EP0335362A1 - Compressor - Google Patents

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EP0335362A1
EP0335362A1 EP89105521A EP89105521A EP0335362A1 EP 0335362 A1 EP0335362 A1 EP 0335362A1 EP 89105521 A EP89105521 A EP 89105521A EP 89105521 A EP89105521 A EP 89105521A EP 0335362 A1 EP0335362 A1 EP 0335362A1
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EP
European Patent Office
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fan wheel
compressor according
balancing
crank pin
balancing mass
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EP89105521A
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German (de)
French (fr)
Other versions
EP0335362B1 (en
Inventor
Klaus Nitsche
Johann Zsiga
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Duerr Dental SE
Original Assignee
Duerr Dental SE
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Publication date
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Publication of EP0335362B1 publication Critical patent/EP0335362B1/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component 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
    • F04B39/06Cooling; Heating; Prevention of freezing
    • F04B39/066Cooling by ventilation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F05C2225/04PTFE [PolyTetraFluorEthylene]

Definitions

  • the invention relates to a compressor with a cylinder, with a piston running in the cylinder, with a drive motor working on a crankshaft and with a connecting rod for the articulated connection of a crank pin of the crankshaft to the piston and with a balancing mass.
  • the balancing mass consists of a section of the crankshaft which is balanced overall in a manner similar to the crankshafts of internal combustion engines. For small compressors where the manufacturing costs must not be high, the crankshaft is often not balanced.
  • the present invention is intended to create a compressor which is compact, inexpensive to manufacture and nevertheless has no imbalances.
  • the actual motor shaft can have complete rotational symmetry, ie it can be a standard motor shaft of an electric drive motor. Since the crank pin and the balancing mass are equally part of the fan wheel, this unit can be fully balanced before it is attached to the motor shaft, which can be done easily and inexpensively by turning off material on numerically controlled machine tools. This balanced unit also builds briefly.
  • crank pin is completely freely accessible from one side on the fan wheel, which has not yet been pushed onto the motor shaft. So you can slide on a bearing and the connecting rod of the piston unhindered, does not need split bearings.
  • the pre-assembled unit can be easily attached to the motor shaft.
  • a tandem compressor can be built using one and the same fan wheel with a molded crank pin, in which the second end of the motor shaft carries a second fan wheel / crank pin unit, which then drives the second piston of the compressor.
  • the balancing mass can have a particularly simple geometry, namely the cross-section that remains the same in the circumferential direction of a rib.
  • crank pins with different degrees of eccentricity For the production of compressors with different strokes, starting from a blank with an oversized pin section, by turning off material with different eccentricity, fan wheels with crank pins with different degrees of eccentricity can be produced.
  • the diameter of the crank pin itself is preferably always chosen to be the same size, so that using unchanged connecting rods and unchanged pistons only by modification the mechanical processing of the fan wheel blank can build compressors of different strokes.
  • a positioning groove provided in the peripheral surface of the fan wheel makes it easier to clamp the fan wheel blank in a processing machine to produce a crank pin opposite the balancing mass already provided in the fan wheel blank.
  • a larger balancing mass can also be accommodated within the predetermined clear contour of the fan wheel by thickening the blades of the fan wheel opposite the crank pin.
  • the further measure also serves to compensate for larger imbalances, in the half of the fan wheel lying on the same side as the crank pin, additionally to provide a circumferential balancing groove.
  • Figure 1 shows an axial section through an oil-free small compressor with a typical delivery rate of about 35 l / min at a working pressure of 7 bar.
  • a crankcase 10 carries an annular bearing seat 14, which receives a roller bearing 16, via star-shaped, inwardly projecting arms 12. The race of the latter sits on a section 18 of a motor shaft, generally designated 20. The latter is connected to a rotor 22 which cooperates with a stator 24.
  • the stator 24 engages in a motor bore 26 of the crankcase 10 and in a motor bore 28 of a housing end part 30 and is axially supported on the shoulders provided on these housing parts.
  • the housing end part 30 is clamped to the crankcase 10 via threaded bolts 32.
  • a second bearing seat 34 is formed on the housing end part 30 and receives a roller bearing 36 for the left end of the motor shaft 20.
  • the latter carries a fan wheel 38 in the vicinity of its left end.
  • a fan wheel designated overall by 42, which at the same time also fulfills the function of a crank pin and a balancing body.
  • a hub section 44 of the fan wheel 42 on the left in the drawing is provided with a central bore 45 for receiving the motor shaft 20 and with a bearing surface 46 which is eccentric with respect to the axis of the motor shaft 20.
  • a roller bearing 48 sits on the latter and engages in an opening 50 which is provided at the lower end of a connecting rod 52.
  • a lower piston plate 54 is molded onto the upper end of the connecting rod 52.
  • An upper piston plate 56 is screwed onto the latter by means of a screw 58, a cup-shaped PTFE piston ring 60 being clamped between the two piston plates 54, 56.
  • the piston plates 54, 56 run with great radial play in a cylinder 62, the working chamber 64 of the compressor lying above the piston plate 56 is sealed by the piston ring 60.
  • the cylinder 62 is cut from an extruded profile material with a corresponding cross-section and is machined on the cylinder running surface and the end faces.
  • a sealing ring 66 is inserted into the upper end face of the cylinder 62.
  • a valve plate 68 bears against the upper side of the cylinder 62 and carries an outlet plate valve 70 and an inlet plate valve (not shown in the drawing).
  • a seal 72 is in the top of the valve plate 68 inserted, which forms a sealing point to a cylinder head 74, designated overall by 74. In the latter an inlet channel and an outlet channel are formed, which are not shown in the drawing.
  • the cylinder head 74 is clamped to the crankcase 10 with the interposition of the valve plate 68 and the cylinder 62 using threaded bolts 76.
  • the fan wheel 42 has vanes 78 lying exactly in axial planes, which run towards an annular outer section 80 of the fan wheel.
  • the latter is provided with a semicircular balancing rib 82 projecting radially inwards. This lies opposite the center of the eccentric bearing surface 46 with respect to the axis of the motor shaft 20.
  • a positioning groove 84 is provided in the outer surface of the annular outer section 80 of the fan wheel 42.
  • the motor shaft is designed with a threaded end section 86.
  • a nut 88 runs on the latter and engages the hub section 44 via a washer 90 and thus presses the fan wheel 42 against a shoulder 92 of the motor shaft 20, which is predetermined by the shaft sections 18 and 40.
  • crankcase is closed on the right by a cover 94, which is provided with ventilation slots 96.
  • the balancing rib 82 in the fan wheel blank is cast to oversize, so that it is also sufficient for the most eccentric bearing surfaces 46 by cutting material from the inner peripheral surface of the balancing rib 82 and / or the Axial end face of the balancing rib 82 can then reduce the mass of this rib according to the eccentricity of the bearing surface 46.
  • the positioning groove 84 is provided, which is used for inserting the fan wheel blank in a predetermined manner Angular alignment is used in a tool clamping device of a lathe.
  • FIG. 4 shows how a tandem compressor can be produced using one and the same piston / fan wheel unit.
  • a second crankcase 10 ' is placed on the left end of the stator 24 in the drawing, which is identical to the crankcase 10, is only implemented by 180 °.
  • a fan wheel 42 ' is placed on the left end of the motor shaft, which corresponds exactly to the fan wheel 42, is only implemented by 180 °.
  • the remaining parts of the part of the tandem compressor located on the left in FIG. 4 correspond to the parts of the compressor according to FIGS. 1 to 3 already described above and thus also the part of the tandem compressor shown on the right in FIG. 4. These parts do not need to be explained in detail and each carry the same reference numerals, to which a comma is used only to distinguish them is attached.
  • FIG. 5 shows an axial section through a compressor which largely corresponds to the compressor shown in FIG. 1. Only with this compressor the piston is not rigidly connected to the connecting rod; one has rather a normal piston running to cylinder 62 with little play, which piston is connected to connecting rod 52 so as to be rotatable about an axis 98.
  • a longer cylinder 62 can be obtained simply by cutting off a longer piece of the corresponding extruded profile material, which cylinder is additionally provided with an insert 62a.
  • the fan wheel 42 In order to be able to compensate for even greater imbalances, in addition to the balancing rib 82 located within the outer section 80, the fan wheel 42 also has a balancing rib 100 projecting radially beyond this section. This is preferably not mechanically processed, and the entire unbalance compensation is accomplished by removing material from the balancing rib 82 . This means that the fan wheel 42 does not have to be reclamped for balancing.
  • Balancing using the balancing groove 102 has the additional advantage that the second-order imbalances (wobble moments) are also smaller.
  • Balancing groove 102 generated by milling also receives the possibility of increasing the counterbalance
  • the fan wheel 42 fulfills three functions: It conveys air into the interior of the crankcase 10. From there, most of the air flows along the outside of the cylinder 62, as a result of which the latter is cooled. - It has the integrally formed eccentric 46 for driving the piston, which is initially freely accessible from one end face, so that the bearing 48 and the lower end of the connecting rod 50 can be easily pushed onto it.
  • the fan wheel can be used to form a crankshaft simply applied to a normal standard motor shaft. - It carries the balancing masses to compensate for the imbalance caused by the eccentric 46 and the piston.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

