JP2009506248A - クランクシャフトドライブ及びピストンコンプレッサを組み付けるための方法 - Google Patents

Abstract

クランクシャフト（６）と、クランクシャフト側のコンロッドヘッド（９）を備えた少なくとも１つのコンロッド（８）とを有しているクランクシャフトドライブを、ピストンコンプレッサのクランクケーシング（１）に組み付けるための方法であって、以下の組み付けステップ、即ち、一体のコンロッド（８）を、一体のクランクケーシング（１）のシリンダ開口（２）を通して導入し、クランクシャフト（６）を、一体のクランクケーシング（１）のクランクシャフト軸受開口（１１）を通して導入し、クランクシャフト（６）の、クランクケーシング（１）の内室内にある端部を、コンロッドヘッド（９）の開口内に挿入し、コンロッド（８）が、クランクシャフト（６）に対して相対的な組み付け位置に達して、この場合、クランクシャフト（６）のコンロッド支承座部と共にプレス嵌め結合を形成するまで挿入する、という方法ステップで行う。

Description

本発明は、クランクシャフトと少なくとも１つのコンロッドとを有するクランクシャフトドライブを、ピストンコンプレッサのクランクケーシングに組み付けるための方法に関する。さらに本発明は、このような方法で製造されたピストンコンプレッサ自体にも関する。

ここで対象となる形式のピストンコンプレッサは、通常、駆動ユニット、主に電動モータに連結されており、これにより生ぜしめられる回転運動を介して、クランクシャフトドライブと、直線的な振動運動を行うピストンとによって空気を圧縮することができる。駆動ユニットを備えたピストンコンプレッサにより形成されたピストン圧縮機は、例えば、車両の範囲において、車両の特別な圧縮手段ユニット、例えばブレーキ等の作動のために必要な圧縮空気を形成するために使用される。

ドイツ連邦共和国特許第１０１０９５１４号明細書により、冒頭で述べた形式のピストンコンプレッサが公知である。ここで、乾式ピストンコンプレッサの形式で形成されたユニットは、クランクケーシング内に回転可能に支承されたクランクを有しており、このクランクは、クランクシャフト側の転がり軸受を介して、コンロッドのコンロッドヘッドに結合している。コンロッドの、反対側に位置するコンロッドアイには、ピストンがピストンピンによって旋回可能にコンロッドに支承されている。全体としてこのような装置がクランクシャフトドライブを形成している。ピストンは軸方向可動に、このピストンを取り囲むシリンダの内側に取り付けられている。シリンダは、クランクケーシングのシリンダ開口の領域で、シリンダ開口に、ねじによって固定されている。シリンダの、シリンダ開口とは反対側に位置する端部では、シリンダがシリンダヘッドによって閉じられている。シリンダヘッドは、圧縮空気を吸い込む若しくは吐き出すための入口弁と出口弁とを有している。

一般的に公知であるように、クランクシャフトドライブの組み付けのためには、即ちクランクシャフトに少なくとも１つのコンロッドを組み付けるためには、クランクケーシングを分割して形成し、これにより予め組み付けられたユニットであるコンロッドを備えたクランクシャフトをこのクランクケーシングに挿入するか、または上記引用した先行技術のようにコンロッドをコンロッドヘッドの領域で分割し、これにより、一体的な、即ち閉じられたクランクケーシングにクランクシャフトを挿入した後、クランクシャフトにコンロッドを取り付けることができる。このような組み付けは主としてねじを使用して行われる。先行技術により公知の選択的な両組み付け方法は、クランクケーシングまたはコンロッドを分割して形成することを前提としているので、クランクケーシングの当接面のフライス加工若しくはコンロッドの結合個所のフライス加工による相応に高い製造技術的な手間を要する。さらに、ねじ結合のためには、相応のねじ山付き孔を製造しなければならず、シール部材やねじといった付加的な構成部分が必要である。

そこで本発明の課題は、製造技術的な手間を最小にし、ピストンコンプレッサのためのクランクシャフトドライブを簡単に組み付けることができるようにすることである。

この課題は、請求項１の上位概念に記載のクランクシャフトドライブを組み付けるための方法を起点として、請求項１の特徴部により解決される。本発明により構成されたピストンコンプレッサに関してはこの課題は請求項４により解決される。

