DE4015637A1 - Kompressor - Google Patents
KompressorInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
- F04B39/04—Measures to avoid lubricant contaminating the pumped fluid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressor (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kompressor mit
mindestens einem Kolben und einem Zylinder, in dem der Kolben
zum Verdichten von Luft oder anderen Gasen beweglich geführt
ist, sowie einer zugeordneten Ventilanordnung, die einerseits
während des Kompressionshubes eine Verbindung des vom Kolben
begrenzten Zylinderraums mit einem Druckluft- bzw. Druckgas-
Speicher oder -Verbraucher und während des Saughubes vor
zugsweise eine Verbindung desselben Zylinderraums mit einer
Quelle zu verdichtender Luft o. dgl. freigibt.
Bei bekannten Kompressoren werden seit Jahrzehnten
große Anstrengungen unternommen, einen besonders hohen Ab
dichtungsrad zwischen Kolben und Zylinder zu erzielen. Es ist
deshalb üblich, den Kolben mit Kolbenringen auszustatten, die
präzise an der Zylinderwand gleiten. Zur Verminderung der
Reibung zwischen den Kolbenringen und der Zylinderwand bedarf
es einer laufenden einwandfreien Schmierölzufuhr. Bei Ausfall
der Schmierung besteht nämlich die Gefahr eines plötzlichen
Festfressens des Kolbens im Zylinder und damit einer Zerstö
rung des Kompressors.
Wegen der in vielfacher Hinsicht nachteiligen Ölschmie
rung wurde bereits vorgeschlagen, den Kolben mit reibungsarm
an der Zylinderwand gleitenden Kolbenringen aus speziellen
Werkstoffen auszurüsten, die eine Schmierung mit Öl o. dgl.
entbehrlich machen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß so aus
gebildete Kompressoren insbesondere im Hinblick auf eine hohe
Kompressorleistung zu wünschen übriglassen.
Überraschenderweise wurde nun festgestellt, daß sowohl
auf den Einsatz von der Schmierung dienendem Öl als auch die
Verwendung von der Abdichtung dienenden Kolbenringen ver
zichtet und dennoch eine hohe Kompressorleistung erzielt
werden kann, wenn der Kolben in Bezug auf die Wandung des
Zylinders berührungslos geführt ist. Mit zunehmender Kolben
geschwindigkeit läßt sich nämlich der Druck der im Zy
linderraum komprimierten Luft od. dgl. erhöhen. Durch den
Spalt zwischen dem Kolben und der Zylinderwand kann zwar Luft
hindurchtreten. Da der Spalt jedoch sehr klein gehalten werden
kann, ist diese Luftmenge - bezogen auf die komprimierte
Luftmenge - außerordentlich gering. Sie führt andererseits in
vorteilhafter Weise die durch die Kompression entstehende und
den Kolben sowie den Zylinder aufheizende Wärme ab. Im
Vergleich zu herkömmlichen Kompressoren sind erfindungsgemäß
ausgebildete Kompressoren außerordentlich wartungsarm. Da
keine Reibung zwischen Kolben und Zylinderwand auftritt und
die bislang bei der Mehrzahl aller im Betrieb befindlichen
Kompressoren übliche Ölschmierung entfällt, enthält das beim
Kompressorbetrieb anfallende Kondensat auch keine Ölzusätze,
die es erforderlich machen, für eine sehr aufwendige kost
spielige Entsorgung dieses Wasser-Öl-Gemisches zu sorgen.
Insbesondere in der Lebensmittel- sowie in der pharma
zeutischen Industrie werden ferner auch die den Kom
pressorstufen bislang nachgeschalteten Ölabscheideeinrich
tungen entbehrlich.
Als insbesondere in fertigungstechnischer Hinsicht sehr
günstig hat es sich herausgestellt, wenn der Kolben mit min
destens einer sich parallel zur Zylinderachse erstreckenden,
reibungsarm gelagerten, mit einem Antriebsmotor gekoppelten
Führungsstange fest verbunden ist. Während bei den her
kömmlichen Kompressoren die Lage und Ausrichtung der Kolben in
Bezug auf die Zylinderwand durch ihre ggfs. geschmierten
Kolbenringe gewährleistet ist, so daß die Führung des kolben
seitigen Endes der den Kolben antreibenden Pleuelstange von
der Zylinderwand über den Kolben erfolgt, ist nunmehr diese
Führung unabhängig von der Zylinderwand ausschließlich durch
die Führungsstange sichergestellt.
Eine besonders leichtgängige reibungsarme Betriebsweise
des Kompressors nach der Erfindung wird dadurch erreicht, daß
die Führungsstange des Kolbens in axialem Abstand voneinander
und koaxial zum Zylinder angeordnete Linearkugellager enthal
tende Bohrungen in Lagerböcken durchsetzt.
