DE102021110256A1

DE102021110256A1 - Kolben, Verdichter, Druckluftversorgungsanlage, Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Druckluftversorgungsanlage

Info

Publication number: DE102021110256A1
Application number: DE102021110256.1A
Authority: DE
Inventors: Klaus Bredbeck; Uwe Stabenow; Elmar Schillon
Original assignee: ZF CV Systems Europe BV
Current assignee: ZF CV Systems Europe BV
Priority date: 2021-04-22
Filing date: 2021-04-22
Publication date: 2022-10-27
Also published as: WO2022223322A1; CN117157459A; EP4326987A1; US20240060487A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolben (1112) für einen Verdichter (1100), wobei der Kolben (1112) aufweist:- eine erste druckbeaufschlagbare Stirnseite (113), welche vorgesehen ist, in dem Betrieb zu einem ersten Verdichtungsraum (104) des Verdichters (1100) gerichtet zu sein, und eine der ersten Stirnseite (113) gegenüberliegende, druckbeaufschlagbare zweite Stirnseite (115), welche vorgesehen ist, in dem Betrieb zu einem zweiten Verdichtungsraum (106) des Verdichters (1100) gerichtet zu sein, wobei der erste Verdichtungsraum (104) und der zweite Verdichtungsraum (106) über eine druckbeaufschlagbare Verbindungsleitung (122) miteinander verbunden sind, und- die erste Stirnseite (113) als eine vollflächige Vollseite (114) gebildet ist und die zweite Stirnseite (115) als eine ringflächige Stufenseite (116) gebildet ist, wobei der Kolben (1112) auf der zweiten Stirnseite (115) eine Dichtanordnung (1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006) mindestens eine Dichtung (1138) trägt, welche den ersten Verdichtungsraum (104) gegen den zweiten Verdichtungsraum (106) abdichtet.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass- ein ringförmiger Dichtungskörper (1139) als eine Dichtmanschette (1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) der Dichtanordnung (1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006) mit einer Profilbasis druckdicht an der Stufenseite (116) gehalten ist, nämlich zwischen einem stufenseitigen, an der zweiten Stirnseite (115) angeordneten Kolbenring (1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016) und einem verdichtungsraumseitigen Haltering (1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Verdichter, insbesondere Kompressor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 21. Die Erfindung betrifft auch eine Druckluftversorgungsanlage, ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Druckluftversorgungsanlage.
Verdichter, insbesondere Kolbenverdichter in Fahrzeugen aller Art, sind gemeinhin bekannt. Sie dienen der Bereitstellung von Druckluft und umfassen viele Anwendungsgebiete, unter anderem Bremsanlagen, Luftfederanlagen, insbesondere zur Niveauregelung, Kupplungsverstärker und viele mehr. Wichtige Zielkriterien bei der Auslegung von Verdichtern sind unter anderem eine möglichst hohe Förderleistung, eine möglichst geringe Geräuschentwicklung, möglichst geringe Abmessungen, geringer Herstellungsaufwand und eine hohe Robustheit.
In DE 10 2012 019 618 A1 ist ein Herstellungsverfahren für einen Kolben mit einer Umfangsdichtung in Form einer kreisförmigen Topfmanschette offenbart, insbesondere für den Einsatz in einem Pendelkolbenkompressor.
In DE 10 2011 121 750 A1 ist beispielsweise ein Kompressor offenbart, aufweisend einen Kolben, dessen Kolbenkopf starr mit einem Pleuel verbunden ist, wobei ein Pleuellagerauge des Pleuels drehbar auf einem Exzenterzapfen einer Antriebswelle eines Antriebsmotors gelagert ist.
Gleichwohl führt der Ansatz der starren Verbindung zwischen Pleuel und Kolben aufgrund der konstruktiv bedingten Taumelbewegung zu Undichtigkeiten zwischen Kolben und Zylinder, welchen durch entsprechende konstruktive Maßnahmen, z. B. Dichtungen, begegnet werden sollte.
DE 10 2013 101 110 A1 offenbart einen Hubkolbenverdichter mit einem über einen Schubkurbeltrieb angetriebenen und einem in einem Zylinder hin- und her bewegbaren und gegenüber der Zylinderwand abgedichteten Kolben, welcher feststehend zur Pleuelachse angeordnet ist, wobei der Kolben und/oder der Zylinder so ausgebildet sind, dass die während des Kompressionshubs durch die relative Neigung oder Kippung zwischen Kolben und Zylinder entstehenden sichelförmigen Spalte zwischen Kolbenrand und Zylinderwand abdichtbar sind und dadurch Undichtigkeiten ausgeglichen werden.
Bewährt hat sich das Konzept eines zweistufigen Verdichters, bei dem die zugeführte Luft zunächst in einer Niederdruckstufe auf ein Niederdruckniveau und anschließend in einer der Niederdruckstufe angeschlossenen Hochdruckstufe auf ein Hochdruckniveau verdichtet wird.
Zur Erhöhung der Kompaktheit kann ein zweistufiger Verdichter derartig ausgeführt sein, dass beide Verdichterstufen durch lediglich einen Kolben, beispielsweise mittels eines zweiseitig beaufschlagbaren Kolbens, gebildet werden.
Beispielsweise ist in GB 241,907 ein mehrstufiger Kompressor offenbart, der mittels eines eine beliebige Anzahl von Stufenabschnitten aufweisenden Kolbens und eines passend dazu ausgebildeten Zylinders eine beliebige Anzahl von Verdichterstufen realisieren kann.
Weiterhin ist in DE 10 2010 054 710 A1 ein Kompressor für eine Druckluftzuführung einer Druckluftversorgungsanlage offenbart, welcher mindestens eine zweistufige Verdichtereinheit mit einem einzigen Zylinder mit einem einzigen in einem Verdichtungsraum des Zylinders zweiseitig beaufschlagbaren Kolben aufweist.
In DE 10 2012 223 114 A1 wird weiterhin eine Doppelkolbenkompressoreinheit beschrieben. Eine Antriebswelle des Motors der Kompressoreinheit wirkt über eine Kulissenführung im Doppelkolben der Einheit mit diesem so zusammen, dass der Doppelkolben abwechselnd in den beiden Zylindern der Einheit einen Kompressionsvorgang durchführt. Hierbei ist die Achse der Antriebswelle exzentrisch zur Mittelachse der beiden Zylinder angeordnet, wodurch sich weniger Lageänderungen des Kolbens und damit eine geringere Geräuschentwicklung ergeben.
Das Konzept ist noch verbesserungswürdig hinsichtlich der oben genannten Nachteile und Zielkriterien. Wünschenswert ist es daher, die Funktion eines leistungsfähigen, insbesondere zweistufigen, Verdichters in möglichst kompakter und robuster Ausführung zu realisieren.
Der hier in dieser Anmeldung bereits mit Bezug zu 1 und 2A, 2B beschriebene Verdichter 100 der WO 2018/197182 A2 für eine Druckluftzuführung 10 einer Druckluftversorgungsanlage 200, zum Betreiben einer Pneumatikanlage 500, hat einen Kolben der eingangs genannten Art.
Der Verdichter 100 der WO 2018/197182 A2 weist auf:

- einen ersten Verdichtungsraum 104, einen zweiten Verdichtungsraum 106, einen Luftzufuhranschluss 120 und einen Druckluftauslass 124,
- einen Kolben 1112 mit einer ersten druckbeaufschlagbaren Stirnseite 113 welche zum ersten Verdichtungsraum 104 gerichtet ist und einer, der ersten Stirnseite 113 gegenüberliegenden, zweiten druckbeaufschlagbaren Stirnseite 115, welche zum zweiten Verdichtungsraum 106 gerichtet ist, wobei der erste Verdichtungsraum 104 von der ersten Stirnseite 113 begrenzt ist und der zweite Verdichtungsraum 106 von der zweiten Stirnseite 115 des Kolbens 1112 begrenzt ist, wobei die erste Stirnseite 113 eine Vollseite 114 ist und die zweite Stirnseite 115 eine Stufenseite 116 ist, und der Kolben 1112 über ein Pleuel 128 an einen Antrieb 102 angebunden ist, wobei
- der erste Verdichtungsraum 104 und der zweite Verdichtungsraum 106 über eine Verbindungsleitung 122 miteinander verbunden sind. Bei dem Verdichter 100 der WO 2018/197182 A2 ist vorgesehen, dass
- das Pleuel 128 starr, insbesondere starr und gelenkfrei, an einer Kolbenseite 128.1 mit dem Kolben 1112 verbunden ist und an einer Antriebsseite 128.2 mit einem rotierenden Teil 131 des Antriebs 102 drehbeweglich verbunden ist, und
- der Kolben 1112 auf der Stufenseite 116 mindestens eine Dichtung 138 trägt, welche den ersten Verdichtungsraum 104 und/oder den zweiten Verdichtungsraum 106 abdichtet.

Die dort in dieser Anmeldung bereits mit Bezug zu 3A, 3B beschriebene Dichtung 138 am Kolben 1112 ist noch verbesserungswürdig hinsichtlich der oben genannten Nachteile und Zielkriterien.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, in verbesserter Weise eine Vorrichtung, insbesondere einen Kolben und einen Verdichter, sowie ein Verfahren anzugeben, welche die oben formulierten Ziele und Zielkriterien, insbesondere durch einen verbesserten konstruktiven Aufbau, zumindest teilweise erfüllen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung und das Verfahren so zu gestalten, dass im Rahmen des verbesserten konstruktiven Aufbaus zum einen eine verbesserte Dichtwirkung wie auch zum anderen eine verbesserte Halterung der Dichtung erreicht wird, die zudem druckdicht an der Stufenseite gehalten ist, sodass auch bei langfristiger und hoher Beanspruchung im Rahmen der Taumelbewegung eines Kolbens der erste Verdichtungsraum und der zweite Verdichtungsraum abgedichtet ist.
Die Aufgabe in Bezug auf die Vorrichtung wird gelöst mit einem Kolben des Anspruchs 1.
Der Kolben gemäß der Erfindung geht aus von einem Kolben für einen Verdichter. Ein solcher Verdichter hat sich insbesondere für eine Druckluftzuführung einer Druckluftversorgungsanlage bewährt, zum Betreiben einer Pneumatikanlage, wobei der Kolben ausgebildet ist, bei einem Betrieb des Verdichters in einem Zylinder des Verdichters beweglich geführt zu werden und über ein Pleuel an einen Antrieb anbindbar ist, wobei das Pleuel an einer Kolbenseite mit dem Kolben verbindbar ist und an einer Antriebsseite mit einem rotierenden Teil des Antriebs drehbeweglich verbindbar ist.
Ein solcher Kolben weist erfindungsgemäß auf:

- eine erste druckbeaufschlagbare Stirnseite, welche vorgesehen ist, in dem Betrieb zu einem ersten Verdichtungsraum des Verdichters gerichtet zu sein, und eine der ersten Stirnseite gegenüberliegende, druckbeaufschlagbare zweite Stirnseite, welche vorgesehen ist, in dem Betrieb zu einem zweiten Verdichtungsraum des Verdichters gerichtet zu sein. Insbesondere kann vorteilhaft der erste Verdichtungsraum von der ersten Stirnseite begrenzt sein und der zweite Verdichtungsraum von der zweiten Stirnseite des Kolbens begrenzt sein.

Die Erfindung sieht bei einem solchen Kolben zudem vor, dass der erste Verdichtungsraum und der zweite Verdichtungsraum über eine druckbeaufschlagbare Verbindungsleitung miteinander verbunden sind.
Erfindungsgemäß ist zur Lösung der Aufgabe weiter vorgesehen, dass - der ringförmige Dichtungskörper als eine Dichtmanschette der Dichtanordnung mit seiner Profilbasis zwischen einem stufenseitigen an der zweiten Stirnseite angeordneten Kolbenring und einem verdichtungsraumseitigen Haltering druckdicht an der Stufenseite gehalten ist.
Die Aufgabe betreffend die Vorrichtung wird auch durch einen, den erfindungsgemäßen Kolben verwendenden Verdichter des Anspruchs 21 gelöst, nämlich einen Verdichter, insbesondere Kompressor, für eine Druckluftzuführung einer Druckluftversorgungsanlage, zum Betreiben einer Pneumatikanlage, aufweisend einen ersten Verdichtungsraum, einen zweiten Verdichtungsraum, einen Luftzufuhranschluss und einen Druckluftauslass, und den Kolben gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20.
Erfindungsgemäß ist bei dem Verdichter vorgesehen:

- ein Zylinder mit einem ersten Verdichtungsraum und einem zweiten Verdichtungsraum, ein Luftzufuhranschluss und ein Druckluftauslass, und
- der erfindungsgemäße Kolben.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass der grundsätzliche Ansatz eines Kolbens, wie er im Rahmen des Verdichters der WO 2018/197182 A2 mit einer bereits vorteilhaften Dichtung beschrieben ist, grundsätzlich für die Realisierung eines Verdichters mit einem ersten und zweiten Verdichtungsraum mit Vorteil versehen den richtigen Ansatz liefert. Das heißt, der Ansatz besteht darin, eine Dichtung vorzusehen, die den ersten Verdichtungsraum gegen den zweiten Verdichtungsraum abdichtet, wobei der Kolben eine erste Stirnseite als eine Vollseite aufweist und eine zweite Stirnseite als eine Stufenseite aufweist.
Vorteilhaft ist die Dichtung zur Abdichtung des zweiten Verdichtungsraums gegen einen Kurbelgehäuseinnenraum und/oder zur Umgebung und/oder zur Abdichtung des ersten Verdichtungsraums gegen den zweiten Verdichtungsraum ausgebildet. Die mindestens eine Dichtung bewirkt vorteilhaft auf der Stufenseite des Kolbens sowohl an einer Außenseite als auch an einer Innenseite eine in radialer Richtung wirkende druckdichte Abdichtung und ist insbesondere mit Vorteil mittels einem einzigen Dichtkörper gebildet.
Unter einer Vollseite ist wie in WO 2018/197182 A2 (Vollseite 114) beispielhaft beschrieben, eine im Wesentlichen durchgehend über den Zylinderquerschnitt sich erstreckende flächige Ausbildung einer ersten Stirnseite des Kolbens zu verstehen.
Unter einer Stufenseite ist wie in WO 2018/197182 A2 (Stufenseite 116) entsprechend eine im Wesentlichen ringförmige Ausbildung der vorliegend zweiten Stirnseite zu verstehen, das heißt, die also den Kolben auf der zweiten Stirnseite nicht über den gesamten Zylinderquerschnitt druckbeaufschlagbar ausbildet, sondern stattdessen einen lediglich druckbeaufschlagbaren Ringraum, insbesondere einen Ringraum in peripherem Umfang der zweiten Stirnseite vorsieht.
Der Inhalt der WO 2018/197182 A2 und seine Offenbarung wird vorliegend durch Zitat vollständig in die vorliegende Anmeldung aufgenommen und steht damit auch als Offenbarungsgehalt in dieser Anmeldung zur Verfügung. Beispielhaft wird dazu erläuternd auf die Ausführungsformen in Bezug auf 1, 2 sowie 5 der WO 2018/197182 A2 verwiesen, die in dieser Anmeldung als 1, 2 und 3 gezeigt sind.
Dort ist beispielhaft im Rahmen einer Ausführungsform, lediglich erläuternd und in einer hier nicht einschränkenden Weise gezeigt, dass --dem Konzept der Erfindung folgend-- die erste Stirnseite als eine --dort im Wesentlichen kuppelartig ausgebildete-Vollseite gebildet ist, währen die zweite Stirnseite als eine --dort im Wesentlichen ringförmig im Außenumfang angeordnete Ringfläche zur Ausbildung einer-- Stufenseite ausgebildet ist.
Andere Ausführungsformen sind möglich; beispielsweise könnte die Stufenseite auch nur teilringförmig oder einen inneren Ringraum ausführen. Die Stufenseite könnte auch einen inneren Vollraum ausführen, der also insofern nicht auf eine lediglich druckbeaufschlagbare periphere Umfangsringfläche beschränkt ist, wie dies in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung ausgeführt ist. Insofern kann eine Stufenseite jede kleinere abgestufte Ausbildung einer druckbeaufschlagbaren Fläche auf der zweiten Stirnseite des Kolbens betreffen, die kleiner ist als eine Vollseite der ersten Stirnseite des Kolbens. Realistisch hat sich jedoch die im Wesentlichen kreisflächige Vollseite, bzw. die ringkreisförmige Stufenseite als druckbeaufschlagbar und abdichtbar mit einer Ringdichtung erwiesen, die insofern konzeptionell vorliegend im Vordergrund steht, wie dies in dieser Anmeldung in 1, 2 und sowie 4 bis 8 im Rahmen der bevorzugten Ausführungsformen gezeigt ist.
Diesen oben genannten grundsätzlichen Überlegungen zur Kolbenform und Dichtung folgend, ist die Dichtung bereits vorteilhaft als solche mittels eines profilierten ringförmigen Dichtungskörpers gebildet, der eine umfänglich verlaufende erste Ringlippe an einer Außenseite der Dichtung und eine umfänglich verlaufende zweite Ringlippe an einer Innenseite der Dichtung aufweist. Der Dichtungskörper hat vorteilhaft also insofern eine erste bzw. eine zweite ringförmig verlaufende Dichtlippe an der Außen- bzw. Innenseite zur einerseits außenseitigen Abdichtung und andererseits innenseitigen Abdichtung des kreisringförmigen peripheren Ringraums an der Stufenseite des Kolbens, also zur Abdichtung des zweiten Verdichtungsraumes gegen den ersten Verdichtungsraum.
Ausgehend von dieser Überlegung hat die Erfindung darüber hinaus erkannt, dass es zur Lösung der Aufgabe in verbesserter Weise vorteilhaft ist, dass der ringförmige Dichtungskörper als eine Dichtmanschette gebildet ist mit einem in Umfangsquerschnitt offenen Profil mit einer Profilbasis, dessen Profilwandung mittels der ersten Ringlippe und der zweiten Ringlippe gebildet ist. Wiederum vorteilhaft ist die Profilwandung des Profils also mittels der ersten Ringlippe und der zweiten Ringlippe gebildet; das erfindungsgemäße Profil ist jedoch im Umfangsquerschnitt offen und weist insoweit eine freigestellte Profilbasis auf. Hier hat die Erfindung im Unterschied zu den vorbekannten Formen des vorgenannten Standes der Technik erkannt, dass der Umfangsquerschnitt des Profils grundsätzlich offen sein soll. Der Stand der Technik folgt dagegen dem Ansatz, dass der Umfangsquerschnitt auch mit einer Dichtprofilfüllung versehen sein soll. Die vorliegende Erfindung folgt einer anderen Erkenntnis; es ist nämlich durch eine freistehende Profilbasis möglich, die Aufgabe nicht nur im Hinblick auf eine gute Abdichtung zu erfüllen, sondern darüber hinaus das offene Profil für eine vorteilhafte Halterung der Dichtmanschette zu nutzen.
Erfindungsgemäß ist somit weiter im Unterschied zum Stand der Technik vorgesehen, dass die Dichtmanschette mit seiner Profilbasis zwischen einem stufenseitigen an der zweiten Stirnseite angeordneten Kolbenring und einem verdichtungsraumseitigen Haltering druckdicht an der Stufenseite gehalten ist.
Dieses Merkmal nutzt die insofern freistehende Profilbasis des offenen Profils, um die Dichtmanschette an seiner Profilbasis zwischen einem stufenseitigen Kolbenring und einem verdichtungsraumseitigen Haltering zu halten.
Die Halterung der Dichtmanschette mit seiner Profilbasis zwischen dem stufenseitigen an der zweiten Stirnseite angeordneten Kolbenring und dem verdichtungsraumseitigen Haltering ist darüber hinaus druckdicht ausgebildet und leistet insofern eine druckdichte Ausbildung der gesamten Dichtanordnung mit Dichtmanschette Kolbenring und Haltering; also wie ein vorbekannter Vollprofildichtkörper aber nunmehr mit verbesserter Struktur und Stabilität und Halterung der gesamten Dichtanordnung. Dies unterstützt wesentlich die Langlebigkeit und Druckdichtigkeit der Dichtanordnung.
Die Halterung der Dichtmanschette an seiner Profilbasis zwischen stufenseitigem Kolbenring einerseits und verdichtungsraumseitigen Haltering andererseits bewirkt also eine sichere strukturelle Halterung und auch eine druckdichte Halterung, welche einen Druckverlust entlang der Kontaktfläche zwischen Profilbasis, Kolbenring und Haltering vermeidet und zum anderen durch die Formgebung der Profilbasis auch der dichtenden Wirkung der Dichtlippen unterstützt.
Des Weiteren führt die Erfindung zur Lösung der Aufgabe betreffend die Vorrichtung auch auf eine Druckluftversorgungsanlage des Anspruchs 24 und ein Fahrzeug mit der Druckluftversorgungsanlage entsprechend Anspruch 25.
Die erfindungsgemäße Druckluftversorgungsanlage ist zum Betreiben einer Pneumatikanlage mit einem Verdichter nach einem der Ansprüche 21 bis 23 ausgebildet und weist auf:

- eine Luftzufuhr und den daran über einen Luftzufuhranschluss angeschlossenen Verdichter,
- eine über einen Druckluftauslass pneumatisch an den Verdichter angeschlossene einen Lufttrockner aufweisende Pneumatikhauptleitung zu einem Druckluftanschluss einer Galerie,
- einen über einen Aufladeanschluss pneumatisch an den Verdichter angeschlossenen Druckmittelvorratsbehälter.

Die Aufgabe betreffend das Verfahren wird auch durch einen den erfindungsgemäßen Kolben verwendendes Verfahren des Anspruchs 26 gelöst. Das Verfahren zum Betreiben einer Druckluftversorgungsanlage weist die Schritte auf:

- Verdichten von Luft aus einen Kurbelgehäuseinnenraum

- weiteres Verdichten der im ersten Verdichtungsraum des auf

- Zuführen der im zweiten Verdichtungsraum auf ein Hochdruckniveau verdichteten Druckluft aus dem Druckluftauslass über eine Pneumatikhauptleitung zu einem Druckluftanschluss einer Galerie, insbesondere über einen Lufttrockner.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen, die das Konzept der Erfindung im Rahmen von Weiterbildungen mit Vorteilen definieren.
Auch wenn bei den vorliegend beschriebenen Weiterbildungen für eine Reihenschaltung eines ersten Verdichtungsraums und eines zweiten Verdichtungsraums - allgemein im Sinne einer Reihenschaltung zweier Verdichterstufen eines insofern mehrstufigen Verdichter-- gesorgt ist, ist gleichwohl zu verstehen, dass das Konzept der Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Alternativ kann in einer anderen Weiterbildung das Konzept der Erfindung auch bei einem mehrstufigen Verdichter realisiert sein, dessen zwei oder mehr Verdichterstufen im Sinne einer Parallelschaltung realisiert sind -allgemein also im Sinne einer Parallelschaltung zweier Verdichterstufen eines insofern mehr Zylinder-Verdichters--.
Mit Vorteil versehen kann die erste Stirnseite als eine Vollseite und die zweite Stirnseite als eine Stufenseite gebildet ist, wobei der Kolben auf der zweiten Stirnseite eine Dichtanordnung mindestens eine Dichtung trägt, welche den ersten Verdichtungsraum gegen den zweiten Verdichtungsraum abdichtet.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass

- die Dichtung mittels eines profilierten ringförmigen Dichtungskörpers mit einer umfänglich verlaufenden abdichtenden ersten Ringlippe an einer Außenseite der Dichtung und einer umfänglich verlaufenden abdichtenden zweiten Ringlippe an einer Innenseite der Dichtung gebildet ist.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass der ringförmige Dichtungskörper als eine Dichtmanschette mit einem im Umfangsquerschnitt offenen Profil mit einer Profilbasis gebildet ist, dessen Profilwandung mittels der ersten Ringlippe und der zweiten Ringlippe gebildet ist.
Eine druckdichte Ausbildung der Halterung der Profilbasis zwischen Kolbenring und Haltering kann zweckmäßig ausgebildet sein, wie dies im Rahmen der Weiterbildungen bevorzugt erläutert ist. Grundsätzlich eignet sich dazu eine bevorzugte Ausbildung konkret der Verankerung oder Verkerbung oder dergleichen verstärkte Verbindung zwischen Profilbasis, Kolbenring und Haltering.
Eine verstärkte Anbringung der Profilbasis zwischen Kolbenring und Haltering umfasst bevorzugt ein flächiges Anliegen der Profilbasis an einer Fläche des Kolbenrings und einer Fläche des Halterings, beispielsweise im Rahmen einer Fassung, Einbettung. Darüber hinaus können Kerb- oder Führungselemente vorgesehen sein, welche in eine Einprägung oder dergleichen eingreifen.
Die Profilbasis bzw. entsprechend anliegende Flächen des Profils gegen die entsprechende Kolbenfläche oder Halteringfläche können leicht gekrümmt und insofern führend sein und darüber hinaus gleichwohl Freiraum für eine Dichtlippenbewegung bieten.
Insbesondere steht die Außenseite der Dichtung, insbesondere des Dichtkörpers, umlaufend in Kontakt mit einer Zylinderinnenwand und es steht die Innenseite der Dichtung, insbesondere des Dichtkörpers, umlaufend in Kontakt mit einer Stegwandinnenseite des Zylinders.
Insbesondere ist dazu vorgesehen, dass die Dichtung einen ringförmigen Dichtungskörper aufweist mit der ersten Ringlippe radial außen am Dichtungskörper und einer zweiten Ringlippe radial innen am Dichtungskörper. Vorteilhaft ist dazu vorgesehen, dass die Dichtung einen ringförmigen Dichtungskörper aufweist mit:

der ersten Ringlippe, die in radialer Richtung außen am Dichtungskörper, in axialer Richtung zum zweiten Verdichtungsraum gerichtet, angeordnet ist, und/oder mit der zweiten Ringlippe, die in radialer Richtung innen am Dichtungskörper, in axialer Richtung zum zweiten Verdichtungsraum gerichtet, angeordnet ist.

Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Haltering im offenen Profil der Dichtmanschette einliegt. Dies hat den Vorteil, dass der Haltering sozusagen in den Umfangsquerschnitt des offenen Profils einpassbar ist; insofern also der Haltering im Wesentlichen dem offenen Profil entsprechend des Umfangsquerschnitts in seiner Ausbildung folgt.
Der Haltering kann dazu an seiner an der Profilbasis anliegenden Grundfläche in der vorgenannten Weise abgerundet sein, um einerseits den Dichtlippen Schwenkbewegungen zu ermöglichen, und zum anderen --wie auch die Grundfläche des Kolbenrings-- weitere Strukturelemente aufweisen, welche die Abdichtung der Grundfläche des Halterings und die Abdichtung des Kolbenrings zur Profilbasis umsetzen.
Ebenso kann der Kolbenring eine gleichsam fassende Grundfläche aufweisen, die entsprechend gekrümmt oder gewölbt ist. Beispielsweise kann der Kolbenring an seiner Grundfläche eine im Wesentlichen konvexe Krümmung aufweisen und der Haltering an seiner Grundfläche eine entsprechend konkave Krümmung oder umgekehrt, sodass die Profilbasis des Profils der Dichtmanschette zwischen diesen konvex bzw. konkav gekrümmten und ggfs. mit Freiraum versehenen und aufeinanderpassenden Grundflächen gehalten ist.
Insbesondere kann die im Umfangsquerschnitt profilierte Dichtmanschette mit einem in dem Umfang im Wesentlichen U-förmigen freien Querschnitt gebildet sein unter Ausbildung einer offenen Ringnut, deren Nutwandung mittels der ersten Ringlippe und der zweiten Ringlippe gebildet ist. Eine insofern U-förmige Nut hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den Haltering aufzunehmen. Insbesondere kann mittels der Nutwandung die erste Ringlippe und die zweite Ringlippe in bevorzugter Weise ausbilden, um eine druckdichte radiale Dichtwirkung gegen eine radiale Zylinderwandung auszubilden.
Vorteilhaft kann die Dichtmanschette einstückig gebildet sein. Die Dichtmanschette kann die Profilbasis zwischen einer ersten Ringlippe und einer zweiten Ringlippe aufweisen und wenigstens eine Durchgriffsöffnung kann in der Profilbasis gebildet sein. Es kann die Dichtmanschette jedoch auch mehrstückig gebildet sein. So kann im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Dichtmanschette die Profilbasis zwischen einem separaten Teil mit einer ersten Ringlippe und einem separaten Teil mit einer zweiten Ringlippe ausbildet unter Belassen eines Spaltes zur Bildung einer Durchgriffsöffnung in der Profilbasis. Eine entsprechend weitere beispielhafte Ausführungsform ist in 7A, 7B gezeigt.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist weiterhin vorgesehen, dass die Dichtmanschette in der Profilbasis beabstandete Durchgriffsöffnungen aufweist, und der Haltering mittels der Fixierelemente mit dem Kolbenring verbunden ist. Die Fixierelemente können grundsätzlich je nach Bedarf vorteilhaft ausgebildet sein, um den Haltering mittels der Fixierelemente mit dem Kolbenring so zu verbinden, dass damit die mit seiner Profilbasis zwischen dem stufenseitigen an der zweiten Stirnseite angeordneten Kolbenring und dem verdichtungsraumseitigen Haltering druckdicht an der Stufenseite gehalten ist. Die Fixierelemente könne beispielsweise aus Metall oder Plastik oder einem anderen geeigneten Kunststoff hergestellt sein. Besonders vorteilhaft kann dazu vorgesehen sein, dass allgemein die Fixierelemente durch die Durchgriffsöffnungen der Dichtmanschette greifen. Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erweisen, dass die Dichtmanschette dazu in der Profilbasis eine Anzahl von Durchgriffsöffnungen aufweist, welche mit der Anzahl von Fixierelementen übereinstimmt, wobei jeweils ein Fixierelement durch eine Durchgriffsöffnung greift.
Grundsätzlich kann ein oder mehrere Fixierelemente an dem Kolbenring oder ein oder mehrere Fixierelemente an dem Haltering oder auch in einer weiteren Abwandlung ein oder mehrere Fixierelemente an dem Kolbenring und dem Haltering gebildet sein, z. B. einstückig an einem von diesen oder beiden angeformt sein.
So hat es sich als vorteilhaft erwiesen in einer ersten Abwandlung, dass der Kolbenring eine erste Anzahl Fixierelemente aufweist und der Haltering eine zweite Anzahl Fixiernuten aufweist, zum Realisieren einer, insbesondere form- oder kraftschlüssigen, Verbindung zwischen dem Kolbenring und dem Haltering; die erste und zweite Anzahl sind bevorzugter weise gleich, müssen aber nicht notwendigerweise gleich sein. Beispielsweise kann eine erste Anzahl Fixierelemente in einer gemeinsamen einzigen Ringnut gehalten sein oder in einer zweiten Anzahl Fixiernuten, wobei jede der Fixiernuten genau ein Fixierelement aufnimmt. Eine entsprechend beispielhafte Ausführungsform ist in 4A, 4B gezeigt, die beide Abwandlungen ermöglicht. Eine entsprechend weitere beispielhafte Ausführungsform ist in 6A, 6B oder 7A, 7B gezeigt. Dort weist ersichtlich die Dichtmanschette eine korrespondierende Anzahl von Öffnungen für die Anzahl von Fixierelemente aufweist, und der Kolbenring hat eine Anzahl von Fixierelemente und der Haltering hat die gleiche Anzahl von Fixiernuten, zum Realisieren einer Verbindung zwischen dem Kolbenring und dem Haltering. Diese Ausführungsformen ermöglichen einen vergleichsweise einfachen Einbau des aus Kolbenring, Dichtmanschette und Haltering gebildeten Dichtungssystems, das zudem besonders verdrehsicher ausgebildet ist.
Zudem es sich als vorteilhaft erwiesen in einer zweiten Abwandlung, dass der Haltering eine erste Anzahl Fixierelemente aufweist und der Kolbenring eine zweite Anzahl Fixiernuten aufweist, zum Realisieren einer, insbesondere form- oder kraftschlüssigen, Verbindung zwischen dem Kolbenring und dem Haltering. Auch hier sind die erste und zweite Anzahl bevorzugter weise gleich, müssen aber nicht notwendigerweise gleich sein. Beispielsweise kann eine erste Anzahl Fixierelemente in einer gemeinsamen einzigen Ringnut gehalten sein oder in einer zweiten Anzahl Fixiernuten, wobei jede der Fixiernuten genau ein Fixierelement aufnimmt. Eine entsprechend beispielhafte Ausführungsform ist in 5A, 5B gezeigt. Dort ist gezeigt, dass die Dichtmanschette eine korrespondierende Anzahl von Öffnungen für die Anzahl von Fixierelemente aufweist, und der Haltering eine Anzahl von Fixierelementen aufweist und der Kolbenring eine Anzahl von einer Fixiernut aufweist, zum Realisieren einer Verbindung zwischen dem Kolbenring und Haltering. Diese Ausführungsform ermöglich einen vergleichsweise einfachen Einbau des aus Kolbenring, Dichtmanschette und Haltering gebildeten Dichtungssystems.
Diese und andere Varianten haben insbesondere den Vorteil, dass --über das axiale Aneinanderhalten des Kolbenrings und des Halterings hinaus-- nämlich indem die Fixierelemente durch die Durchgriffsöffnungen der Dichtmanschette greifen die Dichtmanschette zwischen dem Kolbenring und Haltering verdrehsicher gehalten ist.
Ein Fixierelement kann dazu grundsätzlich zweckmäßig in vielfältiger Weise ausgebildet sein; so kann eine vergleichsweise sichere Ausbildung eines Fixierelements dadurch realisiert sein, dass das Fixierelement als eine Klemmschraube gebildet ist, wobei die Klemmschraube in ein Schraubloch eingeschraubt ist.
Insbesondere kann es auch vorteilhaft sein, dass ein Fixierelement als ein Klemmzahn gebildet ist. Der Klemmzahn ist vorteilhaft ausgebildet an einem Klemmanschlag oder in einer Klemmpassung gehalten zu sein. Ein Klemmzahn kann dazu eine stegartige Ausbildung haben und an einer Stegflanke ein Klemmelement oder Klemmraster aufweisen. Die Anzahl von Klemmzähnen und/oder die Anzahl von Klemmnuten und/oder die Anzahl von Durchgriffsöffnungen sind vorteilhaft entlang des Umfangs des Kolbenrings und/oder Halterings und/oder Dichtelements angeordnet. In besonders vorteilhafter Weise sind diese gleichmäßig beabstandet.
Insbesondere ist mit Vorteil versehen in einer ersten Abwandlung ein Klemmzahn in einer Klemmnut eingeklemmt oder mittels einer Presspassung fixiert. Eine entsprechend beispielhafte Ausführungsform ist in 4A, 4Bund 5A, 5B gezeigt. In diesen vorgenannten oder dergleichen Ausführungsformen kann eine radial äußere Fläche und/oder radial innere Fläche einer Stegflanke des Klemmzahns mit einer gegenüberliegenden, radial äußeren Fläche und/oder radial inneren Fläche einer Wandung einer Klemmnut über die radial inneren und/oder radial äußeren Flächen reibschlüssig eine Presspassung des Klemmzahns in der Klemmnut realisieren.
In einer zweiten Abwandlung kann ein Klemmzahn eine Klemmnut durchgreifen und mittels einer Clinch- oder Nietverbindung fixiert sein. Eine entsprechend beispielhafte Ausführungsform ist in 6A und 6B gezeigt. In diesen vorgenannten oder dergleichen Ausführungsformen kann ein Klemmzahn an einem distalen Ende ein Rastelement aufweisen, das eine Klemmnut an einem dem distalen Ende abgewandten Seite eine korrespondierende Hinterschneidung aufweist, zum Realisieren einer Verbindung in der Art einer Clinch- oder Nietverbindung. Es können auch spezielle Nieten wie kleine Spiralnieten vorteilhaft verwendet werden.
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung kann der Kolbenring angeordnet sein indem dieser, in einer ersten Abwandlung, an der zweiten Stirnseite befestigt ist oder, in einer zweiten Abwandlung, mit dieser einstückig gebildet ist. Insbesondere kann dieser gemäß der ersten Abwandlung einstückig mit der Stufenseite geformt sein. Insbesondere kann dieser gemäß der zweiten Abwandlung separat gebildet sein und in geeigneter Weise mit der Stufenseite verbunden sein; z. B. angeklebt, angeschweißt oder derartig stoffschlüssig verbunden sein. Vereinfacht ausgedrückt ist der Kolbenring gemäß der ersten Abwandlung vorteilhaft als Teil des Kolbens direkt an dem Kolben ausgebildet und gemäß der zweiten Abwandlung vorteilhaft fest mit diesem verbunden.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind mit Vorteil versehen an dem Kolbenring und/oder an dem Haltering wenigstens ein, insbesondere eine Anzahl von ein oder mehreren Dichtstegen gebildet, vorzugsweise wenigstens ein umlaufender Dichtsteg gebildet. Insbesondere kann ein Dichtsteg auf der der Dichtmanschette zugewandten Seite am Kolbenring und/oder ein Dichtsteg auf der der Dichtmanschette zugewandten Seite am Haltering angeordnet sein.
Damit lässt sich in besonders vorteilhafter Weise die Dichtmanschette mit seiner Profilbasis druckdicht anbinden an Kolbenring und/oder Haltering.
Vorteilhaft ist die Dichtmanschette mittels eines Dichtsteges auch gegen einen unbeabsichtigten Versatz gesichert, d.h. an einer vom Dichtsteg verlässlich vorgegebenen Position sicher gehalten. Insgesamt lässt sich in besonders vorteilhafter Weise die Dichtmanschette mit seiner Profilbasis an der Stufenseite druckdicht und sicher halten.
Beispielsweise kann in Bezug zum Fixierelement ein erster Dichtsteg radial innen und vergleichsweise dazu ein zweiter Dichtsteg radial außen relativ zu dem Fixierelement angeordnet sein. Eine Anzahl von Dichtstege können allgemein bevorzugt in radialer Richtung versetzt zueinander gegenüberliegend an Kolbenring und Haltering angeordnet sein. Bevorzugt sind mindestens zwei vorzugsweise umlaufende Dichtstege des Kolbenrings und/oder des Halterings jeweils auf der dem Dichtmanschette zugewandten Seite angeordnet.
Es hat sich diesbezüglich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, dass ein Dichtsteg am Haltering ein radial innenliegender Dichtsteg ist, der näher zur Durchgriffsöffnung hin versetzt ist als ein Dichtsteg am Kolbenring, der als ein radial außenliegender Dichtsteg im Vergleich weiter von der Durchgriffsöffnung weg versetzt ist.
Diesbezüglich kann mit gleicher Maßgabe in einer besonders bevorzugten Variante auch in Kombination damit ein Dichtsteg am Haltering ein radial außenliegender Dichtsteg sein, der näher zur Durchgriffsöffnung hin versetzt ist als ein Dichtsteg am Kolbenring, der als ein radial innenliegender Dichtsteg im Vergleich weiter von der Durchgriffsöffnung weg versetzt ist. Sozusagen können bei dieser besonders bevorzugten Variante die weiter von der Durchgriffsöffnung weg versetzten Dichtstege am Kolbenring angeordnet sein und die im Vergleich dazu näher zur Durchgriffsöffnung hin versetzten Dichtstege am Haltering angeordnet sein.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass ein Dichtsteg am Haltering ein radial außenliegender Dichtsteg ist, der weiter von der Durchgriffsöffnung weg versetzt ist als ein Dichtsteg am Kolbenring, der als ein radial innenliegender Dichtsteg im Vergleich näher zur Durchgriffsöffnung hin versetzt ist.
Diesbezüglich kann mit gleicher Maßgabe in einer besonders bevorzugten Variante auch dieser Alternative vorgesehen sein, dass auch in Kombination damit ein Dichtsteg am Haltering ein radial innenliegender Dichtsteg ist, der weiter zur Durchgriffsöffnung hin versetzt ist als ein Dichtsteg am Kolbenring, der als ein radial außenliegender Dichtsteg im Vergleich näher zur Durchgriffsöffnung hin versetzt ist. Sozusagen können bei dieser besonders bevorzugten Variante die weiter von der Durchgriffsöffnung weg versetzten Dichtstege am Haltering angeordnet sein und die im Vergleich dazu näher zur Durchgriffsöffnung hin versetzten Dichtstege am Kolbenring angeordnet sein.
Vorteilhaft der Kolbenring und der Haltering jeweils aus Kunststoff hergestellt; insbesondere bestehen diese aus Kunststoff. Vorteilhaft kann der Kolbenring und der Haltering auch mittels einer Klebeverbindung und/oder Ultraschallschweißverbindung miteinander und/oder der Dichtmanschette verbunden sein.
Insbesondere hat es sich im Rahmen einer weiteren bevorzugten abgewandelten Weiterbildung als vorteilhaft erwiesen, dass der Haltering -alternativ zu einem als separates Teil gebildeten Ring-- mittels Verfüllen eines vorzugsweise U-förmigen Ringraums der Dichtmanschette mit Kunststoff gebildet ist. Dies hat den vorgenannten Vorteil, dass eine insofern bevorzugt U-förmige Nut den Haltering aufnehmen kann. Insbesondere kann mittels der Nutwandung die erste Ringlippe und die zweite Ringlippe in bevorzugter Weise ausbilden, um eine druckdichte radiale Dichtwirkung gegen eine radiale Zylinderwandung auszubilden. Darüber hinaus kann bei dieser abgewandelten Weiterbildung in vorteilhafter Weise eine haltende Verbindung zwischen dem Kolbenring und der Dichtmanschette und dem Haltering gebildet sein.
Unabhängig von der zuvor erläuterten Anordnung bzw. Positionierung eines Dichtsteges und unabhängig vom Material des Kolbenrings und/oder des Halterings, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass ein Dichtsteg derart ausgebildet ist, dass er sich ganz oder teilweise in die Profilbasis der Dichtmanschette eindrückt oder auf andere Weise in die Profilbasis der Dichtmanschette bzw. in deren Volumenbereich eindringen kann beim Fixieren der Profilbasis zwischen der Grundseite des Kolbenrings und der Grundseite des Halterings. Ein Dichtsteg ist insofern mit einer angemessen angespitzten Eindringseite ausgebildet, also vorteilhaft einer ausgebildeten Stegkante zur Profilbasis der Dichtmanschette hin --beispielsweise am Besten in der Art eines Grats--. Eine Härte des Materials, insbesondere des Kunststoffs, des Dichtsteges ist vorteilhaft größer als eine Härte des Materials, insbesondere des Kunststoffs, der Dichtmanschette bzw. deren Profilbasis. Insofern ist der Dichtsteg generell und mit Vorteil versehen derart ausgebildet, dass er -um die Dichtmanschette mit ihrer Profilbasis druckdicht anzubinden an Kolbenring und/oder Haltering-- die Dichtmanschette verformen kann; vorteilhaft aber nicht schneidet oder einschneidet, um deren Konsistenz zu erhalten.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen.
Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