In the case of a small compressor a crank pin (46), on which the connecting rod (52) runs, is formed onto an impeller wheel (42) carried by the motor shaft (20). Opposite the crank pin (46), the impeller wheel (42) also carries a circular-arced balancing fin (82). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Kompressor mit einem Zylinder, mit einem im Zylinder laufenden Kolben, mit einem auf eine Kurbelwelle arbeitenden Antriebsmotor und mit einer Pleuel­stange zum gelenkigen Verbinden eines Kurbelzapfens der Kurbelwelle mit dem Kolben sowie mit einer Auswuchtmasse.The invention relates to a compressor with a cylinder, with a piston running in the cylinder, with a drive motor working on a crankshaft and with a connecting rod for the articulated connection of a crank pin of the crankshaft to the piston and with a balancing mass.

Bei derartigen bekannten Kompressoren, die auf hohe Lei­stung ausgelegt sind, besteht die Auswuchtmasse aus einem Abschnitt der Kurbelwelle, die insgesamt ähnlich ausgewuch­tet wird wie die Kurbelwellen von Brennkraftmaschinen. Für kleine Kompressoren, bei denen die Herstellungskosten nicht hoch sein dürfen, wird oft auf ein Auswuchten der Kurbel­welle verzichtet.In known compressors of this type, which are designed for high performance, the balancing mass consists of a section of the crankshaft which is balanced overall in a manner similar to the crankshafts of internal combustion engines. For small compressors where the manufacturing costs must not be high, the crankshaft is often not balanced.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Kompressor geschaf­fen werden, welcher kompakt baut, billig herzustellen ist und trotzdem keine Unwuchten aufweist.The present invention is intended to create a compressor which is compact, inexpensive to manufacture and nevertheless has no imbalances.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kurbelzapfen an ein Lüfterrad angeformt ist, welches zu­gleich die Auswuchtmasse trägt und auf die Welle des An­triebsmotors aufgesetzt ist.This object is achieved in that the crank pin is formed on a fan wheel, which also carries the balancing mass and is placed on the shaft of the drive motor.

