EP2087236A1 - Minikompressor - Google Patents

Minikompressor

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EP2087236A1
EP2087236A1 EP06829597A EP06829597A EP2087236A1 EP 2087236 A1 EP2087236 A1 EP 2087236A1 EP 06829597 A EP06829597 A EP 06829597A EP 06829597 A EP06829597 A EP 06829597A EP 2087236 A1 EP2087236 A1 EP 2087236A1
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EP
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cylinder
housing
mini
compressor
pressure piston
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Withdrawn
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EP06829597A
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English (en)
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Ag Doukas
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Individual
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component 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
    • F04B39/12Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/122Cylinder block
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/01Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being mechanical
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B39/14Provisions for readily assembling or disassembling

Definitions

  • the invention relates to a device for generating compressed air with a housing and a drive which moves via an eccentric shaft guided in a cylinder spring-loaded pressure piston which cooperates with an air inlet and an air outlet valve.
  • the compressed air generated by such work machines is e.g. used for the drive of compressed air tools or conveyors, which always involves relatively large amounts of compressed air.
  • the present invention deals with relatively small-sized compressors, so-called mini-compressors, which can be transported practically in the "trouser pocket" and e.g. can be used for inflating two-wheeled tires. For example, this is intended for a bike tour in which suddenly in a remote area a so-called flat-footed is driven, so then the entrained mini-compressor can be used to inflate the patched hose quickly again.
  • the present invention is a kind of leisure article that must be acceptable in terms of size, weight and price.
  • the invention which is based on the object, a device for generating compressed air in the form of a mini-compressor to improve or simplify that this device can be easily manufactured and assembled, the device with the smallest possible design also priced and of its weight and its performance must be interesting for the user.
  • the designed as a mini-compressor device is essentially composed of only a few individual parts, wherein its housing is made in one piece together with the cylinder preferably made of injection molding.
  • the battery can be advantageously designed to be rechargeable.
  • the one-piece housing of the inventive mini-compressor it is expedient to form this in a longitudinal section U-shaped and at the same time on the
  • the pressure piston advantageously has an annular flange acted upon by the eccentric, between which and the yoke region of the housing then a spiral spring surrounding the outer jacket of the cylinder is arranged, which counteracts the individual strokes of the pressure piston.
  • the mini-compressor according to the invention consists practically only of five individual parts, namely the electric motor with battery, flanged with cylinder housing, the pressure piston, the coil spring and the eccentric shaft, the items consisting of housing with cylinder, Druckkoben and eccentric advantageously after Injection molding can be produced. All of these parts are mass-produced parts which can be produced inexpensively and which are wear-resistant and easy to assemble. This gives a reliable device for home use.
  • Fig. 1 in an enlarged scale, a mini-compressor shown in perspective, the compressed air generating part is shown in longitudinal section and
  • Fig. 2a / b to Fig. 4a / b show three schematically shown in side and top view identical mini compressors, they differ as a modular system only in their sizes and power levels.
  • Fig. 1, 1 denotes the device according to the invention in the form of a mini-compressor with a drive 2 in the form of an electric motor, to which a battery 3 (rechargeable battery) connected thereto is attached and which further has a drive shaft 4.
  • the drive shaft 4 is positively inserted into an eccentric shaft 5 with an eccentric 6, which in turn is in contact with a pressure piston 7 and is immersed in a cylinder 10 formed on a housing 9.
  • the injection-molded housing 9 has a U-shaped shape in longitudinal section, in the free legs 11 and 12, the eccentric shaft 5 and the drive shaft 4 of the electric motor is mounted in a conventional manner.
  • the housing 9 is flanged with its leg 12 to the electric motor 2 and secured with two diametrically opposed screws on this, wherein at 13 only a threaded hole for receiving a screw can be seen.
  • On the inside of the housing in its yoke portion of the cylinder 10 is formed centrally and pointing downwards. Further, located in the housing 9 at the top dead center of the cylinder 10, an inlet valve 14 and an exhaust valve 15th
  • a coil spring 16 is provided which is guided by the outer jacket of the cylinder 10.
  • the pressure piston 7 is sealed by a circumferential sealing ring 17 in the form of a known Simmerring relative to the inner cylindrical surface.
  • mini-compressor 1 is pressed by a release of the eccentric 6 of the plunger 7 by the coil spring 16 downwardly, so long as the air is sucked into the cylinder chamber via the inlet valve 14 until the bottom dead center of the plunger 7 is reached , Then the eccentric 6 presses the pressure piston 7 up to the top when the drive shaft 4 rotates
  • Dead center up closes the inlet valve 14 and the exhaust valve 15 opens and allows the compressed air to flow to the corresponding consumer, z. B. to inflate the hose of a motorcycle tire. This process is then repeated in this single-stage compressor in rapid succession, depending on the speed of the electric motor. 2
  • mini-compressors are shown as an exemplary embodiment of a modular system of structurally identical but equipped with different size or power stages.
  • the embodiment shown in Fig. 2a / b is a mini-compressor l v in actual size, which corresponds approximately to that of a matchbox.
  • an electric motor is used, which is under the trade name "Mabuchi 280" on the market, whereas the next larger version of a mini-compressor l ⁇ ⁇ of Fig. 2a / b with an electric motor 2 V * with the name "Mabuchi 380" is driven.
  • FIG. 4a / b a third variant of a mini-compressor 1 1 VX , which is larger than that of FIG. 3 a / b, is shown, which in turn has a more powerful electric motor 2 ' ⁇ compared with the device according to FIG. 3 a / b V - marked "Mabuchi 550" - equipped.

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Abstract

Bei einem Gerät zur Erzeugung von Druckluft mit einem Gehäuse und einem Antrieb, der über eine Exzenterwelle einen in einem Zylinder geführten federbelasteten Druckkolben bewegt, der mit einem Luftein- und einem Luftauslassventil zusammenwirkt, soll ein baukastenartiger Aufbau aus wenigen Einzelteilen zu einem Minikompressor (1 -1```) zusammensetzbar sein, dessen Gehäuse (9) einteilig mit dem Zylinder (10) ausgebildet ist.

Description

Minikompressor
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Erzeugung von Druckluft mit einem Gehäuse und einem Antrieb, der über eine Exzenterwelle einen in einem Zylinder geführten federbelasteten Druckkolben bewegt, der mit einem Luftein- und einem Luftauslassventil zusammenwirkt .
Arbeitsmaschinen zum Verdichten von Gasen oder Dämpfen sind schlechthin bekannt. Ab einem Verhältnis von Enddruck zu Ausgangsdruck von über 3 spricht man von Verdichtern oder Kompressoren, bis etwa 3 von Gebläsen und bis unter 1,1 von Ventilatoren. Neben den unterschiedlichsten Bauarten von Verdichtern sollen bei der vorliegenden Erfindung das Prinzip der so genannten Hubkolbenverdichter bzw. kompressoren Anwendung finden, deren Wirkung bekanntlich darauf beruht, dass mittels eines Hubkolbens abwechselnd der Arbeitsraum in einem Zylinder vergrössert und verkleinert wird, wobei dieses Wechselspiel über Ein- und Auslassventile am Zylinderkopf steuerbar ist.
Die mit derartigen Arbeitsmaschinen erzeugte Druckluft wird z.B. für den Antrieb von Druckluftwerkzeugen oder für Förderanlagen verwendet, wobei es hier immer um relativ grosse Mengen an Druckluft geht. Die vorliegende Erfindung befasst sich demgegenüber jedoch mit relativ kleingebauten Kompressoren, so genannten Minikompressoren, die man praktisch in der "Hosentasche" transportieren kann und z.B. zum Aufpumpen von Zweiradreifen verwendet werden können. Beispielsweise ist hierbei an eine Fahrradtour gedacht, bei der plötzlich in einem abgelegenen Gelände ein so genannter Plattfuss gefahren wird, sodass dann der mitgeführte Minikompressor zum Einsatz kommen kann, um den geflickten Schlauch wieder rasch aufzupumpen.
Es handelt sich bei der vorliegenden Erfindung also um eine Art Freizeitartikel, der von seiner Grosse, seinem Gewicht und Preis her gesehen akzeptabel sein muss.
Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, ein Gerät zur Erzeugung von Druckluft in der Form einen Minikompressors derart zu verbessern bzw. zu vereinfachen, dass sich dieses Gerät in einfacher Weise herstellen und montieren lässt, wobei das Gerät bei möglichst kleiner Bauweise auch preislich und von seinem Gewicht und seiner Leistung her gesehen für den Anwender interessant sein muss.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass durch einen baukastenartigen Aufbau aus wenigen Einzelteilen zu einem Minikompressor, dessen Gehäuse einteilig mit dem Zylinder ausgebildet ist.
Nach Massgabe der Erfindung ist als Lösung vorgesehen, dass das als Minikompressor ausgebildete Gerät im wesentlichen lediglich aus wenigen Einzelteilen zusammengesetzt ist, wobei sein Gehäuse dabei einteilig zusammen mit dem Zylinder vorzugsweise aus Spritzguss hergestellt wird.
