JP4841007B2 - コンプレッサユニット - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つのモータと、スライダクランク機構によって駆動される往復ピストンコンプレッサとを備え、このスライダクランク機構が、クランクホイールと、クランクホイール及びピストンに接続された連接棒とから構成されている、特に移動式／可搬式器具内の空気圧縮用のコンプレッサユニットに関する。

このようなピストンコンプレッサ、特に、たとえばタイヤを充填するための小型コンプレッサなどの、多量に生産される非常に簡単なピストンコンプレッサにおいては、最大圧力を特定の限度内に保ち、一方では、コンプレッサ構成要素において材料に過負荷が発生しないか、又は材料の経済的な使用に加えて、高いコンプレッサ出力及び耐用期間が達成され得るが、他方では、さらにコストのかかる調節装置を必要とせずに、最大圧力までの圧力充填が行われることが望ましい。

ピストンコンプレッサの作業域内の最大圧力を設定するための、いくつかの公知の方法があり、これによれば、容積排気量の設定、したがって圧力の設定が、停滞空気容積を変えることによって行われ得る。この場合、停滞空気容積又は「有害容積」と呼ばれるものは、ピストンヘッドとシリンダウォールとによって境界が定められたシリンダ容積の一部であり、これは、圧縮行程の完了後にも、ピストンヘッドとシリンダウォールとの間に留まっている。

これらの方法は、たとえば、構成要素、詳しくは、ピストン、連接棒、シリンダ、及びシリンダヘッドを、対応した好適な許容差で組み立てることを含む。しかし、これは、個々の部品が十分に高い精度で生産される場合にのみ首尾良く実行され得るので、従って依然としてコストがかかる妥協策のままですらある。

さらなる方法は、異なる厚さのシリンダヘッドガスケットを導入することであり、これにより停滞空気容積が同様に影響を受け得る。しかし、これは、基本的に大きな労働力を要し、正しい圧力条件に少し近づけるだけに過ぎない。

さらなる解決方法は、ピストンヘッド内の又はシリンダウォール内の圧力逃がし弁であり、前記バルブは最大圧力で開放される。必要な追加構成要素は別として、この解決方法においては、圧力パルスおよび雑音の発生が、時に問題となる。

独国特許出願公開第１０ ２００４ ０１５ ６１８ Ａ１号明細書では、可変かつ調節可能な容積排気量を有するアキシャルピストンコンプレッサについて開示しており、これによれば、基本的に、エンジン室内の圧力は、１つ以上の調整弁によりリアルタイムで調節され得る。この場合、エンジン室又は「調節容積」と呼ばれるものは、ピストン駆動機構が配置された空間である。１つ以上の運転パラメータを考慮に入れたアルゴリズムを使って調節が行われ、調整弁は、エンジン室が、吸気側及び／又は高圧側、のいずれかに接続され得るような形で配置される。

これは、基本的に、吸気側の圧力が過度に低下したことにより発生する恐れのある凍結を防止するためである。簡単で小型のアキシャルピストンコンプレッサの場合には、吸気が、コンプレッサのピストン駆動ハウジングを通って流れる。つまり、低圧側又は吸気側とエンジン室とが同一の空間を占め、このような複雑な調節が実施され得ない。

その上、小型コンプレッサの出力の場合、低圧側の凍結は、材料のより良い利用を達成する又は大規模な連続製造において扱うことができる製造許容差を作るのに、高圧側の最大圧力を制限するほど重要ではない。

したがって、本発明の目的は、製造の種類及び製造許容差とは無関係に、高い経費を使わずに、非常に精度の高い最大圧力の設定が行われ得るような種類のコンプレッサ構造を設計し、したがって構成要素の再加工が回避されることである。

上記目的は主請求項の特徴により達成される。有利な発展形態が従属請求項に包含される。

この場合、ピストン行程を調整する手段が、クランクホイールとクランクホイール及びピストンに接続された連接棒とから構成されたスライダクランク機構内に配置される。このような設計により、ピストン行程、したがって残存停滞空気容積及び最大圧力が、残りの寸法及び許容差が与えられた場合に、組み立て中に、可能な最も容易な方法で設定される。

好ましい設計においては、スライド方向に長さ調整可能な接続部が、ピストンと連接棒との間に配置される。

このような設計により、コンプレッサの組み立て中に、残存停滞空気容積、したがって最大圧力が、許容差が与えられた場合に、ピストンヘッドとクランクホイール上のコネクションロッドの節点との間の距離を単に短くする又は長くすることにより設定され得る。

これにより、また、たとえばダイカスト方法などの成形鋳造方法により、費用効率の高い、構成要素の大規模な連続生産が可能となり、すべての許容差を維持するために、従来行われている広範囲に渡る再加工を必要としない。

さらに好ましい設計においては、ピストンと連接棒とが、ねじ込み接続により互いに接続される。このねじ込み接続は、ねじれ防止装置を備えることが好ましい。したがって、このような長さ設定と長さ設定を固定することとの機能上の分離が、容易な方法で達成され得る。

特に実施するのが容易かつ費用効率の高い、さらなる設計においては、ねじれ防止装置は、ねじ山に係合しかつ後部工具受けを有するグラブネジによって得られる。ここで、たとえば試運転後の、再調整が容易に可能となる。