Bei einem erfindungsgemäßen Kompressor kann die eigentliche Motorwelle vollständige Rotationssymmetrie aufweisen, also eine Standard-Motorwelle eines elektrischen Antriebsmotors sein. Da der Kurbelzapfen und die Auswuchtmasse gleicher­maßen Bestandteil des Lüfterrades sind, kann diese Einheit schon vor dem Anbringen auf der Motorwelle vollständig in sich ausgewuchtet werden, was auf numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen einfach und preisgünstig durch Abdrehen von Material erfolgen kann. Diese ausgewuchtete Einheit baut auch kurz.In a compressor according to the invention, the actual motor shaft can have complete rotational symmetry, ie it can be a standard motor shaft of an electric drive motor. Since the crank pin and the balancing mass are equally part of the fan wheel, this unit can be fully balanced before it is attached to the motor shaft, which can be done easily and inexpensively by turning off material on numerically controlled machine tools. This balanced unit also builds briefly.

Durch das erfindungsgemäße Zusammenfassen von Kurbelzapfen­Lüfterrad und Auswuchtmasse wird auch die Montage des Kom­pressors erheblich vereinfacht: Auf dem noch nicht auf die Motorwelle aufgeschobenen Lüfterrad ist der Kurbelzapfen von der einen Seite her vollständig frei zugänglich. Man kann also ein Lager und die Pleuelstange des Kolbens unbe­hindert aufschieben, benötigt keine geteilten Lager. Die so vormontierte Einheit läßt sich sehr einfach auf der Mo­torwelle anbringen.The assembly of the compressor is also considerably simplified by the inventive combination of crank pin, fan wheel and balancing mass: the crank pin is completely freely accessible from one side on the fan wheel, which has not yet been pushed onto the motor shaft. So you can slide on a bearing and the connecting rod of the piston unhindered, does not need split bearings. The pre-assembled unit can be easily attached to the motor shaft.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter­ansprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Ordnet man die Flügel des Lüfterrades in einer die Lüfter­radachse schneidenden Ebene an, so arbeitet das Lüfterrad unabhängig von der Drehrichtung. Es ist also nicht notwen­dig, daß der Antriebsmotor in vorgegebener Drehrichtung anläuft. Darüber hinaus kann man unter Verwendung ein und desselben Lüfterrades mit angeformtem Kurbelzapfen einen Tandemkompressor bauen, bei welchem das zweite Ende der Motorwelle eine zweite Lüfterrad/Kurbelzapfen-Einheit trägt, die dann den zweiten Kolben des Kompressors antreibt.If you arrange the blades of the fan wheel in a plane that intersects the fan wheel axis, the fan wheel works independently of the direction of rotation. It is therefore not necessary for the drive motor to start in the specified direction of rotation. In addition, a tandem compressor can be built using one and the same fan wheel with a molded crank pin, in which the second end of the motor shaft carries a second fan wheel / crank pin unit, which then drives the second piston of the compressor.

Ordnet man die Auswuchtmasse dem Kurbelzapfen bezüglich der Lüfterradachse gegenüberliegend an, so kann die Aus­wuchtmasse besonders einfache Geometrie haben, nämlich die einer in Umfangsrichtung verlaufenden Rippe gleichbleiben­den Querschnittes.If the balancing mass is arranged opposite the crank pin with respect to the fan wheel axis, the balancing mass can have a particularly simple geometry, namely the cross-section that remains the same in the circumferential direction of a rib.

Zur Herstellung von Kompressoren mit unterschiedlichem Hub kann man ausgehend von einem Rohling mit übergroßem Zapfen­abschnitt durch Abdrehen von Material unter unterschiedli­cher Exzentrizität Lüfterräder mit unterschiedlich stark exzentrischem Kurbelzapfen herstellen. Dabei wird der Durch­messer des Kurbelzapfens selbst vorzugsweise immer gleich groß gewählt, so daß man unter Verwendung unveränderter Pleuelstangen und unveränderter Kolben nur durch Abwandlung der mechanischen Bearbeitung des Lüfterradrohlinges Kompres­soren unterschiedlichen Hubes bauen kann.For the production of compressors with different strokes, starting from a blank with an oversized pin section, by turning off material with different eccentricity, fan wheels with crank pins with different degrees of eccentricity can be produced. The diameter of the crank pin itself is preferably always chosen to be the same size, so that using unchanged connecting rods and unchanged pistons only by modification the mechanical processing of the fan wheel blank can build compressors of different strokes.

Das Abdrehen einer im Lüfterradrohling zunächst vorgesehe­nen überdimensionierten Auswuchtmasse von der freien Stirn­seite des Lüfterrades her in axialer oder radialer Richtung läßt sich besonders einfach durchführen.The turning off of an oversized balancing mass initially provided in the fan wheel blank from the free end face of the fan wheel in the axial or radial direction can be carried out particularly easily.

