DE906866C - Piston compressor with two-stroke engine - Google Patents

Description

Kolbenkompressor mit Zweitaktmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen Motorkompressor zur 'Erzeugung von Druckluft, insbesondere für den Antrieb von Druckluftwerkzeugen. Sie behandelt insbesondere einen Kolbenkompressor mitZweitaktmotor nachPatent9oq.36i, bei dem gegenüberliegend zum Motorzylinder ein Tauchkolben angeordnet ist, der von der Motorkurbelwelle angetrieben wird *und sich entgegengesetzt zum Motorkolben nachdem Kurbelraum zu bzw. davon weg bewegt und auf .dessen äußerem Ende als Pumpenkolben ein weiterer Kolben in Scheibenform aufgesetzt ist, dessen Innenfläche beim Einwärtsgang gegen eine feste Wand arbeitet und als 'Spülpumpe zur Förderung der Spülluft für den Motorzylinder dient und dessen Außenfläche gegen den Zylinderdeckel des Pumpenzylinders arbeitet und als Kompressorkolben zur Erzeugung von Druckluft dient. Der Antrieb des Tauchkolbens erfolgt mittels eines Exzenters von der gemeinsamen Kurbelwelle aus. Der Hub des Pumpenkolbens ist wesentlich kleiner als der Hub des Motorkolbens, vorzugsweise annähernd halb so groß. Die Spülpumpenzylinderwand besitzt ringsum Saugschlitze für den Eintritt der Spülluft, die vom Spülpumpenkolben am Ende seines Saughubes nach außen aufgesteuert werden. Der Motorzylinder ist mit Umkehrspülung ausgebildet, bei der die Spülkanäle zu beiden Seiten neben den Auslaßkanälen liegen und durch Leitungen mit dem Spülpumpenzylinder verbunden sind. a können auch zwei oder mehr Motorzylinder in der Birnen Reihe und zwei oder mehr Kompressorzylinder in der anderen Reihe angeordnet sein.Two-stroke engine reciprocating compressor The invention relates to a motor compressor for the generation of compressed air, especially for the drive of pneumatic tools. In particular, it deals with a reciprocating compressor with a two-stroke engine According to Patent9oq.36i, in which a plunger is arranged opposite the engine cylinder that is driven by the engine crankshaft * and is opposite to the The engine piston is moved towards or away from the crankcase and on its exterior At the end of the pump piston, a further piston in the shape of a disk is placed, whose Inner surface when walking inwards against a solid wall and works as a 'flushing pump serves to promote the scavenging air for the motor cylinder and its outer surface against the cylinder cover of the pump cylinder works and as a compressor piston for generating of compressed air is used. The plunger is driven by an eccentric from the common crankshaft. The stroke of the pump piston is much smaller than the stroke of the engine piston, preferably approximately half as large. The irrigation pump cylinder wall has suction slots all around for the inlet of the scavenging air from the scavenging pump piston be controlled to the outside at the end of its suction stroke. The engine cylinder is with Reverse flushing is formed in which the flushing channels on both sides next to the outlet channels and are connected to the irrigation pump cylinder by lines. a can also two or more engine cylinders in the pear row and two or more compressor cylinders be arranged in the other row.

