EP1225332A1 - Kompressor - Google Patents

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Publication number
EP1225332A1
EP1225332A1 EP01810043A EP01810043A EP1225332A1 EP 1225332 A1 EP1225332 A1 EP 1225332A1 EP 01810043 A EP01810043 A EP 01810043A EP 01810043 A EP01810043 A EP 01810043A EP 1225332 A1 EP1225332 A1 EP 1225332A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connecting rod
pistons
compressor
longitudinal axis
connecting element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01810043A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Beat Frefel
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.)
Fritz Haug AG
Original Assignee
Fritz Haug AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fritz Haug AG filed Critical Fritz Haug AG
Priority to EP01810043A priority Critical patent/EP1225332A1/de
Publication of EP1225332A1 publication Critical patent/EP1225332A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/02—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders arranged oppositely relative to main shaft
    • 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
    • F04B39/0005—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 adaptations of pistons
    • F04B39/0022—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 adaptations of pistons piston rods

Definitions

  • the invention relates to a compressor with at least one Compressor unit as defined in the preamble of the claim 1.
  • a piston compressor is known from the document WO 85/02232, where two pistons compress in separate cylinders.
  • the two pistons are by a rigid, rigid piston rod in an axial alignment with each other connected.
  • a rotary drive is offset via an eccentric drive the pistons coupled in pairs in a linear back and forth Motion.
  • the rotary drive engages on the side of the eccentric Piston rod, which causes the piston rod and the piston eccentric forces and torques are generated.
  • These eccentric forces and torques have one high wear and tear and thus limit the service life of the compressor. But they also brake the piston speed and thus limit the performance of the compressor.
  • the present invention has for its object a to create improved compressor, which compressor in particular can transmit large piston forces, of simple construction is, long maintenance intervals and a long service life guaranteed and with common and proven techniques and standards mechanical engineering can be produced.
  • the invention is based on a consequent separation of support and drive a compressor.
  • the compressor has at least one compressor unit that consists of two pistons, two cylinders and a connecting element.
  • the compressor unit and its elements are along one common longitudinal axis aligned, the pistons and cylinders are aligned with each other along this longitudinal axis, whereby the connecting element between the pistons and this connects each other and in each cylinder a piston back and forth Float.
  • the two pistons of the compressor unit are through the connecting element angularly rigidly connected. Stabilize the pistons with each other in their cylinders and in one large distance from each other, without being one further storage for the connecting element is required.
  • the compressor unit is driven by a connecting rod, the is mounted eccentrically on a shaft and driven by it becomes.
  • the connecting rod is attached to the connecting rod eye Shaft attached and it is on a connecting rod bearing on the compressor unit appropriate.
  • the connecting rod lies in the longitudinal axis of the Compressor unit.
  • the connecting rod bearing is in operation of the compressor permanently in the longitudinal axis of the compressor unit, while the connecting rod eye rotates about the longitudinal axis of the compressor unit cutting axis of the shaft.
  • the driving force is thus directly in the longitudinal axis of the Compressor unit, especially in the one lying on the longitudinal axis Connection element directed.
  • the Connecting rods only pressure and tensile forces from the shaft to the pistons, which is particularly important for large forces to be transferred Minimize the load on the connecting rod bearings and maximize it of the connecting rod bearing life.
  • the connecting element aligned symmetrically to the longitudinal axis of the compressor unit and forms a cage around the connecting rod.
  • the connecting rod lies so on the longitudinal axis of the compressor unit in the connecting element.
  • the connecting rod is at least in the area of the connecting rod eye by side struts of the cage surrounded and the connecting rod is in the area of the connecting rod bearing surrounded by fork-like end portions of the cage.
  • the shaft is also symmetrical to the longitudinal axis of the Compressor unit in the area of the connecting rod eye and protrudes into the cage of the connecting element or through the cage of the Connection element through.
  • the shaft intersects the axis of the compressor unit in equidistance to the cylinders.
  • the connecting rod bearing on one end of one of the pistons attached to the compressor unit, in the area of Connection of the piston to the connecting element.
  • the face is outside the piston.