Eine in der Umfangsfläche des Lüfterrades vorgesehene Posi­tioniernut erleichtert das Einspannen des Lüfterradrohlin­ges in einer Bearbeitungsmaschine zur Erzeugung eines der im Lüfterradrohling schon vorgesehenen Auswuchtmasse gegen­überliegenden Kurbelzapfens.A positioning groove provided in the peripheral surface of the fan wheel makes it easier to clamp the fan wheel blank in a processing machine to produce a crank pin opposite the balancing mass already provided in the fan wheel blank.

Sieht man die Auswuchtmasse beim Rand des Lüfterrades, ins­besondere über den Rand des Lüfterrades vorstehend vor, so kann man auch verhältnismäßig große Unwuchten bei klei­nem Materialeinsatz ausgleichen.If one sees the balancing mass at the edge of the fan wheel, especially above the edge of the fan wheel, it is also possible to compensate for relatively large unbalances with a small amount of material.

Auch durch Verdicken der dem Kurbelzapfen gegenüberliegenden Flügel des Lüfterrades läßt sich eine größere Auswuchtmasse innerhalb der vorgegebenen lichten Kontur des Lüfterrades unterbringen.A larger balancing mass can also be accommodated within the predetermined clear contour of the fan wheel by thickening the blades of the fan wheel opposite the crank pin.

Ebenfalls der Kompensierung größerer Unwuchten dient die weitere Maßnahme, in der auf der gleichen Seite wie der Kurbelzapfen liegenden Hälfte des Lüfterrades zusätzlich eine in Umfangsrichtung verlaufende Auswuchtnut vorzusehen.The further measure also serves to compensate for larger imbalances, in the half of the fan wheel lying on the same side as the crank pin, additionally to provide a circumferential balancing groove.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

  • Figur 1: einen axialen Schnitt durch einen ölfreien Klein­kompressor;
  • Figur 2: einen axialen Schnitt durch die Kolben/Lüfterrad-­ Einheit des Kompressors nach Figur 1;
  • Figur 3: eine Aufsicht auf die Stirnseite des Lüfterrades nach den Figuren 1 und 2;
  • Figur 4: einen axialen Schnitt durch einen Tandem-Kompres­sor der zwei Kolben/Lüfterrad-Einheiten gemäß Figur 2 enthält;
  • Figur 5: eine ähnliche Schnittansicht wie Figur 1 durch einen abgewandelten Kompressor;
  • Figur 6: eine zu Figur 2 ähnliche axiale Schnittansicht durch eine abgewandelte Kolben/Lüfterrad-Einheit; und
  • Figur 7: eine Aufsicht auf die Stirnseite des Lüfterrades nach Figur 6.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawing. In this show:
  • Figure 1: an axial section through an oil-free small compressor;
  • Figure 2: an axial section through the piston / fan wheel Unit of the compressor according to Figure 1;
  • FIG. 3: a top view of the end face of the fan wheel according to FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 4: an axial section through a tandem compressor which contains two piston / fan wheel units according to FIG. 2;
  • Figure 5 is a sectional view similar to Figure 1 through a modified compressor;
  • Figure 6: an axial sectional view similar to Figure 2 through a modified piston / fan wheel unit; and
  • FIG. 7: a top view of the end face of the fan wheel according to FIG. 6.

Figur 1 zeigt einen axialen Schnitt durch einen ölfreien Kleinkompressor mit einer typischen Förderleistung von etwa 35 l/min bei einem Arbeitsdruck von 7 bar.Figure 1 shows an axial section through an oil-free small compressor with a typical delivery rate of about 35 l / min at a working pressure of 7 bar.

Ein Kurbelgehäuse 10 trägt über sternförmig verteilte nach innen ragende Arme 12 einen ringförmigen Lagersitz 14, der ein Wälzlager 16 aufnimmt. Der Laufring des letzteren sitzt auf einem Abschnitt 18 einer insgesamt mit 20 bezeichneten Motorwelle. Letztere ist mit einem Rotor 22 verbunden, der mit einem Stator 24 zusammenarbeitet.A crankcase 10 carries an annular bearing seat 14, which receives a roller bearing 16, via star-shaped, inwardly projecting arms 12. The race of the latter sits on a section 18 of a motor shaft, generally designated 20. The latter is connected to a rotor 22 which cooperates with a stator 24.

Der Stator 24 greift in eine Motorbohrung 26 des Kurbelge­häuses 10 sowie in eine Motorbohrung 28 eines Gehäuseend­teiles 30 ein und ist an diesen Gehäuseteilen vorgesehenen Schultern axial abgestützt. Das Gehäuseendteil 30 ist über Gewindebolzen 32 mit dem Kurbelgehäuse 10 verspannt.The stator 24 engages in a motor bore 26 of the crankcase 10 and in a motor bore 28 of a housing end part 30 and is axially supported on the shoulders provided on these housing parts. The housing end part 30 is clamped to the crankcase 10 via threaded bolts 32.

An das Gehäuseendteil 30 ist ein zweiter Lagersitz 34 ange­formt, der ein Wälzlager 36 für das linke Ende der Motor­welle 20 aufnimmt. Letztere trägt in der Nachbarschaft ihres linken Endes ein Lüfterrad 38.A second bearing seat 34 is formed on the housing end part 30 and receives a roller bearing 36 for the left end of the motor shaft 20. The latter carries a fan wheel 38 in the vicinity of its left end.

