EP0335362B1 - Compressor - Google Patents

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EP0335362B1
EP0335362B1 EP89105521A EP89105521A EP0335362B1 EP 0335362 B1 EP0335362 B1 EP 0335362B1 EP 89105521 A EP89105521 A EP 89105521A EP 89105521 A EP89105521 A EP 89105521A EP 0335362 B1 EP0335362 B1 EP 0335362B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
fan wheel
balancing
compressor according
compressor
journal
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP89105521A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0335362A1 (en
Inventor
Klaus Nitsche
Johann Zsiga
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Duerr Dental SE
Original Assignee
Duerr Dental SE
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Filing date
Publication date
Application filed by Duerr Dental SE filed Critical Duerr Dental SE
Publication of EP0335362A1 publication Critical patent/EP0335362A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0335362B1 publication Critical patent/EP0335362B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/06—Cooling; Heating; Prevention of freezing
    • F04B39/066—Cooling by ventilation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F05C2225/04—PTFE [PolyTetraFluorEthylene]

Definitions

  • the invention relates to a compressor according to the preamble of claim 1.
  • This type of balancing can be carried out well if the unbalance to be compensated does not scatter widely, so that the fan wheel cast with different thicknesses of the fan blades can carry out the balancing without post-processing.
  • the aim of the present invention is to provide a compressor which is compact, inexpensive to manufacture and is nevertheless precisely balanced.
  • the actual motor shaft can have complete rotational symmetry, ie it can be a standard motor shaft of an electric drive motor. Since the crank pin and the balancing mass are
  • JP-A-58 181 037 describes a blower whose impeller consists of a rear, cup-shaped sheet metal part and a front, truncated cone-shaped sheet metal part, with fan blades being inserted between these sheet metal parts.
  • the cup-shaped rear sheet metal part protrudes with its free edge over the front sheet metal part and forms a gap seal together with a bead extending in the circumferential direction and formed in a housing end part.
  • Small residual unbalances of the impeller are eliminated by providing a corresponding recess in the axially projecting end section of the cup-shaped, rear sheet metal part of the impeller.
  • large imbalances cannot be eliminated in this way. dimensions are part of the fan wheel, this unit can be completely balanced before mounting on the motor shaft, which can be done easily and inexpensively on numerically controlled machine tools by turning off the circumferential balancing rib.
  • the balanced unit also builds briefly.
  • the compressor according to the invention can also be easily installed: the crank pin is completely freely accessible from one side on the fan wheel which has not yet been pushed onto the motor shaft. So you can slide on a bearing and the connecting rod of the piston unhindered, does not need split bearings.
  • the pre-assembled unit can be easily attached to the motor shaft.
  • a tandem compressor can be built using one and the same fan wheel with a molded crank pin, in which the second end of the motor shaft carries a second fan wheel / crank pin unit, which then drives the second piston of the compressor.
  • crank pins with different degrees of eccentricity For the production of compressors with different strokes, starting from a blank with an oversized pin section, by turning off material with different eccentricity, fan wheels with crank pins with different degrees of eccentricity can be produced.
  • the diameter of the crank pin itself is preferably always chosen to be the same size, so that using unchanged connecting rods and unchanged pistons only by modification the mechanical processing of the fan wheel blank can build compressors of different strokes.
  • a positioning groove provided in the peripheral surface of the fan wheel makes it easier to clamp the fan wheel blank in a processing machine to produce a crank pin opposite the balancing mass already provided in the fan wheel blank.
  • the further measure also serves to compensate for larger imbalances, in the half of the fan wheel lying on the same side as the crank pin, additionally to provide a circumferential balancing groove.
  • Figure 1 shows an axial section through an oil-free small compressor with a typical delivery rate of about 35 l / min at a working pressure of 7 bar.
  • a crankcase 10 carries an annular bearing seat 14, which receives a roller bearing 16, via star-shaped, inwardly projecting arms 12. The race of the latter sits on a section 18 of a motor shaft, generally designated 20. The latter is connected to a rotor 22 which cooperates with a stator 24.
  • the stator 24 engages in a motor bore 26 of the crankcase 10 and in a motor bore 28 of a housing end part 30 and is axially supported on the shoulders provided on these housing parts.
  • the housing end part 30 is clamped to the crankcase 10 via threaded bolts 32.