  • the connecting rod is therefore not as usual in the prior art, in Inside of the piston, namely at the bottom of the piston, but on the outside, outside one bounded by a piston wall Piston chamber stored.
  • This has another advantage, namely that as little heating as possible when the compressor is in operation the connecting rod bearing through the heated piston or cylinder occurs, resulting in long maintenance intervals and a long service life of the connecting rod bearing.
  • This is a heat transfer minimized from the piston or cylinder to the connecting rod bearing and it heat transfer from the connecting rod bearing to the environment is maximized.
  • the compressor can be used with two or more compressor units in a star arrangement along two or arrange several axes.
  • the compressor units are at a distance arranged to each other, they are shared by one Shaft driven.
  • the compressor has a star design, with two in one plane vertical compressor units.
  • the cylinders are equidistant from the shaft and in the plane on a circle arranged perpendicular to the axis of rotation of the shaft.
  • the in two exemplary embodiments according to FIG. 2 to 4 shown compressor has at least one compressor unit 123, 123 'consisting of two pistons 1, 1', 1 '', 1 '' ', two cylinders 2, 2 ', 2' ', 2' '' and a connecting element 3 on.
  • 1 schematically shows such a compressor unit 123, 123 '.
  • the compressor unit 123, 123 'and its elements are arranged along a longitudinal axis AA ', BB'. In every cylinder 2, 2 ', 2' ', 2' '' a piston 1, 1 ', 1' ', 1' '' is guided.
  • the piston 1, 1 ', 1' ', 1' '' is moved back and forth by a Double arrow shown.
  • the two pistons 1, 1 ', 1' ', 1' '' are connected to each other by a connecting element 3.
  • the connecting element 3 is arranged between the pistons 1, 1 ', 1' ', 1' ''.
  • the compressor unit 123, 123 ' is driven by the cylinders 2, 2 ', 2' ', 2' '' limited.
  • the connecting element 3 is fixed and rigid so that the pistons 1, 1 ', 1' ', 1' '' along the Longitudinal axis AA ', BB' are angularly interconnected.
  • Pistons 1, 1 ', 1' ', 1' '' are thus supported by the connecting element 3 off each other so that they can reciprocate along the longitudinal axis AA ', BB' of the compressor unit 123, 123 'cannot misjudge. This mutual support the piston 1, 1 ', 1' ', 1' '' takes place on the cylinder inner walls.
  • two pistons 1, 1 'via a connecting element 3 firmly connected As in the embodiment of a compressor according to FIG. 2, for example are shown, two pistons 1, 1 'via a connecting element 3 firmly connected.
  • the connection of the pistons 1, 1 'to the connecting element 3 takes place, for example Screw connections.
  • One end each from the connecting element 3 is at least one screw connection on the end face 10, 10 'of a piston 1, 1' attached.
  • the specialist are at Knowledge of the present invention diverse variations available in this regard. So of course there are other mounting options possible as screw connections, for example adhesive or riveted connections are possible.
  • the pistons 1, 1 ', 1' ', 1' '' each limit a compression space inside, at the bottom of cylinders 2, 2 ', 2' ', 2' ''.
  • the pistons are moved back and forth along the longitudinal axis AA ', BB' the compression spaces are more or less limited, for example becomes a recessed compression space Gas is compressed by reducing the compression space. The compressed gas will come out in the compressed state left the compression space.
  • the compressor is driven by a rotary drive 6.
  • the rotary drive is one Electric motor in an embodiment according to FIG. 3.
  • the rotary drive drives a shaft 4 to rotate about one Axis ZZ 'on.
  • the rotational movement of the shaft 4 is in FIGS. 1, 2 and 4 represented by a curved arrow.
  • the shaft 4 rotates in an XY plane obliquely to, preferably perpendicular to the longitudinal axis AA ', BB' the at least one compressor unit 123, 123 '.
  • the 1 to 4 is at least one longitudinal axis AA ', BB' in the XY plane and the axis ZZ 'is perpendicular to it.
  • the XY plane lies in the leaf plane.
  • the wave 4 intersects the longitudinal axis AA ', BB' of the compressor unit 123, 123 'thus vertical and in preferred but not mandatory Embodiments in equidistance to the cylinders 2, 2 ', 2' ', 2 '' '.