Auf einen fliegend gelagerten rechten Endabschnitt 40 der Motorwelle 20 ist ein insgesamt mit 42 bezeichnetes Lüfter­rad aufgesetzt, welches zugleich auch die Funktion eines Kurbelzapfens und eines Auswuchtkörpers erfüllt. Hierzu ist ein in der Zeichnung links liegender Nabenabschnitt 44 des Lüfterrades 42 mit einer mittigen Bohrung 45 zur Aufnahme der Motorwelle 20 und mit einer bezüglich der Achse der Motorwelle 20 exzentrischen Lagerfläche 46 versehen. Auf letzterer sitzt ein Wälzlager 48, das in eine Öffnung 50 eingreift, die am unteren Ende einer Pleuelstange 52 vorge­sehen ist. An das obere Ende der Pleuelstange 52 ist eine untere Kolbenplatte 54 angeformt. Auf letztere ist eine obere Kolbenplatte 56 mittels einer Schraube 58 aufge­schraubt, wobei zwischen die beiden Kolbenplatten 54, 56 ein becherförmiger PTFE-Kolbenring 60 eingespannt ist.On an overhung right-hand end section 40 of the motor shaft 20, a fan wheel, designated overall by 42, is placed, which at the same time also fulfills the function of a crank pin and a balancing body. For this purpose, a hub section 44 of the fan wheel 42 on the left in the drawing is provided with a central bore 45 for receiving the motor shaft 20 and with a bearing surface 46 which is eccentric with respect to the axis of the motor shaft 20. A roller bearing 48 sits on the latter and engages in an opening 50 which is provided at the lower end of a connecting rod 52. A lower piston plate 54 is molded onto the upper end of the connecting rod 52. An upper piston plate 56 is screwed onto the latter by means of a screw 58, a cup-shaped PTFE piston ring 60 being clamped between the two piston plates 54, 56.

Die Kolbenplatten 54, 56 laufen unter großem radialem Spiel in einem Zylinder 62, die Abdichtung des über der Kolben­platte 56 liegenden Arbeitsraumes 64 des Kompressors er­folgt durch den Kolbenring 60.The piston plates 54, 56 run with great radial play in a cylinder 62, the working chamber 64 of the compressor lying above the piston plate 56 is sealed by the piston ring 60.

Der Zylinder 62 ist von einem extrudierten Profilmaterial entsprechender Querschnittsgebung abgeschnitten und an der Zylinderlauffläche und den Stirnflächen mechanisch bear­beitet. In die obere Stirnfläche des Zylinders 62 ist ein Dichtring 66 eingelegt.The cylinder 62 is cut from an extruded profile material with a corresponding cross-section and is machined on the cylinder running surface and the end faces. A sealing ring 66 is inserted into the upper end face of the cylinder 62.

Gegen die Oberseite des Zylinders 62 liegt eine Ventilplat­te 68 an, die ein Auslaß-Plattenventil 70 sowie ein in der Zeichnung nicht näher gezeigtes Einlaß-Plattenventil trägt.A valve plate 68 bears against the upper side of the cylinder 62 and carries an outlet plate valve 70 and an inlet plate valve (not shown in the drawing).

In die Oberseite der Ventilplatte 68 ist eine Dichtung 72 eingelegt, die eine Dichtstelle zu einem insgesamt mit 74 bezeichneten Zylinderkopf 74 bildet. Im letzteren sind ein Einlaßkanal und ein Auslaßkanal ausgebildet, die in der Zeichnung nicht näher wiedergegeben sind.A seal 72 is in the top of the valve plate 68 inserted, which forms a sealing point to a cylinder head 74, designated overall by 74. In the latter an inlet channel and an outlet channel are formed, which are not shown in the drawing.

Das Verspannen des Zylinderkopfes 74 mit dem Kurbelgehäuse 10 unter Zwischenschaltung der Ventilplatte 68 und des Zy­linders 62 erfolgt unter Verwendung von Gewindebolzen 76.The cylinder head 74 is clamped to the crankcase 10 with the interposition of the valve plate 68 and the cylinder 62 using threaded bolts 76.

Das Lüfterrad 42 hat exakt in axialen Ebenen liegende Flü­gel 78, die zu einem ringförmigen Außenabschnitt 80 des Lüfterrades hin verlaufen. Letzterer ist mit einer radial nach innen vorstehenden halbkreisförmigen Auswuchtrippe 82 versehen. Diese liegt dem Mittelpunkt der exzentrischen Lagerfläche 46 bezüglich der Achse der Motorwelle 20 gegen­über. In Umfangsrichtung bei der Mitte der Auswuchtrippe 82 ist in der Außenfläche des ringförmigen Außenabschnittes 80 des Lüfterrades 42 eine Positioniernut 84 vorgesehen.The fan wheel 42 has vanes 78 lying exactly in axial planes, which run towards an annular outer section 80 of the fan wheel. The latter is provided with a semicircular balancing rib 82 projecting radially inwards. This lies opposite the center of the eccentric bearing surface 46 with respect to the axis of the motor shaft 20. In the circumferential direction at the center of the balancing rib 82, a positioning groove 84 is provided in the outer surface of the annular outer section 80 of the fan wheel 42.