  • a second bearing seat 34 is formed on the housing end part 30 and receives a roller bearing 36 for the left end of the motor shaft 20.
  • the latter carries a fan wheel 38 in the vicinity of its left end.
  • a fan wheel designated overall by 42, which at the same time also fulfills the function of a crank pin and a balancing body.
  • a hub section 44 of the fan wheel 42 on the left in the drawing is provided with a central bore 45 for receiving the motor shaft 20 and with a bearing surface 46 which is eccentric with respect to the axis of the motor shaft 20.
  • a roller bearing 48 sits on the latter and engages in an opening 50 which is provided at the lower end of a connecting rod 52.
  • a lower piston plate 54 is molded onto the upper end of the connecting rod 52.
  • An upper piston plate 56 is screwed onto the latter by means of a screw 58, a cup-shaped PTFE piston ring 60 being clamped between the two piston plates 54, 56.
  • the piston plates 54, 56 run with great radial play in a cylinder 62, the working chamber 64 of the compressor lying above the piston plate 56 is sealed by the piston ring 60.
  • the cylinder 62 is cut from an extruded profile material with a corresponding cross-section and is machined on the cylinder running surface and the end faces.
  • a sealing ring 66 is inserted into the upper end face of the cylinder 62.
  • a valve plate 68 bears against the upper side of the cylinder 62 and carries an outlet plate valve 70 and an inlet plate valve (not shown in the drawing).
  • a seal 72 is in the top of the valve plate 68 inserted, which forms a sealing point to a cylinder head 74, designated overall by 74. In the latter an inlet channel and an outlet channel are formed, which are not shown in the drawing.
  • the cylinder head 74 is clamped to the crankcase 10 with the interposition of the valve plate 68 and the cylinder 62 using threaded bolts 76.
  • the fan wheel 42 has vanes 78 lying exactly in axial planes, which run towards an annular outer section 80 of the fan wheel.
  • the latter is provided with a semicircular balancing rib 82 projecting radially inwards. This lies opposite the center of the eccentric bearing surface 46 with respect to the axis of the motor shaft 20.
  • a positioning groove 84 is provided in the outer surface of the annular outer section 80 of the fan wheel 42.
  • the motor shaft is designed with a threaded end section 86.
  • a nut 88 runs on the latter and engages the hub section 44 via a washer 90 and thus presses the fan wheel 42 against a shoulder 92 of the motor shaft 20, which is predetermined by the shaft sections 18 and 40.
  • crankcase is closed on the right by a cover 94, which is provided with ventilation slots 96.
  • the hub portion 44 has dimensions that are so large radially that bearing surfaces 46 of the same diameter but different eccentricity can be produced simply by differently turning off material.
  • the balancing rib 82 in the fan wheel blank is cast to oversize, so that it is also sufficient for the most eccentric bearing surfaces 46.
  • the positioning groove 84 is provided, which is used for inserting the fan wheel blank in a predetermined manner Angular alignment is used in a tool clamping device of a lathe.
  • FIG. 4 shows how a tandem compressor can be produced using one and the same piston / fan wheel unit.
  • a second crankcase 10 ' is placed on the left end of the stator 24 in the drawing, which is identical to the crankcase 10, is only implemented by 180 °.
  • a fan wheel 42 ' is placed on the left end of the motor shaft, which corresponds exactly to the fan wheel 42, is only implemented by 180 °.
  • the remaining parts of the part of the tandem compressor located on the left in FIG. 4 correspond to the parts of the compressor according to FIGS. 1 to 3 already described above and thus also the part of the tandem compressor shown on the right in FIG. 4. These parts do not need to be explained in detail and each carry the same reference numerals, to which a comma is used only to distinguish them is attached.
  • FIG. 5 shows an axial section through a compressor which largely corresponds to the compressor shown in FIG. 1. Only with this compressor the piston is not rigidly connected to the connecting rod; one has rather a normal piston running to cylinder 62 with little play, which is connected to connecting rod 52 so as to be rotatable about an axis 98.
  • the fan wheel 42 In order to be able to compensate for even greater imbalances, in addition to the balancing rib 82 located within the outer section 80, the fan wheel 42 also has a balancing rib 100 projecting radially beyond this section. This is preferably not mechanically processed, and the entire unbalance compensation is accomplished by removing material from the balancing rib 82 . This means that the fan wheel 42 does not have to be reclamped for balancing.
  • Balancing using the balancing groove 102 has the additional advantage that the second-order imbalances (wobble moments) are also smaller.
  • Balancing groove 102 generated by milling also receives the possibility of increasing the counterbalance

Description

Die Erfindung betrifft einen Kompressor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a compressor according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Kompressor ist in der US-A-2 236 621 beschrieben. Bei ihm erhält man die Auswuchtmasse dadurch, daß man denjenigen Flügeln des Lüfterrades, die dem Exzenter der Kurbelwelle gegenüberliegen, vergrößerte Dicke gibt.Such a compressor is described in US-A-2 236 621. With him you get the balancing mass by giving those vanes of the fan wheel, which are opposite the eccentric of the crankshaft, increased thickness.

Diese Art der Auswuchtung läßt sich dann gut durchführen, wenn die auszugleichende Unwucht nicht stark streut, so daß das mit unterschiedlicher Dicke der Lüfterflügel gegossene Lüfterrad ohne Nachbearbeitung die Auswuchtung bewerkstelligen kann.This type of balancing can be carried out well if the unbalance to be compensated does not scatter widely, so that the fan wheel cast with different thicknesses of the fan blades can carry out the balancing without post-processing.

In der US-A-3 817 149 ist ein Verfahren beschrieben, mit welchem man rotationssymmetrische Körper so auswuchten kann, daß keine später zu Geräuschentwicklung führenden scharfen Kanten erhalten werden. Hierzu wird dort vorgeschlagen, Materialschichten abzunehmen, die sichelförmigen Querschnitt aufweisen und tangential in die nicht bearbeitete Werkstückoberfläche auslaufen. Dieses Verfahren eignet sich zur Beseitigung kleiner Restunwuchten.US Pat. No. 3,817,149 describes a method by means of which rotationally symmetrical bodies can be balanced in such a way that no sharp edges which later result in noise are obtained. For this purpose, it is proposed there to remove layers of material which have a crescent-shaped cross section and run tangentially into the unworked workpiece surface. This procedure is suitable for eliminating small residual unbalances.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Kompressor geschaffen werden, der kompakt baut, billig herzustellen ist und trotzdem exakt ausgewuchtet ist.The aim of the present invention is to provide a compressor which is compact, inexpensive to manufacture and is nevertheless precisely balanced.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Kompressor gemäß Anspruch 1.This object is achieved according to the invention by a compressor according to claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Kompressor kann die eigentliche Motorwelle, vollständige Rotationssymmetrie aufweisen, also eine Standard-Motorwelle eines elektrischen Antriebsmotors sein. Da der Kurbelzapfen und die Auswuchtmasse gleicher-In the compressor according to the invention, the actual motor shaft can have complete rotational symmetry, ie it can be a standard motor shaft of an electric drive motor. Since the crank pin and the balancing mass are

In der JP-A-58 181 037 ist ein Gebläse beschrieben, dessen Gebläserad aus einem hinteren, becherförmigen Blechteil und einem vorderen, kegelstumpfförmigen Blechteil besteht, wobei zwischen diese Blechteile Gebläseflügel eingefügt sind. Das becherförmige hintere Blechteil steht mit seinem freien Rand über das vordere Blechteil über und bildet zusammen mit einer in einem Gehäusestirnteil ausgebildeten in Umfangsrichtung verlaufenden Sicke eine Spaltdichtung. Kleine Restunwuchten des Gebläserades werden dadurch ausgeräumt, daß man in dem axial überstehenden Endabschnitt des becherförmigen, hinteren Blechteiles des Gebläserades eine entsprechende Ausnehmung vorsieht. Große Unwuchten lassen sich aber auf diese Weise nicht ausräumen. maßen Bestandteil des Lüfterrades sind, kann diese Einheit schon vor dem Anbringen auf der Motorwelle vollständig in sich ausgewuchtet werden, was auf numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen einfach und preisgünstig durch Abdrehen der in Umfangsrichtung verlaufenden Auswuchtrippe erfolgen kann. Die ausgewuchtete Einheit baut auch kurz.JP-A-58 181 037 describes a blower whose impeller consists of a rear, cup-shaped sheet metal part and a front, truncated cone-shaped sheet metal part, with fan blades being inserted between these sheet metal parts. The cup-shaped rear sheet metal part protrudes with its free edge over the front sheet metal part and forms a gap seal together with a bead extending in the circumferential direction and formed in a housing end part. Small residual unbalances of the impeller are eliminated by providing a corresponding recess in the axially projecting end section of the cup-shaped, rear sheet metal part of the impeller. However, large imbalances cannot be eliminated in this way. dimensions are part of the fan wheel, this unit can be completely balanced before mounting on the motor shaft, which can be done easily and inexpensively on numerically controlled machine tools by turning off the circumferential balancing rib. The balanced unit also builds briefly.

Der erfindungsgemäße Kompressor läßt sich auch einfach montieren: Auf dem noch nicht auf die Motorwelle aufgeschobenen Lüfterrad ist der Kurbelzapfen von der einen Seite her vollständig frei zugänglich. Man kann also ein Lager und die Pleuelstange des Kolbens unbehindert aufschieben, benötigt keine geteilten Lager. Die so vormontierte Einheit läßt sich sehr einfach auf der Motorwelle anbringen.The compressor according to the invention can also be easily installed: the crank pin is completely freely accessible from one side on the fan wheel which has not yet been pushed onto the motor shaft. So you can slide on a bearing and the connecting rod of the piston unhindered, does not need split bearings. The pre-assembled unit can be easily attached to the motor shaft.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Ordnet man die Flügel des Lüfterrades in einer die Lüfterradachse schneidenden Ebene an, so arbeitet das Lüfterrad unabhängig von der Drehrichtung. Es ist also nicht notwendig, daß der Antriebsmotor in vorgegebener Drehrichtung anläuft. Darüber hinaus kann man unter Verwendung ein- und desselben Lüfterrades mit angeformtem Kurbelzapfen einen Tandemkompressor bauen, bei welchem das zweite Ende der Motorwelle eine zweite Lüfterrad/Kurbelzapfen-Einheit trägt, die dann den zweiten Kolben des Kompressors antreibt.If you arrange the blades of the fan wheel in a plane that intersects the fan wheel axis, the fan wheel works independently of the direction of rotation. It is therefore not necessary for the drive motor to start in the specified direction of rotation. In addition, a tandem compressor can be built using one and the same fan wheel with a molded crank pin, in which the second end of the motor shaft carries a second fan wheel / crank pin unit, which then drives the second piston of the compressor.