  • the rotational movement of the shaft 4 is based on a connecting rod 5, 5 '' a compressor unit 123, 123 'transmitted.
  • a connecting rod 5, 5 '' via a connecting rod eye 50, 50 '' with the shaft 4 connected and the connecting rod 5, 5 '' is via a connecting rod bearing 51, 51 '' connected to the compressor unit 123, 123 '.
  • the connecting rod 5, 5 '' thus lies in the longitudinal axis AA, BB 'of the compressor unit 123, 123 '. This is in the exemplary embodiments a compressor shown in FIGS. 2 and 4.
  • the connecting rod bearing 51, 51 '' is in operation of the compressor permanent on this longitudinal axis AA ', BB' while the connecting rod eye 50, 50 'a rotary movement about this longitudinal axis AA', BB ' intersecting axis ZZ 'of shaft 4.
  • the driving force is thus directly in the longitudinal axis AA ', BB' of the compressor unit 123, 123 '. 2 shows two exemplary positions from the connecting rod eye 50 when rotating about the axis ZZ ' Wave 4.
  • the connecting element 3 forms a cage 300 around the connecting rod 5, 5 ''.
  • the connecting rod 5, 5 '' lies on the longitudinal axis AA ', BB' in the connecting element 3.
  • the connecting rod 5 of at least two side struts 30, 30 'of the Surrounding connecting element 3.
  • the connecting rod 5 is covered by a front side strut 30 and drawn in dashed lines.
  • the connecting rod 5 is at least in the area of the connecting rod eye 50 of side struts 30, 30 'of a cage 300 surrounded.
  • the connecting element 3 with at least two fork-like end sections 31, 31 ', 31' ', 31' ' attached to and surrounding each of the pistons 1, 1 ' the connecting rods 5, 5 '' with these fork-like end sections 31, 31 ', 31' ', 31' '' cage-like in the area of the front 10, 10 ' the piston 1, 1 '. At least two fork-like end sections 31, 31 'hold a bolt from the connecting rod bearing 51.
  • the connecting rod bearing 51, 51 '' is therefore not as in the prior art usual inside the piston and there at the bottom of the piston attached, but outside the piston 1, 1 ''.
  • By the arrangement from connecting rod bearings 51, 51 '' outside of piston 1, 1 '' becomes a transport of heat from heated pistons or cylinders minimized in the connecting rod bearings.
  • the connecting rod bearing 51, 51 '' thus has the lowest possible operating temperatures resulting in long maintenance intervals and long lifetimes leads.
  • a compressor unit 123 consisting of two pistons 1, 1 ', two cylinders 2, 2 'and a connecting element 3 along one Longitudinal axis AA 'arranged in the XY plane.
  • the pistons 1, 1 ' driven by a shaft 4. It is a linear design.
  • FIG. 4 there are two such compressor units 123, 123 'along two longitudinal axes AA ', BB' are arranged perpendicular to each other in the XY plane. That means four pistons 1, 1 ', 1' ', 1' '' and four cylinders 2, 2 ', 2' ', 2' '' are perpendicular to each other in the XY plane.
  • the four cylinders 2, 2 ', 2' ', 2' '' are equidistant and vertical arranged to the axis ZZ 'of the shaft 4.