Die Erfindung zeigt eine besonders günstige Anordnung der Motorzylinder und der Pumpenzylinder für einen Motorkompressor mit zwei Motor- und zwei Pump,enzylin-dern und besteht darin, .daß die beiden Motorzylinder mit möglichst kleinem Zylinderabstand nebeneinander angeordnet werden, wobei die den Auslaßkanälen gegenüberliegenden Zylinderwandteile dicht nebeneinander zu liegen kommen, so :das die Auslaßkanäle des linken Motorzylinders nach dem linken Ende und die des rechten Motorzylinders nach dem rechten Ende der Zylinderreihe zu liegen. Die Pumpen-bzw. Kompressorzylinder liegen mit ihren Zylinderachsen außerhalb der Zylinderachsen der Motorzylinder, haben demnach einen größeren Zylinderabstand, .der durch ihre größeren Pumpenzyl-inderdurchmesser bedingt ist. Die Pumpenzylinderwändeder beiden nebeneinanderliegenden Pumpenzylinder liegen ebenfalls dicht beieinander oder können eine gemeinsame Zwischenwand haben.The invention shows a particularly favorable arrangement of the engine cylinders and the pump cylinder for a motor compressor with two motor and two pump cylinders and consists in .that the two engine cylinders with the smallest possible cylinder spacing be arranged side by side, the outlet channels opposite Cylinder wall parts come to lie close to one another, like this: the exhaust ducts of the left engine cylinder to the left end and that of the right engine cylinder to lie to the right end of the cylinder bank. The pump or. Compressor cylinder lie with their cylinder axes outside the cylinder axes of the engine cylinders, therefore have a larger cylinder distance, due to their larger pump cylinder diameter is conditional. The pump cylinder walls of the two adjacent pump cylinders are also close together or can have a common partition.

Die Kurbelzapfen für die beiden Motorzylinder liegen somit innerhalb der beiden Exzenterzapfen für :die bei-den Pumpenzylinder. Die Kurbelzapfen und die Exzenterzapfen sind je um i8o° versetzt. Die Pumpenzylinder können für einstufige oder zweistufigeKompressorwirkung ausgebildetwerden.The crank pins for the two engine cylinders are thus within of the two eccentric pins for: the two pump cylinders. The crank pins and the eccentric pins are each offset by 180 °. The pump cylinders can be used for single-stage or two-stage compressor action.

Der Ausgleich der Massenkräfte erster Ordnung ist vollständig, da die Massenkräfte entgegengesetzte Richtung haben und gleich groß sind. Die Kippmomente der hin und her gehenden Massen m1 der Motorzylinder mit dem Kurbelradius y1 und dem gegenseitigen Abstand a sind gleich groß und entgegengerichtet wie die Kippmomente der hin und her gehenden Massen nag der Pumpenzylinder mit dem Exzenterradius r2 und dem gegenseitigen Abstand b und sind daher ebenfalls voll ausgeglichen.. Es ist also m1 r1 a = m2 r2 b. The balance of the first-order inertial forces is complete, since the inertial forces have opposite directions and are of the same magnitude. The tilting moments of the reciprocating masses m1 of the motor cylinder with the crank radius y1 and the mutual distance a are the same size and opposite to the tilting moments of the reciprocating masses nag of the pump cylinder with the eccentric radius r2 and the mutual distance b and are therefore also fully balanced .. So it is m1 r1 a = m2 r2 b.