Zur Herstellung von Kompressoren mit unterschiedlichem Hub kann man ausgehend von einem Rohling mit übergroßem Zapfenabschnitt durch Abdrehen von Material unter unterschiedlicher Exzentrizität Lüfterräder mit unterschiedlich stark exzentrischem Kurbelzapfen herstellen. Dabei wird der Durchmesser des Kurbelzapfens selbst vorzugsweise immer gleich groß gewählt, so daß man unter Verwendung unveränderter Pleuelstangen und unveränderter Kolben nur durch Abwandlung der mechanischen Bearbeitung des Lüfterradrohlinges Kompressoren unterschiedlichen Hubes bauen kann.For the production of compressors with different strokes, starting from a blank with an oversized pin section, by turning off material with different eccentricity, fan wheels with crank pins with different degrees of eccentricity can be produced. The diameter of the crank pin itself is preferably always chosen to be the same size, so that using unchanged connecting rods and unchanged pistons only by modification the mechanical processing of the fan wheel blank can build compressors of different strokes.

Das Abdrehen einer im Lüfterradrohling zunächst vorgesehenen überdimensionierten Auswuchtmasse von der freien Stirnseite des Lüfterrades her in axialer oder radialer Richtung läßt sich besonders einfach durchführen.The turning off of an oversized balancing mass initially provided in the fan wheel blank from the free end face of the fan wheel in the axial or radial direction can be carried out particularly easily.

Eine in der Umfangsfläche des Lüfterrades vorgesehene Positioniernut erleichtert das Einspannen des Lüfterradrohlinges in einer Bearbeitungsmaschine zur Erzeugung eines der im Lüfterradrohling schon vorgesehenen Auswuchtmasse gegenüberliegenden Kurbelzapfens.A positioning groove provided in the peripheral surface of the fan wheel makes it easier to clamp the fan wheel blank in a processing machine to produce a crank pin opposite the balancing mass already provided in the fan wheel blank.

Sieht man die Auswuchtmasse beim Rand des Lüfterrades, insbesondere über den Rand des Lüfterrades vorstehend vor, so kann man auch verhältnismäßig große Unwuchten bei kleinem Materialeinsatz ausgleichen.If one sees the balancing mass at the edge of the fan wheel, especially above the edge of the fan wheel, it is also possible to compensate for relatively large unbalances with a small amount of material.

Ebenfalls der Kompensierung größerer Unwuchten dient die weitere Maßnahme, in der auf der gleichen Seite wie der Kurbelzapfen liegenden Hälfte des Lüfterrades zusätzlich eine in Umfangsrichtung verlaufende Auswuchtnut vorzusehen.The further measure also serves to compensate for larger imbalances, in the half of the fan wheel lying on the same side as the crank pin, additionally to provide a circumferential balancing groove.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

  • Figur 1: einen axialen Schnitt durch einen ölfreien Kleinkompressor;
  • Figur 2: einen axialen Schnitt durch die Kolben/Lüfterrad- Einheit des Kompressors nach Figur 1;
  • Figur 3: eine Aufsicht auf die Stirnseite des Lüfterrades nach den Figuren 1 und 2;
  • Figur 4: einen axialen Schnitt durch einen Tandem-Kompressor der zwei Kolben/Lüfterrad-Einheiten gemäß Figur 2 enthält;
  • Figur 5: eine ähnliche Schnittansicht wie Figur 1 durch einen abgewandelten Kompressor;
  • Figur 6: eine zu Figur 2 ähnliche axiale Schnittansicht durch eine abgewandelte Kolben/Lüfterrad-Einheit; und
  • Figur 7: eine Aufsicht auf die Stirnseite des Lüfterrades nach Figur 6.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawing. In this show:
  • Figure 1: an axial section through an oil-free small compressor;
  • Figure 2: an axial section through the piston / fan wheel Unit of the compressor according to Figure 1;
  • FIG. 3: a top view of the end face of the fan wheel according to FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 4: an axial section through a tandem compressor which contains two piston / fan wheel units according to FIG. 2;
  • Figure 5 is a sectional view similar to Figure 1 through a modified compressor;
  • Figure 6: an axial sectional view similar to Figure 2 through a modified piston / fan wheel unit; and
  • FIG. 7: a top view of the end face of the fan wheel according to FIG. 6.

Figur 1 zeigt einen axialen Schnitt durch einen ölfreien Kleinkompressor mit einer typischen Förderleistung von etwa 35 l/min bei einem Arbeitsdruck von 7 bar.Figure 1 shows an axial section through an oil-free small compressor with a typical delivery rate of about 35 l / min at a working pressure of 7 bar.

Ein Kurbelgehäuse 10 trägt über sternförmig verteilte nach innen ragende Arme 12 einen ringförmigen Lagersitz 14, der ein Wälzlager 16 aufnimmt. Der Laufring des letzteren sitzt auf einem Abschnitt 18 einer insgesamt mit 20 bezeichneten Motorwelle. Letztere ist mit einem Rotor 22 verbunden, der mit einem Stator 24 zusammenarbeitet.A crankcase 10 carries an annular bearing seat 14, which receives a roller bearing 16, via star-shaped, inwardly projecting arms 12. The race of the latter sits on a section 18 of a motor shaft, generally designated 20. The latter is connected to a rotor 22 which cooperates with a stator 24.