  • the wave protrudes into the cage 300 formed by a connecting element or by a such cage 300. It is a star design.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kompressor mit wenigstens einer Kompressoreinheit (123, 123'), die zwei Kolben (1, 1', 1", 1"'), zwei Zylinder (2, 2', 2'', 2''') und ein Verbindungselement (3) aufweist, wobei Längsachsen der Kolben (1, 1', 1", 1''') und Zylinder (2, 2', 2'', 2''') miteinander fluchten und eine Längsachse (AA', BB') bilden, wobei das Verbindungselement (3) zwischen den Kolben (1, 1', 1'', 1''') auf der Längsachse (AA', BB') liegt und die Kolben (1, 1', 1'', 1''') miteinander verbindet, wobei eine Welle (4) zum Antreiben der Kolben (1, 1', 1'', 1''') vorgesehen ist, wobei die Kolben (1, 1', 1'', 1''') jeder Kompressoreinheit (123, 123') über einen Pleuel (5, 5'') mit der Welle (4) verbunden sind und der Pleuel (5, 5'') in der Längsachse (AA', BB') liegt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Kompressor mit mindestens einer Kompressoreinheit gemäss der Definition im Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus der Schrift WO 85/02232 ist ein Kolbenverdichter bekannt, bei dem zwei Kolben in getrennten Zylindern verdichtend arbeiten. Die beiden Kolben sind durch eine feste, biegesteife Kolbenstange in einer axialen Ausrichtung winkelsteif miteinander verbunden. Ein Rotationsantrieb versetzt über einen Exzentertrieb die paarweise gekoppelten Kolben in eine linear Hin - und Herbewegung.
Der Rotationsantrieb greift über den Exzenter seitlich an der Kolbenstange an, wodurch an der Kolbenstange und an den Kolben exzentrisch wirkenden Kräfte und Drehmomente erzeugt werden. Diese exzentrische wirkenden Kräfte und Drehmomente haben einen hohen Verschleiss zur Folge und limitieren somit die Lebensdauer des Kompressors. Sie bremsen aber auch die Kolbengeschwindigkeit und limitieren somit die Leistung des Kompressors.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Kompressor zu schaffen, welcher Kompressor insbesondere grosse Kolbenkräfte übertragen kann, von einfacher Bauweise ist, lange Wartungsintervalle und eine lange Lebensdauer gewährleistet und mit gängigen und bewährten Techniken und Standards des Maschinenbaus herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gemäss der Definition der Patentansprüche gelöst.
Die Erfindung basiert auf einer konsequenten Trennung von Abstützung sowie Antrieb eines Kompressors.
Der Kompressor weist wenigstens eine Kompressoreinheit auf, die aus zwei Kolben, zwei Zylindern und einem Verbindungselement besteht. Die Kompressoreinheit und ihre Elemente sind entlang einer gemeinsamen Längsachse geradlinig ausgerichtet, die Kolben und Zylinder fluchten miteinander entlang dieser Längsachse, wobei das Verbindungselement zwischen den Kolben liegt und diese miteinander verbindet und in jedem Zylinder ein Kolben eine Hin-und Herbewegung ausführt.
Die beiden Kolben der Kompressoreinheit sind durch das Verbindungselement winkelsteif miteinander verbunden. Die Kolben stabilisieren sich damit gegenseitig in ihren Zylindern und in einem grossem Abstand zueinander, ohne dass es dabei eines weiteren Lagers für das Verbindungselement bedarf.
Der Antrieb der Kompressoreinheit erfolgt über einen Pleuel, der exzentrisch auf einer Welle befestigt ist und von dieser angetrieben wird. Hierzu ist der Pleuel über ein Pleuelauge an der Welle angebracht und er ist über ein Pleuellager an der Kompressoreinheit angebracht. Der Pleuel liegt in der Längsachse der Kompressoreinheit. Insbesondere liegt das Pleuellager im Betrieb des Kompressors permanent in der Längsachse der Kompressoreinheit, während das Pleuelauge eine Drehbewegung um die die Längsachse der Kompressoreinheit schneidende Achse der Welle ausführt. Die Antriebskraft wird so direkt in die Längsachse der Kompressoreinheit, insbesondere in das auf der Längsachse liegende Verbindungselement geleitet. Auf diese Weise überträgt der Pleuel nur Druck - und Zugkräfte von der Welle auf die Kolben, was insbesondere bei grossen zu übertragenen Kräften zu einer Minimierung der Pleuellager-Belastung und zu einer Maximierung der Pleuellager-Lebensdauer führt.
Ermöglicht wird dies vor allem dadurch, dass das Verbindungselement symmetrisch zur Längsachse der Kompressoreinheit ausgerichtet ist und einen Käfig um den Pleuel bildet. Der Pleuel liegt so auf der Längsachse der Kompressoreinheit im Verbindungselement. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Pleuel zumindestens im Bereich vom Pleuelauge durch Seitenstreben des Käfigs umgeben und der Pleuel wird im Bereich des Pleuellagers durch gabelartige Endabschnitte des Käfigs umgeben.