Hierbei ist zum einen an einen baukastenartigen Aufbau der Geräte selber und zum anderen an eine Art Baukastensystem verschiedener Baureihen gedacht, beginnend mit dem kleinsten Gerät, das etwa die Grosse einer Streichholzschachtel hat und weiteren baugleichen Geräten, jeweils gestaffelt nach Grossen- bzw. Leistungsstufen, wobei sich bekanntlich die erhaltenen Drücke bzw. Leistung derartiger Minikompressoren abhängig sind von dem Quotienten Volumen/Zeiteinheit.
Als Antrieb der erfindungsgemässen Geräte dient zweckmässigerweise ein mit einer Batterie gespeister kleiner E-Motor, wobei die Batterie vorteilhaft aufladbar ausgebildet sein kann.
Bei der Ausbildung des einteiligen Gehäuses des erfindungsmässigen Minikompressors ist es zweckmässig, dieses im Längsschnitt U-förmig auszubilden und gleichzeitig auf der
Innenseite in seinem Jochbereich zentrisch nach unten den
Zylinder für die Aufnahme des Druckkolbens vorzusehen. Durch diese Einstückigkeit ist gleichzeitig auch eine ausreichende Steifigkeit des Gehäuses einerseits und des in dieses praktisch integrierten Zylinders andererseits gegeben. - A -
Der Druckkolben besitzt vorteilhaft einen durch den Exzenter beaufschlagten Ringflansch, zwischen dem und dem Jochbereich des Gehäuses dann eine den Aussenmantel des Zylinders umgebende Spiralfeder angeordnet ist, die den einzelnen Hüben des Druckkolbens entgegen wirkt.
Somit besteht der erfindungsgemässe Minikompressor praktisch nur aus fünf Einzelteilen, nämlich dem E-Motor mit Batterie, dem daran angeflanschten Gehäuse mit Zylinder, dem Druckkolben, der Spiralfeder und der Exzenterwelle, wobei die Einzelteile bestehend aus Gehäuse mit Zylinder, Druckkoben und Exzenterwelle vorteilhaft nach dem Spritzgussverfahren hergestellt werden können. Bei all diesen Einzelteilen handelt es sich um Massenteile, die preiswert hergestellt werden können und die verschleissfest und mit wenig Handgriffen zu montieren sind. Man erhält dadurch ein für den Hausgebrauch zuverlässiges Gerät.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
Fig. 1 in einem vergrösserten Massstab einen perspektivisch dargestellten Minikompressor, dessen die Druckluft erzeugende Teil im Längsschnitt gezeigt ist und
Fig. 2a/b bis Fig. 4a/b drei schematisch in Seiten- und Draufsicht dargestellte baugleiche Minikompressoren, sie sich als Baukastensystem lediglich nur in ihren Grossen- bzw. Leistungsstufen unterscheiden.
In Fig. 1 bezeichnet 1 das erfindungsgemässe Gerät in der Form eines Minikompressor mit einem Antrieb 2 in der Form eins E-Motors, an dem ein mit diesem in Verbindung stehender Akku 3 (wiederaufladbare Batterie) angebracht ist und der ferner eine Antriebwelle 4 besitzt. Die Antriebswelle 4 ist formschlüssig in eine Exzenterwelle 5 mit einem Exzenter 6 gesteckt, der wiederum mit einem Druckkolben 7 in Berührung steht und in einen an einem Gehäuse 9 angeformten Zylinder 10 eingetaucht ist .