Der Stator 24 greift in eine Motorbohrung 26 des Kurbelgehäuses 10 sowie in eine Motorbohrung 28 eines Gehäuseendteiles 30 ein und ist an diesen Gehäuseteilen vorgesehenen Schultern axial abgestützt. Das Gehäuseendteil 30 ist über Gewindebolzen 32 mit dem Kurbelgehäuse 10 verspannt.The stator 24 engages in a motor bore 26 of the crankcase 10 and in a motor bore 28 of a housing end part 30 and is axially supported on the shoulders provided on these housing parts. The housing end part 30 is clamped to the crankcase 10 via threaded bolts 32.

An das Gehäuseendteil 30 ist ein zweiter Lagersitz 34 angeformt, der ein Wälzlager 36 für das linke Ende der Motorwelle 20 aufnimmt. Letztere trägt in der Nachbarschaft ihres linken Endes ein Lüfterrad 38.A second bearing seat 34 is formed on the housing end part 30 and receives a roller bearing 36 for the left end of the motor shaft 20. The latter carries a fan wheel 38 in the vicinity of its left end.

Auf einen fliegend gelagerten rechten Endabschnitt 40 der Motorwelle 20 ist ein insgesamt mit 42 bezeichnetes Lüfterrad aufgesetzt, welches zugleich auch die Funktion eines Kurbelzapfens und eines Auswuchtkörpers erfüllt. Hierzu ist ein in der Zeichnung links liegender Nabenabschnitt 44 des Lüfterrades 42 mit einer mittigen Bohrung 45 zur Aufnahme der Motorwelle 20 und mit einer bezüglich der Achse der Motorwelle 20 exzentrischen Lagerfläche 46 versehen. Auf letzterer sitzt ein Wälzlager 48, das in eine Öffnung 50 eingreift, die am unteren Ende einer Pleuelstange 52 vorgesehen ist. An das obere Ende der Pleuelstange 52 ist eine untere Kolbenplatte 54 angeformt. Auf letztere ist eine obere Kolbenplatte 56 mittels einer Schraube 58 aufgeschraubt, wobei zwischen die beiden Kolbenplatten 54, 56 ein becherförmiger PTFE-Kolbenring 60 eingespannt ist.On an overhung right-hand end section 40 of the motor shaft 20, a fan wheel, designated overall by 42, is placed, which at the same time also fulfills the function of a crank pin and a balancing body. For this purpose, a hub section 44 of the fan wheel 42 on the left in the drawing is provided with a central bore 45 for receiving the motor shaft 20 and with a bearing surface 46 which is eccentric with respect to the axis of the motor shaft 20. A roller bearing 48 sits on the latter and engages in an opening 50 which is provided at the lower end of a connecting rod 52. A lower piston plate 54 is molded onto the upper end of the connecting rod 52. An upper piston plate 56 is screwed onto the latter by means of a screw 58, a cup-shaped PTFE piston ring 60 being clamped between the two piston plates 54, 56.

Die Kolbenplatten 54, 56 laufen unter großem radialem Spiel in einem Zylinder 62, die Abdichtung des über der Kolbenplatte 56 liegenden Arbeitsraumes 64 des Kompressors erfolgt durch den Kolbenring 60.The piston plates 54, 56 run with great radial play in a cylinder 62, the working chamber 64 of the compressor lying above the piston plate 56 is sealed by the piston ring 60.

Der Zylinder 62 ist von einem extrudierten Profilmaterial entsprechender Querschnittsgebung abgeschnitten und an der Zylinderlauffläche und den Stirnflächen mechanisch bearbeitet. In die obere Stirnfläche des Zylinders 62 ist ein Dichtring 66 eingelegt.The cylinder 62 is cut from an extruded profile material with a corresponding cross-section and is machined on the cylinder running surface and the end faces. A sealing ring 66 is inserted into the upper end face of the cylinder 62.

Gegen die Oberseite des Zylinders 62 liegt eine Ventilplatte 68 an, die ein Auslaß-Plattenventil 70 sowie ein in der Zeichnung nicht näher gezeigtes Einlaß-Plattenventil trägt.A valve plate 68 bears against the upper side of the cylinder 62 and carries an outlet plate valve 70 and an inlet plate valve (not shown in the drawing).

In die Oberseite der Ventilplatte 68 ist eine Dichtung 72 eingelegt, die eine Dichtstelle zu einem insgesamt mit 74 bezeichneten Zylinderkopf 74 bildet. Im letzteren sind ein Einlaßkanal und ein Auslaßkanal ausgebildet, die in der Zeichnung nicht näher wiedergegeben sind.A seal 72 is in the top of the valve plate 68 inserted, which forms a sealing point to a cylinder head 74, designated overall by 74. In the latter an inlet channel and an outlet channel are formed, which are not shown in the drawing.

Das Verspannen des Zylinderkopfes 74 mit dem Kurbelgehäuse 10 unter Zwischenschaltung der Ventilplatte 68 und des Zylinders 62 erfolgt unter Verwendung von Gewindebolzen 76.The cylinder head 74 is clamped to the crankcase 10 with the interposition of the valve plate 68 and the cylinder 62 using threaded bolts 76.