Die Welle ist dabei ebenfalls symmetrisch zur Längsachse der Kompressoreinheit im Bereich vom Pleuelauge und ragt in den Käfig des Verbindungselementes hinein bzw. durch den Käfig des Verbindungselementes durch. In einer bevorzugten Ausführungsform schneidet die Welle die Achse der Kompressoreinheit in Äquidistanz zu den Zylindern.
Um die Antriebskraft vom Pleuel in die Kompressoreinheit zu leiten, ist das Pleuellager an einer Stirnseite von einem der Kolben der Kompressoreinheit angebracht, und zwar im Bereich der Verbindung des Kolbens mit dem Verbindungselement. Die Stirnseite liegt ausserhalb vom Kolben.
Der Pleuel ist somit nicht wie im Stand der Technik üblich, im Inneren des Kolbens, und zwar am Boden des Kolbens, sondern aussenseitig, ausserhalb eines von einer Kolbenwand begrenzten Kolbenraumes gelagert. Dies hat einen weiteren Vorteil, nämlich dass bei Betrieb des Kompressors eine möglichst geringe Erwärmung des Pleuellagers durch den erhitzten Kolben bzw. Zylinder erfolgt, was zu langen Wartungsintervallen und einer hohen Lebensdauer des Pleuellagers führt. Somit wird ein Wärmetransport vom Kolben bzw. Zylinder in das Pleuellager minimiert und es wird ein Wärmetransport vom Pleuellager in die Umgebung maximiert.
Der Kompressor lässt sich mit zwei oder mehreren Kompressoreinheiten in einer sternförmigen Anordnung entlang von zwei oder mehreren Achsen anordnen. Die Kompressoreinheiten sind im Abstand zueinander angeordnet, sie werden von einer gemeinsamen Welle angetrieben. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Kompressor eine Stern-Bauart auf, mit zwei in einer Ebene senkrecht aufeinander stehenden Kompressoreinheiten. Die Zylinder sind in der Ebene auf einem Kreis äquidistant zur Welle und senkrecht zur Drehachse der Welle angeordnet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Fig. 1 bis 4 in Ausführungsbeispielen im Detail erläutert.
Fig. 1
zeigt schematisch eine Kompressoreinheit mit zwei Zylindern und zwei Kolben, wobei die Kolben über ein Verbindungselement miteinander verbunden sind,
Fig. 2
zeigt eine Draufsicht auf eine Kompressoreinheit mit Kolben und Zylindern in Schnittdarstellung,
Fig. 3
zeigt einen Schnitt durch eine Kompressoreinheit gemäss Figur 2 und längs der Achse AA' und
Fig. 4
zeigt eine Draufsicht auf einen Kompressor mit zwei Kompressoreinheiten mit Kolben und Zylindern in Schnittdarstellung.
Der in zwei beispielhaften Ausführungsformen gemäss den Fig. 2 bis 4 dargestellte Kompressor weist zumindest eine Kompressoreinheit 123, 123' bestehend aus zwei Kolben 1, 1', 1'', 1''', zwei Zylindern 2, 2', 2'', 2''' und einem Verbindungselement 3 auf. Fig. 1 zeigt schematisch eine solche Kompressoreinheit 123, 123'. Die Kompressoreinheit 123, 123' und ihre Elemente sind entlang einer Längsachse AA', BB' angeordnet. In jedem Zylinder 2, 2', 2'', 2''' wird ein Kolben 1, 1', 1'', 1''' geführt. die Hin-und Herbewegung der Kolben 1, 1', 1'', 1''' ist durch einen Doppelpfeil dargestellt. Die zwei Kolben 1, 1', 1'', 1''' sind durch ein Verbindungselement 3 miteinander verbunden. Das Verbindungselement 3 ist zwischen den Kolben 1, 1', 1'', 1''' angeordnet. Die Kompressoreinheit 123, 123' wird durch die Zylinder 2, 2', 2'', 2''' begrenzt. Das Verbindungselement 3 ist fest und biegesteif so dass die Kolben 1, 1', 1'', 1''' entlang der Längsachse AA', BB' winkelsteif miteinander verbunden sind. Die Kolben 1, 1', 1'', 1''' stützen sich somit über das Verbindungselement 3 gegenseitig ab, so dass sie bei einer Hin- und Herbewegung entlang der Längsachse AA', BB' der Kompressoreinheit 123, 123' nicht verkannten können. Diese gegenseitige Abstützung der Kolben 1, 1', 1'', 1''' erfolgt auf den Zylinderinnenwänden. Durch diese gegenseitige Abstützung der Kolben 1, 1', 1'', 1''' wird die Dichtung in den Zylindern 2, 2', 2'', 2''' vereinfacht, da für jeden Kolben 1, 1', 1'', 1''' nur noch eine beispielsweise ringförmige Dichtung pro Zylinder 2, 2', 2'', 2''' nötig ist.