Auch die Kräfte zweiter Ordnung der hin und her gehenden Massen sind zum größten Teil und die Kippmomente zweiter Ordnung ganz ausgeglichen, da sie gleich groß sind und einander entgegengesetzten Drehsinn haben.Also the second order forces of the masses going back and forth are for the most part and the second-order tilting moments are completely balanced because they are equal are tall and have opposite directions of rotation.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Abbildungen gezeigt und beschrieben. Es zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch die beiden MotorzyIindcr und die beiden Pumpenzylinder mit äußeren Totpunktstellurngen der beiden linken und inneren Totpunktstellungen der beiden rechten Kolben; die Motor- und Kompressorzylinder links und rechts sind einander spiegelbildlich gleich angeordnet; Abb.2 einen OOuerschnitt durch die beiden Motorzylinder in Höhe der' Spül- und Auslaßkanäle. In den Abb. i und 2 ist i der Motorzylinder, 2 der Motorkolben, 3 die Pleuelstange und 4 der Motorkurbelzapfendes linken Motorzylinders. 5 ist der dem Motorzylinder i gegenüberliegende linke Pumpenzylinder mit Pumpenkolben 6 in Scheibenform. Die Innenseite des Pumpenkolbens 6 arbeitet als Spülpumpenkolben für den Motorzylinder i, die Außenseite als Kompressorkolben zur Erzeugung von Druckluft. Der Scheibenkolben 6 ist an dem Führungskolben 7 befestigt. Der Führungskolben 7 läuft im Führungszylinder 8 und ist nach dem Kurbelraum zu offen. 1n dem Tauchkolben 7 greift die Exzenterstange 9 an, die von dem Exzenterzapfen io .der Kurbelwelle i i. bewegt wird. i2 ,ist ,d,as Schwungrad des Motorkompressors und 13 am anderen Ende ider Kurbelwelle eine doppelte Kraftstoffeinspritzpumpe für die beiden Motorzylinder. Spiegelbildlich zum linken Motorzylinder und linken Pumpenzylinder sind auf der rechten Seite ebenfalls ein Motorzylinder uni ein Pumpenzylinder angeordnet.,Die Kurbelversetzung zwischen linker und rechter Hälfte ist i8Q°'. a ist der Abstand der beiden Motorzylinderachsen. b ist der Abstand der beiden Pumpenzylinderachsen. c ist :das Maß,, um das die Pumpenzylinderach.sen gegenüber den Motorzylinderachsen nach außen seitlich versetzt sind. 14 ist ein Speicherraum zwischen Spülpumpenkolben und Kurbelgehäuse. 15 isst eine gemeinsame Zwischenwand der beiden Pumpenzylinder und 16 der gemeinsame Zylinderkopf der beiden Kompressorzylinder. 17 und 18 sind die Spülkanäle zu beiden 'Seiten der Auslaßkanäle 19. 30 in Abb. 2 sind die den Auslaßkanälen i9 gegenüberliegenden Teile der Motorzylinderwände, die einander benachbart sind. Die Motorzylinder können auch um einen bestimmten Winkel um ihre Zylinderachse gedreht angeordnet sein, so daß :die Auslaßkanäle als Krümmer nach den Enden der einen Längsseite der Zylinderreihe ausmünden.In the following the invention is shown and described with reference to figures. It shows Fig. I a longitudinal section through the two motor cylinders and the two pump cylinders with outer dead center positions of the two left and inner dead center positions of the two right pistons; the left and right motor and compressor cylinders are mirror images of each other; Fig.2 shows a cross-section through the two engine cylinders at the level of the flushing and exhaust ducts. In Figures i and 2, i is the engine cylinder, 2 is the engine piston, 3 is the connecting rod, and 4 is the engine crank pin of the left engine cylinder. 5 is the left pump cylinder opposite the motor cylinder i, with pump piston 6 in the form of a disk. The inside of the pump piston 6 works as a flushing pump piston for the motor cylinder i, the outside as a compressor piston for generating compressed air. The disk piston 6 is attached to the guide piston 7. The guide piston 7 runs in the guide cylinder 8 and is open to the crankcase. 1n the plunger 7 engages the eccentric rod 9, which from the eccentric pin io .der crankshaft i i. is moved. i2, is the flywheel of the engine compressor and 13 at the other end of the crankshaft is a double fuel injection pump for the two engine cylinders. A motor cylinder and a pump cylinder are also arranged on the right-hand side, mirroring the left motor cylinder and left pump cylinder. 'The crank offset between the left and right halves is i8Q °'. a is the distance between the two engine cylinder axes. b is the distance between the two pump cylinder axes. c is: the amount by which the pump cylinder axes are laterally offset to the outside in relation to the motor cylinder axes. 14 is a storage space between the flushing pump piston and the crankcase. 15 eats a common partition between the two pump cylinders and 16 the common cylinder head of the two compressor cylinders. 17 and 18 are the scavenging ducts on either side of the exhaust ducts 19. 30 in Fig. 2 are the parts of the engine cylinder walls opposite the exhaust ducts 19, which are adjacent to one another. The engine cylinders can also be arranged rotated by a certain angle about their cylinder axis, so that: the exhaust ducts open out as a bend towards the ends of one longitudinal side of the cylinder bank.