Das Lüfterrad 42 hat exakt in axialen Ebenen liegende Flügel 78, die zu einem ringförmigen Außenabschnitt 80 des Lüfterrades hin verlaufen. Letzterer ist mit einer radial nach innen vorstehenden halbkreisförmigen Auswuchtrippe 82 versehen. Diese liegt dem Mittelpunkt der exzentrischen Lagerfläche 46 bezüglich der Achse der Motorwelle 20 gegenüber. In Umfangsrichtung bei der Mitte der Auswuchtrippe 82 ist in der Außenfläche des ringförmigen Außenabschnittes 80 des Lüfterrades 42 eine Positioniernut 84 vorgesehen.The fan wheel 42 has vanes 78 lying exactly in axial planes, which run towards an annular outer section 80 of the fan wheel. The latter is provided with a semicircular balancing rib 82 projecting radially inwards. This lies opposite the center of the eccentric bearing surface 46 with respect to the axis of the motor shaft 20. In the circumferential direction at the center of the balancing rib 82, a positioning groove 84 is provided in the outer surface of the annular outer section 80 of the fan wheel 42.

Zur Befestigung des Lüfterrades 42 auf der Motorwelle 20 ist die Motorwelle mit einem mit Gewinde versehenen Endabschnitt 86 ausgebildet. Auf letzterem läuft eine Mutter 88, die über eine Unterlagscheibe 90 am Nabenabschnitt 44 angreift und so das Lüfterrad 42 gegen eine Schulter 92 der Motorwelle 20 drückt, welche durch die Wellenabschnitte 18 und 40 vorgegeben ist.To attach the fan wheel 42 to the motor shaft 20, the motor shaft is designed with a threaded end section 86. A nut 88 runs on the latter and engages the hub section 44 via a washer 90 and thus presses the fan wheel 42 against a shoulder 92 of the motor shaft 20, which is predetermined by the shaft sections 18 and 40.

Das Kurbelgehäuse ist in der Zeichnung rechts durch einen Deckel 94 verschlossen, der mit Lüftungsschlitzen 96 versehen ist.In the drawing, the crankcase is closed on the right by a cover 94, which is provided with ventilation slots 96.

Bei der Herstellung des Lüfterrades 42 wird von einem gegossenen Rohling ausgegangen, bei welchem der Nabenabschnitt 44 radial so große Abmessungen hat, daß Lagerflächen 46 gleichen Durchmessers jedoch unterschiedlicher Exzentrizität einfach durch unterschiedliches Abdrehen von Material erzeugt werden können. Man kann so unter Verwendung der gleichen Lüfterradrohlinge, der gleichen Wälzlager 48 und der gleichen Pleuelstangen 52 Kompressoren mit unterschiedlichem Hub herstellen. Um für die unterschiedlich exzentrischen Lagerflächen 46 gleichermaßen eine Auswuchtung zu gewährleisten, ist auch die Auswuchtrippe 82 im Lüfterradrohling auf Übermaß gegossen, so daß sie auch für die am stärksten exzentrischen Lagerflächen 46 ausreicht. Durch spanende Materialabnahme von der innenliegenden Umfangsfläche der Auswuchtrippe 82 und/oder der axialen Stirnfläche der Auswuchtrippe 82 kann man dann die Masse dieser Rippe entsprechend der jeweils vorliegenden Exzentrizität der Lagerfläche 46 vermindern.In the manufacture of the fan wheel 42, a cast blank is assumed, in which the hub portion 44 has dimensions that are so large radially that bearing surfaces 46 of the same diameter but different eccentricity can be produced simply by differently turning off material. One can do so using the Manufacture the same fan wheel blanks, the same roller bearings 48 and the same connecting rods 52 compressors with different strokes. In order to ensure equal balancing for the differently eccentric bearing surfaces 46, the balancing rib 82 in the fan wheel blank is cast to oversize, so that it is also sufficient for the most eccentric bearing surfaces 46. By removing material from the inner circumferential surface of the balancing rib 82 and / or the axial end face of the balancing rib 82, the mass of this rib can then be reduced in accordance with the respective eccentricity of the bearing surface 46.

Um zu gewährleisten, daß die Auswuchtrippe 82, deren Winkelerstreckung unverändert bleibt, damit das Auswuchten ausschließlich auf Drehmaschinen erfolgen kann, stets exakt der exzentrischen Lagerfläche 46 bezüglich der Achse des Lüfterrades 42 gegenüberliegt, ist die Positioniernut 84 vorgesehen, die zum Einsetzen des Lüfterradrohlinges in vorgegebener Winkelausrichtung in eine Werkzeugspanneinrichtung einer Drehmaschine dient.In order to ensure that the balancing rib 82, the angular extent of which remains unchanged so that the balancing can only be carried out on lathes, is always exactly opposite the eccentric bearing surface 46 with respect to the axis of the fan wheel 42, the positioning groove 84 is provided, which is used for inserting the fan wheel blank in a predetermined manner Angular alignment is used in a tool clamping device of a lathe.