本発明の製造技術的な教示は、クランクシャフトと少なくとも１つのコンロッドとを有しているクランクシャフトドライブを、クランクケーシングに組み付けるための方法であって、以下の組み付けステップ、即ち、
一体のコンロッドを、一体のクランクケーシングのシリンダ開口を通して導入し、
クランクシャフトを、一体のクランクケーシングのクランクシャフト軸受開口を通して導入し、
クランクシャフトの、クランクケーシングの内室内にある端部を、コンロッドヘッドの開口内に挿入し、
コンロッドが、クランクシャフトに対して相対的な組み付け位置に達して、この場合、クランクシャフトのコンロッド支承座部と共にプレス嵌め結合を形成するまで挿入する、の組み付けステップで行う、というものである。

本発明による手段の利点は特に、クランクシャフトドライブの組み付けのために、クランクケーシング及び／又はコンロッドの分割を完全に省くことができることにある。本発明のように、クランクケーシングの内室にあるコンロッドヘッドの開口にクランクシャフトの端部を挿入するためには、シリンダ開口若しくはクランクシャフト軸受開口を相応に設計しなければならない。クランクシャフト軸受開口は、クランクシャフト軸受を挿入するために設けられている。クランクシャフトの形成の際に、挿入組み付けのための要件は勿論、考慮される。分割されたクランクケーシング及び／又は分割されたコンロッドを省くことにより、本発明によるピストンコンプレッサは全体として小さな構成スペースで済む。何故ならば、クランクケーシングにおけるねじ山付き孔のためには殆ど材料は必要ないからである。さらに、まずクランクシャフトを、クランクケーシングの内室内に、クランクシャフト開口から導入するか、またはコンロッドをシリンダ開口に導入するかは重要ではない。

本発明により改善された別の手段によれば、クランクシャフトのコンロッド支承座部と、コンロッドのコンロッドヘッドとの間に設けられたクランクピン軸受を、クランクシャフト又はコンロッドに、クランクシャフトとコンロッドとがクランクケーシングの内室内に導入される前に予め組み付ける。ピストンコンプレッサが乾式コンプレッサとして形成されているならば特に、クランクピン軸受を継続的に潤滑される転がり軸受として形成することができる。クランクピン軸受をまずコンロッドに組み付けてから、コンロッドとクランクピン軸受を、クランクピン軸受の軸受内レースを介してクランクシャフトに組み付けるならば特に簡単な組み付けが行われる。しかしながら、クランクケーシングの内室におけるスペース特性に応じて、別の実施例も有利である。

多くの場合、特に単シリンダピストンコンプレッサの場合、動的なバランスウェイトが、クランクシャフトに設けられていて、このバランスウェイトが、作業中のクランクシャフトドライブの振動傾向を減じるようになっている。しかしながらこのようなバランスウェイトは、本発明による、クランクシャフトへのコンロッドの挿入を妨げる。従って、バランスウェイトを必要であれば、解離可能にクランクシャフトに固定し、有利にはねじ固定により固定することが提案される。

有利には一体的なクランクケーシングは一次成形により製造される。これは鋳鉄またはアルミニウム合金から成っていて良い。一次成形、特に鋳造による製造と、本発明による手段に関して必要な最小限の切削後加工により、クランクケーシングは特に簡単に製造することができる。

本発明により改善された別の手段は以下に、図面につき本発明の実施例で詳しく説明する。

図１に示した乾式ピストンコンプレッサは主として、分割されていない１つのクランクケーシング１から成っており、クランクケーシング１のシリンダ開口２には、内部で軸方向にガイドされるピストン４のためのシリンダ３が配置されている。シリンダ３はシリンダヘッド５によって閉じられている。クランクケーシング１の内側ではクランクシャフト６が回転可能に支承されて配置されている。クランクシャフト６は継続的に潤滑される転がり軸受の形式で形成されたクランクピン軸受７を介して、クランクシャフトドライブを形成するために、分割されていない一体のコンロッド８と、コンロッドヘッド９を介して協働する。さらに、クランクシャフト６はここにねじ固定された動的なバランスウェイト１０を支持している。

上述のピストンコンプレッサの概略的な縦断面図を示した図２に示されたように、クランクシャフトドライブを組み付けるために、一体のコンロッド８がまず、同様に一体のクランクケーシング１のシリンダ開口２を通して導入される。次いで、クランクシャフト６が、クランクシャフト６の内側に位置する端部が、クランクケーシング１の内側で、コンロッド８のコンロッドヘッド９の開口内に通されるように、クランクケーシング１のクランクシャフト開口１１から内室内に導入される。この目的でクランクシャフト６は、既にクランクピン軸受７（ここでは改めて図示しない）に予め組み付けられているコンロッドヘッド９の開口が、クランクシャフト６のコンロッド軸受座部にまで通されるように成形されている。