Wie in der Ausführungsform eines Kompressors gemäss Fig. 2 beispielhaft gezeigt, sind zwei Kolben 1, 1' über ein Verbindungselement 3 fest miteinander verbunden. Die Verbindung der Kolben 1, 1' zum Verbindungselement 3 erfolgt beispielsweise über Schraubverbindungen. Jeweils ein Ende vom Verbindungselement 3 ist über zumindest eine Schraubverbindung an der Stirnseite 10, 10' eines Kolbens 1, 1' befestigt. Dem Fachmann stehen bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung vielfältige Variationen diesbezüglich zur Verfügung. So sind natürlich andere Befestigungsmöglichkeiten als Schraubverbindungen möglich, beispielsweise sind Klebe- bzw. Nietverbindungen möglich.
Die Kolben 1, 1', 1'', 1''' begrenzen je einen Kompressionsraum im Inneren, am Boden der Zylinder 2, 2', 2'', 2'''. Bei einer Hin- Herbewegung der Kolben entlang der Längsachse AA', BB' werden die Kompressionsräume mehr oder weniger begrenzt, beispielsweise wird ein in einen wenig begrenzten Kompressionsraum eingelassenes Gas durch Verkleinerung des Kompressionsraumes komprimiert. Das komprimierte Gas wird im komprimierten Zustand aus dem Kompressionsraum gelassen. Vorteilhafterweise arbeitet der Kompressor regelmässig getaktet. Die Funktionsweise von Kompressoren ist dem Fachmann bekannt und wird hier nicht weiter erläutert.
Der Kompressor wird über einen Rotationsantrieb 6 angetrieben. Beispielsweise handelt es sich bei dem Rotationsantrieb um einen Elektromotor in einer Ausführungsform gemäss Fig. 3. Der Rotationsantrieb treibt eine Welle 4 zu einer Drehbewegung um eine Achse ZZ' an. Die Drehbewegung der Welle 4 ist in den Fig. 1, 2 und 4 durch einen gekrümmten Pfeil dargestellt. In den gezeigten Ausführungsbeispielen dreht sich die Welle 4 in einer XY-Ebene schräg zur, bevorzugterweise senkrecht zur Längsachse AA', BB' der wenigstens einen Kompressoreinheit 123, 123'. Gemäss den Fig. 1 bis 4 liegt wenigstens eine Längsachse AA', BB' in der XY-Ebene und die Achse ZZ' liegt senkrecht dazu. Gemäss den Fig. 2 und 4 liegt die XY-Ebene in der Blattebene. Die Welle 4 schneidet die Längsachse AA', BB' der Kompressoreinheit 123, 123' somit senkrecht und in bevorzugten, jedoch nicht zwingenden Ausführungsformen in Äquidistanz zu den Zylindern 2, 2', 2'', 2'''.
