EP1902217A1 - Kompressoreinheit mit unrundgetriebe - Google Patents

Kompressoreinheit mit unrundgetriebe

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EP1902217A1
EP1902217A1 EP06754197A EP06754197A EP1902217A1 EP 1902217 A1 EP1902217 A1 EP 1902217A1 EP 06754197 A EP06754197 A EP 06754197A EP 06754197 A EP06754197 A EP 06754197A EP 1902217 A1 EP1902217 A1 EP 1902217A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gear
compressor
crank
unit
torque
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06754197A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rüdiger MENZ
Rainer Detering
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental AG
Original Assignee
Continental AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1902217A1 publication Critical patent/EP1902217A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/02—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical
    • 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
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H35/00—Gearings or mechanisms with other special functional features
    • F16H2035/003—Gearings comprising pulleys or toothed members of non-circular shape, e.g. elliptical gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H35/00—Gearings or mechanisms with other special functional features
    • F16H35/02—Gearings or mechanisms with other special functional features for conveying rotary motion with cyclically varying velocity ratio

Definitions

  • the invention relates to a compressor unit, in particular for air compression within portable / portable devices, which consists of an engine and a reciprocating compressor, as well as arranged between the engine and piston compressor gear unit, the gear unit essentially a crank mechanism with connecting rod for the translational movement of the piston and at least a gear stage (reduction) with another transmission has. Also disclosed is a device having a compressor unit according to the invention.
  • EP 0 786 297 B1 discloses a drive device for a forming machine, in which a rotary drive via a transmission provided with non-circular gears and via a toggle lever drive with a translationally moving plunger in
  • connection stands and drives the latter.
  • the path or speed curve of the ram can be better adapted to certain work processes, such as deep drawing or forging, as with elaborate hydraulic controls or pure lever drives.
  • the non-circular gear can be used relatively easily here, since the speeds of such a press are relatively low, so that the risk of too large resulting inertial forces can be collected despite the high masses with appropriate bearing designs.
  • DE 197 39 851 A1 discloses a windscreen wiper device for motor vehicles, which has an electric motor and a non-circular gear connected thereto, as well as further articulated levers for driving the wiper blades.
  • the non-circular gear essentially produces phased different angular velocities and accelerations for the wiper blades. This makes it possible to drive and guide the windshield wipers safely and undisturbed even within the overlapping wiping areas created in the reversal positions.
  • the frequency of windshield wiper movements are in one Range of less than about two oscillations / minute and, consequently, in view of the rotational speed of the applied non-circular gear relatively slow and not exposed to large inertial forces and no large driving torque.
  • the object was to improve by leaving a known way the known types of compressors and their interpretation / power adjustment so that with the smallest possible drive peak power and easy-build gear as large a compressor power over a long life, or a As constant as possible drive torque / a constant drive power can be achieved.
  • the compressor unit comprises for this purpose a transmission unit which has at least one further transmission between the engine and the crank mechanism, which generates a torque which changes over one revolution of the further transmission at the crank.
  • an advantageous embodiment is that the torque change is generated via a non-circular gear designed as planetary gear, which consists of two non-circular gears meshing with each other, which are arranged as a gear stage in Kraftflußraum before the slider crank mechanism.
  • a non-circular gear designed as planetary gear which consists of two non-circular gears meshing with each other, which are arranged as a gear stage in Kraftflußraum before the slider crank mechanism.
  • non-circular gears such as toggle, Umschlingungsgetriebe, or friction gear
  • the formation of a planetary gear is the one that shows the best results in relation of size and power in portable devices.
  • the retroactive on the drive and all gear parts torque / support torque during compression can be reduced by half, resulting in a very good compromise between the actual compressor performance and the size / design of the compressor unit.
  • a further advantageous embodiment consists in that the further transmission (10) designed as planetary gear transmission and the gear stage of the transmission unit are combined into one stage as a gear set consisting of two planetary gears.
  • Such a design allows very small dimensions and weights for the compressors can be achieved.
  • a further advantageous embodiment is that the maximum change in the transmission ratio in a range of 5 ° to 100 ° before by the maximum
  • Such a compressor according to the invention is particularly suitable as a compressed gas source in a device for sealing and inflating inflatable objects, in particular for sealing and inflating motor vehicle tires, the device also having a
  • Container for a self-sealing means which can be filled into the inflatable article, a valve and distributor unit for sealing means and pressurized gas with an inlet line connectable to the compressor and an outlet conduit connectable to the inflatable object, connecting means between valve and distributor unit and inflatable article, optionally connecting means for Power supply and switching and / or control and display devices for the operation of the device includes.
  • the compressor is inventively advantageously designed so that the maximum compression of the piston compressor before bottom dead center (UT) generates a torque of 0.5 to 10, preferably 1 to 3 Newton meters on the crank handle, the length of the crank or the pitch circle diameter of the crank wheel is 3 to 20 mm, preferably 5 to 10 mm.
  • a portable device in particular when it has a compressor device in which the length of the connecting rod 20 to 50 mm, preferably 35 to 42 mm, and in which the mass of the connecting rod is 5 to 50 grams, and the rotational frequency f of the crank between 20 and 100 / sec, preferably between 40 and 50 / sec, can be realized with the usual 12 V power supply, the necessary filling times and volumes, and the required tire pressure at a normal temperature profile of the compressor drive.
  • a further advantageous embodiment is that the piston compressor compresses air to a pressure of 2 to 10 bar, preferably to a pressure of 4 to 7 bar.
  • compressors of the invention are of course also suitable for a large number of other applications, including for non-portable and permanently installed in vehicles compressors, such as those used as pressure sources for air spring systems or level control systems or for tire pressure control systems in motor vehicles. In such areas compressors are then used, which produce a pressure of 30 bar and more.
  • compressors are then used, which produce a pressure of 30 bar and more.
  • Reference to an exemplary embodiment, the invention will be further characterized. Show it:
  • Fig. 1 is a schematic diagram of a compressor unit for a portable device for
  • FIG. 2 is a schematic representation of a trained as epicyclic gear
  • FIG. 3 shows a torque curve of the retroactive motor torque when used non-circular gear according to FIG. 2 in the course of a full revolution
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a compressor unit 1, which has a reciprocating compressor 2 and a transmission unit 3.
  • the transmission unit 3 comprises the exhaust side, a sliding crank 4, namely consisting of a crank 5 and a hinged connecting rod 6 as a coupling member to the thrust member. 7
  • FIG. 2 shows, in a basic representation, the non-circular gear 10, which is designed as a planetary gear transmission, and which essentially consists of the two non-circular, i. with respect to their respective axis 11 and 12 is not rotationally symmetrical gears 13 and 14 is made.
  • the two wheels 13 and 14 mesh with each other in the pitch point 15.
  • the two wheels can of course consist of respectively designed according to the torques and the Zahnfußpositionen materials, such as aluminum or fiber-reinforced plastic.
  • Fig. 3 shows the torque curve 16 (solid torque line) of the retroactive motor torque / support torque in the course of a full revolution of the non-circular gear, ie plotted on the crank angle ⁇ , compared to the corresponding torque curve 17 (dotted / dot-dash line) when using only a normal Reduction gear with round gears.
  • the dot-dashed Line 17 "indicates the idle stroke or suction stroke, in which the piston of the compressor from bottom dead center returns to the top dead center.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Compressor (AREA)

Abstract

Kompressoreinheit, insbesondere zur Luftverdichtung innerhalb tragbarer / transportabler Geräte, welche aus einem Motor und einem Kolbenverdichter, sowie aus zwischen Motor und Kolbenverdichter angeordneter Getriebeeinheit besteht, wobei die Getriebeeinheit zwischen Motor und Kurbeltrieb mindestens ein weiteres Getriebe aufweist, welches an der Kurbel ein sich über einen Umlauf des weiteren Getriebes änderndes Drehmoment erzeugt.

Description

Beschreibung
KOMPRESSOREINHEIT MIT UNRUNDGETRIEBE
Die Erfindung betrifft eine Kompressoreinheit, insbesondere zur Luftverdichtung innerhalb tragbarer / transportabler Geräte, welche aus einem Motor und einem Kolbenverdichter, sowie aus zwischen Motor und Kolbenverdichter angeordneter Getriebeeinheit besteht, wobei die Getriebeeinheit im Wesentlichen einen Schubkurbeltrieb mit Pleuel für die translatorische Bewegung des Kolbens sowie mindestens eine Zahnradstufe (Untersetzung) mit einem weiteren Getriebe aufweist. Ebenfalls wird eine Vorrichtung mit einer erfϊndungsgemäßen Kompressoreinheit offenbart.
Beim Einsatz großer Pressen in der Umformtechnik ist es bekannt, als zusätzliches Getriebe ein Unrundgetrieben einzusetzen. Die EP 0 786 297 Bl offenbart hierzu eine Antriebseinrichtung für eine Umformmaschine, bei der ein Drehantrieb über ein mit unrunden Zahnrädern versehenes Getriebe und über einen Gelenkhebelantrieb mit einem translatorisch bewegten Stößel in
Verbindung steht und letzteren antreibt. Mit Hilfe der in Bezug auf ihre Achsen unsymmetrischen Zahnrader läßt sich der Weg- bzw. Geschwindigkeitsverlauf des Stößels auf bestimmte Arbeitsprozesse, wie Tiefziehen oder Schmieden, besser anpassen als mit aufwendigen Hydrauliksteuerungen oder reinen Hebeltrieben. Die Unrundgetriebe können hier relativ problemlos eingesetzt werden, da die Geschwindigkeiten einer solchen Presse relativ gering sind, sodaß die Gefahr von zu großen entstehenden Trägheitskräfte trotz der hohen Massen mit entsprechenden Lagerkonstruktionen aufgefangen werden können.
In einer anderen Anwendung offenbart die DE 197 39 851 Al eine Scheibenwischervorrichtung für Kraftfahrzeuge, die einen Elektromotor und ein daran angeschlossenes Unrundgetriebe, sowie weitere Gelenkhebel zum Antrieb der Wischerblätter aufweist. Das Unrundgetriebe erzeugt im Wesentlichen phasenweise voneinander unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten und - beschleunigungen für die Wischblätter. Hiermit ist es möglich, die Scheibenwischer auch innerhalb der in den Umkehrlagen entstehenden überlappenden Wischbereiche sicher und ungestört anzutreiben und zu führen. Die Frequenz von Scheibenwischerbewegungen sind jedoch in einem Bereich von unter etwa zwei Schwingungen / Minute angesiedelt und demzufolge im Hinblick auf die Rotationsgeschwindigkeit der angewendeten Unrundgetriebe relativ langsam und keinen großen Trägheitskräften und auch keinen großen Antriebsmomenten ausgesetzt.
Getriebe mit über den Umlauf variabler Übersetzung werden bei höheren Drehzahlen problematisch, da Spitzen und Umkehrungen in den Beschleunigungen und in den Geschwindigkeiten von Getriebeteilen oder angetriebenen Arbeitsmaschinen oft die entsprechenden Lager und Führungen über Gebühr belasten und somit die Lebensdauer senken.
Im Bereich der Kompressoren wurden bisher keine solchen Getriebe eingesetzt, da zum einen in der Fachwelt der Eindruck bestand, dass Getriebe mit über den Umlauf variabler Übersetzung die Leistungsfähigkeit von Kompressoren nicht wesentlich verbessern können. Zum anderen wurden in der Regel durch Überdimensionierung von Antrieb und Getriebe vorhandene Schwächen in bestimmten Betriebszuständen ausgeglichen.
Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, durch Verlassen eines bekannten Weges die bekannten Bauarten von Kompressoren und deren Auslegeung/Leistungsanpassung so zu verbessern, dass mit möglichst kleiner Antriebs-Spitzenleistung und leicht bauendem Getriebe eine möglichst große Kompressorleistung über eine hohe Lebensdauer, bzw. ein möglichst konstantes Antriebsmoment / eine konstante Antriebsleistung erreichbar ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten. Ebenfalls offenbart ist eine Vorrichtung, in der der erfindungsgemäße Kompressor in besonders vorteilhafter Weise eingesetzt werden kann.
Die Kompressoreinheit umfasst dazu eine Getriebeeinheit, die zwischen Motor und Kurbeltrieb mindestens ein weiteres Getriebe aufweist, welches an der Kurbel ein sich über einen Umlauf des weiteren Getriebes änderndes Drehmoment erzeugt.
Überraschend hat sich nämlich herausgestellt, dass insbesondere hochtourige Kompressoren kleiner Bauart in tragbaren Geräten weniger ein Leistungsproblem, oft aber ein Momentenproblem haben. Alternierende Momente während eines Umlaufs in Verbindung mit hohen Drehzahlen, also etwa 30 bis 100 Umdrehungen / sec führen oft zu Resonanzen oder zu starken Stoßbelastungen aller Lagerteile und zu einer großen Wärmeentwicklung in den Elektroantrieben. Durch die erfindungsgemäße Ausführung der Kompressoreinheit kann nun der Momentenverlauf so eingestellt werden, dass entweder hoch belastete Bauteile bei gleicher Leistung in einem sicheren und dauerfesten Bereich gefahren werden, oder dass höhere (Spitzen-) Leistungen mit gleich dimensionierten Bauteilen erreicht werden.
Eine vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass das die Drehmomentenänderung über ein als Umlaufrädergetriebe ausgebildet Unrundgetriebe erzeugt wird, welches aus zwei miteinander kämmenden unrunden Zahnrädern besteht, die als Getriebestufe in Kraftflußrichtung vor dem Schubkurbelgetriebe angeordnet sind. Neben allen anderen Möglichkeiten der Realisierung von Unrundgetrieben, etwa als Kniehebelgetriebe, Umschlingungsgetriebe, oder Reibradgetriebe, ist die Ausbildung als Umlaufrädergetriebe diejenige, die im Verhältnis von Baugröße und Leistung bei tragbaren Geräten die besten Ergebnisse zeigt.
Prinzipiell ist es innerhalb einer solchen durch ein Unrundgetrieben gebildeten Getriebestufe möglich, verschiedene und sich innerhalb eines Umlaufs verändernde Übersetzungen zu erzeugen, wobei Maximal-Übersetzungen durchaus in den Grenzen von i =1 bis i =10 zu realisieren sind. Somit besteht bei tragbaren Kleingeräten eine weitere vorteilhafte Ausbildung darin, dass das Unrundgetriebe, d.h. allein diese Getriebestufe, über einen Umlauf ein sich innerhalb eine Übersetzungverhältnisses von i = 1 bis i = 2 änderndes Drehmoment erzeugt. Damit läßt sich das auf den Antrieb und alle Getriebeteile rückwirkende Drehmoment / Abstützmoment bei der Kompression um die Hälfte reduzieren, wodurch sich ein sehr guter Kompromiß zwischen der eigentlichen Verdichterleistung und der Baugröße / der Auslegung der Kompressoreinheit ergibt.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass das als Umlaufrädergetriebe ausgebildete weitere Getriebe (10) und die Zahnradstufe der Getriebeeinheit zu einer Stufe zusammengefasst als ein aus zwei Umlaufrädern bestehender Zahnradsatz ausgebildet ist. Durch eine solche Ausbildung lassen sich sehr geringe Bauabmessungen und Gewichte für die Kompressoren erreichen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass die maximale Änderung des Übersetzungverhältnisses in einem Bereich von 5° bis 100° vor dem durch die maximale
Verdichtung des Kolbenverdichters bestimmten unteren Totpunkt (UT) erfolgt, vorzugsweise einem Bereich von 25° bis 65°vor UT. Hier liegt bei Kolbenverdichtern durch die in vielen Fällen gegebenen Hebel- und Längenverhältnisse von Kurbel und Pleuel in aller Regel das Momentenmaximum, während das Verdichtungsmaximum im oder kurz vor UT erreicht wird.
Besonders geeignet ist ein solcher erfindungsgemäßen Kompressors als Druckgasquelle in einer Vorrichtung zum Abdichten und Aufpumpen aufblasbarer Gegenstände, insbesondere zum Abdichten und Aufpumpen von Kraftfahrzeugreifen, wobei die Vorrichtung weiterhin einen
Behälter für ein in den aufblasbaren Gegenstand einfüllbares selbsttätiges Dichtmittel, eine Ventil- und Verteilereinheit für Dichtmittel und Druckgas mit einer an den Kompressor anschließbaren Einlaßleitung und einer an den aufblasbaren Gegenstand anschließbaren Auslaßleitung, Verbindungsmittel zwischen Ventil- und Verteilereinheit und aufblasbarem Gegenstand, ggf. Verbindungsmittel zur Energiezufuhr sowie Schalt-, und/oder Steuer- und Anzeigeeinrichtungen für den Betrieb der Vorrichtung beinhaltet. Hierbei ist der Kompressor in erfindungsgemäß vorteilhafter Weise so ausgelegt, dass die maximale Verdichtung des Kolbenverdichters vor dem unteren Totpunkt (UT) ein Drehmoment von 0,5 bis 10, vorzugsweise 1 bis 3 Newtonmeter an der Schubkurbel erzeugt, wobei die Länge der Kurbel bzw. der Wälzkreisdurchmesser des Kurbelrades 3 bis 20 mm, vorzugsweise 5 bis 10 mm beträgt.
Mit einer solchen tragbaren Vorrichtung, insbesondere wenn sie eine Kompressoreinrichtung aufweist, bei der die Länge des Pleuels 20 bis 50 mm beträgt, vorzugsweise 35 bis 42 mm, und bei der die Masse des Pleuels 5 bis 50 Gramm beträgt, und die Umdrehungsfrequenz f der Kurbel zwischen 20 und 100 / sec, vorzugsweise zwischen 40 und 50 / sec liegt, lassen sich mit der üblichen 12 V Stromversorgung die nötigen Füllzeiten und Volumina, sowie der erforderliche Reifendruck bei eine normalen Temperaturverlauf des Kompressorantriebs realisieren.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Kolbenverdichter Luft auf einen Druck von 2 bis 10 bar, vorzugsweise auf einen Druck von 4 bis 7 bar komprimiert. Durch eine solche Auslegung sind alle gängigen Drücke für Pkw, Lkw, Krafträder und Sonderbereifungen erreichbar.
Die erfindungsgemäßen Kompressoren sind natürlich auch für eine große Anzahl anderer Anwendungsfälle bestens geeignet, also auch für nicht tragbare und in Fahrzeugen fest eingebaute Kompressoren, wie sie beispielsweise eingesetzt werden als Druckquellen für Luftfedersysteme bzw. Niveauregelanalagen oder auch für Reifendruckregelanlagen in Kraftfahrzeugen. In solchen Bereichen sind dann Kompressoren eingesetzt, die einen Druck von 30 bar und mehr erzeugen. Anhand eines Ausfuhrungsbeispieles soll die Erfindung näher gekennzeichnet werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Kompressoreinheit für eine tragbare Vorrichtung zum
Abdichten und Aufpumpen aufblasbarer Gegenstände Fig. 2 eine prinzipieller Darstellung eines als Umlaufrädergetriebe ausgebildeten
Unrundgetriebes einer solche Vorrichtung Fig. 3 einen Drehmomentenverlauf des rückwirkenden Motordrehmomentes bei eingesetztem Unrundgetriebes gemäß Fig. 2 im Verlauf einer vollen Umdrehung
Die Fig. 1 zeigt als Prinzipskizze eine Kompressoreinheit 1, welche einen Kolbenverdichter 2 aufweist sowie eine Getriebeeinheit 3. Die Getriebeeinheit 3 umfasst abtreibsseitig einen Schubkurbeltrieb 4, nämlich bestehend aus einem Kurbelrad 5 und einem angelenkten Pleuel 6 als Koppelglied zum Schubglied 7.
Zwischen dem als Antrieb eingesetzten Elektromotor 8 und dem Schubkurbeltrieb 4 sind in Kraftflußrichtung zunächst eine Zahnradstufe 9 zur Untersetzung der Motordrehzahl und schließlich das Unrundgetriebe 10 angeordnet, welches ein sich über seinen Umlauf stufenlos änderndes Drehmoment erzeugt.
Fig . 2 zeigt in prinzipieller Darstellung das als Umlaufrädergetriebe ausgebildete Unrundgetriebe 10, welches im Wesentlichen aus den beiden unrunden, d.h. in bezug auf ihre jeweilige Achse 11 und 12 nicht rotationssymmetrisch ausgebildeten Zahnrädern 13 und 14 besteht. Die beiden Räder 13 und 14 kämmen miteinander im Wälzpunkt 15. Die beiden Räder können natürlich aus jeweils entsprechend den Drehmomenten und den Zahnfußspannungen ausgelegten Werkstoffen bestehen, beispielsweise aus Aluminium oder faserverstärktem Kunststoff.
Fig. 3 zeigt den Drehmomentenverlauf 16 (durchgezogene Momentenlinie) des rückwirkenden Motordrehmomentes / Abstützmomentes im Verlauf einer vollen Umdrehung des eingesetzten Unrundgetriebes, d.h. aufgetragen über den Kurbelwinkel φ, im Vergleich zu dem entsprechenden Drehmomentverlauf 17 (punktierte / strichpunktierte Momentenlinie) beim Einsatz lediglich einer normalen Untersetzung-Getriebestufe mit runden Zahnrädern. Die punktierte Linie 17' kennzeichnet dabei den Kompressionshub, bei welchem der Kolben des Verdichters vom oberen Totpunkt (OT, φ = 180°) in den unteren Totpunkt (UT, φ = 360°) bewegt. Die strichpunktierte Linie 17" kennzeichnet dabei den Leerhub oder Saughub, bei welchem der Kolben des Verdichters vom unteren Totpunkt wieder in den oberen Totpunkt fahrt.
Bedingt durch die Schubkurbelgeometrie und die Hebelverhältnisse in diesem Bereich, liegt das Drehmomentenmaximum bereits bei ca. φ = 310°, auch wenn die maximale Kompression erst bei ca. φ = 360° , d.h. nahe oder in UT erreicht wird. Hier erkennt man nun deutlich anhand der Momentenlinie 16, dass durch den Einsatz des Unrundgetriebes 10 das rückwirkende Motordrehmoment 17 etwa bei einem Kurbelwinkel von φ = 310° um ca. die Hälfte erniedrigt wird. Die leichte Auswölbung nach unten in der Momentenlinie 16 im Bereich von φ = 10° bis φ = 135°, also das Auftreten eines leichten gegengerichteten Momentes während des Leerhubes, wird lediglich verursacht durch Massenträgheitseffekte bei hohen Drehzahlen bzw. durch Restkompression im Zylinder, ist aber in der vorliegenden niedrigen Ausprägung unschädlich.
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)
1 Kompressoreinheit
2 Kolbenverdichter
3 Getriebeeinheit
4 Schubkurbeltrieb
5 Kurbelrad
6 Pleuel
7 Schubglied
8 Elektromotor
9 Zahnradstufe
10 Unrundgetriebe
11 Achse
12 Achse
13 Unrundes Zahnrad
14 Unrundes Zahnrad
15 Wälzpunkt
16 Drehmomentenverlauf mit Unrundgetriebe
17 Drehmomentenverlauf ohne Unrundgetriebe
17' Drehmomentenverlauf Kompressionshub ohne Unrundgetriebe
17" Drehmomentenverlauf Leerhub ohne Unrundgetriebe

Claims

Patentansprüche
1. Kompressoreinheit, insbesondere zur Luftverdichtung innerhalb tragbarer / transportabler Geräte, welche aus einem Motor und einem Kolbenverdichter, sowie aus zwischen Motor und
Kolbenverdichter angeordneter Getriebeeinheit besteht, wobei die Getriebeeinheit im Wesentlichen einen Schubkurbeltrieb mit Pleuel für die translatorische Bewegung des Kolbens sowie mindestens eine Zahnradstufe aufweist, wobei die Getriebeeinheit zwischen Motor und Kurbeltrieb mindestens ein weiteres Getriebe (10) aufweist, welches an der Kurbel (4) ein sich über einen Umlauf des weiteren Getriebes änderndes Drehmoment (16) erzeugt.
2. Kompressoreinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Getriebe (10) als Unrundgetriebe und als Umlaufrädergetriebe ausgebildet ist und aus zwei miteinander kämmenden unrunden Zahnrädern (13, 14) besteht, die als Getriebestufe in Kraftflußrichtung vor dem Schubkurbelgetriebe angeordnet sind.
3. Kompressoreinheit gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das als Umlaufrädergetriebe ausgebildete weitere Getriebe (10) und die Zahnradstufe der Getriebeeinheit zu einer Stufe zusammengefasst als ein aus zwei Umlaufrädern bestehender Zahnradsatz ausgebildet ist.
4. Kompressoreinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Unrundgetriebe über einen Umlauf ein sich innerhalb eine Übersetzungverhältnisses von i = 1 bis i = 2 änderndes Drehmoment (16) erzeugt.
5. Kompressoreinheit nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Änderung des Übersetzungverhältnisses in einem Bereich von 5° bis 100° vor dem durch die maximale Verdichtung des Kolbenverdichters (2) bestimmten unteren Totpunkt (UT) erfolgt, vorzugsweise einem Bereich von 25° bis 65°vor UT.
6. Vorrichtung zum Abdichten und Aufpumpen aufblasbarer Gegenstände, insbesondere zum Abdichten und Aufpumpen von Kraftfahrzeugreifen, wobei die Vorrichtung als Druckgasquelle einen Kompressor nach den Ansprüchen 1 bis 5 aufweist, wobei die Vorrichtung weiterhin einen Behälter für ein in den aufblasbaren Gegenstand einfüllbares selbsttätiges Dichtmittel, eine Ventil- und Verteilereinheit für Dichtmittel und Druckgas mit einer an den Kompressor anschließbaren Einlaßleitung und einer an den aufblasbaren Gegenstand anschließbaren Auslaßleitung, Verbindungsmittel zwischen Ventil- und Verteilereinheit und aufblasbarem Gegenstand, ggf. Verbindungsmittel zur Energiezuruhr sowie Schalt-, und/oder Steuer- und Anzeigeeinrichtungen für den Betrieb der Vorrichtung beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Verdichtung des Kolbenverdichters vor dem unteren Totpunkt (UT) ein Drehmoment von 0,5 bis 10, vorzugsweise 1 bis 3 Newtonmeter an der Schubkurbel (Kurbelrad 5) erzeugt, wobei die Länge der Kurbel bzw. der Wälzkreisdurchmesser des Kurbelrades 3 bis 20 mm, vorzugsweise 5 bis 10 mm beträgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Pleuels 20 bis 50 mm beträgt, vorzugsweise 35 bis 42 mm.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des Pleuels 5 bis 50 Gramm beträgt und die Umdrehungsfrequenz f der Kurbel zwischen 20 und 100 / sec, vorzugsweise zwischen 40 und 50 / sec liegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenverdichter Luft auf einen Druck von 2 bis 10 bar, vorzugsweise auf einen Druck von 4 bis 7 bar komprimiert.
EP06754197A 2005-07-01 2006-06-08 Kompressoreinheit mit unrundgetriebe Withdrawn EP1902217A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510030725 DE102005030725A1 (de) 2005-07-01 2005-07-01 Kompressoreinheit
PCT/EP2006/005443 WO2007003253A1 (de) 2005-07-01 2006-06-08 Kompressoreinheit mit unrundgetriebe

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EP1902217A1 true EP1902217A1 (de) 2008-03-26

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06754197A Withdrawn EP1902217A1 (de) 2005-07-01 2006-06-08 Kompressoreinheit mit unrundgetriebe

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EP (1) EP1902217A1 (de)
CN (1) CN101278123A (de)
DE (1) DE102005030725A1 (de)
WO (1) WO2007003253A1 (de)

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