1 ein pneumatisches Schaltbild eines an sich bekannten pneumatischen Systems mit einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer Druckluftversorgungsanlage, wie sie in WO 2018/197182 A2 beschrieben ist, wobei ein Verdichter als Doppel-Verdichter mit einem einzigen Kolben in einem einzigen Zylinder zur Bildung von zwei Verdichtungsräumen ausgebildet ist, und bei dem der Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung bevorzugt verwendet ist;
2A eine schematische Schnittdarstellung des Verdichters der 1 in einer Schnittebene senkrecht zur Antriebsachse;
2B eine schematische Schnittdarstellung des Verdichters der 1 in einer Schnittebene parallel sowohl zur Antriebs- als auch zur Kolbenachse;
3A eine Dichtung für einen Kolben gemäß dem Stand der Technik wie er in WO 2018/197182 A2 beschrieben ist in einer ersten Version, in einer Schnittansicht;
3B eine Dichtung für einen Kolben gemäß dem Stand der Technik wie er in WO 2018/197182 A2 beschrieben ist in einer zweiten Version, in einer Schnittansicht;
4A ein Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer ersten Ausführungsform in einer Schnittansicht, dargestellt in einem schematisch gezeigten Verdichter als Doppel-Verdichter nach dem Vorbild der 2A, 2B;
4B ein Detail des Kolbens der ersten Ausführungsform gemäß der 4A im Bereich der Dichtung;
5A ein Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform in einer Explosionsdarstellung;
5B ein Detail des Kolbens der zweiten Ausführungsform gemäß der 5A im Bereich der Dichtung;
6A ein Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer dritten Ausführungsform in einer Explosionsdarstellung;
6B ein Detail des Kolbens der dritten Ausführungsform gemäß der 6A im Bereich der Dichtung;
7A ein Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer vierten Ausführungsform in einer Schnittansicht, dargestellt in einem teilweise gezeigten Verdichter als Doppel-Verdichter nach dem Vorbild der 2A, 2B;
7B in Ansicht (i) ein erstes Teil der Dichtung und ein zweites Teil der Dichtung für die aus dem ersten und zweiten Teil zusammengesetzte Dichtung als Dichtanordnung der 7A in einer Explosionsdarstellung sowie einen Haltering in Ansicht (ii) zur Einbringung in eine Aufnme des Kolbens der 7C;
7C in einer perspektivischen Ansicht der Kolben der 7A gemäß dem Konzept der Erfindung in der vierten Ausführungsform mit der in 7B erwähnten Aufnahme für den Haltering der Ansicht (ii) der 7B;
8 ein Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer fünften Ausführungsform in einer Schnittansicht, dargestellt auch in einer Explosionsansicht mit Schrauben und in zusammengesetzter perspektivischer Ansicht für einen schematisch gezeigten Verdichter als Doppel-Verdichter nach dem Vorbild der 2A, 2B;
9 ein Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer sechsten Ausführungsform in einer auseinander genommenen perspektivischen Ansicht für einen schematisch gezeigten Verdichter als Doppel-Verdichter nach dem Vorbild der 2A, 2B;
10A, 10B jeweils in einer Schnittansicht generell unabhängig von den zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen einige Varianten einer realisierbaren Profilbasis eines ringförmigen Dichtungskörpers einer Dichtmanschette mit Dichtstegen;
11A ein Fahrzeug beliebiger Art, wie z. B. ein PKW oder ein Nutzfahrzeug wie ein Lastkraftwagen oder auch ein Anhänger (nicht dargestellt), in schematischer Darstellung mit einem an sich bekannten pneumatischen System mit einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer Druckluftversorgungsanlage der 1, wobei ein Verdichter als Doppel-Verdichter mit einem einzigen Verdichtungsraum ausgebildet ist, und bei dem ein Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung bevorzugt verwendet ist; der Kolben kann gemäß dem Konzept der Erfindung in einer ersten, zweiten oder dritten oder vierten Ausführungsform wie diese in 4A bis 7C dargestellt sind, ausgebildet sein;
11B ein Fahrzeug in Form eines PKW in schematischer Darstellung mit einem elektronisch gesteuerten System zur Luftversorgung (ECAS, electronically controlled air suspension), das mit einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer Druckluftversorgungsanlage der 1 ausgestattet ist und hier in realistischer perspektivischer Ansicht gezeigt ist.