Die Drehbewegung der Welle 4 wird über einen Pleuel 5 ,5'' auf eine Kompressoreinheit 123, 123' übertragen. Beispielsweise ist ein Pleuel 5, 5'' über ein Pleuelauge 50, 50'' mit der Welle 4 verbunden und der Pleuel 5, 5'' ist über ein Pleuellager 51, 51'' mit der Kompressoreinheit 123, 123' verbunden. Der Pleuel 5, 5'' liegt somit in der Längsachse AA, BB' der Kompressoreinheit 123, 123'. Dies ist in den beispielhaften Ausführungsformen eines Kompressors gemäss den Fig. 2 und 4 dargestellt. Insbesondere liegt das Pleuellager 51, 51'' im Betrieb des Kompressors permanent auf dieser Längsachse AA', BB', während das Pleuelauge 50, 50' eine Drehbewegung um die diese Längsachse AA', BB' schneidende Achse ZZ' der Welle 4 ausführt. Die Antriebskraft wird so direkt in die Längsachse AA', BB' der Kompressoreinheit 123, 123' geleitet. Fig. 2 zeigt zwei beispielhafte Positionen vom Pleuelauge 50 bei einer Drehbewegung um die Achse ZZ' der Welle 4.
Das Verbindungselement 3 bildet einen Käfig 300 um den Pleuel 5, 5''. Der Pleuel 5, 5'' liegt auf der Längsachse AA', BB' im Verbindungselement 3. In der Ausführungsform gemäss Fig. 2 und 3 ist der Pleuel 5 von mindestens zwei Seitenstreben 30, 30' des Verbindungselementes 3 umgeben. In der Seitenansicht gemäss Fig. 3 ist der Pleuel 5 durch eine vordere Seitenstrebe 30 verdeckt und gestrichelt gezeichnet. Der Pleuel 5 ist somit zumindestens im Bereich vom Pleuelauge 50 von Seitenstreben 30, 30' eines Käfigs 300 umgeben. Diese Seitenstreben 30, 30' liegen in der XY-Ebene senkrecht zur ZZ'-Achse der Welle 4, um die das Pleuelauge 50 im Betrieb des Kompressors eine Drehbewegung ausführt. In der Ausführungsform gemäss Fig. 2 und 3 ist das Verbindungselement 3 mit mindestens zwei gabelartigen Endabschnitten 31, 31', 31'', 31''' an jedem der Kolben 1, 1' befestigt und umgibt den Pleuel 5, 5'' mit diesen gabelartigen Endabschnitten 31, 31', 31'', 31''' käfigartig im Bereich der Stirnseite 10, 10' der Kolben 1, 1'. Zumindestens zwei gabelartige Endabschnitte 31, 31' halten einen Bolzen vom Pleuellager 51.
Um die Antriebskraft in den Pleuel 5 zu leiten, schneidet die Welle 4 die Längsachse AA', BB' der Kompressoreinheit 123, 123' im Bereich vom Pleuelauge 50, 50' und ragt im Bereich der Seitenstreben 30, 30' in den Käfig 300 des Verbindungselementes 3 hinein bzw. durch den Käfig 300 des Verbindungselementes 3 durch. Um die Antriebskraft vom Pleuel 5, 5'' in die Kompressoreinheit 123 zu leiten, ist das Pleuellager 51, 51'' an einer Stirnseite 10, 10'' von einem der Kolben 1, 1'' der Kompressoreinheit 123 angebracht, und zwar im Bereich der gabelartigen Endabschnitte 31, 31', 31'', 31''' vom Käfig 300 des Verbindungselementes 3.
Der Pleuellager 51, 51'' ist somit nicht, wie im Stand der Technik üblich im Inneren des Kolbens und dort am Boden des Kolbens angebracht, sondern ausserhalb des Kolbens 1, 1''. Durch die Anordnung vom Pleuellager 51, 51'' ausserhalb des Kolbens 1, 1'' wird ein Transport von Wärme von erwärmten Kolben bzw. Zylindern in die Pleuellager minimiert. Gleichzeitig wird ein Abtransport von Wärme vom Pleuellager 51, 51'' in die Umgebung maximiert. Das Pleuellager 51, 51'' hat somit möglichst tiefe Betriebstemperaturen was zu langen Wartungsintervallen und hohen Lebensdauern führt.
In den Ausführungsformen von Kompressionen gemäss Fig. 2 und 3 ist eine Kompressoreinheit 123 bestehend aus zwei Kolben 1, 1', zwei Zylindern 2, 2' und eine Verbindungselement 3 entlang einer Längsachse AA' in der XY-Ebene angeordnet. Die Kolben 1, 1' werden von einer Welle 4 angetrieben. Es handelt sich um eine Linear-Bauart.