2o ist e-in Saugventil und 2i ein Druckventil jedes Pumpenzylinders. 22 sind über den ganzen Umfang der Spülpumpenzylind'erwand angeordnete Saugschlitze für den Einlaß der Spülluft in ,denSpülpumpen.zylinderraum bei äußererTotpunktstellung des Spülpumpenkolbens. 23 ist die Saugleitung jedes Kompres-sorzylinders und 24 die gemeinsame Druckleitung der beiden Kompressorzylinder. 25 sind die beiden Nocken für die Einspritzpumpe 13, und 26 ist der mittlere Grundlagerzapfen der Kurbelwelle. z7 ist ein Spalt zwischen der Pumpenzylinderwand und :der zylindrischen Umfangswand des Pumpenkolbens, der zur Vermeidung von Überbestimmung angeordnet ist. Die Dichtung des Spülpumpen- bzw. Kompressorkolbens übernehmen die Dichtungsringe 28 bzw. 29. Dadurch ist die Reibung des Pumpenkolbens verringert undi die Schmierung :des Pumpenzylinders kann knapp gehalten werden, was die Förderung ölfreier Druckluft erleichtert.2o is the e-in suction valve and 2i is a pressure valve of each pump cylinder. 22 are suction slots arranged over the entire circumference of the flushing pump cylinder wall for the inlet of the rinsing air into the rinsing pump cylinder chamber at the outer dead center position of the flushing pump piston. 23 is the suction line of each compressor cylinder and 24 the common pressure line of the two compressor cylinders. 25 are the two cams for the injection pump 13, and 26 is the central main bearing journal of the crankshaft. z7 is a gap between the pump cylinder wall and: the cylindrical peripheral wall of the pump piston, which is arranged to avoid overdetermination. The seal of the flushing pump or compressor piston are taken over by the sealing rings 28 and 29, respectively. This reduces the friction of the pump piston and the lubrication of the pump cylinder can be kept short, which facilitates the delivery of oil-free compressed air.

Jeder Motorkolben gibt beim Verbrennungshub nach innen die von den Verbrennungsgasen aufgenommene Arbeitsleistung über den Mittelzapfen 26 der Kurbelwelle an den Kompressorkolben der anderen Motorkompres:sorhälfte ab, dessen Förderhub gleichzeitig stattfindet. Somit ist keine große Energiespeicherung des Schwungrades benötigt, und es kann .ein verhältnismäßig leichtes Schwungrad gewählt werden.Each engine piston gives inward on the combustion stroke from the Combustion gases absorbed work power via the center pin 26 of the crankshaft to the compressor piston of the other motor compressor half, its delivery stroke takes place simultaneously. Thus, the flywheel does not have a large amount of energy to store required, and it can be chosen. A relatively light flywheel.

Die Exzenterzapfen io der Kurbelwelle wirken als Gegengewichte ' zum Ausgleich der rotierenden Massen der Kurbelwelle und der Pleuelstangen.The eccentric pins io of the crankshaft act as counterweights' for Balancing the rotating Masses of the crankshaft and the connecting rods.