Figur 4 zeigt, wie man unter Verwendung ein- und derselben Kolben/Lüfterrad-Einheit einen Tandem-Kompressor herstellen kann. Hierzu ist auf das in der Zeichnung links gelegene Ende des Stators 24 ein zweites Kurbelgehäuse 10′ aufgesetzt, welches zum Kurbelgehäuse 10 identisch ist, nur um 180° umgesetzt ist. Ähnlich ist auf das linke Ende der Motorwelle ein Lüfterrad 42′ aufgesetzt, welches exakt dem Lüfterrad 42 entspricht, nur um 180° umgesetzt ist. Auch die übrigen Teile des in Figur 4 links gelegenen Teiles des Tandem-Kompressors entsprechen den schon oben beschriebenen Teilen des Kompressors nach den Figuren 1 bis 3 und damit auch dem in Figur 4 rechts gezeigten Teil des Tandem-Kompressors. Diese Teile brauchen im einzelnen nicht näher erläutert zu werden und tragen jeweils die gleichen Bezugszeichen, an welche nur zur Unterscheidung ein Beistrich angehängt ist.FIG. 4 shows how a tandem compressor can be produced using one and the same piston / fan wheel unit. For this purpose, a second crankcase 10 'is placed on the left end of the stator 24 in the drawing, which is identical to the crankcase 10, is only implemented by 180 °. Similarly, a fan wheel 42 'is placed on the left end of the motor shaft, which corresponds exactly to the fan wheel 42, is only implemented by 180 °. The remaining parts of the part of the tandem compressor located on the left in FIG. 4 correspond to the parts of the compressor according to FIGS. 1 to 3 already described above and thus also the part of the tandem compressor shown on the right in FIG. 4. These parts do not need to be explained in detail and each carry the same reference numerals, to which a comma is used only to distinguish them is attached.

Figur 5 zeigt einen Axialschnitt durch einen Kompressor, der weitestgehend dem in Figur 1 gezeigten Kompressor entspricht. Nur ist bei diesem Kompressor der Kolben nicht starr mit der Pleuelstange verbunden; man hat vielmehr einen normalen, unter geringem Spiel zum Zylinder 62 laufenden Kolben, der um eine Achse 98 drehbar mit der Pleuelstange 52 verbunden ist.FIG. 5 shows an axial section through a compressor which largely corresponds to the compressor shown in FIG. 1. Only with this compressor the piston is not rigidly connected to the connecting rod; one has rather a normal piston running to cylinder 62 with little play, which is connected to connecting rod 52 so as to be rotatable about an axis 98.

Aus Figur 5 ist ferner ersichtlich, daß man einfach durch Abschneiden eines längeren Stückes vom entsprechenden extrudierten Profilmaterial einen längeren Zylinder 62 erhalten kann, der zusätzlich mit einem Einsatz 62a versehen ist.It can also be seen from FIG. 5 that simply by cutting off a longer piece of the corresponding extruded profile material, a longer cylinder 62 can be obtained which is additionally provided with an insert 62a.

Um noch größere Unwuchten ausgleichen zu können, hat das Lüfterrad 42 zusätzlich zur innerhalb des Außenabschnittes 80 liegenden Auswuchtrippe 82 noch eine radial über diesen Abschnitt überstehende Auswuchtrippe 100. Diese wird vorzugsweise nicht mechanisch bearbeitet, der gesamte Unwuchtausgleich durch Abnehmen von Material von der Auswuchtrippe 82 bewerkstelligt. Damit braucht das Lüfterrad 42 zum Auswuchten nicht umgespannt zu werden.In order to be able to compensate for even greater imbalances, in addition to the balancing rib 82 located within the outer section 80, the fan wheel 42 also has a balancing rib 100 projecting radially beyond this section. This is preferably not mechanically processed, and the entire unbalance compensation is accomplished by removing material from the balancing rib 82 . This means that the fan wheel 42 does not have to be reclamped for balancing.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 6 und 7 sind die dem exzentrischen Nabenabschnitt 44 bezüglich der Lüfterradachse gegenüberliegenden Flügel 78′ verdickt, so daß wiederum eine zusätzliche Wuchtmasse erhalten wird, die zu derjenigen der Auswuchtrippe 82 hinzukommt.In the embodiment of Figures 6 and 7, the eccentric hub portion 44 with respect to the fan wheel axis wings 78 'are thickened, so that again an additional balancing mass is obtained, which is added to that of the balancing rib 82.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 6 und 7 kann man ferner eine Auswuchtung im Sinne einer Vergrößerung der Gegenunwucht zur Unwucht von Kolben und Exzenter dadurch erhalten, daß man den verdickten Speichen 78′ gegenüberliegend eine Auswuchtnut 102 beim axial innenliegenden Ende des Lüfterrades 42 vorsieht, die sich über einen Winkel von 180° erstreckt. Hierbei kann man die Größe der Gegenunwucht über deren axiale und deren radiale Erstreckung einstellen. Diese "negative Unwucht" wirkt genauso wie eine Massevergrößerung im gegenüberliegenden Teil des Lüfterrades, wie sie durch die Auswuchtrippe 82 oder die verstärkten Flügel 78′ oder die im Ausführungsbeispiel nach Figur 5 gezeigte Auswuchtrippe 100 erhalten wird.According to the embodiment of Figures 6 and 7, you can also obtain a balance in the sense of increasing the counterbalance to the imbalance of the piston and eccentric by providing the thickened spokes 78 'opposite a balancing groove 102 at the axially inner end of the fan wheel 42, the over an angle of Extends 180 °. Here you can set the size of the counterbalance via its axial and radial extension. This "negative imbalance" acts just like a mass increase in the opposite part of the fan wheel, as is obtained by the balancing rib 82 or the reinforced vanes 78 'or the balancing rib 100 shown in the exemplary embodiment according to FIG.