Das aus Spritzguss hergestellte Gehäuse 9 hat im Längsschnitt eine U- förmige Form, in dessen freien Schenkeln 11 und 12 die Exzenterwelle 5 und die Antriebswelle 4 des E-Motors in an sich bekannter Weise gelagert ist. Das Gehäuse 9 ist mit seinem Schenkel 12 an den E-Motor 2 angeflanscht und mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Schrauben an diesem befestigt, wobei bei 13 nur eine Gewindebohrung für die Aufnahme der einen Schraube zu sehen ist. Auf der Innenseite des Gehäuses ist in seinem Jochbereich der Zylinder 10 zentrisch und nach unten weisend angeformt. Ferner befindet sich im Gehäuse 9 am oberen Totpunkt des Zylinders 10 ein Einlassventil 14 und ein Auslassventil 15.
Zwischen dem Ringflansch 8 des Druckkolbens 7 und dem inneren Jochbereich des Gehäuses 9 ist eine Spiralfeder 16 vorgesehen, die durch den Aussenmantel des Zylinders 10 geführt ist. Schliesslich ist der Druckkolben 7 durch einen umlaufenden Dichtring 17 in der Form eines an sich bekannten Simmerrings gegenüber der inneren Zylinderfläche abgedichtet.
Bei dem in Fig. 1 vergrössert dargestellten Minikompressor 1 wird durch eine Freigabe des Exzenters 6 der Druckkolben 7 durch die Spiralfeder 16 nach unten gedrückt, wodurch über das Einlassventil 14 so lange Luft in die Zylinderkammer eingesaugt wird bis der untere Totpunkt des Druckkolbens 7 erreicht ist. Dann drückt der Exzenter 6 bei Drehung der Antriebswelle 4 den Druckkolben 7 bis zum oberen
Totpunkt nach oben. Dabei schliesst das Einlassventil 14 und das Auslassventil 15 öffnet und lässt die verdichtete Luft zu dem entsprechenden Verbraucher strömen, z. B. um den Schlauch eines Motorradreifens aufzupumpen. Dieser Vorgang wiederholt sich dann bei diesem einstufigen Kompressor in schneller Folge, und zwar jeweils abhängig von der Drehzahl des E- Motors 2.
In den Fig. 2a/b bis 4a/b sind schliesslich als Ausführungsbeispiel für ein Baukastensystem aus baugleichen, jedoch mit unterschiedlichen Grossen- bzw. Leistungsstufen ausgestattete Minikompressoren dargestellt. Hierbei gibt die in Fig. 2a/b dargestellte Ausführung einen Minikompressor lv in tatsächlicher Grösse wider, die in etwa der einer Streichholzschachtel entspricht. Für den Antrieb 2 wird hier ein E-Motor verwendet, der unter dem Handelsnamen „Mabuchi 280" auf dem Markt ist, wogegen die nächst grossere Ausführung eines Minikompressors lλ λ nach Fig. 2a/b mit einem E-Motor 2V* mit der Bezeichnung „Mabuchi 380" angetrieben wird. Schliesslich ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4a/b noch eine dritte gegenüber Fig. 3a/b vergrösserte baugleiche Variante eines Minikompressors 11 V X gezeigt, der wiederum mit einem gegenüber dem Gerät nach Fig. 3a/b leistungsfähigeren E-Motor 2'λ V - bezeichnet mit „Mabuchi 550"- ausgerüstet ist.
Zusammenfassend kann daher festgehalten werden, dass das vorgeschlagene technische Konzept für einen Minikompressor bestens geeignet ist als Freizeitartikel sowie für den
Hausgebrauch, da dieses Gerät zum einen sehr robust aufgebaut und zu anderen auch sehr einfach zu handhaben ist . Nicht zuletzt schlagen sich diese Attribute auch bei der Herstellung und somit bei den Kosten positiv nieder, denn nur in wenigen Handgriffen lassen sich die erfindungsgemässen
Minikompressoren in einfacher Weise zusammenbauen.
DR. PETER WEISS, DIPL. -ING. A. BRECHT & DIPL . -FORSTW. PETRA
ARAT
Patentanwälte European Patent Attorney
Aktenzeichen: G 1274/PCT Datum: 14.12.2006 B/VI/TF
Bezugszeichenliste