In der Ausführungsform eines Kompressors gemäss Fig. 4 sind zwei solche Kompressoreinheiten 123, 123' entlang von zwei Längsachsen AA', BB' in der XY-Ebene senkrecht zueinander angeordnet. Das heisst, vier Kolben 1, 1', 1'', 1''' und vier Zylinder 2, 2', 2'', 2''' stehen in der XY-Ebene senkrecht zueinander. Die vier Zylinder 2, 2', 2'', 2''' sind äquidistant sowie senkrecht zur Achse ZZ' der Welle 4 angeordnet. Die Welle ragt in den durch ein Verbindugselement gebildeten Käfig 300 bzw. durch einen solchen Käfig 300. Es handelt sich um eine Stern-Bauart.
Diese Ausführungsformen sind beispielhaft, dem Fachmann steht es bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung frei, andere hier nicht gezeigte Ausführungsformen zu realisieren. Beispielsweise ist es möglich, mehr als zwei Kompressoreinheiten zu verwenden bzw. Kompressoreinheiten in einer Ebene und jedoch nicht senkrecht zueinander anzuordnen.

Claims (10)

  1. Kompressor mit wenigstens einer Kompressoreinheit (123, 123'), die zwei Kolben (1, 1', 1'', 1'''), zwei Zylinder (2, 2', 2'', 2''') und ein Verbindungselement(3) aufweist, wobei Längsachsen der Kolben (1, 1', 1'', 1''') und Zylinder (2, 2', 2'', 2''') miteinander fluchten und eine Längsachse (AA', BB') bilden, wobei das Verbindungselement (3) zwischen den Kolben (1, 1', 1'', 1''') auf der Längsachse (AA', BB') liegt und die Kolben (1, 1', 1'', 1''') miteinander verbindet und wobei eine Welle (4) zum Antreiben der Kolben (1, 1', 1'', 1''') vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (1, 1', 1'', 1''') jeder Kompressoreinheit (123, 123') über einen Pleuel (5, 5'') mit der Welle (4) verbunden sind und
    dass der Pleuel (5, 5'') in der Längsachse (AA', BB') liegt.
  2. Kompressor gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pleuellager (51, 51'') zur Verbindung von Kolben (1, 1'') und Pleuel (5, 5'') in der Längsachse (AA', BB') liegt.
  3. Kompressor gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pleuellager (51, 51'') an einer Stirnseite (10, 10'') eines Kolbens (1, 1'') angebracht ist, welche Stirnseite (10, 10'') ausserhalb eines von einer Wand des Kolbens (1, 1'') begrenzten Raumes liegt.
  4. Kompressor gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (3) als symmetrisch zur Längsachse (AA', BB') angeordneter Käfig (300) um den Pleuel (5, 5'') ausgebildet ist.
  5. Kompressor gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der das Verbindungselement (3) bildende Käfig (300) den Pleuel (5) durch Seitenstreben (30, 30') umgibt.
  6. Kompressor gemäss Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der das Verbindungselement (3) bildende Käfig (300) die Welle (4) umgibt.
  7. Kompressor gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4) senkrecht zur Längsachse (AA', BB') symmetrisch zu den Zylindern (2, 2', 2'', 2''') angeordnet ist.
  8. Kompressor gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kompressoreinheiten (123, 123') in einer sternförmigen Anordnung von zwei Längsachsen (AA', BB') im radialen Abstand zueinander angeordnet und von einer Welle (4) gemeinsam angetrieben sind.
  9. Kompressor gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (3) mit gabelartigen Endabschnitten (31, 31', 31'', 31''') an Kolben (1, 1', 1'', 1''') befestigt ist.
  10. Kompressor gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der das Verbindungselement (3) bildende Käfig (300) den Pleuel (5, 5'') mit den gabelartigen Endabschnitten (31, 31', 31'', 31''') im Bereich der Stirnseite (10, 10'') von Kolben (1, 1', 1'', 1''') umgibt.
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