Verdichter gemäß dem Konzept der Erfindung werden bevorzugt in einer Druckluftversorgungsanlage eingesetzt - hier haben sich besondere Anforderungen hinsichtlich Verdichtungsleistung und Kompaktheit ergeben.
Jedoch lässt sich ein Verdichter gemäß dem Konzept der Erfindung auch für andere Arten von Druckluftquellen einsetzen. Es ist auch zu verstehen, dass der Verdichter nicht nur bevorzugt in Druckluftversorgungsanlagen oder für den PKW- oder Nutzfahrzeugbereich eingesetzt werden kann. Es haben sich darüber hinaus auch Anwendungen für Unterdruckerzeuger, insbesondere Vakuumpumpen, ergeben. Eine Druckluftversorgungsanlage ist beispielhaft als bevorzugte Ausführungsform in 1 dargestellt und im Folgenden beschrieben.
1 zeigt ein pneumatisches System 300 mit einer Druckluftversorgungsanlage 200 und einer vorliegend in Form einer Luftfederanlage gebildeten Pneumatikanlage 500 eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs 400.
Vorliegend ist die Luftfederanlage mit einer beispielhaften Anzahl von vier Luftfedern 210 gebildet, wobei jede Luftfeder 210 einem Rad eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs 400 zugeordnet ist. Vom Fahrzeug 400 ist vorliegend lediglich symbolisch ein in Radnähe gebildetes Auflager 410 gezeigt, das bei Befüllen der Luftfeder 210 angehoben bzw. bei Entlüften der Luftfeder 210 abgesenkt werden kann. Eine Luftfeder 210 umfasst einen hier als Balg 211 bezeichneten Luftbalg zur Aufnahme von Druckluft und ein Luftfederventil 212, das die Druckluftmenge im Balg 211 hält oder entlässt bzw. ein Befüllen des Balgs 211 mit Druckluft zulässt. Das Luftfederventil 212 ist als steuerbares Magnetventil, hier als 2/2- Wegeventil, gebildet. Jedes der Luftfederventile 212 ist vorliegend in einem durch die Federkraft einer nicht näher bezeichneten Feder in einem stromlos geschlossenen Zustand gezeigt.
Die Luftfederventile 212 sind an eine als Sammelleitung ausgebildete Galerieleitung 220 über geeignete Federzweigleitungen 221 angeschlossen. Direkt an die Galerieleitung 220 angeschlossen ist ein Spannungs-Druck-Sensor 230, der in der Lage ist, einen Druck in der Galerieleitung 220 - und bei geeigneter Schaltung der Luftfederventile 212 - auch einen Druck in den Luftfedern 210 zu messen. Der Spannungs-Druck-Sensor 230 kann in Verbindung mit einem Speichersystem, nämlich vorliegend dem Speicher 224, der Pneumatikleitung 40 und dem Speicherventil 41 auch einen Speicherdruck messen. Drucksensorsignale können zur Veranlassung weiterer Steuermaßnahmen an eine Luftfedersteuerung und/oder eine Fahrzeugsteuerung übermittelt werden, welche vorliegend nicht näher dargestellt ist. Die Versorgung der Pneumatikanlage 500 in Form der Luftfederanlage erfolgt vorliegend mit Druckluft aus der Druckluftversorgungsanlage 200.
Die Pneumatikanlage 500 ist dazu über einen Druckluftanschluss 2 an die Druckluftversorgungsanlage 200 angeschlossen. Dem Druckluftanschluss 2 kann Druckluft aus einer Druckluftzuführung 10 mit einem Verdichter 100 über eine Pneumatikhauptleitung 30 zugeführt werden. Dem Druckluftanschluss 2 kann auch Druckluft aus einem Druckmittelvorratsbehälter 224 über einen weiteren Druckluftanschluss 2' und eine weitere Pneumatikleitung 40 zugeführt werden. Die Druckluftversorgungsanlage 200 weist zur zweckmäßigen Auswahl der Zuführungsart von Druckluft zur Pneumatikanlage 500 geeignete Trennventile, nämlich ein erstes Trennventil 31 in der Pneumatikhauptleitung 30 und ein zweites Trennventil 41 in der weiteren Pneumatikleitung 40 auf. Das erste und zweite Trennventil 31, 41 ist jeweils als ein steuerbares Magnetventil - hier als ein 2/2-Wegeventil - ausgebildet.
In 1 sind das erste und zweite Trennventil 31, 41 jeweils in einem geschlossenen Zustand gezeigt, so dass die Pneumatikanlage 500 von der Druckluftversorgungsanlage 200 vollständig getrennt ist. Dies führt vorteilhaft dazu, dass ein Lufttrockner 222 der Druckluftversorgungsanlage durch Druckluftbewegungen in der Pneumatikanlage 500 oder Umspeicherung von Druckluft aus dem Druckmittelvorratsbehälter 224 in die Pneumatikanlage 500 nicht nachteilig beeinflusst (z. B. befüllt) wird, wenn das erste Trennventil 31 geschlossen ist.
Insgesamt weist die Druckluftversorgungsanlage 200 eine Druckluftzuführung 10 auf, an welche die Pneumatikhauptleitung 30 angeschlossen ist. In der Pneumatikhauptleitung 30 ist druckluftzuführungsseitig der Lufttrockner 222 und druckluftanschlussseitig das erste Trennventil 31 pneumatisch in Reihenschaltung angeschlossen. Zwischen dem Lufttrockner 222 und dem ersten Trennventil 31 ist eine als pneumatische Parallelschaltung ausgeführte Ventilanordnung angeschlossen.
Die Ventilanordnung weist ein in Belüftungsrichtung B zur Pneumatikanlage 500 selbsttätig öffnendes Rückschlagventil 32 auf, das in Entlüftungsrichtung E von der Pneumatikanlage 500 zum Lufttrockner 222 sperrt. In einer zur Pneumatikhauptleitung 30 parallelen als Bypassleitung 33 geschalteten pneumatischen Leitung ist eine Drossel 34 angeordnet, die bidirektional durchströmbar als Regenerationsdrossel dient. Die Drossel 34 weist eine Nennweite auf, die ausreichend ist, um beim Entlüften der Pneumatikanlage 500 bei geöffnetem ersten Trennventil 31 einen Druckabfall dergestalt zur Verfügung zu stellen, dass ein Lufttrockner 222 im Rahmen einer Druckwechsel-Adsorption ausreichend regeneriert.
Ein in Entlüftungsrichtung E geführter Druckluftstrom kann über eine an die Pneumatikhauptleitung 30 angeschlossene Entlüftungsleitung 35 zu einem Entlüftungsanschluss 3 zur Umgebung U entlüftet werden. In der Entlüftungsleitung 35 ist ein für einen Entlüftungsvorgang zu öffnendes weiteres Trennventil 36 angeordnet. Das weitere Trennventil 36 ist wie das erste und zweite Trennventil 31, 41 als steuerbares Magnetventil, nämlich hier als 2/2-Wegeventil ausgebildet.
In einer hier nicht gezeigten Abwandlung kann auch eine grundsätzlich andere Gestaltung der Pneumatikhauptleitung 30 und Entlüftungsleitung 35 vorgesehen sein, z. B. mit einer geeigneten vorgesteuerten Entlüftungsmagnetventilanordnung oder dergleichen.
Die Druckluftzuführung 10 weist vorliegend einen gemäß dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Verdichter 1100 auf, der anhand der in 1, 2A und 2B beispielhaft dargestellten, besonders bevorzugten Ausführungsform im Folgenden beschrieben wird. Der Verdichter 1100 der Druckluftzuführung 10 ist mit der Druckluftzuführung 10 vorliegend als ein separat an die Druckluftversorgungsanlage 200 anschließbares Gerät gebildet.
Das insofern als Druckluftzuführungsgerät zu bezeichnende Bauteil der Druckluftzuführung 10 weist einen Druckluftauslass 124 auf, an den die Pneumatikhauptleitung 30 der Druckluftversorgungsanlage 200 anschließbar ist. Weiter weist die Druckluftzuführung 10 einen Aufladeanschluss 126 auf, an den eine Pneumatikleitung 37 zum Druckmittelvorratsbehälter 224 über ein noch weiteres Trennventil 38 anschließbar ist.
An die Pneumatikleitung 37 ist der Druckmittelvorratsbehälter 224 über den oben genannten zweiten Druckluftanschluss 2' angeschlossen. An den zweiten Druckluftanschluss 2' ist auch die weitere Pneumatikleitung 40 zum Druckluftanschluss 2 angeschlossen. Die Pneumatikleitung 37 ist - bei geöffnetem noch weiteren Trennventil 38 - nur unidirektional von Druckluft durchströmbar, nämlich in einer vom Druckmittelvorratsbehälter 224 ausgesehen, weiteren Entlüftungsrichtung E'. Dazu weist die Pneumatikleitung 37 ein weiteres Rückschlagventil 39 auf, das in der weiteren Entlüftungsrichtung E' selbsttätig öffnet und in Gegenrichtung sperrt. Die Pneumatikleitung 37 ist somit ausgelegt, dem Aufladeanschluss 126 der Druckluftzuführung 10 Druckluft aus dem Druckmittelvorratsbehälter 224 zuzuführen, wenn das noch weitere Trennventil 38 öffnet.
Weiter weist die Druckluftzuführung 10 einen Luftzufuhranschluss 0 auf, über den Luft aus einer Luftzufuhr L - in einem Filter 52 einer Ansaugleitung 51 gefiltert - zugeführt werden kann.
Wie aus 1 erkennbar ist der Verdichter 1100 der Druckluftzuführung 10 mit einem ersten Verdichtungsraum 104 und einem zweiten Verdichtungsraum 106 ausgelegt. Gemäß dem Konzept der Erfindung ist bei der hier beschriebenen Ausführungsform der Verdichter 1100 mit einem einzigen Zylinder 118, wie in 2A und 2B näher beschrieben, ausgeführt.
Ein einziger im Innenraum des Zylinders 1118 beidseitig druckbeaufschlagbarer Kolben 1112 des Verdichters 1100 wird zur Bewegung von einem Motor M über eine Antriebswelle 102 angetrieben. Der Zylinder 1118 mit Kolben 1112 des Verdichters 1100 ist vorliegend unter Bildung beider Verdichtungsräume 104 und 106 auf einer einzigen Seite des Motors M angeordnet; insbesondere auf einer einzigen Seite der Antriebswelle 102 angeordnet.
Wie aus der Beschreibung der 2A und 2B ersichtlich, ist dies eine besonders kompakte Anordnung des Zylinders 1118 unter Nutzung eines einzigen Kolbens 1112.
Die Druckluftzuführung bzw. der Verdichter 1100 weist eine Verbindungsleitung 122 zwischen dem ersten Verdichtungsraum 104 und dem zweiten Verdichtungsraum 106 auf. Vorliegend ist die Verbindungsleitung 122 als Durchführung eines Kolbenkörpers des Kolbens 1112 gebildet und ist somit besonders kompakt ausgelegt. Aufgrund der vergleichsweise kurzen Verbindungsleitung 122 wird der gesamte Verdichtungsraum im Zylinder 1118 geringgehalten, so dass eine besonders hohe Verdichtungsdruckamplitude erreicht werden kann.
Gegebenenfalls lässt sich die Verfügbarkeit von Druckluft, d. h. insbesondere eine Druckluftmenge, noch weiter dadurch steigern, dass über den zweiten optional nutzbaren Aufladeanschluss 126 dem zweiten Verdichtungsraum 106 weiteres Druckmittel zugeführt wird und - in einem sogenannten Boost-Betrieb - zusammen mit der auf hohem Niveau verdichteten Druckluft des ersten Verdichtungsraums 104 im zweiten Verdichtungsraum106 weiter verdichtet und im Druckluftauslass 124 zur Verfügung gestellt wird. Für einen solchen Verdichter 1100 sind im Folgenden verschiedene, dem Konzept der Erfindung folgende Ausführungsformen dargestellt, für die neben der in 1 dargestellten Anwendung weitere Einsatzgebiete denkbar sind.
2A zeigt einen Verdichter 1100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer ersten Schnittdarstellung. Innerhalb eines Zylinders 1118 ist in einem zylindrischen Hohlraum ein Kolben 1112 angeordnet. Der Kolben 112 ist über ein starr verbundenes Pleuel 128 drehbeweglich über eine drehbewegliche Verbindung 162 um eine durch den Punkt S2 senkrecht zur Schnittebene verlaufende Rotationssachse mit einem exzentrisch angeordneten Wellenabschnitt 132 verbunden, welcher wiederum zur Übertragung der Antriebsbewegung an eine Antriebswelle 102 angeschlossen ist. Kolben 1112 und Pleuel 128 sind vorliegend einstückig, insbesondere entlang einer gemeinsamen Kolbenachse A koaxial zusammengesetzt, ausgeführt. Der Kolben 1112 ist weiterhin - wie auch andere Bereiche dieser Ansicht - stark schematisch dargestellt. Insbesondere die Ausbildung des Kolbens 1112 kann - insbesondere zur Realisierung einer funktionsbedingten Taumelkinematik - von der hier gezeigten Ausbildung abweichen. Derartige, abweichende Weiterbildungen sind in 3A, 3B und betreffend das Konzept der Erfindung in 4A gezeigt.
Vorliegend wird die drehbewegliche Verbindung 162 über ein Pleuellager 152 realisiert. Die Antriebswelle 102 und der exzentrisch angeordnete Wellenabschnitt 132 sind Teil eines rotierenden Teils 131 des Antriebs.
Das Pleuel 128 weist eine dem Kolben 1112 zugewandte Kolbenseite 128.1 und eine der Antriebswelle 102 zugewandte Antriebsseite 128.2 auf.
Die Antriebswelle 102 wiederum führt eine Drehbewegung D um eine durch einen Punkt S1 senkrecht zur Schnittebene verlaufende Rotationsachse aus. Durch die starre Verbindung der Antriebswelle 102 zu dem exzentrisch angeordneten Wellenabschnitt 132 und durch den Versatz der beiden Punkte S1 und S2 führt eine Drehbewegung der Antriebswelle 102 zu einer Auslenkung H des Kolbens in Hubrichtung.
Weiterhin ist innerhalb des vom Zylinder 1118 umschlossenen zylindrischen Hohlraums ein rotationssymmetrischer, sich von der Zylinderinnenwand 119 radial nach innen erstreckender Zylinderinnensteg 110 mit einem L-förmigen Querschnitt angeordnet. Der Zylinderinnensteg 110 weist aufgrund des L-förmigen Querschnitts an seiner Innenseite eine in Richtung des Kolbens 1112 gerichtete Stegwand 111 auf. Somit wird durch die Innenwand des Zylinders 1118 und des Zylinderinnensteges 110 ein ringförmiger, in Richtung des Kolbens 1112 offener Raum gebildet, welcher den zweiten Verdichtungsraum 106 darstellt.
Der Kolben 1112 weist auf der dem Pleuel 128 abgewandten Seite eine als Vollseite 114 ausgebildete erste Stirnseite 113 auf, welche zusammen mit der Innenwand des Zylinders 1118 den ersten Verdichtungsraum 104 begrenzt.
Weiterhin weist der Kolben 1112 auf der dem Pleuel 128 zugewandten Seite eine ringförmige Kolbenstufe auf, welcher in Form eines Hohlzylinders gebildet ist, dessen Außenwand deckungsgleich mit der Außenwand des Kolbens 1112 auf Höhe der Vollseite 114 ist und welcher auf der der Vollseite 114 gegenüberliegenden Seite des Kolbens 1112 durch eine als Stufenseite 116 ausgebildete zweite Stirnseite 115 abgeschlossen wird.
Weiterhin ist der Zylinder 1112 derartig ausgebildet, dass sich der Kolben 112, insbesondere die dem Pleuel 128 zugewandte Seite mit der Stufenseite 116, oszillierend innerhalb des vom Zylinderinnensteg 110 und der Innenwand des Zylinder 1118 gebildeten ringförmigen Raumes bewegen kann. Durch die Begrenzung des von Zylinderinnensteg 110, Innenwand des Zylinder 1118 und Stufenseite 116 gebildeten, praktisch ringförmigen Raumes, entsteht der zweite Verdichtungsraum 106.
Der Kolben 1112 weist weiterhin eine hier schematisch dargestellte Dichtung 138 auf, welche in der hier schematisch dargestellten Ausführungsform wie auch in den noch zu erläuternden bevorzugten Ausführungsformen der 4A bis 10B im Sinne einer Dichtanordnung gemäß dem Konzept der Erfindung grundsätzlich stirnseitig auf der Stufenseite 116 des Kolbens 1112 angeordnet ist.
Die Dichtung 1138 im Sinne einer Dichtanordnung gemäß dem Konzept der Erfindung -wie sie in Bezug auf die noch zu erläuternden bevorzugten Ausführungsformen der 4A bis 10B dargestellt ist-- führt zu einer verbesserten Abdichtung des zweiten Verdichtungsraumes 106 gegenüber des ersten Verdichtungsraumes 104 sowie der Verdichtungsräume 104, 106 gegenüber einem Kurbelgehäuseinnenraum 160.
Hierzu weist die Dichtung 1138 grundsätzlich eine Außenseite 1138.1 und eine Innenseite 1138.2 auf. Die Außenseite 1138.1 der Dichtung 1138 ist am äußeren Umfang, also der Außenseite der - vereinfacht beschrieben - ringförmigen Dichtung 1138 als Teil einer im Weiteren noch zu erläuternden Dichtanordnung angeordnet und stellt so eine umlaufende, ständige Berührung mit einer, insbesondere einen zylindrischen Hohlraum bildenden Zylinderinnenwand 119, her. Die Innenseite 1138.2 der Dichtung 1138 ist an der Innenseite, also am inneren Umfang der - vereinfacht beschrieben - ringförmigen Dichtung 1138 angeordnet und stellt so eine umlaufende, ständige Berührung mit einer Stegwandinnenseite 109 her. Mittels der Anordnung und Ausprägung des Kolbens 112, des Zylinders 1118 sowie des Zylinderinnensteges 110 ist es also möglich, mit einer vergleichsweise geringen Anzahl an Dichtungen bzw. Dichtanordnungen, insbesondere nur einer einzigen Dichtung bzw. Dichtanordnung 1138, die Abdichtung beider Verdichtungsräume 104, 106 zu bewirken.
In 2A ist weiterhin die relative Neigung von Kolben 1112 und des mit dem Kolben 1112 starr verbundenen Pleuels 128 zu dem Zylinder 118 sichtbar. Diese Neigung wird bewirkt durch den senkrecht zur Hubrichtung existierenden Anteils des Versatzes zwischen der durch den Punkt S1 verlaufenen Rotationsachse der Antriebswelle und der durch den Punkt S2 verlaufenen Rotationsachse der Drehbewegung zwischen Pleuel 128 und exzentrisch angeordnetem Wellenabschnitt 132. Dieser senkrecht zur Hubrichtung existierende Anteil des Versatzes ist abhängig von der Winkelposition der Antriebswelle 102 bzw. des exzentrisch angeordneten Wellenabschnitts 132. Am oberen bzw. unteren Totpunkt des Kolbens 112, wenn die Auslenkung H in Hubrichtung maximal ist, ist der senkrecht zur Hubrichtung existierende Anteil des Versatzes gleich Null. Auf der Mitte des Weges zwischen den beiden Totpunkten des Kolbens 1112, wenn die Auslenkung H in Hubrichtung gleich Null ist, ist der senkrecht zur Hubrichtung existierende Anteil des Versatzes dementsprechend maximal. Durch die relative Neigung des Kolbens 1112 bzw. des Pleuels 128 zum Zylinder 1118 entstehen Öffnungen, insbesondere sichelförmige Spalte, zwischen dem Kolben 1112 und der Innenwand des Zylinders 1118 bzw. Zylinderinnensteg 110. Derartige Öffnungen führen zu einem Entweichen von verdichteter Luft aus dem zweiten Verdichtungsraum 106 in den ersten Verdichtungsraum 104 und/oder in die Umgebung U bzw. in einen Kurbelgehäuseinnenraum 160. Um dies zu vermeiden, bzw. zur Kompensation der Taumelbewegung des Kolbens 1112, ist die Dichtung 138 entsprechend ausgelegt. Hierzu gehört eine ausreichende Dimensionierung und ein elastisches Verhalten der Dichtung 1138, so dass auch bei durch die Taumelbewegung entstehenden Öffnungen zwischen Kolben 1112 und Zylinder 1118 eine Abdichtung der Verdichtungsräume 104 und 106 gewährleistet bleibt.
2B zeigt eine weitere Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Verdichters in einer Schnittebene parallel sowohl zur Antriebs- als auch zur Kolbenachse A. Aus der Schnittdarstellung ist ersichtlich, wie über einen innerhalb des Kolbens 1112 und des Pleuels 128 angeordneten Luftzufuhranschluss 120 Luft aus der Umgebung U bzw. dem Kurbelgehäuseinnenraum 160 in den ersten Verdichtungsraum 104 gelangen kann. Hierbei wird durch eine auf der Vollseite 114 des Kolbens 112 angeordnete Luftzufuhrventilklappe 142 gewährleistet, dass Luft über den Luftzufuhranschluss 120 nur in den ersten Verdichtungsraum 104 hineinströmen kann, nicht aber hinaus. Dies wird erreicht, indem sich die Luftzufuhrventilklappe 142 bei der durch die Auslenkung H hervorgerufenen Verkleinerung des ersten Verdichtungsraumes 104, und der damit verbundenen Verdichtung der darin befindlichen Luft, entgegen des im ersten Verdichtungsraum 104 ansteigenden Druckes schließt. Entsprechend öffnet sich die Luftzufuhrventilklappe 142 beim Vergrößern des ersten Verdichtungsraums 104 aufgrund des relativ zur Umgebung herrschenden Unterdruckes im ersten Verdichtungsraum 104, sodass Luft aus der Umgebung bzw. dem Kurbelgehäuseinnenraum 160 in den ersten Verdichtungsraum 104 strömt.
Weiterhin ist innerhalb des Kolbens 1112 als weitere Verbindung zwischen erstem Verdichtungsraum 104 und dem Luftzufuhranschluss 120 bzw. bzw. dem Kurbelgehäuseinnenraum 160 ein Rückschlagventil 130 angeordnet, welches durch eine Federkraft F im geschlossenen Zustand gehalten wird. Durch das Rückschlagventil 130 kann somit Luft im ersten Verdichtungsraum 104, dessen Druck einen bestimmten, insbesondere für den Verdichter potentiell schädlichen, Maximalwert überschreitet, über den Luftzufuhranschluss 120 in die Umgebung entweichen. Alternativ kann das Rückschlagventil 130 auch derartig angeordnet sein, dass die Luft direkt, d. h. ohne über den Luftzufuhranschluss 120 geführt zu werden, in den Kurbelgehäuseinnenraum 160 bzw. die Umgebung U entweicht.
Zwischen dem ersten Verdichtungsraum 104 und dem zweiten Verdichtungsraum 106 ist weiterhin innerhalb des Kolbens 1112 eine Verbindungsleitung 122 angeordnet. Diese Verbindungsleitung 122 stellt eine gasführende Verbindung der beiden Verdichtungsräume 104 und 106 dar. Vorliegend weist sie analog zur Luftzufuhrventilklappe 142 eine Verbindungsventilklappe 144 auf,, welche sicherstellt, dass Luft nur in eine Richtung durch die Verbindungsleitung 122 strömt, nämlich vom ersten Verdichtungsraum 104 zum zweiten Verdichtungsraum 106. Dementsprechend schließt sich die Verbindungsventilklappe 144 beim Verkleinern des zweiten Verdichtungsraumes 106 entgegen des ansteigenden Druckes und öffnet sich beim Vergrößern, so dass Luft aus dem ersten Verdichtungsraum 104 in den zweiten Verdichtungsraum 106 strömen kann. Die im zweiten Verdichtungsraum 106 verdichtete Luft kann über einen Druckluftauslass 124 Verbrauchern einer Pneumatikanlage 500, insbesondere über eine Druckluftversorgungsanlage 200, zur Verfügung gestellt werden.
Weiterhin ist im Zylinder 1118 ein zum zweiten Verdichtungsraum 106 führender Aufladeanschluss 126 angeordnet, welcher eine Aufladeventilklappe 146 aufweist. Über den Aufladeanschluss 126 kann dem zweiten Verdichtungsraum 106 Luft, welche beispielsweise zu einem vorherigen Zeitpunkt verdichtet wurde und in einem Druckmittelvorratsbehälter 224 gespeichert und vorgehalten wird, zugeführt werden.
Auf diese Weise kann die Leistung des Verdichters 1100 kurzfristig erhöht werden, insbesondere um verdichtete Luft schneller zur Verfügung zu stellen. Die Aufladeventilklappe 146 sorgt hierbei dafür, dass Luft über den Aufladeanschluss 126 ausschließlich in den zweiten Verdichtungsraum 106 hineinströmt und nicht über den Aufladeanschluss 126 entweichen kann.
Weiterhin weist der Kolben 1112 keine zylindrische Form auf, sondern einen entlang einer Kolbenachse A veränderlichen Querschnitt. In dieser Ausführungsform weist der Kolben 1112 auf Höhe der Vollseite 114 einen Querschnitt mit einem Kolbennebendurchmesser KN auf. Auf der Stufenseite 116 weist der Kolben 1112 hingegen einen Kolbenhauptdurchmesser KH auf, der größer ist als der Kolbennebendurchmesser KN. Aufgrund dieser unterschiedlichen Durchmesser und dem Verlauf des Kolbendurchmessers zwischen der Stufenseite 116 und der Vollseite 114 ist ergibt sich ein veränderlicher, im Wesentlichen nicht-zylindrischer Verlauf sowohl einer Außenseite 1112.1 als auch einer Innenseite 1112.2 des Kolbens 112, der dazu führt, dass der Kolben 1112 praktisch kuppelförmig ausgebildet ist. Durch eine derartige Gestaltung wird insbesondere eine Beweglichkeit des Kolbens 1112 innerhalb des Zylinders 1118 erreicht, dies insbesondere trotz der Taumelbewegung des Kolbens 1112.
Der Kolbenhauptdurchmesser KH kann nicht größer sein als der Durchmesser des Zylinders 118, allerdings ist es möglich und sogar sinnvoll, wenn der Durchmesser der Außenseite 138.1 der Dichtung 138 größer ist als der Kolbenhauptdurchmesser KH und auch als der Durchmesser des Zylinders 118. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass der Kolben 1112 mitsamt der Dichtung 138, trotz der Taumelbewegung des Kolbens 1112 und dadurch entstehender Öffnungen und Spalte zwischen Kolben 1112 und Zylinder 1118 bzw. Kolben 1112 und Stegwand 111, eine Abdichtung zwischen dem ersten Verdichtungsraum 104 und dem zweiten Verdichtungsraum 106 bzw. zwischen dem zweiten Verdichtungsraum 106 und dem Kurbelgehäuseinnenraum 160 herstellt.