Die gleichen Bauteile der Motorzylinder und der Kompressorzylinderkönnen dabei für Motorkompressoren mit einem oder zwei Zylindern -Verwendung finden.The same components as the engine cylinders and the compressor cylinders may be used used for motor compressors with one or two cylinders.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE: i. Kolbenkompressor mit Zweitaktmotor, bei dem nach Patent go.I 361 gegenüberliegend zum Motorzylinder ein Tauchkolben angeordnet ist, der von der Motorkurbelwelle angetrieben wird und sich entgegengesetzt zum Motorkolben nach dem Kurbelraum zu bzw. davon weg bewegt und auf dessen äußerem Ende als Pumpenkolben ein weitererKolben in Scheibenform aufgesetzt ist, dessen Innenfläche als Spülpumpenkolben und dessen Außenfläche als Kompressorkolbendient, mit zwei Motorzylindern in der einen Reihe und mit zwei Kompressorzylindern in .der anderen Reihe, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyl:inderachs,en der beiden Motorzylinder einen kleineren gegenseitigen Abstand haben als die Zylinderachsen (der beiden Kompressorzylinder und in Längsrichtung der Kurbelwelle innerhalb der Zylinderachsen der Kompressorzylinder angeordnet sind. PATENT CLAIMS: i. Piston compressor with two-stroke engine, in which after Patent go.I 361 a plunger is arranged opposite the engine cylinder, which is driven by the engine crankshaft and is opposite to the engine piston moved towards or away from the crankcase and on its outer end as a pump piston a further piston in the form of a disk is attached, the inner surface of which acts as a flushing pump piston and the outer surface of which serves as a compressor piston, with two engine cylinders in the one row and with two compressor cylinders in the other row, characterized that the Zyl: inderachs, en of the two engine cylinders a smaller mutual The distance between the cylinder axes (of the two compressor cylinders and in the longitudinal direction of the crankshaft are arranged within the cylinder axes of the compressor cylinders. 2. Kolbenkompressor mit Zweitaktmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet. daß der linke Motorzylinder und gegenüberliegender Kompressorzylinder spiegelbildlich gleich zum rechten Motorzylinder und gegenüberliegendemKompressorzylinder angeordnet sind. 2. Piston compressor with two-stroke engine according to claim i, characterized. that the left engine cylinder and the opposite compressor cylinder are a mirror image arranged equal to the right engine cylinder and the opposite compressor cylinder are. 3. Kolbenkompressor mit Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, -das die Motorzylinder mit Umkehrspülung ausgebildet sind, wobei die Spülkanäle auf beiden Seiten neben den Aarslaßkanälen liegen und auf die den A.ußlaßkanäl'en gegenüberliegende Zylinderwand gerichtet sind, daß die den Auslaßkanäle.n gegenüberliegenden Zylinderwandteile der beiden Motorzylinder dicht nebeneinanderliegen und die Auslaßkanäle nach Öen Enden der Zylinderreihe zu Biegen. q.. 3. Piston compressor with two-stroke engine according to claims i and 2, thereby characterized, -that the engine cylinders are designed with reverse scavenging, wherein the rinsing channels are on both sides next to the Aarslaßkanäle and on the A.ußlaßkanäl'en opposite cylinder wall are directed that the Auslaßkanälen.n opposite cylinder wall parts of the two engine cylinders are close to one another and to bend the exhaust ports towards the ends of the cylinder bank. q .. Kolbenkompressor mit Zweitaktmotor nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressorzylinderwände ebenfalls eng nebeneinanderliegen oder eine gemeinsame Zwischenwand bilden. Reciprocating compressor with a two-stroke engine according to claims i to 3, characterized in that the compressor cylinder walls also lie close to each other or form a common partition. Kolbenkompressor mit Zweitaktmotor nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis q, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippmomente erster Ordnung der hin und her gehenden Massen ml der Motorzylinder mit dem Kurbelradius ri und dem gegenseitigen Zylinderabstand a gleich groß sind wie die Kippmomente der hin und her gehenden Massen m2 der Kompressorzylinder mit dem Exzenterradius r2 und -dem gegenseitigen Zylinderabstand b, daß also mlrla = m2rzb ist, und daß dabei die Kurbelzapfen um i8ö" versetzt sind. Piston compressor with two-stroke engine according to one or more of claims i to q, characterized in that the tilting moments of the first order of the reciprocating masses ml of the motor cylinders with the crank radius ri and the mutual cylinder spacing a are the same as the tilting moments of the reciprocating Mass m2 of the compressor cylinder with the eccentric radius r2 and the mutual cylinder distance b, so that mlrla = m2rzb, and that the crank pins are offset by i8ö ". 6. Kolbenkompressor mit Zweitaktmotor nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des Kompressorkolbens nur durch den Tauchkolben erfolgt, daß die zylindrische Umfangswand des Kompressorkolbens gegenüber der Bohrung des Kompressorzylinders einen Spalt aufweist und daß die Abdichtung zwischen Kolben und Kompressorzylinderwand ,durch aus dem Kolben vorstehende Dichtringe erfolgt.6. Piston compressor with two-stroke engine according to one or more of claims i to 5, characterized in that that the compressor piston is guided only by the plunger, that the cylindrical peripheral wall of the compressor piston opposite the bore of the compressor cylinder has a gap and that the seal between the piston and the compressor cylinder wall by sealing rings protruding from the piston.