casing (2Q), between which blades (3Q) are arranged are. Publications considered: Ate air brake, device description and operating instructions, Alfred Teves, Frankfurt-M., machine and armatures factory.