Gleichzeitig wird die Bewegung des Kolbens 1112, trotz des größeren Durchmessers der Außenseite 1138.1 der Dichtung 1138, nicht wesentlich behindert oder blockiert, da die Dichtung 1138 der Dichtanordnung gemäß dem Konzept der Erfindung vorzugsweise aus einem elastischen Material gebildet ist.
Die Form des Kolbens 1112 ist vorliegend praktisch kuppelförmig ausgebildet, sodass der Kolben passend zu einem kuppelförmigen Abschnitt 164 des Zylinders 1118 ausgebildet ist. Der Kolben 1112 weist eine Außenseite 1112.1 und eine Innenseite 1112.2 auf. Insbesondere ist der Kolben 1112 - analog zu der in 3 gezeigten Ausführungsform - durch seine kuppelförmige Ausprägung dazu geeignet, sich trotz seiner Taumelkinematik in einem vorwiegend zylindrisch ausgebildetem oder - wie hier vorliegend - kuppelförmigen Innenraum eines Zylinders 1118 zu bewegen. Gut erkennbar ist weiterhin die Dichtung 138 mit einer Außenseite 138.1 und einer Innenseite 138.2. Die Außenseite 138.1 ist hierbei über den Außenumfang der Dichtung 138 umlaufend mit einer Zylinderinnenwand 119 in Kontakt, sodass eine druckdichte Abdichtung gegenüber einem ersten Verdichtungsraum 104 bewirkt wird. Die Innenseite 138.2 der Dichtung 138 ist über den Innenumfang der Dichtung 138 umlaufend mit einer Stegwandinnenseite 109 in Kontakt, sodass eine druckdichte Abdichtung gegenüber einem Kurbelgehäuseinnenraum 160 bewirkt wird. Weiterhin ist vorliegend der Kolben 1112, insbesondere der Kuppelabschnitt 164 des Kolbens 1112, mittels einer Kolbenschraube 166 an einem Pleuel 128 befestigt. Von dem Pleuel 128 ist in der vorliegenden Ansicht lediglich die Kolbenseite 128.1 sichtbar.
Es kann insbesondere noch ein Rückschlagventil 130, ein Luftzufuhranschluss 120, eine Verbindungsleitung 122, eine Luftzufuhrventilklappe 142, eine Verbindungsventilklappe 144, eine Aufladeventilklappe 146 sowie ein Druckluftauslass 124 und ein Aufladeanschluss 126 vorgesehen sein. Diese Merkmale entsprechen im Wesentlichen den in 2B bereits symbolisch dargestellten Merkmalen.
Im Unterschied zu der in 2B dargestellten Ausführungsform kann darin bestehen, dass die Luftzufuhrventilklappe 142 und das Rückschlagventil 130 nicht wie in 2B dargestellt gemeinsam an einen durch ein Pleuel 128 geführten Luftzufuhranschluss 120 angeschlossen sind, sondern getrennt im Kolben 1112 angeordnet und gasführend mit einem Kurbelgehäuseinnenraum 160 verbunden - bzw. bei dem Rückschlagventil 130 in Abhängigkeit der Federkraft verbindbar - sind.
Auch wenn bei der vorliegend beschriebenen Ausführungsform mit der Verbindungsleitung 122 für eine Reihenschaltung des ersten Verdichtungsraums 104 und des zweiten Verdichtungsraums 106 -allgemein im Sinne einer Reihenschaltung zweier Verdichterstufen eines insofern mehrstufigen Verdichter-- gesorgt ist, ist gleichwohl zu verstehen, dass das Konzept der Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Alternativ kann in einer anderen Ausführungsform das Konzept der Erfindung auch bei einem mehrstufigen Verdichter realisiert sein, dessen zwei oder mehr Verdichterstufen im Sinne einer Parallelschaltung realisiert sind -allgemein also im Sinne einer Parallelschaltung zweier Verdichterstufen eines insofern mehr Zylinder-Verdichters--.
Die 3A zeigt eine erste, an sich aus WO 2018/197182 A2 bekannte, Version einer Dichtung 138a, die im Wesentlichen einer vorher beschriebenen Dichtung 138 entspricht.
Die Dichtung 138a umfasst einen Dichtungskörper 139a, der eine erste Ringlippe 139.1 a und eine zweite Ringlippe 139.2a aufweist. Die erste Ringlippe 139.1 a ist in einer radialen Richtung RR außen am Dichtungskörper 139a derart angeordnet, dass sie sich in einer axialen Richtung RA in Richtung eines zweiten Verdichtungsraumes 106 erstreckt. Die erste und/oder zweite Ringlippe139.1 a, 139.2a hat insbesondere ein freies Ende, das im zweiten Verdichtungsraum 106 angeordnet ist.
Die zweite Ringlippe 139.2a ist in einer radialen Richtung RR innen am Dichtungskörper 139a angeordnet. Auch sie erstreckt sich in einer axialen Richtung RA in Richtung des zweiten Verdichtungsraums 106. Der Dichtungskörper 139a ist an einer Stufenseite 116 eines Kolbens 1112 befestigt.
Die 3B zeigt eine weitere, an sich aus WO 2018/197182 A2 bekannte, Version einer Dichtung 138b. Der wesentliche Unterschied der Dichtung 138b zur in 3A gezeigten Dichtung 138a besteht darin, dass ein Dichtungskörper 139b der Dichtung 138b - neben einer ersten Ringlippe 139.1 b und einer zweiten Ringlippe 139.2b - eine zusätzliche dritte Ringlippe 139.3b aufweist, die in einer radialen Richtung RR außen am Dichtungskörper 139b angeordnet ist und in einer axialen Richtung RA zum ersten Verdichtungsraum 104 gerichtet ist. Die dritte Ringlippe139.3b hat insbesondere ein freies Ende, das im ersten Verdichtungsraum 104 angeordnet ist.
Die nun darüber hinaus weiter bevorzugte Ausbildung der Dichtung 1138 der Dichtanordnung gemäß dem Konzept der Erfindung wird in Bezug auf bevorzugten Ausführungsformen eines Kolbens der 4A bis 10B näher erläutert.
Die Dichtung 1138 der Dichtanordnung gemäß dem Konzept der Erfindung erweist sich als nochmals verbessert zur Realisierung einer Funktion eines leistungsfähigen, insbesondere zweistufigen, Verdichters in möglichst kompakter und robuster Ausführung. D. h. die Ausführungsformen eines Kolbens der 4A bis 10B sind bevorzugt ausgebildet für einen Verdichter 1112, insbesondere Kompressor, für eine Druckluftzuführung 10 einer Druckluftversorgungsanlage 1100 wie sie in 1 gezeigt ist, bzw. zum Betreiben einer Pneumatikanlage 500 wie diese des Weiteren in 11 B in Bezug auf eine Druckluftversorgungsanlage der 11A gezeigt ist.
Hier sowie im Weiteren wird für gleiche bzw. ähnliche Merkmale oder Merkmale gleicher bzw. ähnlicher Funktion der Einfachheit halber ein gleiches Bezugszeichen verwendet; gleichwohl wird zwischen den Ausführungsformen einer Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 entsprechend der weiteren 4A und 4B, 5A und 5B, 6A und 6B, 7A und 7B, 8, 9 im Einzelnen unterschieden; die weiterbildenden Varianten der 10A, 10B sind für alle Ausführungsformen gleichermaßen mit Vorteil ausgebildet. Alle Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 realisieren jedoch das Konzept der Erfindung mit den zuvor erläuterten Vorteilen der Erfindung als auch der Weiterbildungen der Erfindungen.
4A und 4B zeigen dazu im Detail eine besonders bevorzugte erste Ausführungsform einer Dichtanordnung 1001 mit einem ringförmigen Dichtungskörper 1139 als eine Dichtmanschette 1021, einem verdichtungsraumseitigen Haltering 1031 in der Dichtmanschette und einem stufenseitigen Kolbenring 1011; dies zur Anbringung auf einer als Stufenseite 116 ausgeführten zweiten Stirnseite 115 des Kolbens 1112.
Der Kolben 1112 ist vorliegend in einem schematisch dargestellten Zylinder 1118 mit einer schematisch dargestellten Zylinderinnenwand 119 gezeigt. Bei dem Kolben ist die erste Stirnseite 113 erkennbar als Vollseite 114 ausgebildet.
Insofern ist schematisch in 4A --unter Verwendung dergleichen Bezugszeichen wie vorgehend-- für gleiche bzw. ähnliche Merkmale oder Merkmale gleicher bzw. ähnlicher Funktion der Kolben 1112 im Zylinder 1118 gezeigt, unter Ausbildung eines ersten Verdichtungsraums 104 und eines zweiten Verdichtungsraums 106, die gegeneinander abgedichtet sind über die Dichtanordnung 1001 gemäß der ersten Ausführungsform.
Alle bevorzugte Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 realisieren die folgenden exemplarisch an der ersten Dichtanordnung 1001 erläuterten Merkmale in einer Art Sandwich-Struktur.
Die Dichtanordnung 1001 weist vorliegend gemäß dem Konzept der Erfindung die als in Umfangsquerschnitt profilierte Dichtmanschette 1021 zwischen dem stufenseitigen Kolbenring 1011 und dem verdichtungsraumseitigen Haltering 1031 auf. Die Dichtanordnung 1001 gemäß der ersten und weiteren Ausführungsformen weist vorliegend also einen stufenseitigen Kolbenring 1011 und zur Ausbildung des ringförmigen Dichtungskörpers 1139 eine Dichtmanschette 1021 und Haltering 1031 gemäß der ersten Ausführungsform auf.
Die Dichtanordnung 1001 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform ist in 4B im Detail dargestellt. Der ringförmige Dichtungskörper 1139 der Dichtmanschette 1021 bildet die zuvor erläuterte erste Ringlippe 1139.1 auf einer Außenseite 1138.1 der Dichtung 1138 und die zweite Ringlippe 1139.2 auf der Innenseite 1138.2 der Dichtung 1138 aus. Die Dichtmanschette 1021 ist also als ein ringförmiger Dichtungskörper 1139, gebildet mit einem in 4B gezeigten Umfangsquerschnitt, der erkennbar das offene Profil 1020 ausbildet; die Öffnung 1140 im Profil ist hier im Wesentlichen rechteckig erkennbar, wobei die erste und zweite Ringlippe 1139.1, 1139.2 mit einer Rundung 1141 in die Profilbasis 1139.3 übergehen. Die Profilwandung des mit Profilöffnung 1140 versehenen Profils 1020 ist also mittels der ersten und zweiten Ringlippe 1139.1, 1139.2 gebildet und geht abgerundet in die Profilbasis 1139.3 über. Dies ist über den gesamten kreisringförmigen Ringumfang der Dichtmanschette 1121 der Fall.
Ebenfalls vorliegend --wie auch bei den weiteren Ausführungsformen einer weiteren Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004-- ist die profilierte Dichtmanschette 1121 --d. h. wie auch die weiteren Ausführungsformen der Dichtmanschette 1022, 1023, 1024-mit einem im Umfang im Wesentlichen U-förmigen freien Querschnitt der Profilöffnung 1140 gebildet, unter Ausbildung einer insofern offenen, das heißt zum zweiten Verdichtungsraum 106 offenen Ringnut, deren Nutwandung mittels der vorgenannten ersten und zweiten Ringlippe 1139.1, 1139.2 gebildet ist und deren Grund mit der vorgenannten Profilbasis 1139.3 gebildet ist.
An der Profilbasis 1139.3 ist hier --wie auch in den weiteren Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004-- die Dichtmanschette 1021, 1022, 1023, 1024 zwischen dem stufenseitigen Kolbenring 1011, 1012, 1013, 1014 und dem verdichtungsraumseitigen Haltering 1031, 1032, 1033, 1034 druckdicht an der Stufenseite 116 des Kolbens gehalten; auch dies ist bei allen drei Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004 der Fall, was insofern durch gleiche Bezugszeichen deutlich gemacht wird.
Ebenso --ersichtlich in den 4B, 5B, FiG.6B, 7B sowie 8 und 10A, 10B-- ist für alle Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 in Bezug auf die Profilbasis 1139.3 des Profils 1020 erkennbar, dass diese zwischen einer konkav gewölbten angrenzenden Dichtseite 1010 des Kolbenrings, 1011, 1012, 1013 und einer dazu passenden konvex gewölbten Halteseite 1030 des Halterings gehalten sind.
Die Rundung 1141 der Profilöffnung 1140 gibt dem Übergang der Dichtlippen 1139.1, 1139.2 zur Profilbasis 1139.3 somit derart Raum gibt, dass sich die Krümmung der Dichtmanschette 1021, 1022, 1023, 1024 zwischen konvexer Wölbung der Dichtseite 1010 am Kolbenring 1011, 1012, 1013 und der Halteseite 1030 am Haltering 1031, 1032,1033 bewegen kann, bzw. zur Aufrechterhaltung der Dichtwirkung elastisch einstellen kann. So kann verstanden werden, dass die Krümmung des Profils 1020 der Dichtmanschette 1021, 1022, 1023, 1024 geführt wird zwischen konvexer Form der Halteseite 1030 des Halterings 1031, 1032, 1033 1034 bzw. Dichtseite 1010 des Kolbenrings 1011, 1012, 1013,1014.
Diese, wie auch die folgenden Merkmale der Profilbasis 1139.3 sind bei allen Ausführungsformen realisiert und insofern ist dies durch die Verwendung gleicher Bezugszeichen deutlich gemacht.
Die Profilbasis 1139.3 ist derart weich oder elastisch im Material ausgebildet, die hier als Dichtschneiden ausgebildeten Dichtstege 1119 aufzunehmen. Die Dichtstege 1119 sind insofern in die Profilbasis 1139.3 eingedrückt, beim Fixieren der Profilbasis zwischen Grundseite des Kolbenrings 1011, 1012, 1013 und der Grundseite des Halterings 1031, 1032, 1033. Die Dichtstege 1119 dienen der Verbesserung der Abdichtung der Dichtmanschette 1021, 1022, 1023, 1024 an ihrer Profilbasis 1139.3 zwischen Dichtseite 1010 des Kolbenrings 1011, 1012, 1013 und Halteseite 1030 des Halterings 1031, 1032, 1033.
Darüber hinaus weist die Profilbasis 1139.3 --ebenfalls bei allen Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003-- entlang des Ringumfangs der Dichtmanschette beabstandete Durchgriffsöffnungen 1116 auf. An der Dichtmanschette 1011, 1012, 1013 sind besagte Dichtstege 1119 zur Bildung von Einprägungen in der Profilbasis 1139.3 des Profils 1020 gebildet. D. h. konkret sind als kleine Dreiecke erkennbar am Kolbenring 1011, 1012, 1013 und am Haltering 1031, 1032, 1033 umlaufend zwei kleine Dichtschneiden (beispielsweise etwa 0,3mm hoch) gebildet, die sich in die Profilbasis 1139.3 des Profils 1020 der Dichtmanschette 1021, 1022, 1023, 1024 eindrücken sollen und dadurch die Abdichtung unterstützen sollen. Kolben- und Haltering sind aus Aluminium gefertigt und sollen über die Dichtschneiden abgedichtet werden.
Die Dichtstege sind einmal außenseitig als 1119.A und einmal innenseitig als 1119.I, zur Erhöhung der Dichtwirkung realisiert; dies wie zuvor erläutert mit besagten Dichtstegen 1119.A, bzw. 1119.1, jeweils von Seiten des Kolbenrings 1011, 1012, 1013 bzw. des Halterings 1031, 1032, 1033. Das heißt, ein erster Dichtsteg 1119.1 ist radial innen und ein zweiter Dichtsteg 1119.A ist radial außen in Bezug auf die vorgenannte Dichtöffnung 1116 vorgesehen. Wobei ein erster radial innenliegender Dichtsteg 1119.1 jeweils am Kolbenring 1011, 1012, 1013 und Haltering 1031, 1032, 1033 vorgesehen ist; gegebenenfalls kann er auch nur auf einem Kolbenring oder nur auf einem Haltering vorgesehen sein. Ähnlich kann ein zweiter Dichtsteg 1119.A radial außen am Kolbenring 1011, 1012, 1013 und Haltering 1031, 1032, 1033jeweils vorgesehen sein, oder aber nur am Kolbenring oder nur am Haltering.
Im vorliegenden Fall hat sich die Ausbildung von jeweils zwei umlaufenden Dichtstegen 1119.A bzw. zwei umlaufenden Dichtstegen 1119.1 als vorteilhaft erwiesen, sodass der Kolbenring 1011, 1012, 1013 zwei umlaufende Dichtstege 1119.1, 1119.A und der Haltering 1031, 1032, 1033 ebenfalls zwei umlaufende Dichtstege 1119.1, 1119.A aufweist, wobei je einer der umlaufenden Dichtstege 1119.1, 1119.A radial innerhalb der Durchgriffsöffnungen 1116, bzw. radial außerhalb der Durchgriffsöffnungen 1116 angeordnet sind.
Vorliegend hat es darüber hinaus als vorteilhaft erwiesen, dass die radial innen verlaufenden Dichtstege 1119.1 versetzt zueinander angeordnet sind, wobei der Dichtsteg 1119.I des Halterings 1031, 1032, 1033 radial etwas nach außen versetzt ist, also näher zur Durchgriffsöffnung 1116 hin. Demgegenüber ist der radial innen verlaufende Dichtsteg 1119.1 des Kolbenrings radial etwas nach innen versetzt im Vergleich zum Dichtsteg 1119.1 des Halterings.
Beide Dichtstege 1119.1 sind jedoch nur soweit gegeneinander versetzt mit ihren Scheitelgraten, dass sie sich noch überlappen; vorliegend liegt der Scheitelgrat des einen Dichtstegs 1119.1 gegenüberliegend einer Flanke des anderen Dichtstegs 1119.1. In gleicher Weise ist ein Dichtsteg 1119.A des Halterings radial etwas näher zur Durchgriffsöffnung 1116 versetzt, also radial eher nach innen versetzt, im Vergleich zum Dichtsteg 1119.A des Kolbenrings der radial etwas nach außen versetzt ist. Beide Dichtstege 1119.A überlappen sich insofern, als ihre Scheitelgrate jeweils gegenüberliegend einer Flanke des gegenüberliegenden Dichtstegs 1119.A angeordnet ist. Diese Anordnung der Dichtstege 1119.A 1119.1 ist --ebenfalls bei allen drei Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004 in gleicher Weise-- zur Erhöhung der Dichtwirkung an der Profilbasis 1139.3 der Dichtmanschette zwischen Kolbenring und Haltering realisiert.
Unabhängig von der zuvor erläuterten Anordnung bzw. Positionierung eines Dichtsteges 1119, 1119.A 1119.1 und unabhängig vom Material des Kolbenrings 1011, 1012, 1013 und/oder des Halterings 1031, 1032, 1033, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass ein Dichtsteg 1119.A 1119.I derart ausgebildet ist, dass er sich ganz oder teilweise in die Profilbasis 1139.3 der Dichtmanschette 1011, 1012, 1013 eindrückt oder auf andere Weise in die Profilbasis 1139.3 der Dichtmanschette 1011, 1012, 1013 bzw. in deren Volumenbereich eindringen kann beim Fixieren der Profilbasis 1139.3 zwischen der Grundseite des Kolbenrings 1011, 1012, 1013 und der Grundseite des Halterings 1031, 1032, 1033. Ein Dichtsteg ist insofern mit einer angemessen angespitzten Eindringseite ausgebildet, also vorteilhaft einer ausgebildeten Stegkante zur Profilbasis der Dichtmanschette hin --beispielsweise am Besten in der Art eines Grats z. B der vorgenannten Scheitelgrate --. Eine Härte des Materials, insbesondere des Kunststoffs, des Dichtsteges ist vorteilhaft größer als eine Härte des Materials, insbesondere des Kunststoffs, der Dichtmanschette bzw. deren Profilbasis. Insofern ist der Dichtsteg 1119, 1119.A 1119.1 generell und mit Vorteil versehen derart ausgebildet, dass er -um die Dichtmanschette mit ihrer Profilbasis 1139.3 druckdicht anzubinden an Kolbenring und/oder Haltering-- die Dichtmanschette verformen kann; vorteilhaft aber nicht schneidet, um deren Konsistenz zu erhalten.
Die Durchgriffsöffnungen 1116 sind vorliegend in der Profilbasis 1139.3 zum Durchgriff für ein Fixierelement ausgebildet, das ebenso wie die Anzahl von Durchgriffsöffnungen 1116 in der Profilbasis ringumfänglich am Haltering und/oder Kolbenring angeordnet sind. Ein Fixierelement kann grundsätzlich in einer beliebigen geeigneten Weise als rundlicher, ovaler oder auch umfänglich verlaufender mehr oder weniger breiter Zapfen, Pin, Stift oder auch demgegenüber vergleichsweise breiter teil- oder vollumfänglicher Steg ausgebildet sein.
Der Haltering 1031, 1032, 1033, 1034 bzw. Kolbenring 1011, 1012, 1013, 1014 weist somit -in beiden Fällen oder alternativ nur einer, oder aber abwechselnd- bevorzugt für jede Durchgriffsöffnung 1116 ein Fixierelement 1113 auf, sodass der Haltering 1031, 1032, 1033 mit den so durchgreifenden Fixierelementen 1113 mit dem Kolbenring 1011, 1012, 1013, 1014 verbunden ist; d. h. aufgrund der der Durchgriffsöffnungen in der Dichtmanschette ist die Dichtmanschette 1121, 112, 1123 darüber hinaus an der Profilbasis 1139.3 verdrehsicher zwischen dem Kolbenring und Haltering gehalten.
Konkret arretieren die in 5A, 5B und 6A, 6B, 7A, 8, 9 ersichtlichen Fixierzapfen als Fixierelement 1113 aufgrund ihrer umfänglich beschränkten Ausdehnung und Einpassung in die Durchgriffsöffnungen 1116 die Teile der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006; d. h. der Kolbenring 1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016, die Dichtmanschette 1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026 und der Haltering 1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036 der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 sind verdrehsicher gegeneinander gehalten.
Die darüber hinaus bewirkte Klemmwirkung wird im Folgenden erläutert und führt dazu, dass sich die Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 auch in ihrer Sandwich-Struktur aufeinander hält. Es zeigt sich, wie noch im Einzelnen Bezug auf die Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 erläutert wird, dass die Fixierelemente 1113 in unterschiedlicher Weise realisierbar sind in ihrer Gestaltung bzw. Anbringung am Haltering und/oder Kolbenring.
Während vorliegend die Dichtmanschette 1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026 eine korrespondierende Anzahl von Durchgriffsöffnungen 1116 für die Anzahl von Fixierelementen 1113 aufweist, kann dies durchaus auch unterschiedlich realisiert sein. Insbesondere kann der Kolbenring 1011, 1013, 1015 (4A/4B und 6A/6B) Fixierelemente 1113 aufweisen, oder der Haltering 1032, 1034 (5A/5B, 7A, 9) Fixierelemente 1113 aufweisen; die Fixierelement 1113 können auch separat gebildet sein wie in 8 gezeigt.
Entsprechend kann vorliegend gemäß der Ausführungsform der 4A, 4B und 6A, 6B der Haltering 1031, 1033 eine Aufnahme --wie etwa eine Nut beim Haltering 1031 oder ein Durchgang wie bei dem Haltering 1033-- für ein Fixierelement 1113 aufweisen. In einer Variante kann entsprechend vorliegend gemäß der Ausführungsform der 5A, 5B, 7A, 8 der Kolbenring 1012, 1014, 1015 eine Aufnahme aufweisen --wie etwa eine Nut für ein Fixierelement 1113--. Entsprechende Aufnahmen, wie eine Nut oder ein Durchgang, sind mit dem Bezugszeichen 1114 entsprechend gekennzeichnet.
Des Weiteren sind vorliegend die Fixierelemente 1113 entlang des Umfangs des Kolbens und Halterings und/oder des Kolbenrings oder Halterings gleichmäßig beabstandet entlang des Ringumfangs angeordnet. Die Fixierelemente 1113 sind vorliegend als Klemmzähne oder kurze Stege oder Stifte dargestellt und ausgeführt. Gleichwohl können die Fixierelemente auch als eine Anzahl von Klemmschrauben gebildet sein.
Die Aufnahmen 1114 sind vorliegend als Klemmnuten oder dergleichen Aufnahmen für die Fixierelemente 1113 dargestellt und ausgebildet. Gleichwohl können in dem Fall, dass die Fixierelemente als eine Anzahl von Klemmschrauben gebildet sind, die Aufnahmen 1114 auch als Schraublöcher ausgebildet sein - dies wird in Bezug auf 8 beschrieben.
Vorteilhaft gegenüber der Verwendung von Klemmschrauben für die Fixierelemente hat sich jedoch die hier dargestellte Ausbildung der Fixierelemente als Klemmzähne erwiesen, da eine im Folgenden erläuterte Arretierung der Klemmzähne 1113 in einer Klemmnut oder Bohrung oder dergleichen Aufnahme 1114 besonders vorteilhaft zu realisieren ist.
Nunmehr Bezug nehmend auf die erste Ausführungsform einer Dichtanordnung 1001 gemäß 4B ist erkennbar, dass das Fixierelement 1113 als ein Klemmzahn gebildet ist, der in eine Aufnahme 1114 in Form einer Klemmnut am Haltering 1031 eingreift. Das heißt der Klemmzahn als Fixierelement 1113 ist am Kolbenring 1011 einstückig gebildet. Das Fixierelement 1113 durchgreift die Durchgriffsöffnung 1116 an der Profilbasis 1139.3 der Dichtmanschette 1021 und ist seitlich --das heißt an seinen Seiten 1117.A, 1117.1-- mit den Flanken 1114.A, 1114.1 der Aufnahme 1114 geklemmt.
Bezugnehmend auf die zweite Ausführungsform der Dichtanordnung 1002 gemäß 5B ist ein Fixierelement 1113 am Haltering 1032 einstückig gebildet und durchgreift die Durchgriffsöffnung 1116 in der Profilbasis 1139.3 der Dichtmanschette 1022 und ragt so in die Aufnahme 1114 am Kolbenring 1012. Ohne dies zuvor erläuterte Klemmprinzip nochmals im Detail darzustellen, ist auch hier vorgesehen, dass das als Klemmzahn ausgebildete Fixierelement 1113 an seinen Seiten 1117.A, 1117.1 durch Flanken 1114.1, 1114.A der Aufnahme 1114 klemmend gehalten wird.
Bezugnehmend auf die dritte Ausführungsform einer Dichtanordnung 1003 ist gemäß 6B ersichtlich, das Fixierelement 1113 im Wesentlichen als Niete oder Clinch-Element ausgebildet, sodass es auf der hier als Durchgang gebildeten anderen Seite der Aufnahme 1114 im Sinne einer Umbördelung 1117 mit einem Rand 1117.R hinter eine Hinterschneidung 1117.H am Haltering 1033 greifen kann.