Claims

Patentansprüche
1. Gerät zur Erzeugung von Druckluft mit einem Gehäuse und einem Antrieb, der über eine Exzenterwelle einen in einem Zylinder geführten federbelasteten Druckkolben bewegt, der mit einem Luftein- und einem Luftauslassventil zusammenwirkt ,
gekennzeichnet durch,
einen baukastenartigen Aufbau aus wenigen Einzelteilen zu einem Minikompressor (1 -lλ'M, dessen Gehäuse (9) einteilig mit dem Zylinder (10) ausgebildet ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste baukastenartige Aufbau des Minikompressors (IM der Grosse etwa einer Streichholzschachtel entspricht.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von dem Minikompressor (IM gemäss Anspruch 2, baugleich zu diesem weitere in aufsteigenden Grossen- bzw. Leistungsstufen ausgebildete Minikompressoren (I' ' ; 1* λ M vorgesehen sind.
4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Antrieb ein mit einer Batterie
(3) betriebener E-Motor (2 - 2λ'M vorgesehen ist.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (3) aufladbar ausgebildet ist.
6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das einteilige Gehäuse (9) im Längsschnitt U-förmig ausgebildet ist und auf der Innenseite in seinem Jochbereich zentrisch nach unten der Zylinder (10) für die Aufnahme des Druckkolbens (7) vorgesehen ist.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkolben (7) einen durch den Exzenter (6) beaufschlagbaren Ringflansch (8) besitzt, zwischen dem und dem Jochbereich des Gehäuses (9) eine den Aussenmantel des Zylinders (10) umgebende Spiralfeder (16) angeordnet ist.
8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (4) des E-Motors
(2) formschlüssig in die Exzenterwelle (5) gesteckt ist.
9. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Minikompressor (1 - 1> > V) im wesentlichen aus fünf Haupteinzelteilen wie E-Motor (2) mit Batterie, Gehäuse mit Zylinder (10) , Druckkolben (7) , Spiralfeder (16) und Exzenterwelle (5) zusammengesetzt sind.
10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelteile Gehäuse (9) mit Zylinder (10) , Druckkolben (7) und Exzenterwelle (4) aus Spritzguss bestehen.
EP06829597A 2006-05-22 2006-12-14 Minikompressor Withdrawn EP2087236A1 (de)

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DE200620008219 DE202006008219U1 (de) 2006-05-22 2006-05-22 Minikompressor
PCT/EP2006/012040 WO2007134633A1 (de) 2006-05-22 2006-12-14 Minikompressor

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EP06829597A Withdrawn EP2087236A1 (de) 2006-05-22 2006-12-14 Minikompressor

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