Zur Befestigung des Lüfterrades 42 auf der Motorwelle 20 ist die Motorwelle mit einem mit Gewinde versehenen Endab­schnitt 86 ausgebildet. Auf letzterem läuft eine Mutter 88, die über eine Unterlagscheibe 90 am Nabenabschnitt 44 angreift und so das Lüfterrad 42 gegen eine Schulter 92 der Motorwelle 20 drückt, welche durch die Wellenabschnitte 18 und 40 vorgegeben ist.To fasten the fan wheel 42 to the motor shaft 20, the motor shaft is designed with a threaded end section 86. A nut 88 runs on the latter and engages the hub section 44 via a washer 90 and thus presses the fan wheel 42 against a shoulder 92 of the motor shaft 20, which is predetermined by the shaft sections 18 and 40.

Das Kurbelgehäuse ist in der Zeichnung rechts durch einen Deckel 94 verschlossen, der mit Lüftungsschlitzen 96 ver­sehen ist.In the drawing, the crankcase is closed on the right by a cover 94, which is provided with ventilation slots 96.

Bei der Herstellung des Lüfterrades 42 wird von einem ge­gossenen Rohling ausgegangen, bei welchem der Nabenabschnitt 44 radial so große Abmessungen hat, daß Lagerflächen 46 gleichen Durchmessers jedoch unterschiedlicher Exzentrizi­tät einfach durch unterschiedliches Abdrehen von Material erzeugt werden können. Man kann so unter Verwendung der gleichen Lüfterradrohlinge, der gleichen Wälzlager 48 und der gleichen Pleuelstangen 52 Kompressoren mit unterschied­lichem Hub herstellen. Um für die unterschiedlich exzen­trischen Lagerflächen 46 gleichermaßen eine Auswuchtung zu gewährleisten, ist auch die Auswuchtrippe 82 im Lüfter­radrohling auf Übermaß gegossen, so daß sie auch für die am stärksten exzentrischen Lagerflächen 46 ausreicht Durch spanende Materialabnahme von der innenliegenden Umfangsflä­che der Auswuchtrippe 82 und/oder der axialen Stirnfläche der Auswuchtrippe 82 kann man dann die Masse dieser Rippe entsprechend der jeweils vorliegenden Exzentrizität der Lagerfläche 46 vermindern.In the manufacture of the fan wheel 42, a cast blank is assumed, in which the hub section 44 has dimensions that are so large radially that bearing surfaces 46 of the same diameter but of different eccentricity can be produced simply by differently turning off material. One can do so using the Manufacture the same fan wheel blanks, the same roller bearings 48 and the same connecting rods 52 compressors with different strokes. In order to ensure equal balancing for the differently eccentric bearing surfaces 46, the balancing rib 82 in the fan wheel blank is cast to oversize, so that it is also sufficient for the most eccentric bearing surfaces 46 by cutting material from the inner peripheral surface of the balancing rib 82 and / or the Axial end face of the balancing rib 82 can then reduce the mass of this rib according to the eccentricity of the bearing surface 46.

Um zu gewährleisten, daß die Auswuchtrippe 82, deren Win­kelerstreckung unverändert bleibt, damit das Auswuchten ausschließlich auf Drehmaschinen erfolgen kann, stets exakt der exzentrischen Lagerfläche 46 bezüglich der Achse des Lüfterrades 42 gegenüberliegt, ist die Positioniernut 84 vorgesehen, die zum Einsetzen des Lüfterradrohlinges in vorgegebener Winkelausrichtung in eine Werkzeugspannein­richtung einer Drehmaschine dient.In order to ensure that the balancing rib 82, the angular extent of which remains unchanged so that the balancing can only be carried out on lathes, is always exactly opposite the eccentric bearing surface 46 with respect to the axis of the fan wheel 42, the positioning groove 84 is provided, which is used for inserting the fan wheel blank in a predetermined manner Angular alignment is used in a tool clamping device of a lathe.

Figur 4 zeigt, wie man unter Verwendung ein- und derselben Kolben/Lüfterrad-Einheit einen Tandem-Kompressor herstellen kann. Hierzu ist auf das in der Zeichnung links gelegene Ende des Stators 24 ein zweites Kurbelgehäuse 10′ aufge­setzt, welches zum Kurbelgehäuse 10 identisch ist, nur um 180° umgesetzt ist. Ähnlich ist auf das linke Ende der Mo­torwelle ein Lüfterrad 42′ aufgesetzt, welches exakt dem Lüfterrad 42 entspricht, nur um 180° umgesetzt ist. Auch die übrigen Teile des in Figur 4 links gelegenen Teiles des Tandem-Kompressors entsprechen den schon oben beschrie­benen Teilen des Kompressors nach den Figuren 1 bis 3 und damit auch dem in Figur 4 rechts gezeigten Teil des Tandem-­Kompressors. Diese Teile brauchen im einzelnen nicht näher erläutert zu werden und tragen jeweils die gleichen Bezugs­zeichen, an welche nur zur Unterscheidung ein Beistrich angehängt ist.FIG. 4 shows how a tandem compressor can be produced using one and the same piston / fan wheel unit. For this purpose, a second crankcase 10 'is placed on the left end of the stator 24 in the drawing, which is identical to the crankcase 10, is only implemented by 180 °. Similarly, a fan wheel 42 'is placed on the left end of the motor shaft, which corresponds exactly to the fan wheel 42, is only implemented by 180 °. The remaining parts of the part of the tandem compressor located on the left in FIG. 4 correspond to the parts of the compressor according to FIGS. 1 to 3 already described above and thus also the part of the tandem compressor shown on the right in FIG. 4. These parts do not need to be explained in detail and each carry the same reference numerals, to which a comma is used only to distinguish them is attached.