7A zeigt in einer perspektivischen Schnittansicht einen Kolben 1112 für einen Verdichter 1100 gemäß dem Konzept der Erfindung in einer vierten Ausführungsform; dargestellt in einem teilweise gezeigten Verdichter 1100 als Doppel-Verdichter nach dem Vorbild der Ausführungsform der 2A, 2B.
Auch hier weist die dargestellte Dichtanordnung 1004 gemäß dem Konzept der Erfindung eine im Umfangsquerschnitt profilierte Dichtmanschette 1024 zwischen dem stufenseitigen Kolbenring 1014 und dem verdichtungsraumseitigen Haltering 1034 auf. Die Dichtanordnung 1004 gemäß dieser vierten Ausführungsformen weist vorliegend also einen stufenseitigen Kolbenring 1014, und zur Ausbildung des ringförmigen Dichtungskörpers 1139 einer Dichtmanschette 1024, und einen Haltering 1034 gemäß der vierten Ausführungsform auf.
Der ringförmige Dichtungskörper 1139 der Dichtmanschette 1024 bildet auf einer Außenseite 1138.1 der Dichtung 1138 die zuvor erläuterte erste Ringlippe 1139.1 und auf der Innenseite 1138.2 der Dichtung 1138 die zweite Ringlippe 1139.2 aus. Auch vorliegend ist die Dichtmanschette 1024 als ein ringförmiger Dichtungskörper 1139, gebildet mit einem in 7B gezeigten Umfangsquerschnitt, der erkennbar das offene Profil 1020 ausbildet.
Die Öffnung 1140 im Profil ist auch hier als im Wesentlichen rechteckig erkennbar, wobei die erste und zweite Ringlippe 1139.1, 1139.2 jeweils mit einer Rundung 1141 in die Profilbasis 1139.3 übergehen. Die Profilwandung des mit Profilöffnung 1140 versehenen Profils 1020 ist also mittels der ersten und zweiten Ringlippe 1139.1, 1139.2 gebildet und geht abgerundet in die Profilbasis 1139.3 über. Dies ist über den gesamten kreisringförmigen Ringumfang auch bei der Dichtmanschette 1024 der Fall.
Ebenfalls vorliegend bei der Dichtanordnung 1004 --wie bei den zuvor erläuterten Ausführungsformen einer weiteren Dichtanordnung 1001, 1002, 1003-- ist die profilierte Dichtmanschette 1141 --d. h. wie auch die weiteren Ausführungsformen der Dichtmanschette 1021, 1022, 1023-- mit einem im Umfang im Wesentlichen U-förmigen freien Querschnitt der Profilöffnung 1140 gebildet; d. h. unter Ausbildung einer insofern offenen, das heißt zum zweiten Verdichtungsraum 106 offenen Ringnut, deren Nutwandung mittels der vorgenannten ersten und zweiten Ringlippe 1139.1, 1139.2 gebildet ist und deren Grund mit der vorgenannten Profilbasis 1139.3 gebildet ist.
An der Profilbasis 1139.3 ist auch vorliegend bei der Dichtanordnung 1004 --wie auch in den zuvor erläuterten Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003-die Dichtmanschette 1024 zwischen einem stufenseitigen Kolbenring 1014 und einem verdichtungsraumseitigen Haltering 1034 druckdicht an der Stufenseite 116 des Kolbens gehalten; auch dies ist bei allen vier Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004 der Fall, was insofern durch gleiche Bezugszeichen deutlich gemacht wird.
Eine Durchgriffsöffnungen 1116 ist vorliegend in der Profilbasis 1139.3 zum Durchgriff für ein Fixierelement ausgebildet, das ebenso wie die Anzahl von Durchgriffsöffnungen 1116 in der Profilbasis ringumfänglich am Haltering und/oder Kolbenring angeordnet ist. Ein Fixierelement kann wie zuvor erläutert grundsätzlich in einer beliebigen geeigneten Weise als rundlicher, ovaler oder auch umfänglich verlaufender mehr oder weniger breiter Zapfen, Pin, Stift oder auch demgegenüber vergleichsweise breiter teil- oder vollumfänglicher Steg ausgebildet sein.
Der Haltering 1034 bzw. der Kolbenring 1014 weist somit bevorzugt für jede Durchgriffsöffnung 1116 ein Fixierelement 1113 auf --in beiden Fällen oder alternativ nur einer er beiden, oder aber abwechselnd beide--, sodass der Haltering 1034 mit den ihn durchgreifenden Fixierelementen 1113 mit dem Kolbenring 1014 verbunden ist; d. h. aufgrund der der Durchgriffsöffnungen in der Dichtmanschette ist die Dichtmanschette 1124 darüber hinaus an der Profilbasis 1139.3 verdrehsicher zwischen dem Kolbenring und Haltering gehalten.
Konkret arretiert der in 7A, 7B ersichtliche Fixiersteg als Fixierelement 1113 aufgrund seiner umfänglich vollständig umlaufenden Ausdehnung und Einpassung in die Durchgriffsöffnungen 1116 die Teile der Dichtanordnung 1004; d. h. der Kolbenring 1014, die Dichtmanschette 1124 und der Haltering 1034 der Dichtanordnung 1004 sind verdrehsicher gegen einander gehalten.
Die Dichtanordnung 1004 gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform ist in 7B Ansicht (i) im Detail dargestellt. 7B zeigt dazu in Ansicht (i) ein erstes Dichtungskörperteil 1139 A der Dichtanordnung 1004 und ein zweites Dichtungskörperteil 1139I der Dichtung 1004 für die aus dem ersten und zweiten Teil zusammengesetzte Dichtung als Dichtanordnung 1004 der 7A in einer Explosionsdarstellung sowie einen Haltering 1034 in Ansicht (ii) zur Einbringung in eine Aufnahme 1114 des Kolbens 1112 der 7C. 7C zeigt dazu in einer perspektivischen Ansicht den Kolben 1112 der 7A gemäß dem Konzept der Erfindung in der vierten Ausführungsform mit der in 7B erwähnten Aufnahme 1114 für den Haltering 1034 der Ansicht (ii) der 7B.
Im Unterschied zu den zuvor erläuterten Ausführungsformen einer Dichtmanschette 1021, 1022, 1023 ist die hier beschriebene und gezeigte Dichtmanschette 1024, wie bereits in der 7A durch Schraffur kenntlich gemacht, aus zwei separaten Teilen gebildet. Die Dichtmanschette 1024 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist ein erstes ringraum-außenliegendes separates Teil 1139A zur Ausbildung der ersten Ringlippe 1139.1 des Dichtungskörpers 1139 auf und ein zweites ringrauminnenliegendes separates Teil zur Ausbildung der zweiten Ringlippe 1139.2 des Dichtungskörpers 1139 auf.
Insofern sind die hier bezeichneten Dichtungskörperteile das erste Teil 1139A als ringraum-außenliegendes Dichtungskörperteil und das zweite Teil 11391 als ringrauminnenliegendes Dichtungskörperteil in Ansicht (i) der 7B in einer Explosionsdarstellung gezeigt.
Das erste und zweite Dichtungskörperteil 1139A, 11391 geraten also nicht miteinander in Kontakt, auch wenn sie zusammen die Dichtmanschette 1124 der Dichtanordnung 1138 mit der in Ansicht (i) der 7B bezeichneten Außenseite 1138.1 der Dichtung und Innenseite 1138.2 der Dichtung bilden.
Vielmehr ist das erste und zweite Dichtungskörperteil 1139A, 11391 tatsächlich --so wie in 7A gezeigt-- durch das ringvollumfänglich verlaufende Fixierelement 1113 in Form eines Ringsteges auf Abstand gehalten. Das in Form des Ringsteges gebildete Fixierelement 1113 der Dichtanordnung 1004 gemäß der vierten Ausführungsform bildet somit die zuvor bezeichnete Durchgriffsöffnung in der Dichtanordnung 1004; mit anderen Worten ist die vierte Ausführungsform der Dichtmanschette 1024 zweiteilig mit dem ersten und zweiten Dichtungskörperteil 1139A, 11391 unter Belassen eines Abstandes zur Bildung der Durchgriffsöffnung 1116 der Dichtmanschette 1024 gebildet.
Das erste und zweite außen- bzw. innenliegende Dichtungskörperteil 1139A, 11391 können also separat ineinandergelegt werden unter Beibehaltung des Abstandes --der sich hier in Form der Durchgriffsöffnung 1116 etabliert-- bilden also eine konzentrische Ringanordnung mit einem dazwischen beibehaltenen Abstand der Durchgriffsöffnung 1116.
In diesen insofern gebildetem Ringraum des Abstandes --also der Durchgriffsöffnung 1116-- greift der Ringsteg des Fixierelements 1113 ein, wie es in Ansicht (ii) der 7B gezeigt ist.
Der Haltering 1034 weist nämlich den das Fixierelement 1113 bildenden Ringsteg auf und kann --in dem Moment wo der Ringsteg des Fixierelements 1113 in die Durchgriffsöffnung 1116 eingreift, das heißt den belassenen Abstand zwischen erstem und zweiten Dichtungskörperteil 1139A, 11391 durchgreift-- in die Aufnahme 1114 des Kolbenrings 1014 greifen. Während der Fixiersteg des Fixierelements 1113 also in die Aufnahme 1114 des Kolbenrings 1014 greift und dort eingeklemmt wird, legt der Haltering mit seinem Bund 1034B die beabstandet zueinander gelegten Dichtungskörperteile 1139A, 1139I fest; fixiert diese so relativ zueinander auf dem Kolbenring 1014.
Die zuvor erläuterte konvex gewölbte Halteseite 1030 des in Ansicht (ii) der 7B dargestellten Halterings 1034 ist als Bund 1034B ausgebildet, um gegen die im vorliegenden Fall konkav ausgebildete Dichtseite 1010 des Kolbenrings 1014 gepresst zu werden. Dies ist so gestaltet, damit dort die Profilbasis 1139.3 der Dichtmanschette 1024 --das heißt eben jene Profilbasis 1139.3, in welche die erste und zweite Ringlippe 1139.1, 1139.2 jeweils übergeht-- eingeklemmt werden kann zwischen dem Bund 1034B und der Nut 1014N der Halteseite 1030.
Gleichwohl bietet die vorliegende vierte Ausführungsform einer Dichtmanschette 1024 - --also aus den insofern tatsächlich separaten ersten und zweiten Dichtungskörperteilen 1139A, 11391 und dem Haltering 1034 gebildeten Dichtanordnung 1004-- den Vorteil, dass der Haltering 1034 deutlich einfacher als bei den zuvor erläuterten Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003 mit seinem Fixierelement 1113 (als Ring vollumfänglich umlaufender Steg) in die Durchgriffsöffnung 1116 eingebracht werden kann bzw. in die Aufnahme 1114 des Kolbenrings 1014 eingeschoben und dort festgelegt werden kann. Anders formuliert, können vor allem das ringinnenseitige und ringaußenseitige Dichtungskörperteil 11391 bzw. 1139A separat eingebracht werden in einen Spaltabstand zwischen dem zuvor erwähnten Bund 1034B des Haltrings 1034 und der Nut 1014N des Kolbenrings 1014, d. h. zwischen die Dichtseite 1030 des Kolbenrings 1034 bzw. Halteseite 1030 des Halterings 1034.
Ganz vereinfacht ausgedrückt hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Dichtungskörperteile 1139A, 11391 zur Bildung der Dichtanordnung 1004 jeweils separat zwischen Kolbenring 1014 und Haltering 1034 einzubringen, als umgekehrt den Haltering 1034 in eine in sich bereits zusammengesetzte Dichtanordnung 1004 --das heißt mit einem einstückig gebildeten ringförmigen Dichtungskörper 1139 mit erster und zweiter Ringlippe 1139.1, 1139.2 --.
Eine Justage des Fixierelements 1113 in die Durchgriffsöffnung 1116 der Dichtmanschette 1024 entfällt vorliegend somit und es entfällt auch eine winkelgenaue Justage des Fixierstegs des Fixierelements 1113 in die Aufnahme 1114, da diese zueinander also drehwinkelunabhängig zueinander zu arretieren sind.
8 zeigt einen Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer fünften Ausführungsform in Ansicht (i) in einer Explosionsansicht mit Schrauben; diese sind auch in der Schnittansicht (ii) und in zusammengesetzter perspektivischer Ansicht (iii) gezeigt für einen Verdichter als Doppel-Verdichter nach dem Vorbild der 2A, 2B;
Auch in der fünften Ausführungsform gemäß der 8 sind vorliegend die Fixierelemente 1113 entlang des Umfangs des Kolbens und Halterings und/oder des Kolbenrings oder Halterings gleichmäßig beabstandet entlang des Ringumfangs angeordnet. Die Fixierelemente 1113 sind -zuvor nach Ausführungsformen gemäß der 4A, 4B, 5A, 5B und 6A, 6B als Klemmzähne oder kurze Stege oder Stifte dargestellt-- in der fünften Ausführungsform gemäß der 8 als eine Anzahl von Klemmschrauben gebildet und so als Fixierelemente 1113 erkennbar in der Explosionsansicht (i).
Die Aufnahmen 1114 sind -zuvor nach Ausführungsformen gemäß der 4A, 4B, 5A, 5B und 6A, 6B als Klemmnuten oder dergleichen Aufnahmen für die Fixierelemente 1113 dargestellt-- in dem Fall der fünften Ausführungsform gemäß der 8 als Schraublöcher ausgebildet; dies gilt für die Aufnahmen 1114 im Kolben 1112 und vorliegend auch für Aufnahmen in dem Halterring 1035 und/oder Dichtmanschette 1025 wie dies ebenfalls in der Explosionsansicht (i) erkennbar ist.
Auch die Dichtmanschette 1025 hat eine korrespondierende Anzahl von Durchgriffsöffnungen 1116 für die Anzahl von Fixierelemente 1113; im einfachsten Fall können dies Löcher sein oder Schraublöcher mit Gewinde. Entsprechend hat vorliegend der Haltering 1035 eine Aufnahme 1114 für ein Fixierelement 1113 in Form einer Schraube; hier kann dies also im einfachsten Fall ein Loch oder ein Schraubloch mit Gewinde für die Schraube sein. Vorliegend hat das Loch oder Schraubloch eine aus Ansicht (i) der 8 ersichtliche Fase zum Einpassen und Versenken der Schraube.
Grundsätzlich ist in einer anderen Ausführungsform auch eine andere Art der Aufnahme 1114 denkbar wie etwa eine Nut beim Haltering 1035 oder ein Durchgang wie bei dem Haltering 1035. Außerdem weist der Kolbenring 1015 bzw. der Boden des Kolbens 1112 eine Aufnahme 1114 für ein Fixierelement 1113 in Form einer Schraube auf; auch hier kann dies im einfachsten Fall ein Loch oder ein Schraubloch mit Gewinde für die Schraube sein. Auch hier eignet sich in einer anderen Ausführungsform etwa eine Nut für ein Fixierelement 1113. Entsprechende Aufnahmen 1114, wie eine Nut oder ein Durchgang, sind mit dem Bezugszeichen 1114 gekennzeichnet in 8.
Wie in der Schnittansicht (ii) der 8 ersichtlich arretieren die Fixierelemente 1113 in der Art von Fixierzapfen ebenfalls aufgrund ihrer umfänglich beschränkten Ausdehnung und Einpassung in die Durchgriffsöffnungen 1116 die Teile der Dichtanordnung 1005 -wie zuvor bereits anhand der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004 erläutert. D. h. ebenso --wie auch der Kolbenring 1011, 1012, 1013, die Dichtmanschette und der Haltering 1031, 1032, 1033 der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004 verdrehsicher gegeneinander gehalten sind-- ist auch in dem Fall der fünften Ausführungsform gemäß der 8 besonders in der Schnittansicht (ii) erkennbar, dass der Kolbenring 1015 und der Haltering 1035 und die Dichtmanschette 1025 der Dichtanordnung 1005 verdrehsicher gegeneinander gehalten sind. Die Dichtmanschette 1025 ist dabei mit einem geeigneten Anzugsmoment der Schrauben als Fixierelemente 1113 zwischen Haltering 1035 und Kolbenring 1015 eingeklemmt mit entsprechender Klemmwirkung aufgrund des Anzugsmoments. Der Kolbenring 1015 ist vorliegend einstückig mit dem Kolben 1112 gebildet.
Die darüber hinaus bewirkte Klemmwirkung führt dazu, dass sich die Dichtanordnung 1005 auch in ihrer Sandwich-Struktur aufeinander hält wie dies in Ansicht (iii) der 8 ersichtlich ist; analog dies ist auch in Bezug auf die Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004 zuvor erläutert.
9 zeigt einen Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer sechsten Ausführungsform in einer auseinander genommenen perspektivischen Ansicht für einen schematisch gezeigten Verdichter als Doppel-Verdichter nach dem Vorbild der 2A, 2B. Auch in der sechsten Ausführungsform der Dichtanordnung 1006 gemäß der 9 sind vorliegend Fixierelemente 1113 entlang des Umfangs des Kolbens 1112 und Halterings 1036 und/oder des Kolbenrings 1016 oder Halterings 1036 gleichmäßig beabstandet und entlang des Ringumfangs angeordnet; ein Fixierelement 1113 ist ähnlich wie bei der Ausführungsform der 5B als Fixierzapfen und hier Teil des Halterings 1036 gebildet - der Fixierzapfen durchgreift so die Anzahl von Durchgriffsöffnungen 1116 in der Dichtmanschette 1026 für die Anzahl von Fixierelemente 1113 in Richtung des Kolbenrings 1016.
Die hier nicht gezeigten Fixierelemente 1113 sind -zuvor nach Ausführungsformen gemäß der 4A, 4B, 5A, 5B und 6A, 6B als Klemmzähne oder kurze Stege oder Stifte dargestellt-- in der sechsten Ausführungsform gemäß der 9 als eine Anzahl von angeformten Fixierzapfen am Haltering 1036 vorgesehen. Dazu wird in der sechsten Ausführungsform der Haltering 1036 in die Dichtmanschette 1026 eingegossen; die eingegossene Masse kann zur Bildung des Halterings 1036 mit Fixierzapfen dienen. Die eingegossene Masse kann als Plastikmasse selbstfixierend in die Durchgriffsöffnungen 1116 in der Dichtmanschette 1026 einfließen, insbesondere weiter in hier nicht gezeigte Aufnahmen 1114 im Boden des Kolbens 1112 bzw. im Kolbenring 1016 einfließen. Die Fixierzapfen als Fixierelement 1113 können aufgrund ihrer umfänglich beschränkten Ausdehnung und Einpassung in der Durchgriffsöffnung 1116 festgehalten werden. Die eingegossene Masse kann klebend ausgebildet sein.
Es kann jedoch auch ein Haltering 1036 mit Fixierzapfen als einstückiges Teil in die Dichtmanschette 1026 eingeklebt werden oder eingeschweißt werden; z,B. durch Ultraschall-schweißen. Auf diese Weise wird eine nicht mehr lösbare stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Haltering 1036 und dem Kolbenring 1016 am Kolben 1112 geschaffen, welche die Dichtmanschette 1026 festhält.
Bezugnehmend auf 10A und 10B stellen diese eine generell unabhängig von den zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen realisierbare Situation an der Profilbasis 1139.3 eines ringförmigen Dichtungskörpers 1139 einer Dichtmanschette dar, die von einem Fixierelement durchgriffen wird. Beispielhaft ist hier Bezug genommen auf eine Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006. Die Profilbasis 1139.3 eines ringförmigen Dichtungskörpers 1139 einer Dichtmanschette ist aber nicht nur realisierbar bei einer der zuvor erläuterten Dichtmanschetten 1021, 1022, 1023,1024, 1025 und 1026 sondern auch generell bei einer anderen geeigneten hier nicht im Detail erläuterten Dichtmanschette.
Die Profilbasis 1139.3 auch einer solchen Dichtmanschette ist in jedem Fall generell derart weich oder elastisch im Material ausgebildet, um die hier als Dichtschneiden oder auf andere Weise in die Profilbasis 1139.3 auch einer solchen Dichtmanschette eindringenden und entsprechend ausgebildeten Dichtstege 1119 aufzunehmen.
Die hier in 10A und auch 10B dargestellten Dichtstege 1119 sind insofern jeweils in die Profilbasis 1139.3 eingedrückt oder dringen auf andere Weise in diese bzw. in deren Volumenbereich ein beim Fixieren der Profilbasis zwischen Grundseite des Kolbenrings 1011, 1012, 1013 ... 1016 und der Grundseite des Halterings 1031, 1032, 1033 ...1036.
Jeder der Dichtstege 1119 dient der Verbesserung der Abdichtung der Dichtmanschette 1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026 an ihrer Profilbasis 1139.3 zwischen Dichtseite 1010 des Kolbenrings 1011, 1012, 1013, ...1016 und Halteseite 1030 des Halterings 1031, 1032, 1033. 10A und 10B zeigen unterschiedliche Anordnungen, die anders oder in Variation der Anordnung bei der Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 realisiert sein kann.
Wie aus 10A ersichtlich können die Dichtstege 1119 auch anders gesetzt sein als beispielsweise in 5B ersichtlich; d.h. jeder der Dichtstege 1119 kann mit geändertem radialem Abstand zum Fixierelement 1113 angeordnet sein als in 5B. So zeigt 5B konkret eine Anordnung von Dichtstegen 1119, bei welcher die radial innen verlaufenden Dichtstege 1119.1 versetzt zueinander angeordnet sind, wobei der Dichtsteg 1119.I des Halterings 1031 radial etwas nach außen versetzt ist, also näher zur Durchgriffsöffnung 1116 hin. Analog sind dort in 5B die radial außen verlaufenden Dichtstege 1119.Aversetzt zueinander angeordnet, wobei der Dichtsteg 1119.A des Halterings 1031 radial etwas nach innen versetzt ist, also ebenfalls näher zur Durchgriffsöffnung 1116 hin.
Bei der Ausführungsform der 10A ist dies anders; mit einer etwas anderen Bezeichnung sind die Dichtstege 1119.H am Haltering -dies kann also gemäß der Abwandlung der 10A anders als beim Haltering 1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036 sein-- beide weiter beabstandet zur Durchgriffsöffnung 1116 nach außen versetzt während die Dichtstege 1119.K am Kolbenring -dies kann in einer Abwandlung der 10A anders als beim Kolbenring 1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016 sein-- beide näher beabstandet zur Durchgriffsöffnung 1116 nach innen versetzt sind.
Wie aus 10B ersichtlich können die Dichtstege 1119 auch anders gesetzt sein als in 5B ersichtlich ist; d.h. beispielsweise können die Dichtstege 1119 nur einseitig aber diagonal -sozusagen punktsymmetrisch-- zum Fixierelement 1113 angeordnet sein. In einer durchgezogenen Linienführung ist ein einziger Dichtsteg 1119.K am Kolbenring ein radial außenliegender Dichtsteg und dieser ist weiter nach außen versetzt von der Durchgriffsöffnung 1116 beabstandet als der einzige Dichtsteg 1119.K am Haltering, der ein radial innenliegender Dichtsteg ist und dieser ist im Vergleich weiter näher versetzt zur Durchgriffsöffnung 1116 hin.
Umgekehrt ist der in unterbrochener Linienführung gezeigte einzige Dichtsteg 1119.K am Kolbenring ein radial innenliegender Dichtsteg und weiter nach innen versetzt von der Durchgriffsöffnung 1116 weg. Der in unterbrochener Linienführung gezeigte einzige Dichtsteg 1119.H am Haltering ist dagegen ein radial außenliegender Dichtsteg und dieser ist im Vergleich weiter näher versetzt zur Durchgriffsöffnung 1116 hin.
In allen Ausführungsformen und Varianten ihrer Anordnungen sind die Dichtstege 1119 als Elemente am Kolbenring 1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016 und/oder Haltering 1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036 gebildet durch Eindrücken in die Profilbasis 1139.3 einer Dichtmanschette und damit dazu ausgebildet, diese verdrehsicher zu halten und insbesondere zudem abzudichten. Insofern ist der Dichtsteg 1119, 1119.K, 1119.H -bereits wie zuvor erläutert-- generell und mit Vorteil versehen derart ausgebildet, dass er-um die Dichtmanschette mit ihrer Profilbasis 1139.3 druckdicht anzubinden an Kolbenring und/oder Haltering-- die Profilbasis 1139.3 der Dichtmanschette verformen kann; vorteilhaft aber nicht schneidet, um deren Konsistenz zu erhalten.
Unabhängig von der zuvor erläuterten Anordnung bzw. Positionierung eines Dichtsteges 1119, 1119.K, 1119.H und unabhängig vom Material des Kolbenrings 1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016 und/oder des Halterings 1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass ein Dichtsteg 1119, 1119.K, 1119.H derart ausgebildet ist, dass er sich ganz oder teilweise in die Profilbasis 1139.3 der Dichtmanschette eindrückt oder auf andere Weise in die Profilbasis 1139.3 der Dichtmanschette bzw. in deren Volumenbereich eindringen kann beim Fixieren der Profilbasis 1139.3 zwischen der Grundseite des Kolbenrings 1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016 und der Grundseite des Halterings 1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036. Ein Dichtsteg ist insofern mit einer angemessen angespitzten Eindringseite ausgebildet, also vorteilhaft einer ausgebildeten Stegkante zur Profilbasis der Dichtmanschette hin -beispielsweise am Besten in der Art eines Grats z. B der vorgenannten Scheitelgrate -Eine Härte des Materials, insbesondere des Kunststoffs, des Dichtsteges ist vorteilhaft größer als eine Härte des Materials, insbesondere des Kunststoffs, der Dichtmanschette bzw. deren Profilbasis.
11A zeigt ein Fahrzeug 400 mit einer Druckluftversorgungsanlage 200 der 1 in schematischer Form, wobei hier ebenfalls der Zylinder 1100 mit Kolben 1112 des Verdichters 1100 schematisch gezeigt ist. Analog wie in Bezug auf 2A und 2B beschrieben, weist der Verdichter 1100 auf:

- einen ersten Verdichtungsraum 104, einen zweiten Verdichtungsraum 106, einen Luftzufuhranschluss 120 und einen Druckluftauslass 124,
- einen Kolben 1112 mit einer ersten druckbeaufschlagbaren Stirnseite 113 welche zum ersten Verdichtungsraum 104 gerichtet ist und einer, der ersten Stirnseite 113 gegenüberliegenden, zweiten druckbeaufschlagbaren Stirnseite 115, welche zum zweiten Verdichtungsraum 106 gerichtet ist, wobei der erste Verdichtungsraum 104 von der ersten Stirnseite 113 begrenzt ist und der zweite Verdichtungsraum 106 von der zweiten Stirnseite 115 des Kolbens 1112 begrenzt ist, und
- der Kolben 1112 über ein Pleuel 128 an einen Antrieb 102 angebunden ist, wobei
- der erste Verdichtungsraum 104 und der zweite Verdichtungsraum 106 über eine Verbindungsleitung 122 miteinander verbunden sind, wobei das Pleuel 128, insbesondere starr, insbesondere starr und gelenkfrei, an einer Kolbenseite 128.1 mit dem Kolben 1112 verbunden ist und an einer Antriebsseite 128.2 mit einem rotierenden Teil 131 des Antriebs 102 drehbeweglich verbunden ist, und
- die erste Stirnseite 113 eine Vollseite 114 ist und die zweite Stirnseite 115 eine Stufenseite 116 ist, wobei der Kolben 112 auf der Stufenseite 116 mindestens eine Dichtung 1138 trägt, welche den ersten Verdichtungsraum 104 und/oder den zweiten Verdichtungsraum 106 abdichtet, wobei
- die Dichtung 1138 mittels eines profilierten ringförmigen Dichtungskörpers 1139 mit einer umfänglich verlaufenden ersten Ringlippe an einer Außenseite 1138.1 der Dichtung und einer umfänglich verlaufenden zweiten Ringlippe an einer Innenseite 1138.2 der Dichtung gebildet ist.