特に良好な設定性が、ねじ込み接続が細目ねじとして設計される設計において得られる。

さらに好ましい設計においては、モータとピストンコンプレッサとの間に、スライダクランク機構と、ギア段階として少なくとも１つのギヤーホイール段階とを基本的に有するギアユニットが配置される。この結果、特に低電圧のシステムにおいて、より高い回転速度を有する（次いでこれに対応して減少する）モータが使用され得る。

このようなコンプレッサが、膨張可能な物品を封止しかつ空気で膨らませるための、特に自動車のタイヤを封止しかつ空気で膨らませるための装置内に特に適しており、この装置は、さらに、膨張可能な物品内に導入可能な自動封止手段のための容器と、コンプレッサに接続可能な入口ラインならびに膨張可能な物品に接続可能な出口ラインを有する、封止手段及び圧縮ガスのためのバルブ及びディストリビュータユニットと、バルブ及びディストリビュータユニットと膨張可能な物品との間の接続手段と、適宜、エネルギ供給のための接続手段と、装置を操作するための切換及び／又は制御及び表示手段とを備える。次いで、このような装置において、ピストンコンプレッサの最大圧力は、ピストン行程を調整する手段により、６〜８バールの値に、有利には７バールの値に制限されることが好ましい。このような変形形態の利点は、本明細書においては、車両又は車両のタイヤの大きさ及びこれに対応する空気圧力範囲の個別の要求に特に適応され、かつそれらの最大圧力を単に変えるだけという最も容易で可能な対策により特定の車両の種類に対して設定され得る、完全に同一の個々の部品から製造された修理セットが提供されることである。

例示的実施形態を用いて、本発明についてより詳細に説明する。

図１は、基本図として、ピストンコンプレッサ２とギアユニット３とを備えた、コンプレッサユニット１を示している。ギアユニット３は、出力側に、詳しくはクランクホイール５と、スライド部材７との結合部材としての関節のある連接棒６とから構成された、スライダクランク機構４を備える。

駆動装置として使用される電気モータ８とスライダクランク機構４との間に、モータの回転速度を減少するためのギア段階９としてのギヤーホイール段階がまた、力束方向においてモータの下流にあるギアユニット内に配置される。

図２は、本発明によるコンプレッサユニット１の変形形態を、非常に短い構築物であるピストンコンプレッサ２と、出力側にスライダクランク機構４を備えたギアユニット３とが同様に装備された、互いに対して９０度回転された２つの図で示している。スライダクランク機構４は、クランクホイール５と、ピストンとして設計されたスライド部材７との結合部材としての関節のある連接棒６とから構成される。

ここでも、駆動装置として使用される電気モータ８とスライダクランク機構４との間に、モータの回転速度を減少するためのギア段階９が、力束方向に配置される。

ピストン又はスライド部材７は、細目ねじ接続１０により連接棒６に接続される。細目ねじ機構１０は、スライダクランク機構内に配置されてピストン行程を調整する手段で、スライド方向に長さ調整可能である。設定が行われた後、細目ねじ接続１０は、後部に形成された六角形のグラブネジ１１により締め付けられ、ねじれないよう固定され得る。ねじ込み接続は、ねじれ防止装置を備えることが好ましい。また、ねじれ防止装置は、ねじ山に係合しかつ後部工具受けを有するグラブネジによって得られる。さらに、さらに好ましい設計においては、モータとピストンコンプレッサとの間に、スライダクランク機構と、ギア段階として少なくとも１つのギヤーホイール段階とを基本的に有するギアユニットが配置される。

この場合、停滞空気容積１２が設定されるが、これは、生じる圧縮の度合いによる最大圧力に正比例する。

本発明によるコンプレッサユニットを示す基本図である。 本発明によるコンプレッサユニットの変形形態を示す図である。

１ コンプレッサユニット
２ ピストンコンプレッサ
３ ギアユニット
４ スライダクランク機構
５ クランクホイール
６ 連接棒
７ ピストン／スライド部材
８ 電気モータ
９ ギア段階
１０ 細目ねじ接続
１１ グラブネジ
１２ 停滞空気容積

Claims (6)

1. 少なくとも１つのモータと、スライダクランク機構によって駆動される往復ピストンコンプレッサとを備え、前記スライダクランク機構が、クランクホイールと、前記クランクホイール及びピストンに接続された連接棒とから構成されている、特に移動式／可搬式器具内の空気圧縮のためのコンプレッサユニットであって、
   ピストン行程を調整する手段が、前記スライダクランク機構内に配置され、スライド方向に長さ調整可能な接続部が前記ピストンと連接棒との間に配置されることを特徴とするコンプレッサユニット。
2. 前記ピストンと前記連接棒とが、ねじ込み接続により互いに接続されることを特徴とする請求項１記載のコンプレッサユニット。
3. 前記ねじ込み接続が、ねじれ防止装置を備えることを特徴とする請求項２記載のコンプレッサユニット。
4. 前記ねじれ防止装置が、ねじ山に係合しかつ後部工具受けを有するグラブネジによって得られることを特徴とする請求項３記載のコンプレッサユニット。
5. 前記ねじ込み接続が、細目ねじとして設計されることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載のコンプレッサユニット。
6. 前記モータとピストンコンプレッサとの間に、前記スライダクランク機構と、ギア段階として少なくとも１つのギヤーホイール段階とを備えるギアユニットが配置されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載のコンプレッサユニット。

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