Während bislang die Antriebsenergie vom Antriebsmotor
zum Kolben über eine am Kolben angelenkte und somit unmit
telbar mit letzterem verbundene Pleuelstange übertragen wird,
dient erfindungsgemäß die Führungsstange der mittelbaren En
ergieübertragung von der Pleuelstange zum Kolben. Quer zur
Bewegungsrichtung des Kolbens wirkende Kraftkomponenten der
Pleuelstange brauchen nicht wie bisher von den Kolbenringen
und der Zylinderwand aufgenommen zu werden. Diese Kräfte
werden vielmehr von den Linearkugellagern der Lagerböcke
abgefangen, die den Kolben von derartigen Kräften somit
vollständig entlasten.
Als im Hinblick auf eine leichte Vorbestimmung des
Kolbenhubs sehr zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die
Pleuelstange über eine die Hubwegendstellungen des Kolbens im
Zylinder definierende Klemmvorrichtung mit der Führungsstange
verbunden ist. Dabei ist es in baulicher Hinsicht sehr
günstig, wenn die Klemmvorrichtung einen die Führungsstange
umgreifenden Klemmblock umfaßt, der in zwei mittels einer
Spannschraube zusammenziehbare Schenkel ausläuft. Bei Wahl
einer geeigneten Ausgangsposition der Pleuelstange läßt sich
mit Hilfe dieser Vorrichtung der Kolben bei geöffneter Spann
schraube unter Mitnahme der Führungsstange bequem in die
gewünschte eine Endposition überführen, woraufhin diese
Position in Bezug auf die Pleuelstange durch anschließendes
Anziehen der Spannschraube dauerhaft fixierbar ist.
Die zum Einsatz gelangende Klemmvorrichtung könnte an
einer beliebigen Stelle der Führungsstange angreifen. Eine
besonders gedrungene kompakte Ausführung mit optimaler
Lastverteilung und Übertragung ergibt sich jedoch, wenn die
Klemmvorrichtung an demjenigen Abschnitt der Führungsstange
angreift, der sich zwischen den Lagerböcken erstreckt.
Baulich sehr einfach ist eine Ausführung, bei der die
Pleuelstange in eine Gabel ausläuft, deren beide Schenkel mit
Hilfe einer an der Führungsstange über die Klemmvorrichtung
angreifenden Triebstange miteinander und mit der Führungs
stange verbunden sind. Die beiden Enden der Triebstange laufen
zweckmäßigerweise in zylindrische Lagerzapfen aus, die in
Bohrungen der Schenkel der Pleuelstangengabel gelagert sind.
Dabei sind den Lagerzapfen in den Bohrungen angeordnete
Kugellager zugeordnet.
In sehr vorteilhafter Weise ist der Klemmblock im
mittleren Bereich der Triebstange einstückig mit letzterer
ausgeformt.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Er
findung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der
Zeichnung, auf die bezüglich der Offenbarung aller nicht im
Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird.
Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch den
Kompressor nach der Erfindung entsprechend der
Linie I-I der Fig. 2 und
Fig. 2 einen in Bezug auf die Darstellung der Fig. 1 um
90° versetzten Längsschnitt durch den Kompressor
entsprechend der Linie II-II der Fig. 1.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, umfaßt der Kom
pressor einen Kolben 1 und einen Zylinder 2, in dem der Kolben
zum Verdichten von Luft oder anderen Gasen beweglich geführt
ist. Im Bereich des Bodens 3 des Zylinders 2 ist letzterem in
bekannter Weise eine Ventilanordnung 4 mit zwei Teilventilen
zugeordnet, mit deren Hilfe während des Ansaughubes des
Kolbens 1 zu verdichtende Luft in den Zylinderraum 5 ein
gelassen wird, während beim anschließenden Kompressionshub die
verdichtete Luft der nächsten, nicht dargestellten Kompres
sorstufe bzw. einem die verdichtete Luft aufnehmenden Druck
luftspeicher in Form einer Flasche, einem Verbraucher od. dgl.
zugeführt wird. Selbstverständlich kann der Kompressor auch
zum Verdichten bestimmter Gase, die anstelle von Luft in den
Zylinderraum 5 eingeleitet werden, Anwendung finden. Lediglich
der Einfachheit halber ist in der nachfolgenden Beschreibung
jeweils nur der Begriff Luft gewählt.
Der Zeichnung ist entnehmbar, daß der Kolben 1 fest mit
einer Führungsstange 6 verbunden ist. Diese durchsetzt in
axialem Abstand voneinander und koaxial zum Zylinder 2
angeordnete Linearkugellager 7 und 8 enthaltende Bohrungen 9
und 10 in Lagerböcken 11 und 12. Mit Hilfe dieser Führungs
stange 6 sowie der sie genau in Bezug auf die Achse des
Zylinders 2 ausrichtenden Lagerbockbohrungen 9, 10 ist
sichergestellt, daß der Kolben 1, dessen Außendurchmesser et
was kleiner bemessen ist als der Innendurchmesser des
Zylinders 2, in Bezug auf die Wandung 13 des Zylinders 2
berührungslos geführt ist.