Die Dichtung 1138 ist gemäß dem Konzept der Erfindung Teil einer Dichtanordnung 1001, 1002, 1003, 1004 bei der vorgesehen ist, dass

- der ringförmige Dichtungskörper 1139 als eine Dichtmanschette 1021, 1022, 1023, 1024 mit einem im Umfangsquerschnitt offenen Profil 1020 mit einer Profilbasis gebildet ist, dessen Profilwandung mittels der ersten Ringlippe 1139.1 und der zweiten Ringlippe 1139.2 gebildet ist, wobei
- die Dichtmanschette 1021, 1022, 1023, 1024 mit seiner Profilbasis zwischen einem stufenseitigen Kolbenring 1011, 1012, 1013 und einem verdichtungsraumseitigen Haltering 1031, 1032, 1033 druckdicht an der Stufenseite 116 gehalten ist.

Wie ebenfalls in Bezug auf 2A und 2B beschrieben, ist im Rahmen der bevorzugten Ausführungsform auch bei dem Verdichter 1100 das Pleuel 128 einstückig mit dem Kolben 1112 und gegenüber dem Kolben 1112 gelenkfrei ausgebildet ist. Bei dem Verdichter 1100 ist vorliegend der erste Verdichtungsraum 104 zylindrisch oder zylindrisch mit kuppelförmigem Abschnitt 164 und/oder der zweite Verdichtungsraum 106 ist ringförmig zylindrisch ausgebildet. Auch wenn bei der vorliegend beschriebenen Ausführungsform mit einer Verbindungsleitung 122 für eine Reihenschaltung des ersten Verdichtungsraums 104 und des zweiten Verdichtungsraums 106 -allgemein im Sinne einer Reihenschaltung zweier Verdichterstufen eines insofern mehrstufigen Verdichter- - gesorgt ist, ist gleichwohl zu verstehen, dass das Konzept der Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Alternativ kann in einer anderen Ausführungsform das Konzept der Erfindung auch bei einem mehrstufigen Verdichter realisiert sein, dessen zwei oder mehr Verdichterstufen im Sinne einer Parallelschaltung realisiert sind -allgemein also im Sinne einer Parallelschaltung zweier Verdichterstufen eines insofern mehr Zylinder-Verdichters--.
Im Detail ist ein Fahrzeug 400 mit einem Pneumatiksystem 500 in 11B gezeigt, das im Rahmen eines ECAS-Systems (Electronically Controlled Air Suspension) für eine Niveauregelung des luftgefederten Fahrzeugs 400 mit einer ECU und Luftfedern 210 an Auflagern 410 realisiert ist.
Die Elektronikleitungen zur ECU und die Pneumatikleitungen zu den Luftfedern 210 und der Druckluftversorgungsanlage 200 sind ebenfalls dargestellt; dazu gehören entsprechende Druckfedern 300 an den Radaufhängungen und die vorgenannte Druckluftversorgungsanlage 200, die hier mit Motorverdichter und Lufttrockner 222 im Detail als Explosionszeichnung perspektivisch gezeigt ist.
Eine Druckluftversorgungsanlage 200 wird im Rahmen des Fahrzeugs 400 betrieben mit den Schritten:

- Verdichten von Luft aus einen Kurbelgehäuseinnenraum 160

- weiteres Verdichten der im ersten Verdichtungsraum 104 des auf

- Zuführen der im zweiten Verdichtungsraum 106 auf ein Hochdruckniveau verdichteten Druckluft aus dem Druckluftauslass 124 über eine Pneumatikhauptleitung 30 zu einem Druckluftanschluss 2 einer Galerie 220, insbesondere über einen Lufttrockner 222.

Bezugszeichenliste

1: Gesamtdruckluftzuführung
2: Druckluftanschluss, erster Druckluftanschluss
2': Zweiter Druckluftanschluss
3: Entlüftungsanschluss
10: Druckluftzuführung
30: Pneumatikhauptleitung
31: Erstes Trennventil
32: Rückschlagventil
33: Bypassleitung
34: Drossel
35: Entlüftungsleitung
36: Weiteres Trennventil
37: Pneumatikleitung
38: Noch weiteres Trennventil
39: Weiteres Rückschlagventil
40: Weitere Pneumatikleitung
41: Zweites Trennventil
51: Ansaugleitung
52: Filter
102: Antrieb, Antriebswelle
104: Erster Verdichtungsraum, erste Verdichtungskammer
106: Zweiter Verdichtungsraum, zweite Verdichtungskammer
109: Stegwandinnenseite
110: Zylinderinnensteg
111: Stegwand
113: Erste Stirnseite des Kolbens
114: Vollseite
115: Zweite Stirnseite des Kolbens
116: Stufenseite
1118: Zylinder
119: Zylinderinnenwand
119.1: Wandaußenseite der Zylinderinnenwand
119.2: Wandinnenseite der Zylinderinnenwand
120: Luftzufuhranschluss
122: Verbindungsleitung
124: Druckluftauslass
126: Aufladeanschluss
128: Pleuel
128.1: Kolbenseite des Pleuels
128.2: Antriebsseite des Pleuels
130: Rückschlagventil
131: Rotierender Teil des Antriebs
132: Exzentrisch angeordneter Wellenabschnitt, Exzenter
138, 1138: Dichtung
138.1, 1138.1: Außenseite der Dichtung
138.2, 1138.2: Innenseite der Dichtung
139, 139a, 139b, 1139: Dichtungskörper
139.1 a, 139.1 b, 1139.1: Erste Ringlippe
139.2a, 139.2b, 1139.2: Zweite Ringlippe
142: Luftzufuhrventilklappe
144: Verbindungsventilklappe
146: Aufladeventilklappe
150: Antriebswellenlager
152: Pleuellager
154: Verdichtergehäuse
156: Pleuelaufnahmeabschnitt
158: Gegengewichtsabschnitt
160: Kurbelgehäuseinnenraum
162: Drehbewegliche Verbindung
164: Kuppelabschnitt des Zylinders
166: Kolbenschraube
200: Druckluftversorgungsanlage
210: Luftfeder
211: Luftbalg, Balg
212: Luftfederventil 1
220: Galerie, Galerieleitung
221: Federzweigleitung
222: Lufttrockner
224: Druckmittelvorratsbehälter, Speicher
230: Spannungs-Druck-Sensor
A: Kolbenachse
AD1: Erste Abdichtung
AD2: Zweite Abdichtung
AD3: Dritte Abdichtung
B: Belüftungsrichtung
D: Senkrecht zur Hubrichtung existierender Anteil des Versatzes
E: Entlüftungsrichtung
E': Weitere Entlüftungsrichtung
F: Federkraft des Rückschlagventils
H: Auslenkung, Auslenkung des Kolbens in Hubrichtung
KH: Kolbenhauptdurchmesser
KN: Kolbennebendurchmesser
M: Motor
P1: Erster Druck, Druck im ersten Verdichtungsraum
P2: Zweiter Druck, Druck im zweiten Verdichtungsraum
PA: Außendruck, Druck im Kurbelgehäuseinnenraum
RA: Axiale Richtung
RR: Radiale Richtung
S1: Rotationsachse des Antriebs, Punkt S1
S2: Rotationsachse der drehbeweglichen Verbindung zwischen Pleuel und exzentrisch angeordnetem Wellenabschnitt, Punkt
U: Umgebung
300: Pneumatisches System
400: Fahrzeug
410: Auflager
500: Pneumatikanlage
1001, 1002, 1003, 1004: Dichtanordnung
1010: Dichtseite
1011, 1012, 1013,1014, 1015, 1016: Kolbenring
1100: Verdichter
1112: Kolben, beidseitig druckbeaufschlagbarer Kolben
1112.1: Außenquerschnitt, Außenseite des Kolbens
1112. 2: Innenquerschnitt, Innenseite des Kolbens
1113: Anzahl von Fixierelementen, Klemmzähnen, Klemmschrauben
1114: Aufnahme
1114.A, 1114.1: Flanken
1116: Durchgriffsöffnung der Dichtmanschette
1117: Umbördelung
1117.A, 1117.1: Seiten
1117.R: Rand
1117.H: Hinterschneidung
1118: Zylinder
1119, 1119.A 1119.1: Dichtsteg, radial innen außen und innen verlaufender Dichtsteg
1020: offenes Profil der Dichtmanschette
1021, 1022, 1023,1024, 1025, 1026: Dichtmanschette
1030: Halteseite
1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036: Haltering
1100: Verdichter
1138: Dichtung der Dichtanordnung
1138.1: Außenseite der Dichtung,
1138.2: Innenseite der Dichtung,
1139: ringförmiger Dichtungskörper
1139.1: erste Ringlippe des Dichtungskörpers
1139.2: zweite Ringlippe des Dichtungskörpers
1139A, 1139I: Dichtungskörperteile
DL: Druckluft
K: Kompressor
KS: Kunststoff
KVB: Klebeverbindung
R: radiale Richtung
USVB: Ultraschallschweißverbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012019618 A1 [0003]
DE 102011121750 A1 [0004]
DE 102013101110 A1 [0006]
DE 102010054710 A1 [0010]
DE 102012223114 A1 [0011]
WO 2018/197182 A2 [0013, 0014, 0024, 0026, 0027, 0028, 0077, 0122, 0125]

Claims

Kolben (1112) für einen Verdichter (1100), wobei der Kolben (1112) aufweist: - eine erste druckbeaufschlagbare Stirnseite (113), welche vorgesehen ist, in dem Betrieb zu einem ersten Verdichtungsraum (104) des Verdichters (1100) gerichtet zu sein, und eine der ersten Stirnseite (113) gegenüberliegende, druckbeaufschlagbare zweite Stirnseite (115), welche vorgesehen ist, in dem Betrieb zu einem zweiten Verdichtungsraum (106) des Verdichters (1100) gerichtet zu sein, wobei der erste Verdichtungsraum (104) und der zweite Verdichtungsraum (106) über eine druckbeaufschlagbare Verbindungsleitung (122) miteinander verbunden sind, und - die erste Stirnseite (113) als eine vollflächige Vollseite (114) gebildet ist und die zweite Stirnseite (115) als eine ringflächige Stufenseite (116) gebildet ist, wobei der Kolben (1112) auf der zweiten Stirnseite (115) eine Dichtanordnung (1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006) mindestens eine Dichtung (1138) trägt, welche den ersten Verdichtungsraum (104) gegen den zweiten Verdichtungsraum (106) abdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass - ein ringförmiger Dichtungskörper (1139) als eine Dichtmanschette (1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) der Dichtanordnung (1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006) mit einer Profilbasis druckdicht an der Stufenseite (116) gehalten ist, nämlich zwischen einem stufenseitigen, an der zweiten Stirnseite (115) angeordneten Kolbenring (1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016) und einem verdichtungsraumseitigen Haltering (1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036).
Kolben (1112) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (1138) mittels eines profilierten ringförmigen Dichtungskörpers (1139) mit einer umfänglich verlaufenden abdichtenden ersten Ringlippe an einer Außenseite (1138.1) der Dichtung und einer umfänglich verlaufenden abdichtenden zweiten Ringlippe an einer Innenseite (1138.2) der Dichtung gebildet ist.
Kolben (1112) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (1021, 1022, 1023, 1024,1025, 1026) mit einem im Umfangsquerschnitt offenen Profil (1020) mit der Profilbasis gebildet ist, dessen Profilwandung mittels einer ersten Ringlippe (1139.1) und einer zweiten Ringlippe (1139.2) gebildet ist.
Kolben (1112) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die im Umfangsquerschnitt profilierte Dichtmanschette (1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) mit einem in dem Umfang im Wesentlichen U-förmigen freien Querschnitt gebildet ist unter Ausbildung einer offenen Ringnut, deren Nutwandung mittels der ersten Ringlippe (1139.1) und der zweiten Ringlippe (1139.2) gebildet ist.
Kolben (1112) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036) im offenen Profil (1020) der Dichtmanschette (1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) einliegt und am Kolbenring gehalten ist, insbesondere die Profilbasis der Dichtmanschette (1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) zwischen Haltering (1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036) und Kolbenring (1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016) eingeklemmt ist.
Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) in der Profilbasis eine Durchgriffsöffnung oder eine Mehrzahl beabstandeter Durchgriffsöffnung aufweist, und der Haltering (1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036) mittels eines oder mehrerer Fixierelemente mit dem Kolbenring (1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016) verbunden ist, wobei das oder die Fixierelemente durch die Durchgriffsöffnung der Dichtmanschette (1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) greifen.
Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) in der Profilbasis eine Anzahl von Durchgriffsöffnungen (1116) aufweist, welche mit der Anzahl von Fixierelementen übereinstimmt, wobei jeweils ein Fixierelement (1113) durch eine Durchgriffsöffnung greift.
Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) einstückig gebildet ist.
Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) die Profilbasis zwischen einer ersten Ringlippe (1139.1) und einer zweiten Ringlippe (1139.2) aufweist und wenigstens eine Durchgriffsöffnung (1116) in der Profilbasis gebildet ist.
Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (1024) mehrstückig gebildet ist.
Kolben (1112) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (1024) die Profilbasis zwischen einem separaten Teil mit einer ersten Ringlippe (1139.1) und einem separaten Teil mit einer zweiten Ringlippe (1139.2) ausbildet unter Belassen eines Spaltes zur Bildung einer Durchgriffsöffnung in der Profilbasis.
Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Kolbenring (1011, 1012, 1013) eine Anzahl Fixierelemente aufweist und der Haltering (1031, 1032, 1033) eine Anzahl Fixiernuten (114) aufweist, zum Realisieren einer Verbindung (117) zwischen dem Kolbenring (1011, 1012, 1013, 1014) und dem Haltering (1031, 1032, 1033), und/oder - der Haltering (1034, 1035, 1036) eine Anzahl Fixierelemente aufweist und der Kolbenring (1014, 1015, 1016) eine Anzahl Fixiernuten od. dgl Aufnahme aufweist, zum Realisieren einer Verbindung (117) zwischen dem Kolbenring (1014, 1015, 1016) und dem Haltering (1034, 1035, 1036).
Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fixierelement (1113) als eine Klemmschraube gebildet ist, wobei die Klemmschraube in ein Schraubloch eingeschraubt ist.
Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fixierelement als ein Klemmzahn (1113) gebildet ist, der an einem Klemmanschlag oder in einer Klemmpassung gehalten ist.
Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klemmzahn (1113) in einer Klemmnut eingeklemmt oder mittels einer Presspassung fixiert ist.
Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klemmzahn (1113) eine Klemmnut durchgreift und mittels einer Clinch- oder Nietverbindung fixiert ist.
Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring (1011, 1012, 1013) angeordnet ist indem dieser an der zweiten Stirnseite (115) befestigten oder mit dieser einstückig gebildeten ist, insbesondere einstückig mit der Stufenseite (116) geformt oder separat gebildet ist und mit der Stufenseite (116) verbunden ist.
Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kolbenring (1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016) und/oder an dem Haltering (1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036) wenigstens ein Dichtsteg (1119) gebildet ist, insbesondere eine Anzahl von einem oder mehreren, vorzugsweise umlaufenden Dichtstegen (1119) an dem Kolbenring (1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016) und/oder an dem Haltering (1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036) gebildet sind, insbesondere wobei - ein Dichtsteg (1119.H) am Haltering ein radial innenliegender Dichtsteg (1119.I) ist, der näher zur Durchgriffsöffnung (1116) hin versetzt ist als ein Dichtsteg (1119.K) am Kolbenring, der als ein radial außenliegender Dichtsteg (1119.A) im Vergleich weiter von der Durchgriffsöffnung (1116) weg versetzt ist, und/oder - ein Dichtsteg (1119.H) am Haltering ein radial außenliegender Dichtsteg (1119.A) ist, der weiter von der Durchgriffsöffnung (1116) weg versetzt ist als ein Dichtsteg (1119.K) am Kolbenring, der als ein radial innenliegender Dichtsteg (1119.I) im Vergleich näher zur Durchgriffsöffnung (1116) hin versetzt ist.
Kolben (1112) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring (1016) und der Haltering (1036) jeweils aus Kunststoff (KS) besteht, wobei der Kolbenring (1016) und der Haltering (1036) mittels einer Klebeverbindung (KVB) und/oder Ultraschallschweißverbindung (USVB) miteinander verbunden sind.
Kolben (1112) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bilden einer Verbindung zwischen dem Kolbenring (1016) und dem Dichtelement (115) ein Haltering (1036) mittels Verfüllen eines U-förmigen Ringraums (121) des Dichtelements (115) mit Kunststoff (KS) gebildet ist.
Verdichter (1100), insbesondere Kompressor, insbesondere für eine Druckluftzuführung (10) einer Druckluftversorgungsanlage (200), aufweisend einen Antrieb (102) und: - einen Zylinder (1118) mit einem ersten Verdichtungsraum (104), einem zweiten Verdichtungsraum (106), einen Luftzufuhranschluss (120) und einen Druckluftauslass (124), und - den Kolben (1112) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei der Kolben (1112) ausgebildet ist, bei einem Betrieb des Verdichters in dem Zylinder (1118) des Verdichters (1100) beweglich geführt zu werden und über ein Pleuel (128) an einen Antrieb (102) anbindbar ist, wobei das Pleuel (128) an einer Kolbenseite (128.1) mit dem Kolben (1112) verbindbar ist und an einer Antriebsseite (128.2) mit einem rotierenden Teil (131) des Antriebs (102) drehbeweglich verbindbar ist, insbesondere das Pleuel (128) einstückig mit dem Kolben (1112) und gegenüber dem Kolben (1112) gelenkfrei ausgebildet ist.
Verdichter (1100) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (122) für eine Reihenschaltung der beiden Verdichterstufen (mehrstufiger Verdichter) (122) oder alternativ auch parallel geschaltet (mehr Zylinder-Verdichter) ist.
Verdichter (1100) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Verdichtungsraum (104) von der ersten Stirnseite (113) des Kolbens (1112) begrenzt ist und der zweite Verdichtungsraum (106) von der zweiten Stirnseite (115) des Kolbens (1112) begrenzt ist, und/oder - der erste Verdichtungsraum (104) zylindrisch oder zylindrisch mit kuppelförmigem Abschnitt (164) und/oder der zweite Verdichtungsraum (106) ringförmig zylindrisch ausgebildet ist.
Druckluftversorgungsanlage (200), insbesondere zum Betreiben einer Pneumatikanlage (500), mit einem Verdichter (1100) nach einem der Ansprüche 21 bis 23, aufweisend: - eine Luftzufuhr und den daran über einen Luftzufuhranschluss (120) angeschlossenen Verdichter (1100), - eine über einen Druckluftauslass (124) pneumatisch an den Verdichter (1100) angeschlossene einen Lufttrockner (222) aufweisende Pneumatikhauptleitung (30) zu einem Druckluftanschluss (2) einer Galerie (220), - einen über einen Aufladeanschluss (126) pneumatisch an den Verdichter (1100) angeschlossenen Druckmittelvorratsbehälter (224).
Fahrzeug (400) mit einer Druckluftversorgungsanlage (200) nach Anspruch 24.
Verfahren zum Betreiben einer Druckluftversorgungsanlage (200) nach Anspruch 24 aufweisend die Schritte: - Verdichten von Luft aus einen Kurbelgehäuseinnenraum (160) und/oder der Umgebung (U) in einem ersten Verdichtungsraum (104) des Verdichters (1100) auf ein Niederdruckniveau, - weiteres Verdichten der im ersten Verdichtungsraum (104) des auf ein Niederdruckniveau verdichteten Druckluft in einem zweiten Verdichtungsraum (106) des Verdichters (1100) auf ein Hochdruckniveau, - Zuführen der im zweiten Verdichtungsraum (106) auf ein Hochdruckniveau verdichteten Druckluft aus dem Druckluftauslass (124) über eine Pneumatikhauptleitung (30) zu einem Druckluftanschluss (2) einer Galerie (220), insbesondere über einen Lufttrockner (222).