Das Auswuchten unter Verwendung der Auswuchtnut 102 hat den zusätzliche Vorteil, daß so auch die Unwuchten zweiter Ordnung (Taumelmomente) kleiner sind.Balancing using the balancing groove 102 has the additional advantage that the second-order imbalances (wobble moments) are also smaller.

Da man durch die z.B. durch Fräsen erzeugte Auswuchtnut 102 auch die Möglichkeit einer Erhöhung der Gegenunwucht erhält, kann man die Auswuchtrippe 82 und die Verdickung der in der Zeichnung oberen Flügel 78′ so wählen, daß im Normalfalle die Kolben/ Lüfterrad-Einheit ohne spanende Bearbeitung ausgewuchtet ist. Streuungen der Unwucht nach unten können dann durch Abdrehen der Auswuchtrippe 82 kompensiert werden, Streuungen der Unwucht nach oben durch zusätzliches Ausfräsen der Auswuchtnut 102.Since you can use e.g. Balancing groove 102 generated by milling also receives the possibility of increasing the counterbalance, you can choose the balancing rib 82 and the thickening of the upper wing 78 'in the drawing so that the piston / fan wheel unit is balanced without machining in normal cases. Scattering of the unbalance downwards can then be compensated for by unscrewing the balancing rib 82, scattering of the unbalance upwards by additionally milling out the balancing groove 102.

Aus obiger Beschreibung ist erkennbar, daß das Lüfeterrad 42 drei Funktionen erfüllt:

  • Es fördert Luft ins Inere des Kurbelgehäuses 10. Von dort strömt der größte Teil der Luft an der Außenseite des Zylinders 62 entlang, wodurch letzterer gekühlt wird.
  • Es hat den angeformten Exzenter 46 zum Antreiben des Kolbens, der zunächst von der einen Stirnseite her frei zugänglich ist, sodaß auf ihn leicht das Lager 48 und das untere Ende der Pleuelstange 50 aufgeschoben werden können.
From the above description it can be seen that the fan wheel 42 fulfills three functions:
  • It conveys air into the interior of the crankcase 10. From there, most of the air flows along the outside of the cylinder 62, as a result of which the latter is cooled.
  • It has the integrally formed eccentric 46 for driving the piston, which is initially freely accessible from one end face, so that the bearing 48 and the lower end of the connecting rod 50 can be easily pushed onto it.

Zur Bildung einer Kurbelwelle kann das Lüfterrad einfach auf eine normale Standard-Motorwelle aufgebracht werden.

  • Es trägt die Auswuchtmassen zum Kompensieren der durch den Exzenter 46 und den Kolben bedingten Unwucht.
The fan wheel can be used to form a crankshaft simply applied to a normal standard motor shaft.
  • It carries the balancing masses to compensate for the imbalance caused by the eccentric 46 and the piston.

Claims (9)

1. A compressor with a cylinder (62) with a piston running in the cylinder (54 to 60), with a drive motor (22,24), with a fan wheel (42) which is set up on the shaft (20) of the drive motor (22,24) and carries a journal (46) as well as a balancing mass (82;100) lying opposite this, and with a connecting rod (52) for the articulated linking of the journal (46) to the piston (54 to 60), characterised in that the balancing mass (82;100) is a rib of the fan wheel (42) running in a peripheral direction, the angular extension of which remains unchanged during balancing.
2. A compressor according to Claim 1, characterised in that blades (78) of the fan wheel (42) are arranged in the planes intersecting the fan wheel axis.
3. A compressor according to Claim 1 or 2, characterised in that the balancing rib (82;100) lies at the rim of the fan wheel (42).
4. A compressor according to any of Claims 1 to 3, characterised in that the balancing rib (82;100) extends over an angle of 180°.
5. A compressor according to any of Claims 1 to 4, characterised in that the balancing mass (82;100) is adjusted to the masses moved by turning off material.
6. A compressor according to any of Claims 1 to 5, characterised in that the balancing mass (82;100) is turned from a face side and/or a peripheral surface of the fan wheel (42).
7. A compressor according to any of Claims 1 to 6, characterised in that the journal (46) is obtained by turning a blank journal which comprises a material volume from which journals (47) having the same diameter can be prepared with differing eccentricities.
8. A compressor according to Claim 7, characterised by a positioning groove (84) provided on the fan wheel (42).
9. A compressor according to any of Claims 1 to 8, characterised in that a balancing groove (102) is machined into the fan wheel, with reference to the fan wheel axis lying on the same side as the journal (46).
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