Figur 5 zeigt einen Axialschnitt durch einen Kompressor, der weitestgehend dem in Figur 1 gezeigten Kompressor ent­spricht. Nur ist bei diesem Kompressor der Kolben nicht starr mit der Pleuelstange verbunden; man hat vielmehr einen normalen, unter geringem Spiel zum Zylinder 62 laufen­den Kolben, der um eine Achse 98 drehbar mit der Pleuel­stange 52 verbunden ist.FIG. 5 shows an axial section through a compressor which largely corresponds to the compressor shown in FIG. 1. Only with this compressor the piston is not rigidly connected to the connecting rod; one has rather a normal piston running to cylinder 62 with little play, which piston is connected to connecting rod 52 so as to be rotatable about an axis 98.

Aus Figur 5 ist ferner ersichtlich, daß man einfach durch Abschneiden eines längeren Stückes vom entsprechenden ex­trudierten Profilmaterial einen längeren Zylinder 62 erhal­ten kann, der zusätzlich mit einem Einsatz 62a versehen ist.It can also be seen from FIG. 5 that a longer cylinder 62 can be obtained simply by cutting off a longer piece of the corresponding extruded profile material, which cylinder is additionally provided with an insert 62a.

Um noch größere Unwuchten ausgleichen zu können, hat das Lüfterrad 42 zusätzlich zur innerhalb des Außenabschnittes 80 liegenden Auswuchtrippe 82 noch eine radial über diesen Abschnitt überstehende Auswuchtrippe 100. Diese wird vor­zugsweise nicht mechanisch bearbeitet, der gesamte Unwucht­ausgleich durch Abnehmen von Material von der Auswuchtrippe 82 bewerkstelligt. Damit braucht das Lüfterrad 42 zum Auswuchten nicht umgespannt zu werden.In order to be able to compensate for even greater imbalances, in addition to the balancing rib 82 located within the outer section 80, the fan wheel 42 also has a balancing rib 100 projecting radially beyond this section. This is preferably not mechanically processed, and the entire unbalance compensation is accomplished by removing material from the balancing rib 82 . This means that the fan wheel 42 does not have to be reclamped for balancing.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 6 und 7 sind die dem exzentrischen Nabenabschnitt 44 bezüglich der Lüfterradachse gegenüberliegenden Flügel 78′ verdickt, so daß wiederum eine zusätzliche Wuchtmasse erhalten wird, die zu derjenigen der Auswuchtrippe 82 hinzukommt.In the embodiment of Figures 6 and 7, the eccentric hub portion 44 with respect to the fan wheel axis wing 78 'are thickened, so that again an additional balancing mass is obtained, which is added to that of the balancing rib 82.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 6 und 7 kann man ferner eine Auswuchtung im Sinne einer Vergrößerung der Gegenunwucht zur Unwucht von Kolben und Exzenter dadurch erhalten, daß man den verdickten Speichen 78′ gegenüberlie­gend eine Auswuchtnut 102 beim axial innenliegenden Ende des Lüfterrades 42 vorsieht, die sich über einen Winkel von 180° erstreckt. Hierbei kann man die Größe der Gegenunwucht über deren axiale und deren radiale Erstreckung einstellen. Diese "negative Unwucht" wirkt genauso wie eine Massevergrö­ßerung im gegenüberliegenden Teil des Lüfterrades, wie sie durch die Auswuchtrippe 82 oder die verstärkten Flügel 78′ oder die im Ausführungsbeispiel nach Figur 5 gezeigte Auswuchtrippe 100 erhalten wird.According to the embodiment of Figures 6 and 7, you can also obtain a balance in the sense of increasing the counterbalance to the imbalance of the piston and eccentric by providing the thickened spokes 78 'opposite a balancing groove 102 at the axially inner end of the fan wheel 42, which over an angle of Extends 180 °. Here you can set the size of the counterbalance via its axial and radial extension. This "negative imbalance" acts just like a mass increase in the opposite part of the fan wheel, as is obtained by the balancing rib 82 or the reinforced vanes 78 'or the balancing rib 100 shown in the exemplary embodiment according to FIG.

Das Auswuchten unter Verwendung der Auswuchtnut 102 hat den zusätzliche Vorteil, daß so auch die Unwuchten zwei­ter Ordnung (Taumelmomente) kleiner sind.Balancing using the balancing groove 102 has the additional advantage that the second-order imbalances (wobble moments) are also smaller.

Da man durch die z.B. durch Fräsen erzeugte Auswuchtnut 102 auch die Möglichkeit einer Erhöhung der Gegenunwucht erhält, kann man die Auswuchtrippe 82 und die Verdickung der in der Zeichnung oberen Flügel 78′ so wählen, daß im Normalfalle die Kolben/ Lüfterrad-Einheit ohne spanende Bearbeitung ausgewuchtet ist. Streuungen der Unwucht nach unten können dann durch Abdrehen der Auswuchtrippe 82 kompensiert werden, Streuungen der Unwucht nach oben durch zusätzliches Ausfräsen der Auswuchtnut 102.Since you can use e.g. Balancing groove 102 generated by milling also receives the possibility of increasing the counterbalance, you can choose the balancing rib 82 and the thickening of the upper wing 78 'in the drawing so that the piston / fan wheel unit is balanced without machining in normal cases. Scattering of the unbalance downwards can then be compensated for by turning off the balancing rib 82, and scattering of the unbalance upwards by additionally milling out the balancing groove 102.

Aus obiger Beschreibung ist erkennbar, daß das Lüfeterrad 42 drei Funktionen erfüllt:
- Es fördert Luft ins Inere des Kurbelgehäuses 10. Von dort strömt der größte Teil der Luft an der Außenseite des Zylinders 62 entlang, wodurch letzterer gekühlt wird.
- Es hat den angeformten Exzenter 46 zum Antreiben des Kolbens, der zunächst von der einen Stirnseite her frei zugänglich ist, sodaß auf ihn leicht das Lager 48 und das untere Ende der Pleuelstange 50 aufgeschoben werden können.
From the above description it can be seen that the fan wheel 42 fulfills three functions:
It conveys air into the interior of the crankcase 10. From there, most of the air flows along the outside of the cylinder 62, as a result of which the latter is cooled.
- It has the integrally formed eccentric 46 for driving the piston, which is initially freely accessible from one end face, so that the bearing 48 and the lower end of the connecting rod 50 can be easily pushed onto it.

Zur Bildung einer Kurbelwelle kann das Lüfterrad einfach auf eine normale Standard-Motorwelle aufge­bracht werden.
- Es trägt die Auswuchtmassen zum Kompensieren der durch den Exzenter 46 und den Kolben bedingten Unwucht.
The fan wheel can be used to form a crankshaft simply applied to a normal standard motor shaft.
- It carries the balancing masses to compensate for the imbalance caused by the eccentric 46 and the piston.

Claims (12)

1. Kompressor mit einem Zylinder, mit einem im Zylinder laufenden Kolben, mit einem auf eine Kurbelwelle ar­beitenden Antriebsmotor, mit einer Pleuelstange zum gelen­kigen Verbinden eines Kurbelzapfens der Kurbelwelle mit dem Kolben sowie mit einer Auswuchtmasse, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Kurbelzapfen (46) an ein Lüfterrad (42) angeformt ist, welches zugleich die Auswuchtmasse (82; 100) trägt und auf die Welle (20) des Antriebsmotors (22, 24) aufgesetzt ist.1. Compressor with a cylinder, with a piston running in the cylinder, with a drive motor working on a crankshaft, with a connecting rod for the articulated connection of a crank pin of the crank shaft to the piston and with a balancing mass, characterized in that the crank pin (46) A fan wheel (42) is formed, which at the same time carries the balancing mass (82; 100) and is placed on the shaft (20) of the drive motor (22, 24). 2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Flügel (78) des Lüfterrades (42) in die Lüfterrad­achse schneidenden Ebenen angeordnet sind.2. Compressor according to claim 1, characterized in that blades (78) of the fan wheel (42) are arranged in the fan wheel axis intersecting planes. 3. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß die Auswuchtmasse (82; 100) dem Kurbelzapfen (46) gegenüberliegt.3. Compressor according to claim 1 or 2, characterized in that the balancing mass (82; 100) opposite the crank pin (46). 4. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswuchtmasse eine in Umfangs­richtung verlaufende Rippe (82) des Lüfterrades (42) ist.4. Compressor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the balancing mass is a circumferential rib (82) of the fan wheel (42). 5. Kompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswuchtrippe (82; 100) beim Rand des Lüfter­rades (42) liegt.5. Compressor according to claim 4, characterized in that the balancing rib (82; 100) is located at the edge of the fan wheel (42). 6. Kompressor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­net, daß sich die Auswuchtrippe (82; 100) über einen Winkel von 180 erstreckt.6. Compressor according to claim 4 or 5, characterized in that the balancing rib (82; 100) extends over an angle of 180. 7. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswuchtmasse (82; 100) durch Abdrehen von Material an die bewegten Massen angepaßt ist.7. Compressor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the balancing mass (82; 100) is adapted to the moving masses by turning off material. 8. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswuchtmasse (82; 100) von einer Stirnseite und/oder einer Umfangsfläche des Lüfter­rades (42) her abgedreht ist.8. Compressor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the balancing mass (82; 100) is turned off from an end face and / or a peripheral surface of the fan wheel (42). 9. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelzapfen (46) durch Abdre­hen eines Zapfenrohlinges erhalten ist, welcher ein Mate­rialvolumen umfaßt, aus dem gleichen Durchmesser aufwei­sende Kurbelzapfen (46) mit unterschiedlicher Exzentrizität herausgearbeitet werden können.9. Compressor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the crank pin (46) is obtained by turning off a pin blank, which comprises a material volume, from the same diameter crank pin (46) can be worked out with different eccentricity. 10. Kompressor nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine am Lüfterrad (42) vorgesehene Positioniernut (84).10. A compressor according to claim 9, characterized by a positioning groove (84) provided on the fan wheel (42). 11. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Auswuchtmasse durch verdickt ausgebildete Flügel (78) des Lüfterrades (42) gebildet ist.11. Compressor according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least part of the balancing mass is formed by thickened wings (78) of the fan wheel (42). 12. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in das Lüfterrad bezüglich der Lüfterradachse auf der gleichen Seite liegend wie der Kurbelzapfen (46) eine Auswuchtnut (102) eingearbeitet ist.12. Compressor according to one of claims 1 to 11, characterized in that a balancing groove (102) is incorporated in the fan wheel with respect to the fan wheel axis on the same side as the crank pin (46).
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