図３によれば、コンロッド８がクランクシャフト６に対して相対的な最終組付け位置に位置しており、この場合、コンロッド８はクランクジャーナル軸受を介してクランクシャフト６にプレス嵌めされている。このプレス嵌めは、結合させたい構成部分の相応の嵌め合わせ寸法により実現される。組み付けを容易にするために、コンロッド８は加熱され、これにより一時的に膨張する。さらにクランクシャフト６を冷却することもでき、これにより材料は、組み付け中に僅かに収縮する。

本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、むしろ、以下に記載する請求項に含まれる変化実施例も考えられる。従って例えば、本発明によるクランクシャフトドライブを組み付けるための方法によって、２シリンダピストンコンプレッサを組み付けることもでき、これによりこのために同様に分割されていないコンロッドと分割されていないクランクケーシングを使用することができる。２シリンダピストンコンプレッサのクランクシャフトを支承する際に、２つのクランクシャフトドライブの間でクランクシャフト上に配置される中間軸受を使用する場合、中間軸受をプレス嵌めの際に、クランクケーシング１の中間壁で支持することができる。

単シリンダピストンコンプレッサの縦断面図である。 クランクシャフトドライブを組み付けるための方法の基本図の開始段階を示した図である。 クランクシャフトドライブを組み付けるための方法の基本図の終了段階を示した図である。

符号の説明

１ クランクケーシング、 ２ シリンダ開口、 ３ シリンダ、 ４ ピストン、 ５ シリンダヘッド、 ６ クランクシャフト、 ７ クランクシャフトジャーナル軸受、 ８ コンロッド、 ９ コンロッドヘッド、 １０ バランスウェイト、 １１ クランクシャフト軸受開口

Claims (8)

1. クランクシャフト（６）と、クランクシャフト側のコンロッドヘッド（９）を備えた少なくとも１つのコンロッド（８）とを有しているクランクシャフトドライブを、ピストンコンプレッサのクランクケーシング（１）に組み付けるための方法であって、
   以下の組み付けステップ、即ち、
   一体のコンロッド（８）を、一体のクランクケーシング（１）のシリンダ開口（２）を通して導入し、
   クランクシャフト（６）を、一体のクランクケーシング（１）のクランクシャフト軸受開口（１１）を通して導入し、
   クランクシャフト（６）の、クランクケーシング（１）の内室内にある端部を、コンロッドヘッド（９）の開口内に挿入し、
   コンロッド（８）が、クランクシャフト（６）に対して相対的な組み付け位置に達して、この場合、クランクシャフト（６）のコンロッド支承座部と共にプレス嵌め結合を形成するまで挿入する、という方法ステップで行うことを特徴とする、クランクシャフトドライブを組み付けるための方法。
2. クランクシャフト（６）のコンロッド支承座部と、コンロッド（８）のコンロッドヘッド（９）との間に設けられたクランクピン軸受（７）を、クランクシャフト（６）又はコンロッド（８）に、クランクシャフト（６）とコンロッド（８）とがクランクケーシング（１）の内室内に導入される前に予め組み付ける、請求項１記載の方法。
3. クランクシャフト（６）に少なくとも１つのコンロッド（８）を組み付けた後、クランクシャフト（６）に少なくとも１つの動的なバランスウェイト（１０）を取り付ける、請求項１記載の方法。
4. ピストンコンプレッサであって、クランクシャフト（６）と、該クランクシャフト（６）とクランクシャフトドライブの形式で協働する、クランクシャフト側のコンロッドヘッド（９）を備えたコンロッド（８）とを有しており、これらがクランクケーシング（１）内に配置されている形式のものにおいて、
   クランクシャフト（６）への少なくとも１つのコンロッド（８）の組み付けを、クランクケーシング（１）の内室における挿入により行うために、クランクケーシング（１）も少なくとも１つのコンロッド（８）も分割されずに形成されていることを特徴とする、ピストンコンプレッサ。
5. 少なくとも１つのコンロッド（８）のクランクピン軸受（７）が、クランクシャフト（６）の少なくとも１つの端部から、クランクシャフト（６）のコンロッド支承座部へと通すことができるようにクランクシャフト（６）が成形されている、請求項４記載のピストンコンプレッサ。
6. 正確に１つのコンロッド（８）と１つのクランクシャフト（６）とが、単シリンダを形成するために設けられている、請求項４又は５記載のピストンコンプレッサ。
7. 正確に２つのコンロッドと１つのクランクシャフトとが、２シリンダの形成のために設けられている、請求項４又は５記載のピストンコンプレッサ。
8. 一体的なクランクケーシング（１）が、一次成形加工により製造されていて、鋳鉄またはアルミニウム合金から成っている、請求項４記載のピストンコンプレッサ。

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