Um den Kolben 2 über die Führungsstange 6 anzutreiben,
ist eine Pleuelstange 14 vorgesehen, die mit einem nicht näher
veranschaulichten Antriebsmotor über eine Kurbelwelle od. dgl.
verbunden ist. Diese Pleuelstange 14 läuft in eine Gabel 15
aus, deren beiden Schenkel 16 und 17 miteinander und mit der
Führungsstange 6 über eine Triebstange 18 und eine mit dieser
integrierte Klemmvorrichtung 19 verbunden sind. Die Trieb
stange 18 umfaßt einen die Führungsstange 6 umgreifenden
Klemmblock 20. Dieser ist im mittleren Bereich der Triebstange
18 einstückig mit letzterer ausgeformt. Der Klemmblock 20
läuft in zwei mittels einer Spannschraube 21 zusammenziehbare
Schenkel 22 und 23 aus. Wie ersichtlich, greift die Klemm
vorrichtung 19 an demjenigen Abschnitt der Führungsstange 6
an, der sich zwischen den Lagerböcken 11, 12 erstreckt.
Die beiden Enden der Triebstange 18 laufen in zylindri
sche Lagerzapfen 24 und 25 aus, die in Bohrungen 26 und 27 der
Schenkel 16, 17 der Pleuelstange 14 gelagert sind. Zur Rei
bungsverminderung sind den Lagerzapfen 24, 25 in den Bohrungen
26, 27 angeordnete Kugellager 28 und 29 zugeordnet.
Claims (11)
1. Kompressor mit mindestens einem Kolben (1) und einem
Zylinder (2), in dem der Kolben zum Verdichten von Luft oder
anderen Gasen beweglich geführt ist, sowie einer zugeordneten
Ventilanordnung (4), die einerseits während des Kom
pressionshubes eine Verbindung des vom Kolben (1) begrenzten
Zylinderraums (5) mit einem Druckluft- bzw. Druckgas-Speicher
oder -Verbraucher und während des Saughubes vorzugsweise eine
Verbindung desselben Zylinderraums mit einer Quelle zu ver
dichtender Luft od. dgl. freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kolben (1) zur Vermeidung einer Schmierung mit Öl od. dgl.
in Bezug auf die Wandung des Zylinders (2) berührungslos
geführt ist.
2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (1) mit mindestens einer sich parallel zur Zy
linderachse erstreckenden, reibungsarm gelagerten, mit einem
Antriebsmotor gekoppelten Führungsstange (6) fest verbunden
ist.
3. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungsstange (6) des Kolbens (1) in axialem Abstand
voneinander und koaxial zum Zylinder (2) angeordnete
Linearkugellager (7, 8) enthaltende Bohrungen (9, 10) in
Lagerböcken (11, 12) durchsetzt.
4. Kompressor nach Anspruch 2, mit einer die Antriebs
energie vom Antriebsmotor zum Kolben (1) übertragenden Pleuel
stange (14), dadurch gekennzeichnet, daß die Pleuelstange (14)
über die Führungsstange (6) die Energie des Antriebsmotors auf
den Kolben (1) überträgt.
5. Kompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pleuelstange (14) über eine die Hubwegendstellungen
des Kolbens (1) im Zylinder (2) definierende Klemmvorrichtung
(19) mit der Führungsstange (6) verbunden ist.
6. Kompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Klemmvorrichtung (19) einen die Führungsstange (6)
umgreifenden Klemmblock (20) umfaßt, der in zwei mittels einer
Spannschraube (21) zusammenziehbare Schenkel (22, 23) aus
läuft.
7. Kompressor nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (19) an demjenigen
Abschnitt der Führungsstange (6) angreift, der sich zwischen
den Lagerböcken (11, 12) erstreckt.
8. Kompressor nach einem der Ansprüche 4 bis 6 sowie 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Pleuelstange (14) in eine
Gabel (15) ausläuft, deren beiden Schenkel (16, 17) mit Hilfe
einer an der Führungsstange (6) über die Klemmvorrichtung (19)
angreifenden Triebstange (18) miteinander und mit der Füh
rungsstange (6) verbunden sind.
9. Kompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Enden der Triebstange (18) in zylindrische
Lagerzapfen (24, 25) auslaufen, die in Bohrungen (26, 27) der
Schenkel (16, 17) der Pleuelstangengabel (15) gelagert sind.
10. Kompressor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß den Lagerzapfen (24, 25) in den Bohrungen (26, 27)
angeordnete Kugellager (28, 29) zugeordnet sind.
11. Kompressor nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Klemmblock (20) im mittleren Bereich
der Triebstange (18) einstückig mit letzterer ausgeformt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904015637 DE4015637A1 (de) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Kompressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904015637 DE4015637A1 (de) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Kompressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4015637A1 true DE4015637A1 (de) | 1991-11-21 |
Family
ID=6406480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904015637 Withdrawn DE4015637A1 (de) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | Kompressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4015637A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9856866B2 (en) | 2011-01-28 | 2018-01-02 | Wabtec Holding Corp. | Oil-free air compressor for rail vehicles |
-
1990
- 1990-05-15 DE DE19904015637 patent/DE4015637A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9856866B2 (en) | 2011-01-28 | 2018-01-02 | Wabtec Holding Corp. | Oil-free air compressor for rail vehicles |
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Legal Events
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---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |