EP4326987A1 - Kolben, verdichter, druckluftversorgungsanlage, fahrzeug und verfahren zum betreiben einer druckluftversorgungsanlage - Google Patents

Kolben, verdichter, druckluftversorgungsanlage, fahrzeug und verfahren zum betreiben einer druckluftversorgungsanlage

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Publication number
EP4326987A1
EP4326987A1 EP22717841.5A EP22717841A EP4326987A1 EP 4326987 A1 EP4326987 A1 EP 4326987A1 EP 22717841 A EP22717841 A EP 22717841A EP 4326987 A1 EP4326987 A1 EP 4326987A1
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EP
European Patent Office
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piston
sealing
compressor
ring
retaining ring
Prior art date
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Pending
Application number
EP22717841.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Bredbeck
Elmar SCHILLON
Uwe Stabenow
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.)
ZF CV Systems Europe BV
Original Assignee
ZF CV Systems Europe BV
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF CV Systems Europe BV filed Critical ZF CV Systems Europe BV
Publication of EP4326987A1 publication Critical patent/EP4326987A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F04B53/14Pistons, piston-rods or piston-rod connections
    • F04B53/143Sealing provided on the piston
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B19/00Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00
    • F04B19/20Other positive-displacement pumps
    • F04B19/22Other positive-displacement pumps of reciprocating-piston type
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B25/02Multi-stage pumps of stepped piston type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B39/0016Component 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 adaptations of pistons with valve arranged in the piston
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B53/14Pistons, piston-rods or piston-rod connections

Definitions

  • the invention relates to a piston according to the preamble of claim 1 and a compressor, in particular a compressor, according to the preamble of claim 21.
  • the invention also relates to a compressed air supply system, a vehicle and a method for operating a compressed air supply system.
  • Compressors in particular piston compressors in vehicles of all kinds, are commonly known. They are used to provide compressed air and cover many areas of application, including brake systems, air spring systems, especially for level control, clutch boosters and many more. Important target criteria when designing compressors include the highest possible delivery capacity, the lowest possible noise development, the smallest possible dimensions, low manufacturing costs and high robustness.
  • DE 10 2012 019 618 A1 discloses a method for positioning a piston with a peripheral seal in the form of a circular cup seal, in particular for use in a reciprocating piston compressor.
  • DE 10 2011 121 750 A1 discloses a compressor having a piston whose piston head is rigidly connected to a connecting rod, with a connecting rod bearing eye of the connecting rod being rotatably mounted on an eccentric pin of a drive shaft of a drive motor.
  • DE 10 2013 101 110 A1 discloses a reciprocating compressor with a piston which is driven via a slider crank mechanism and can be moved back and forth in a cylinder and is sealed off from the cylinder wall and which is arranged fixed to the connecting rod axis, the piston and/or the cylinder being designed in this way are that the crescent-shaped gaps between the edge of the piston and the cylinder wall that occur during the compression stroke due to the relative inclination or tilting between the piston and cylinder can be sealed, thereby compensating for leaks.
  • a two-stage compressor can be designed in such a way that both compressor stages are formed by only one piston, for example by means of a piston that can be acted upon on both sides.
  • GB 241,907 discloses a multi-stage compressor which can realize any number of compressor stages by means of a piston having any number of stage sections and a cylinder designed to match.
  • DE 10 2010 054 710 A1 discloses a compressor for supplying compressed air to a compressed air supply system, which has at least one two-stage compressor unit with a single cylinder with a single piston that can be acted upon on both sides in a compression chamber of the cylinder.
  • DE 10 2012 223 114 A1 also describes a double-piston compressor unit.
  • a drive shaft of the motor of the compressor unit interacts with the unit via a link guide in the double piston in such a way that the double piston carries out a compression process alternately in the two cylinders of the unit.
  • the axis of the drive shaft is arranged eccentrically to the central axis of the two cylinders, resulting in fewer changes in the position of the piston and thus less noise.
  • the concept is still in need of improvement with regard to the disadvantages and target criteria mentioned above. It is therefore desirable to implement the function of a high-performance, in particular two-stage, compressor in a design that is as compact and robust as possible.
  • the compressor 100 of WO 2018/197182 A2, already described here in this application with reference to Figures 1 and 2A, 2B, for a compressed air supply 10 of a compressed air supply system 200, for operating a pneumatic system 500, has a piston of the type initially mentioned kind
  • the compressor 100 of WO 2018/197182 A2 has:
  • first compression chamber 104 a first compression chamber 104, a second compression chamber 106, an air supply connection 120 and a compressed air outlet 124,
  • a piston 1112 with a first end face 113 that can be pressurized, which is directed towards the first compression chamber 104, and a second end face 115, which can be pressurized, opposite the first end face 113 and which is directed towards the second compression chamber 106, the first compression chamber 104 being separated from the first end face 113 is delimited and the second compression chamber 106 is delimited by the second end face 115 of the piston 1112, the first end face 113 being a solid side 114 and the second end face 115 being a step side 116, and the piston 1112 being connected to a drive 102 via a connecting rod 128 is connected, where
  • the first compression chamber 104 and the second compression chamber 106 are connected to one another via a connecting line 122 .
  • the compressor 100 of WO 2018/197182 A2 provides that
  • the connecting rod 128 is rigid, in particular rigid and joint-free, connected to the piston 1112 on a piston side 128.1 and is rotatably connected to a rotating part 131 of the drive 102 on a drive side 128.2, and
  • the piston 1112 on the step side 116 carries at least one seal 138 which seals off the first compression chamber 104 and/or the second compression chamber 106 .
  • the invention comes in, the object of which is to improve it Way to specify a device, in particular a piston and a compressor, and a method that at least partially meet the goals and target criteria formulated above, in particular through an improved structural design.
  • the piston according to the invention is based on a piston for a compressor.
  • a compressor has proven particularly useful for supplying compressed air to a compressed air supply system, for operating a pneumatic system, with the piston being designed to be movably guided in a cylinder of the compressor when the compressor is in operation and can be connected to a drive via a connecting rod, with the connecting rod is connectable to the piston on one side of the piston and is rotatably connectable to a rotating part of the drive on a drive side.
  • such a piston has:
  • first compression chamber can advantageously be delimited by the first end face and the second compression chamber can be delimited by the second end face of the piston.
  • the invention also provides that the first compression chamber and the second compression chamber are connected to one another via a connecting line that can be pressurized.
  • a compressor of claim 21 using the piston according to the invention namely a compressor, in particular a compressor, for supplying compressed air to a compressed air supply system, for operating a pneumatic system, having a first compression chamber, a second compression chamber , an air supply connection and a compressed air outlet, and the piston according to any one of claims 1 to 20.
  • the compressor is provided with:
  • the invention is based on the consideration that the basic approach of a piston, as described in the context of the compressor of WO 2018/197182 A2 with an already advantageous seal, is fundamentally important for the realization of a compressor with a first and second compression chamber Advantage provides the right approach. That is, the approach is to provide a seal that seals the first compression space from the second compression space, wherein the piston has a first face as a full face and a second face as a stepped face.
  • the seal is advantageously designed to seal the second compression chamber from the interior of the crankcase and/or from the environment and/or to seal the first compression chamber from the second compression chamber.
  • the at least one seal advantageously brings about a pressure-tight seal acting in the radial direction on the step side of the piston both on an outside and on an inside and is particularly advantageously formed by means of a single sealing body.
  • a full face is to be understood as meaning a planar configuration of a first end face of the piston that extends essentially continuously over the cylinder cross section.
  • a step side is to be understood as meaning a substantially ring-shaped configuration of the present second end side, i.e. which does not form the piston on the second end side so that it can be pressurized over the entire cylinder cross section, but instead, an annular space that can only be pressurized, in particular an annular space in the peripheral circumference of the second end face.
  • the first end face is formed as a full side - there essentially dome-like design-, while the second end face as an annular surface arranged there essentially in a ring shape on the outer circumference is designed to form a step side.
  • the step side could also only be designed in the form of a partial ring or an inner ring space.
  • the step side could also have an inner full space, which is therefore not limited to a peripheral annular surface that can only be pressurized, as is explained in the exemplary embodiments of the present application.
  • a step may refer to any smaller stepped formation of a pressurizable surface on the second face of the piston that is smaller than a full face of the first face of the piston.
  • the essentially circular full side or the ring-shaped step side has proven to be pressurizable and sealable with a ring seal, which is conceptually in the foreground, as is the case in this application in Fig. 1, Fig. 2 and Fig .4 to Fig.8 is shown in the context of the preferred embodiments.
  • the seal is already advantageously formed as such by means of a profiled ring-shaped seal body, which has a first annular lip running circumferentially an outside of the seal and a circumferential second annular lip on an inside of the seal.
  • the sealing body therefore advantageously has a first or a second annular sealing lip on the outside or inside, on the one hand, for external sealing and, on the other hand, for internal sealing of the annular peripheral annular space on the step side of the piston, i.e. for sealing the second compression space against the first compression space.
  • the invention has also recognized that, in order to achieve the object in an improved manner, it is advantageous for the ring-shaped sealing body to be formed as a sealing sleeve with a profile that is open in the circumferential cross-section with a profile base, the profile wall of which is formed by means of the first annular lip and the second annular lip is formed.
  • the profile wall of the profile is advantageously formed by means of the first annular lip and the second annular lip;
  • the profile according to the invention is open in the peripheral cross-section and in this respect has an optional profile base.
  • the invention has recognized here that the circumferential cross section of the profile should always be open.
  • the prior art follows the approach that the circumferential cross-section should also be provided with a sealing profile filling.
  • the present invention follows a different finding; It is namely possible with a free-standing profile base, not only to fulfill the task in terms of a good seal, but also to use the open profile for an advantageous Hal sion of the sealing sleeve.
  • the sealing sleeve with its profile base is held pressure-tight on the step side between a step-side piston ring arranged on the second end face and a compression space-side retaining ring.
  • This feature takes advantage of the thus free-standing profile base of the open profile to hold the sealing boot at its profile base between a step-side piston ring and a compression-chamber-side retaining ring.
  • the mounting of the sealing sleeve with its profile base between the step-side piston ring arranged on the second end face and the compression space-side retaining ring is also pressure-tight and in this respect provides a pressure-tight te design of the entire sealing arrangement with sealing sleeve, piston ring and retaining ring; So like a previously known full profile sealing body but now with improved structure and stability and mounting of the entire sealing arrangement. This significantly supports the longevity and pressure tightness of the sealing arrangement.
  • the mounting of the sealing sleeve on its profile base between the step-side piston ring on the one hand and the retaining ring on the compression chamber side on the other hand results in a secure structural mounting and also a pressure-tight mounting, which avoids a pressure loss along the contact surface between the profile base, piston ring and retaining ring and on the other hand by the shape of the profile base as well which supports the sealing effect of the sealing lips.
  • the invention leads to the solution of the object relating to the device also to a compressed air supply system of claim 24 and a vehicle with the compressed air supply system according to claim 25.
  • the compressed air supply system according to the invention is designed to operate a pneumatic system with a compressor according to one of claims 21 to 23 and has:
  • a pneumatic main line which is pneumatically connected to the compressor via a compressed air outlet and has an air dryer, to a compressed air connection of a gallery
  • the object relating to the method is also achieved by a method of claim 26 using the piston according to the invention.
  • the procedure for operating a compressed air supply system has the following steps:
  • Pneumatic main line to a compressed air connection of a gallery, in particular via an air dryer.
  • the first end face is formed as a solid side and the second end face is formed as a stepped side, with the piston carrying a sealing arrangement on the second end face, at least one seal which seals the first compression chamber from the second compression chamber.
  • the seal is formed by means of a profiled annular seal body with a circumferential sealing first annular lip on an outer side of the seal and a circumferential sealing second annular lip on an inner side of the seal.
  • the ring-shaped sealing body is formed as a sealing sleeve with a profile that is open in the circumferential cross-section and has a profile base, the profile wall of which is formed by means of the first annular lip and the second annular lip.
  • a pressure-tight design of the holder of the profile base between the piston ring and the retaining ring can be expediently designed, as is preferably explained in the context of the further developments.
  • a preferred design of the anchoring or notching or similarly reinforced connection between the profile base, piston ring and retaining ring is suitable for this purpose.
  • a reinforced attachment of the profile base between the piston ring and the retaining ring preferably includes a surface contact of the profile base on a surface of the piston ring and a surface of the retaining ring, for example in the context of a socket, embedding.
  • notch or guide elements can be provided, which engage in an impression or the like.
  • the base of the profile or correspondingly fitting surfaces of the profile against the corresponding piston surface or retaining ring surface can be slightly curved and insofar leading and, moreover, nevertheless offer free space for a sealing lip movement.
  • the outside of the seal, in particular of the sealing body is in continuous contact with an inner wall of the cylinder and the inside of the seal, in particular of the sealing body, is in continuous contact with a web wall inside of the cylinder.
  • the seal has an annular sealing body with the first annular lip radially on the outside of the sealing body and a second annular lip radially on the inside of the sealing body.
  • the seal has an annular sealing body with: the first annular lip, which is arranged in the radial direction on the outside of the sealing body, in the axial direction towards the second compression chamber, and/or with the second annular lip, which is arranged in the radial direction on the inside is arranged on the seal body directed in the axial direction towards the second compression space.
  • the retaining ring rests in the open profile of the sealing sleeve.
  • This has the advantage that the retaining ring can, so to speak, be fitted into the circumferential cross section of the open profile; insofar as the retaining ring essentially follows the open profile corresponding to the circumferential cross-section in order in its formation.
  • the retaining ring can be rounded off in the above-mentioned manner on its base surface that rests on the profile base, on the one hand to enable the sealing lips to pivot, and on the other hand - like the base surface of the piston ring - to have further structural elements which seal the base surface of the retaining ring and implement the sealing of the piston ring to the profile base.
  • the piston ring can have a quasi-summary base, which is curved or arched accordingly.
  • the piston ring can have a substantially convex curvature on its base and the retaining ring can have a correspondingly concave curvature on its base, or vice versa, so that the profile base of the profile of the sealing sleeve is held between these convex or concave curved base surfaces, which may be provided with free space and match one another is.
  • the sealing collar profiled in the circumferential cross-section can be formed with a free cross-section that is essentially U-shaped in the circumference, forming an open annular groove whose groove wall is formed by the first annular lip and the second annular lip.
  • a so far U-shaped groove has proved to be particularly advantageous to accommodate the retaining ring.
  • the first annular lip and the second annular lip can be formed in a preferred manner by means of the groove wall in order to form a pressure-tight radial sealing effect against a radial cylinder wall.
  • the sealing sleeve can advantageously be formed in one piece.
  • the sealing collar can have the profile base between a first annular lip and a second annular lip and at least one access opening can be formed in the profile base.
  • the sealing sleeve can also be formed in several pieces.
  • the sealing sleeve forms the profile base between a separate part with a first annular lip and a separate part with a second annular lip, leaving a gap to form a reach-through opening in the profile base.
  • FIG. 7A, FIG. 7B A corresponding further exemplary embodiment is shown in FIG. 7A, FIG. 7B.
  • the sealing collar has spaced-apart reach-through openings in the profile base, and the retaining ring is connected to the piston ring by means of the fixing elements.
  • the fixing elements can in principle be advantageously designed as required in order to to connect the retaining ring to the piston ring by means of the fixing elements in such a way that the profile base between the piston ring arranged on the second end face on the step side and the retaining ring on the compression chamber side is held pressure-tight on the step side.
  • the fixing elements can, for example, be made of metal or plastic or another suitable plastic. Provision can be made particularly advantageously for the fixing elements to generally reach through the openings in the sealing collar.
  • the sealing sleeve it has proven to be advantageous for the sealing sleeve to have a number of reach-through openings in the profile base, which number corresponds to the number of fixing elements, with each fixing element reaching through a reach-through opening.
  • one or more fixing elements can be formed on the piston ring or one or more fixing elements on the retaining ring or, in a further modification, one or more fixing elements can be formed on the piston ring and the retaining ring, e.g. B. integrally formed on one of these or both.
  • the piston ring has a first number of fixing elements and the retaining ring has a second number of fixing grooves for realizing a connection, in particular a positive or non-positive connection, between the piston ring and the retaining ring;
  • the first and second numbers are preferably the same, but do not necessarily have to be the same.
  • a first number of fixing elements can be held in a common single annular groove or in a second number of fixing grooves, with each of the fixing grooves receiving exactly one fixing element.
  • FIG. 4A, FIG. 4B which makes both modifications possible.
  • a corresponding further exemplary embodiment is shown in FIG. 6A, FIG. 6B or FIG. 7A, FIG. 7B.
  • the sealing sleeve has a corresponding number of openings for the number of fixing elements
  • the piston ring has a number of fixing elements
  • the retaining ring has the same number of fixing grooves for realizing a connection between the piston ring and the retaining ring.
  • the retaining ring has a first number of fixing elements and the piston ring has a second number of fi- xiernuten has, for realizing a, in particular positive or non-positive, connection between the piston ring and the retaining ring.
  • the first and second numbers are preferably the same, but do not necessarily have to be the same.
  • a first number of fixing elements can be held in a common single annular groove or in a second number of fixing grooves, with each of the fixing grooves accommodating exactly one fixing element.
  • a corresponding exemplary embodiment is shown in FIG. 5A, FIG. 5B.
  • the sealing sleeve has a corresponding number of openings for the number of fixing elements
  • the retaining ring has a number of fixing elements
  • the piston ring has a number of a fixing groove for realizing a connection between the piston ring and the retaining ring.
  • a fixing element can in principle be expediently designed in a variety of ways; a comparatively secure design of a fixing element can thus be realized in that the fixing element is formed as a clamping screw, with the clamping screw being screwed into a screw hole.
  • a fixing element is formed as a clamping tooth.
  • the clamping tooth is advantageously designed to be held on a clamping stop or in a clamping fit.
  • a clamping tooth can have a web-like design and have a clamping element or clamping grid on one web flank.
  • the number of clamping teeth and/or the number of clamping grooves and/or the number of access openings are advantageously arranged along the circumference of the piston ring and/or retaining ring and/or sealing element. In a particularly advantageous way, these are evenly spaced.
  • a clamping tooth is advantageously clamped in a clamping groove or fixed by means of a press fit.
  • a corresponding exemplary embodiment is shown in Figures 4A, 4B and 5A, 5B.
  • a radially outer Surface and/or radially inner surface of a web flank of the clamping tooth with an opposite, radially outer surface and/or radially inner surface of a wall of a clamping groove via the radially inner and/or radially outer surfaces realize a friction fit of the clamping tooth in the clamping groove .
  • a clamping tooth can reach through a clamping groove and be fixed by means of a clinch or rivet connection.
  • a corresponding exemplary embodiment is shown in FIGS. 6A and 6B.
  • a clamping tooth can have a latching element at a distal end, which has a clamping groove on a side facing away from the distal end and a corresponding undercut, for realizing a connection in the manner of a clinch or rivet connection.
  • Special rivets such as small spiral rivets can also be used to advantage.
  • the piston ring can be arranged in that, in a first modification, it is fastened to the second end face or, in a second modification, it is formed in one piece with it.
  • it can be formed in one piece with the step side.
  • it can be formed separately and suitably connected to the step side; e.g. B. glued, welded or such materially connected.
  • the piston ring is advantageously designed as part of the piston directly on the piston and, according to the second modification, is advantageously firmly connected to it.
  • At least one, in particular a number of one or more sealing webs are advantageously formed on the piston ring and/or on the retaining ring, preferably at least one surrounding sealing web is formed.
  • a sealing web can be arranged on the side facing the sealing collar on the piston ring and/or a sealing web can be arranged on the side facing the sealing collar on the retaining ring.
  • the sealing sleeve can thus be connected in a pressure-tight manner with its profile base to the piston ring and/or retaining ring.
  • the sealing collar is also secured against an unintentional misalignment by means of a sealing web, ie at a position reliably predetermined by the sealing web Position held securely.
  • a sealing web ie at a position reliably predetermined by the sealing web Position held securely.
  • a first sealing web can be arranged radially on the inside and, comparatively, a second sealing web can be arranged radially on the outside relative to the fixing element.
  • a number of sealing webs can generally preferably be offset in the radial direction, opposite one another, on the piston ring and retaining ring.
  • at least two preferably circumferential sealing webs of the piston ring and/or the retaining ring are each arranged on the side facing the sealing sleeve.
  • a sealing ridge on the retaining ring is a radially inner sealing ridge that is offset closer to the passage opening than a sealing ridge on the piston ring, which as a radially outer sealing ridge is offset further away from the passage opening.
  • a sealing ridge on the retaining ring can be a radially outer sealing ridge that is offset closer to the passage opening than a sealing ridge on the piston ring, which, as a radially inner sealing ridge, is further away from the passage opening is offset.
  • the sealing webs offset further away from the passage opening can be arranged on the piston ring and the sealing webs offset closer to the passage opening in comparison thereto can be arranged on the retaining ring.
  • a sealing ridge on the retaining ring is a radially outer sealing ridge that is offset further away from the passage opening than a sealing ridge on the piston ring, which as a radially inner sealing ridge is offset closer to the passage opening in comparison.
  • a sealing ridge on the retaining ring is a radially inner sealing ridge that is offset further towards the reach-through opening than a sealing ridge on the piston ring that acts as a radially outer sealing ridge compared closer to the reach-through opening.
  • those further away from the access opening be arranged offset away sealing webs on the retaining ring and be arranged in comparison closer to the penetration opening towards the offset sealing webs on the piston ring.
  • the piston ring and the retaining ring are each made of plastic; in particular, these are made of plastic.
  • the piston ring and the retaining ring can also be connected to one another and/or to the sealing sleeve by means of an adhesive connection and/or ultrasonic welding connection.
  • the retaining ring is formed by filling a preferably U-shaped annular space of the sealing sleeve with plastic.
  • a preferably U-shaped groove can accommodate the retaining ring.
  • the first annular lip and the second annular lip can be formed in a preferred manner by means of the groove wall in order to form a pressure-tight radial sealing effect against a radial cylinder wall.
  • a holding connection between the piston ring and the sealing sleeve and the retaining ring can be formed in this modified development in an advantageous manner.
  • a sealing web is designed in such a way that it is fully or partially pressed into the profile base of the sealing sleeve or in some other way penetrate into the base of the profile of the sealing sleeve or in its volume area when fixing the base of the profile between the base of the piston ring and the base of the retaining ring.
  • a sealing web is designed with an appropriately pointed penetration side, ie advantageously a formed web edge towards the profile base of the sealing collar -for example, ideally in the form of a ridge.
  • a hardness of the material, in particular of the plastic, of the sealing web is advantageously greater than a hardness of the material, in particular of the plastic, of the sealing sleeve or its profile base.
  • the sealing web is generally and advantageously designed in such a way that it can deform the sealing sleeve in order to connect the sealing sleeve with its profile base in a pressure-tight manner to the piston ring and/or retaining ring; advantageous but does not cut or cut in order to maintain its consistency.
  • Fig.1 is a pneumatic circuit diagram of a known pneumatic
  • FIG. 2A shows a schematic sectional view of the compressor of FIG.
  • FIG. 2B shows a schematic sectional representation of the compressor of FIG.
  • WO 2018/197182 A2 is described in a first version, in a sectional view
  • 3B shows a seal for a piston according to the prior art as in
  • WO 2018/197182 A2 is described in a second version, in a sectional view
  • FIGS. 2A, 2B shows a piston according to the concept of the invention in a first embodiment in a sectional view, shown in a compressor shown schematically as a double compressor based on the model of FIGS. 2A, 2B;
  • FIG. 4B shows a detail of the piston of the first embodiment according to FIG. 4A
  • FIG. 5A shows a piston according to the concept of the invention in a second embodiment in an exploded view
  • FIG. 5B shows a detail of the piston of the second embodiment according to FIG. 5A in the area of the seal
  • FIG. 6A shows a piston according to the concept of the invention in a third embodiment in an exploded view
  • FIG. 6B shows a detail of the piston of the third embodiment according to FIG. 6A
  • FIG. 7A shows a piston according to the concept of the invention in a fourth embodiment in a sectional view, shown in a partially shown compressor as a double compressor based on the model of FIGS. 2A, 2B;
  • FIG. 8 shows a piston according to the concept of the invention in a fifth embodiment in a sectional view, also shown in an exploded view with screws and in an assembled perspective view for a compressor shown schematically as a double compressor based on the model of FIG. 2A, Figure 2B;
  • FIGS. 9 shows a piston according to the concept of the invention in a sixth embodiment in a disassembled perspective view for a compressor shown schematically as a double compressor based on the model of FIGS. 2A, 2B;
  • Fig. 11 A a vehicle of any type, such as. B. a car or a commercial vehicle such as a truck or a trailer (not shown), in a schematic representation with a known pneumatic system with a particularly preferred embodiment of a compressed air supply system of Figure 1, with a compressor as a double compressor with is formed in a single compression space, and in which a piston according to the concept of the invention is preferably used; the piston can be designed according to the concept of the invention in a first, second or third or fourth embodiment as shown in Figures 4A to 7C; 11B shows a vehicle in the form of a passenger car in a schematic representation with an electronically controlled air supply system (ECAS, Electronically Controlled Air Suspension), which is equipped with a particularly preferred embodiment of a compressed air supply system of FIG view is shown.
  • ECAS electronically controlled air supply system
  • Compressors according to the concept of the invention are preferably used in a compressed air supply system - special requirements in terms of compression capacity and compactness have arisen here.
  • a compressor according to the concept of the invention can also be used for other types of compressed air sources. It is also to be understood that the compressor can be used not only preferably in compressed air supply systems or for passenger cars or commercial vehicles. In addition, there have also been applications for vacuum generators, in particular vacuum pumps.
  • a compressed air supply system is shown as an example of a preferred embodiment in FIG. 1 and is described below.
  • Fig. 1 shows a pneumatic system 300 with a compressed air supply system 200 and a pneumatic system 500, presently in the form of an air spring system, of a vehicle 400, not shown in detail.
  • the air spring system is formed with an exemplary number of four air springs 210, each air spring 210 being assigned to a wheel of a vehicle 400, not shown in detail.
  • a support 410 formed near the wheel of the vehicle 400 is shown here only symbolically, which can be raised when the air spring 210 is filled or lowered when the air spring 210 is vented.
  • An air spring 210 includes air bellows, referred to here as bellows 211, for receiving compressed air and an air spring valve 212, which holds or releases the amount of compressed air in the bellows 211 or allows the bellows 211 to be filled with compressed air.
  • the air spring valve 212 is designed as a controllable solenoid valve, here as a 2/2-way valve.
  • Each of the air spring valves 212 is shown here in a normally closed state by the spring force of a spring that is not specified.
  • the air spring valves 212 are connected to a gallery line 220 designed as a collecting line via suitable spring branch lines 221 .
  • a voltage-pressure sensor 230 Directly connected to the gallery line 220 is a voltage-pressure sensor 230 which is able to measure egg pressure in the gallery line 220 - and with suitable switching of the air spring valves 212 - also a pressure in the air springs 210 to measure.
  • the voltage-pressure sensor 230 can also measure a memory pressure in connection with a memory system, namely the memory 224 in this case, the pneumatic line 40 and the memory valve 41 .
  • Pressure sensor signals can be transmitted to an air spring controller and/or a vehicle controller to initiate further control measures, which is not shown in detail here.
  • the pneumatic system 500 in the form of the air spring system is supplied with compressed air from the compressed air supply system 200.
  • the pneumatic system 500 is connected to the compressed air supply system 200 via a compressed air connection 2 .
  • Compressed air can be supplied to the compressed air connection 2 from a compressed air supply 10 with a compressor 100 via a main pneumatic line 30 .
  • Compressed air from a pressure medium reservoir 224 can also be supplied to the compressed air connection 2 via a further compressed air connection 2 ′ and a further pneumatic line 40 .
  • the compressed air supply system 200 has suitable separating valves, namely a first separating valve 31 in the pneumatic main line 30 and a second separating valve 41 in the further pneumatic line 40, for the appropriate selection of the type of supply of compressed air to the pneumatic system 500.
  • the first and second separating valve 31, 41 is each designed as a controllable solenoid valve—here as a 2/2-way valve.
  • the first and second isolating valve 31, 41 are each shown in a closed state, so that the pneumatic system 500 is completely separated from the compressed air supply system 200.
  • the compressed air supply system 200 has a compressed air supply 10 to which the main pneumatic line 30 is connected.
  • the air dryer 222 is on the compressed air supply side and on the compressed air connection side the first isolation valve 31 is pneumatically connected in series.
  • a valve arrangement designed as a pneumatic parallel circuit is connected between the air dryer 222 and the first isolating valve 31 .
  • the valve arrangement has a check valve 32 which opens automatically in the ventilation direction B to the pneumatic system 500 and blocks the air dryer 222 in the ventilation direction E from the pneumatic system.
  • a throttle 34 is arranged, which serves as a regeneration throttle with bidirectional flow.
  • the throttle 34 has a nominal width that is sufficient to provide such a pressure drop when the pneumatic system 500 is vented when the first separating valve 31 is open that an air dryer 222 regenerates sufficiently as part of a pressure swing adsorption.
  • a compressed air flow guided in the venting direction E can be vented to the environment U via a vent line 35 connected to the pneumatic main line 30 to a vent connection 3 .
  • a further separating valve 36 to be opened for a venting process is arranged in the venting line 35 .
  • the further separating valve 36 is designed as a controllable magnetic valve, specifically here as a 2/2-way valve.
  • a fundamentally different design of the main pneumatic line 30 and vent line 35 can also be provided, e.g. B. Chen with a suitable pilot operated vent solenoid valve assembly or the like.
  • the compressed air supply 10 has a compressor 1100 designed according to the concept of the invention, which is described below with reference to the particularly preferred embodiment shown by way of example in FIG. 1, FIG. 2A and FIG. 2B.
  • the compressor 1100 of the compressed air supply 10 is formed with the compressed air supply 10 in the present case as a device that can be connected separately to the compressed air supply system 200 .
  • the component of the compressed air supply 10 that can be designated as a compressed air supply device has a compressed air outlet 124 to which the main pneumatic line 30 of the compressed air supply system 200 can be connected. Furthermore, the compressed air supply tion 10 has a charging connection 126 to which a pneumatic line 37 to the pressure medium reservoir 224 can be connected via yet another separating valve 38 .
  • the pressure medium reservoir 224 is connected to the pneumatic line 37 via the second compressed air connection 2' mentioned above.
  • the further pneumatic line 40 to the compressed air connection 2 is also connected to the second compressed air connection 2'.
  • the pneumatic line 37 is - when the further separating valve 38 is open - only unidirectionally through which compressed air can flow, namely in a further venting direction E' as seen from the pressure medium supply tank 224 .
  • the pneumatic line 37 has a further check valve 39 which automatically opens in the further venting direction E' and blocks in the opposite direction.
  • the pneumatic line 37 is thus designed to supply compressed air from the pressure medium reservoir 224 to the charging connection 126 of the compressed air supply 10 when the still further separating valve 38 opens.
  • the compressed air supply 10 has an air supply connection 0, via which air from an air supply L—filtered in a filter 52 of an intake line 51—can be supplied.
  • the compressor 1100 of the compressed air supply 10 is designed with a first compression space 104 and a second compression space 106 .
  • the compressor 1100 is designed with a single cylinder 118, as described in more detail in FIGS. 2A and 2B.
  • a single inside the cylinder 1118 on both sides pressurizable Kol ben 1112 of the compressor 1100 is driven to move by a motor M via a drive shaft 102 to.
  • the cylinder 1118 with the piston 1112 of the compressor 1100 is presently arranged on a single side of the motor M, forming both compression chambers 104 and 106; arranged on a single side of the drive shaft 102 in particular.
  • this is a particularly compact arrangement of cylinder 1118 utilizing a single piston 1112.
  • the compressed air supply or the compressor 1100 has a connecting line 122 between the first compression space 104 and the second compression space 106 .
  • the connecting line 122 is formed as a passage through a piston body of the piston 1112 and is therefore of particularly compact design. Due to the comparatively short connecting line 122, the entire compression space in the cylinder 1118 is kept small, so that a particularly high compression pressure amplitude can be achieved.
  • the availability of compressed air i. H. in particular an amount of compressed air
  • compressed air i. H. in particular an amount of compressed air
  • FIG. 2A shows a compressor 1100 according to a preferred embodiment in a first sectional view.
  • a piston 1112 is disposed within a cylinder 1118 in a cylindrical cavity.
  • Piston 112 is connected via a rigidly connected connecting rod 128 via a rotatable connection 162 about an axis of rotation running through point S2 perpendicular to the plane of section to an eccentrically arranged shaft section 132, which in turn is connected to a drive shaft 102 in order to transmit the drive movement.
  • Piston 1112 and connecting rod 128 are present in one piece, in particular assembled coaxially along a common piston axis A, executed.
  • the piston 1112 is white terhin - shown highly schematic - as well as other areas of this view.
  • the design of the piston 1112 can deviate from the design shown here--particularly in order to implement functionally-related wobbling kinematics.
  • Such deviating developments are shown in FIG. 3A, FIG. 3B and, relating to the concept of the invention, in FIG. 4A.
  • the rotatable connection 162 is realized via a connecting rod bearing 152 .
  • the drive shaft 102 and the eccentrically arranged shaft section 132 are part of a rotating part 131 of the drive.
  • the connecting rod 128 has a piston side 128.1 facing the piston 1112 and a drive side 128.2 facing the drive shaft 102.
  • the drive shaft 102 in turn executes a rotational movement D about an axis of rotation running through a point S1 perpendicular to the plane of section. Due to the rigid connection of the drive shaft 102 to the eccentrically arranged shaft section 132 and the offset of the two points S1 and S2, a rotational movement of the drive shaft 102 leads to a deflection H of the piston in the stroke direction.
  • a rotationally symmetrical cylinder inner web 110 which extends radially inwards from the cylinder inner wall 119 and has an L-shaped cross section. Due to the L-shaped cross section, the cylinder inner web 110 has on its inside a web wall 111 directed in the direction of the piston 1112 .
  • a ringför miger in the direction of the piston 1112 open space is formed, which is the second compression space 106 Ver.
  • the piston 1112 On the side facing away from the connecting rod 128 , the piston 1112 has a first end face 113 embodied as a full face 114 which, together with the inner wall of the cylinder 1118 , delimits the first compression space 104 .
  • the piston 1112 has an annular piston step on the side facing the connecting rod 128, which is formed in the form of a hollow cylinder, the outer wall of which is congruent with the outer wall of the piston 1112 at the level of the full side 114 and which is on the opposite side of the full side 114 Side of the piston 1112 is closed off by a second face 115 designed as a step side 116 .
  • the cylinder 1112 is designed in such a way that the piston 112, in particular the side facing the connecting rod 128 with the step side 116, can move in an oscillating manner within the annular space formed by the cylinder inner web 110 and the inner wall of the cylinder 1118.
  • the second compression chamber 106 is formed by delimiting the practically ring-shaped space formed by the inner cylinder web 110, the inner wall of the cylinder 1118 and the step side 116.
  • the piston 1112 also has a seal 138, shown schematically here, which in the embodiment shown schematically here as well as in the preferred embodiments of FIGS Stage side 116 of the piston 1112 is arranged.
  • the seal 1138 in the sense of a sealing arrangement according to the concept of the invention - as it is shown in relation to the preferred embodiments of FIGS of the compression chambers 104, 106 in relation to a crankcase interior 160.
  • the seal 1138 basically has an outside 1138.1 and an inside 1138.2.
  • the outside 1138.1 of the seal 1138 is arranged on the outer circumference, i.e. the outside of the - to put it simply - ring-shaped seal 1138 as part of a sealing arrangement to be explained below and thus provides circumferential, constant contact with a cylinder inner wall 119, which in particular forms a cylindrical cavity , here.
  • the inner side 1138.2 of the seal 1138 is on the inner side, ie on the inner circumference of the--to put it simply--annular seal 1138 and thus produces a circumferential, constant contact with a web wall inner side 109.
  • FIG. 2A the relative inclination of the piston 1112 and the connecting rod 128, which is rigidly connected to the piston 1112, to the cylinder 118 can also be seen.
  • This inclination is caused by the portion of the offset perpendicular to the stroke direction between the axis of rotation of the drive shaft running through point S1 and the axis of rotation of the rotary motion between connecting rod 128 and eccentrically arranged shaft section 132 running through point S2.
  • This portion existing perpendicular to the stroke direction of the offset depends on the angular position of the drive shaft 102 or the eccentrically arranged shaft section 132.
  • the seal 138 is designed accordingly. This includes adequate dimensioning and elastic behavior of the seal 1138, so that even if there are openings between the piston 1112 and the cylinder 1118 due to the wobbling movement, the compression chambers 104 and 106 remain sealed.
  • FIG. 2B shows another sectional view of a preferred embodiment of a compressor in a sectional plane parallel to both the drive axis and the piston axis A.
  • the sectional view shows how air is discharged via an air supply connection 120 arranged inside the piston 1112 and the connecting rod 128 from the environment U or the crankcase interior 160 can reach the first compression chamber 104 .
  • an air supply valve flap 142 arranged on the full side 114 of the piston 112 ensures that air can flow via the air supply connection 120 only into the first compression chamber 104, but not out. This is achieved in that the air supply valve flap 142 closes against the increasing pressure in the first compression chamber 104 when the first compression chamber 104 is reduced by the deflection H and the associated compression of the air therein.
  • the air supply valve flap 142 opens when the first compression chamber 104 is enlarged due to the negative pressure in the first compression chamber 104 relative to the environment, so that air from the environment or the crankcase interior 160 flows into the first compression chamber 104 .
  • a check valve 130 is arranged inside the piston 1112 as a further connection between the first compression chamber 104 and the air supply connection 120 or the crankcase interior 160, which is activated by a spring is held closed by force F.
  • the check valve 130 allows air in the first compression chamber 104, the pressure of which exceeds a specific maximum value that is potentially harmful to the compressor, to escape via the air supply connection 120 into the environment.
  • the check valve 130 can also be arranged in such a way that the air escapes directly, ie without being routed via the air supply connection 120, into the crankcase interior 160 or the environment U.
  • a connecting line 122 is arranged inside the piston 1112 between the first compression chamber 104 and the second compression chamber 106 .
  • This connecting line 122 represents a gas-carrying connection between the two compression chambers 104 and 106.
  • it has a connecting valve flap 144, analogous to the air supply valve flap 142, which ensures that air flows through the connecting line 122 in only one direction, namely from the first compression chamber 104 to the second compression chamber 106.
  • the connecting valve flap 144 closes when the second compression chamber 106 decreases against the increasing pressure and opens when it increases, so that air can flow from the first compression chamber 104 into the second compression chamber 106.
  • the air compressed in the second compression space 106 can be made available via a compressed air outlet 124 to consumers of a pneumatic system 500, in particular via a compressed air supply system 200.
  • a charging connection 126 leading to the second compression chamber 106 is arranged in the cylinder 1118 and has a charging valve flap 146 .
  • the second compression chamber 106 can be supplied with air which, for example, was compressed at a previous point in time and is stored and held available in a pressure medium reservoir 224.
  • the charging valve flap 146 ensures that air flows exclusively into the second compression chamber 106 via the charging connection 126 and cannot escape via the charging connection 126 .
  • the piston 1112 does not have a cylindrical shape, but rather a variable cross section along a piston axis A.
  • the Piston 1112 at the level of full side 114 has a cross section with an additional piston diameter KN.
  • the piston 1112 On the stepped side 116, however, the piston 1112 has a main piston diameter KH that is larger than the secondary piston diameter KN. Due to these different diameters and the course of the piston diameter between the step side 116 and the solid side 114, there is a changeable, essentially non-cylindrical course both on the outside 1112.1 and on the inside 1112.2 of the piston 112, which means that the Piston 1112 is practically dome-shaped. Such a design in particular allows the piston 1112 to move within the cylinder 1118, in particular despite the wobbling movement of the piston 1112.
  • the main piston diameter KH cannot be larger than the diameter of the cylinder 118, but it is possible and even useful if the diameter of the outside 138.1 of the seal 138 is larger than the main piston diameter KH and also than the diameter of the cylinder 118. In this way enables the piston 1112 together with the seal 138 to create a seal between the first compression chamber 104 and the second compression chamber 106, despite the wobbling movement of the piston 1112 and the resulting openings and gaps between the piston 1112 and the cylinder 1118 or the piston 1112 and the web wall 111 or between tween the second compression chamber 106 and the crankcase interior 160 produces.
  • the movement of the piston 1112 is not significantly impeded or blocked since the seal 1138 of the sealing arrangement according to the concept of the invention is preferably formed from an elastic material.
  • the shape of the piston 1112 is practically domed, so that the piston is formed to match a domed portion 164 of the cylinder 1118 .
  • the piston 1112 has an outside 1112.1 and an inside 1112.2.
  • the seal 138 with an outer side 138.1 and an inner side 138.2 is also clearly visible.
  • the outside 138.1 is here over the outer circumference of the seal 138 circumferentially a cylinder inner wall 119 in contact, so that a pressure-tight seal against a first compression chamber 104 is effected.
  • the inner side 138.2 of the seal 138 is in contact all the way around the inner circumference of the seal 138 with a web wall inner side 109, so that a pressure-tight seal with respect to a crankcase interior 160 is effected.
  • the piston 1112 in particular the dome section 164 of the piston 1112, is fastened to a connecting rod 128 by means of a piston screw 166. Only the piston side 128.1 of the connecting rod 128 is visible in the present view.
  • a check valve 130 an air supply connection 120, a connecting line 122, an air supply valve flap 142, a connecting valve flap 144, a charging valve flap 146 and a compressed air outlet 124 and a charging connection 126 can be provided.
  • These features essentially correspond to the features already shown symbolically in FIG. 2B.
  • the air supply valve flap 142 and the check valve 130 may not be connected together to an air supply connection 120 guided by a connecting rod 128, as shown in FIG. 2B, but are arranged separately in the piston 1112 and carry gas connected to a crankcase interior 160 - or connected in the check valve 130 depending on the spring force - are.
  • connection line 122 ensures that the first compression chamber 104 and the second compression chamber 106 are connected in series - generally in the sense of a series connection of two compressor stages of a multi-stage compressor - it should nevertheless be understood that the concept of Invention is not limited thereto.
  • the concept of the invention can also be implemented in a multi-stage compressor whose two or more compressor stages are implemented in the sense of a parallel connection—generally in the sense of a parallel connection of two compressor stages of a more cylinder compressor.
  • FIG. 3A shows a first version of a seal 138a, known per se from WO 2018/197182 A2, which essentially corresponds to a previously described seal 138.
  • the seal 138a includes a seal body 139a, which has a first annular lip 139.1a and a second annular lip 139.2a.
  • the first annular lip 139.1a is arranged on the outside of the sealing body 139a in a radial direction RR in such a way that it extends in an axial direction RA in the direction of a second compression space 106 .
  • the first and/or second annular lip 39.1a, 139.2a has in particular a free end which is arranged in the second compression chamber 106.
  • the second annular lip 139.2a is arranged on the inside of the sealing body 139a in a radial direction RR. It also extends in an axial direction RA toward the second compression space 106.
  • the seal body 139a is attached to a step side 116 of a piston 1112. As shown in FIG.
  • FIG. 3B shows another version of a seal 138b known per se from WO 2018/197182 A2.
  • the main difference between the seal 138b and the seal 138a shown in FIG. 3A is that a seal body 139b of the seal 138b - in addition to a first annular lip 139.1 b and a second annular lip 139.2b - has an additional third annular lip 139.3b which is in a radial direction RR on the outside of the seal body 139b and directed toward the first compression space 104 in an axial direction RA.
  • the third ring lip 39.3b has in particular a free end which is arranged in the first compression chamber 104.
  • the seal 1138 of the sealing arrangement according to the concept of the invention proves to be further improved in order to realize a function of an efficient, in particular two-stage, compressor in a design that is as compact and robust as possible.
  • a piston in Fig. 4A to Fig. 10B are preferably designed for a compressor 1112, in particular a compressor, for a compressed air supply 10 of a compressed air supply system 1100 as shown in Fig. 1, or for operating a pneumatic system 500 such as that of Also shown in FIG. 11 B in relation to a compressed air supply system of FIG. 11 A.
  • FIGS. 4A and 4B show in detail a particularly preferred first embodiment of a sealing arrangement 1001 with an annular sealing body 1139 as a sealing collar 1021, a compression space-side retaining ring 1031 in the sealing collar and a step-side piston ring 1011; this for attachment to a second end face 115 of the piston 1112 designed as a stepped side 116.
  • the piston 1112 is shown here in a cylinder 1118 shown schematically with a cylinder inner wall 119 shown schematically.
  • the first end face 113 is embodied as a full face 114 .
  • the piston 1112 in the cylinder 1118 is shown schematically in FIG are sealed from each other via the sealing arrangement 1001 according to the first embodiment.
  • 1005 implement the following features, explained as examples for the first sealing arrangement 1001, in a type of sandwich structure.
  • the sealing arrangement 1001 has the sealing sleeve 1021, which is profiled as a circumferential cross section, between the step-side piston ring 1011 and the retaining ring 1031 on the compression chamber side.
  • the sealing arrangement 1001 according to the first and further embodiments thus has a step-side piston ring 1011 and, to form the ring-shaped seal body 1139, a sealing sleeve 1021 and retaining ring 1031 according to the first embodiment.
  • the sealing arrangement 1001 according to the first preferred embodiment is shown in detail in FIG. 4B.
  • the ring-shaped sealing body 1139 of the sealing collar 1021 forms the previously explained first annular lip 1139.1 on an outer side 1138.1 of the seal 1138 and the second annular lip 1139.2 on the inner side 1138.2 of the seal 1138.
  • the sealing collar 1021 is thus formed as an annular sealing body 1139, with a circumferential cross-section shown in Figure 4B, which forms the open profile 1020 recognizable; the opening 1140 in the profile is essentially rectangular, with the first and second annular lips 1139.1, 1139.2 merging into the profile base 1139.3 with a rounding 1141.
  • the profile wall of the profile 1020 provided with the profile opening 1140 is thus formed by means of the first and second annular lip 1139.1, 1139.2 and merges into the profile base 1139.3 in a rounded manner. This is the case over the entire circular ring circumference of the sealing collar 1121 .
  • the sealing sleeve 1021, 1022, 1023 As in the other embodiments of the sealing arrangement 1001, 1002, 1003, 1004, the sealing sleeve 1021, 1022, 1023,
  • Fig.10B- it can be seen for all embodiments of the sealing arrangement 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 in relation to the profile base 1139.3 of the profile 1020 that this is between a concavely curved adjoining sealing side 1010 of the piston ring, 1011, 1012, 1013 and a matching convex holding side 1030 of the retaining ring are held.
  • the rounding 1141 of the profile opening 1140 gives the transition of the sealing lips 1139.1,
  • the profile base 1139.3 is made soft or elastic in the material in such a way that the sealing webs 1119 designed here as sealing edges can be accommodated.
  • the sealing webs 1119 are pressed into the profile base 1139.3 when the profile base is fixed between the base of the piston ring 1011, 1012, 1013 and the base of the retaining ring 1031, 1032, 1033.
  • the sealing webs 1119 serve to improve the sealing of the sealing sleeve 1021, 1022, 1023, 1024 at their profile base 1139.3 between the sealing side 101 ⁇ of the piston ring 1011, 1012, 1013 and the holding side 1030 of the retaining ring 1031, 1032, 1033.
  • the profile base 1139.3 likewise in all embodiments of the sealing arrangement 1001, 1002, 1003—has passage openings 1116 spaced apart along the annular circumference of the sealing sleeve.
  • two small sealing edges are formed as small triangles on the piston ring 1011, 1012, 1013 and on the retaining ring 1031, 1032, 1033, which extend into the profile base 1139.3 of the profile 1020 of the sealing sleeve 1021, 1022, 1023, 1024 should press in and thereby support the seal.
  • Piston and retaining ring are made of aluminum and should be sealed with the sealing edges.
  • the sealing webs are realized on the outside as 1119.A and on the inside as 1119.1 to increase the sealing effect; this, as previously explained, with said sealing webs 1119.A or 1119.1, in each case from the side of the piston ring 1011, 1012, 1013 or of the retaining ring 1031, 1032, 1033. That is, a first sealing ridge 1119.1 is provided radially inward and a second sealing ridge 1119.A is provided radially outward with respect to the aforesaid sealing opening 1116.
  • a first radially inner sealing web 1119.1 is provided on each piston ring 1011, 1012, 1013 and retaining ring 1031, 1032, 1033; if necessary, it can also be provided only on a piston ring or only on a retaining ring.
  • a second sealing web 1119.A can be provided radially on the outside on the piston ring 1011, 1012, 1013 and retaining ring 1031, 1032, 1033, or only on the piston ring or only on the retaining ring.
  • the formation of two circumferential sealing webs 1119.A or two circumferential sealing webs 1119.1 has proven to be advantageous, so that the piston ring 1011, 1012, 1013 has two circumferential sealing webs 1119.1, 1119.A and the retaining ring 1031, 1032, 1033 also has two circumferential sealing webs 1119.1, 1119.A, one of the circumferential sealing webs 1119.1, 1119.A being arranged radially inside the through-openings 1116 or radially outside of the through-openings 1116.
  • the sealing webs 1119.1 running radially inward are offset from one another, with the sealing web 1119.1 of the retaining ring 1031, 1032, 1033 being offset slightly outwards radially, i.e. closer to the access opening 1116.
  • the sealing ridge 1119.1 of the piston ring which runs radially inwards, is offset somewhat radially inwards compared to the sealing ridge 1119.1 of the retaining ring.
  • both sealing webs 1119.1 are only offset from one another with their apex ridges to such an extent that they still overlap; In the present case, the crest ridge of one sealing ridge 1119.1 lies opposite a flank of the other sealing ridge 1119.1.
  • a sealing ridge 1119.A of the retaining ring is radially offset slightly closer to the access opening 1116, i.e. radially offset more inwards, in comparison to the sealing ridge 1119.A of the piston ring, which is radially offset slightly outwards.
  • Both sealing webs 1119.A overlap insofar as their apex ridges are each arranged opposite a flank of the opposite sealing web 1119.A.
  • This arrangement of the sealing webs 1119.A 1119.I is implemented—also in all three embodiments of the sealing arrangement 1001, 1002, 1003, 1004 in the same way—to increase the sealing effect on the profile base 1139.3 of the sealing sleeve between the piston ring and the retaining ring.
  • a sealing bar 1119.A 1119.1 is designed in such a way that it fully or partially presses into the profile base 1139.3 of the sealing collar 1011, 1012, 1013 or in some other way can penetrate into the profile base 1139.3 of the sealing collar 1011, 1012, 1013 or into its volume area Fixing the profile base 1139.3 between the base of the piston ring 1011, 1012, 1013 and the base of the retaining ring 1031, 1032, 1033.
  • a sealing ridge is designed with an appropriately pointed penetration side, i.e. advantageously a formed ridge edge towards the profile base of the sealing sleeve - for example on the Best in the manner of a ridge z.
  • a hardness of the material, in particular of the plastic, of the sealing web is advantageously greater than a hardness of the material, in particular of the plastic, of the sealing sleeve or its profile base.
  • the sealing web 1119, 1119.A 1119.1 is generally and advantageously designed in such a way that it can deform the sealing sleeve in order to connect the sealing sleeve with its profile base 1139.3 to the piston ring and/or retaining ring in a pressure-tight manner; beneficial but not cutting to maintain their consistency.
  • the passage openings 1116 are presently formed in the profile base 1139.3 for the passage of a fixing element, which, like the number of passage openings 1116 in the profile base, are arranged around the circumference of the retaining ring and/or piston ring.
  • a fixing element can in principle be designed in any suitable way as a rounded, oval or also circumferentially more or less wide peg, pin, pen or, in contrast, comparatively broader, partially or fully circumferential web.
  • the retaining ring 1031, 1032, 1033, 1034 or piston ring 1011, 1012, 1013, 1014 thus has - in both cases or alternatively only one, or alternatively - preferably a fixing element 1113 for each passage opening 1116, so that the retaining ring 1031, 1032 , 1033 is connected to the piston ring 1011, 1012, 1013, 1014 with the fixing elements 1113 passing through in this way; i.e. H. Due to the reach-through openings in the sealing collar, the sealing collar 1121, 112, 1123 is also held on the profile base 1139.3 between the piston ring and the retaining ring in a twist-proof manner.
  • the fixing pins seen in FIGS. 5A, 5B and 6A, 6B, 7A, 8, 9 lock as a fixing element 1113 due to their limited circumference Expansion and fitting into the reach-through openings 1116 the parts of the sealing arrangement 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006; ie the piston ring 1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016, the sealing boot 1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026 and the retaining ring 1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 10301, 10301, 10301, 10301, 1030 1004, 1005, 1006 are held against each other so that they cannot rotate.
  • the additionally effected clamping effect is explained below and results in the sealing arrangement 1001, 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 also holding onto one another in their sandwich structure.
  • the fixing elements 1113 can be implemented in different ways in terms of their design or attachment to the retaining ring and/or piston ring.
  • the sealing sleeve 1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026 has a corresponding number of access openings 1116 for the number of fixing elements 1113
  • this can certainly also be realized differently.
  • the piston ring 1011, 1013, 1015 (Fig. 4A/Fig.4B and Fig.6A/Fig.6B) can have fixing elements 1113
  • the retaining ring 1032, 1034 (Fig.5A/Fig.5B, Fig.7A, Fig .9) have fixing elements 1113; the fixing element 1113 can also be formed separately as shown in FIG.
  • the retaining ring 1031, 1033 can have a receptacle—such as a groove in the retaining ring 1031 or a passage as in the retaining ring 1033—for a fixing element 1113 have.
  • the piston ring 1012, 1014, 1015 can have a receptacle, such as a groove for a fixing element 1113, in accordance with the embodiment of FIGS. 5A, 5B, 7A, 8.
  • Corresponding recordings, such as a groove or a passage, are marked accordingly with the reference number 1114 .
  • the fixing elements 1113 are arranged along the circumference of the piston and retaining ring and/or the piston ring or retaining ring, spaced evenly along the ring circumference.
  • the fixing elements 1113 are shown and designed here as clamping teeth or short bars or pins.
  • the fixing elements can also be formed as a number of clamping screws.
  • the receptacles 1114 are shown and designed as clamping grooves or similar receptacles for the fixing elements 1113 .
  • the receptacles 1114 can also be formed as screw holes - this will be described with reference to FIG.
  • the design of the fixing elements as clamping teeth shown here has proven to be advantageous compared to the use of clamping screws for the fixing elements, since locking the clamping teeth 1113 in a clamping groove or bore or similar receptacle 1114, as explained below, can be implemented particularly advantageously.
  • the clamping tooth as the fixing element 1113 is integrally formed on the piston ring 1011 .
  • the fixing element 1113 reaches through the reach-through opening 1116 on the profile base 1139.3 of the sealing sleeve 1021 and is laterally-that is, on its sides 1117.A, 1117.1-with the flanks 1114.A, 1114.1 of the receptacle 1114 clamped.
  • the fixing element 1113 designed as a clamping tooth is clamped on its sides 1117.A, 1117.1 by flanks 1114.1, 1114.A of the receptacle 1114.
  • FIG .R can reach behind an undercut 1117.H on the retaining ring 1033.
  • FIG. 7A shows a perspective sectional view of a piston 1112 for a compressor 1100 according to the concept of the invention in a fourth embodiment; dar- placed in a partially shown compressor 1100 as a double compressor based on the model of the embodiment of FIGS. 2A, 2B.
  • the illustrated sealing arrangement 1004 has a sealing collar 1024 with a profiled circumferential cross section between the piston ring 1014 on the step side and the retaining ring 1034 on the compression chamber side.
  • the sealing arrangement 1004 according to this fourth embodiment thus has a step-side piston ring 1014, and to form the annular seal device body 1139 a sealing sleeve 1024, and a retaining ring 1034 according to the fourth embodiment.
  • the ring-shaped sealing body 1139 of the sealing collar 1024 forms the previously explained first annular lip 1139.1 on an outside 1138.1 of the seal 1138 and the second annular lip 1139.2 on the inside 1138.2 of the seal 1138. Also present is the sealing sleeve 1024 as an annular sealing body 1139, formed with a circumferential cross section shown in FIG. 7B, which forms the open profile 1020 as can be seen.
  • the opening 1140 in the profile can also be seen here as being essentially rectangular, with the first and second annular lip 1139.1, 1139.2 each merging into the profile base 1139.3 with a rounding 1141.
  • the profile wall of the profile 1020 provided with the profile opening 1140 is thus formed by means of the first and second annular lip 1139.1, 1139.2 and merges into the profile base 1139.3 in a rounded manner. This is also the case with the sealing sleeve 1024 over the entire circular ring circumference.
  • sealing arrangement 1004 is also present in the sealing arrangement 1004—as in the previously explained embodiments of a further sealing arrangement 1001, 1002, 1003—is the profiled sealing sleeve 1141—d. H. as well as the other embodiments of the sealing collar 1021, 1022, 1023- formed with a free cross-section of the profile opening 1140 that is essentially U-shaped in the circumference; i.e. H. forming an annular groove that is open to this extent, ie open to the second compression chamber 106, the groove wall of which is formed by means of the aforementioned first and second annular lip 1139.1, 1139.2 and the base of which is formed by the aforementioned profile base 1139.3.
  • the sealing collar 1024 between a step-side piston ring 1014 and a compression space-side retaining ring 1034 held pressure-tight on the step side 116 of the Kol bens; this is also the case in all four embodiments of the sealing arrangement 1001, 1002, 1003, 1004, which is made clear by the same reference numbers.
  • a passage opening 1116 is presently formed in the profile base 1139.3 for the passage of a fixing element which, like the number of passage openings 1116 in the profile base, is arranged around the circumference of the retaining ring and/or piston ring.
  • a fixing element can in principle be designed in any suitable manner as a rounded, oval or circumferentially more or less wide spigot, pin, peg or, in contrast, a comparatively broader partial or full circumferential web.
  • the retaining ring 1034 or the piston ring 1014 thus preferably has a fixing element 1113 for each penetration opening 1116 -in both cases or alternatively only one of them, or alternatively both-, so that the retaining ring 1034 with the fixing elements 1113 crossing it with the piston ring 1014 is connected; i.e. H. Due to the reach-through openings in the sealing collar, the sealing collar 1124 is also held securely on the profile base 1139.3 between the piston ring and the retaining ring.
  • the fixing web visible in FIGS. 7A, 7B as a fixing element 1113 locks the parts of the sealing arrangement 1004 due to its full circumferential expansion and fitting into the through-openings 1116; i.e. H. the piston ring 1014, the sealing collar 1124 and the retaining ring 1034 of the sealing arrangement 1004 are held against each other in a manner secured against rotation.
  • the sealing arrangement 1004 according to the fourth preferred embodiment is shown in detail in FIG. 7B view (i).
  • 7B shows in view (i) a first sealing body part 1139 A of the sealing arrangement 1004 and a second sealing body part 11391 of the seal 1004 for the seal composed of the first and second parts as the sealing arrangement 1004 of FIG. 7A in an exploded view as well as a retaining ring 1034 in view (ii) for introduction into a receptacle 1114 of the piston 1112 of FIG. 7C.
  • 7C shows a perspective view of the piston 1112 of FIG. 7A according to the concept of the invention in the fourth embodiment with the receptacle 1114 mentioned in FIG. 7B for the retaining ring 1034 of view (ii) of FIG. 7B.
  • the sealing sleeve 1024 described and shown here is formed from two separate parts, as already indicated by hatching in FIG. 7A.
  • the sealing sleeve 1024 according to the present embodiment has a first annular space-outside separate part 1139A to form the first annular lip 1139.1 of the sealing body 1139 and a second annular space-inside separate part to form the second annular lip 1139.2 of the seal device body 1139.
  • the sealing body parts referred to here, the first part 1139A as the sealing body part on the outside of the annular space and the second part 11391 as the sealing body part on the inside of the annular space are shown in view (i) of FIG. 7B in an exploded view.
  • the first and second seal body parts 1139A, 11391 thus do not come into contact with one another, even if they together form the sealing collar 1124 of the sealing arrangement 1138 with the seal outside 1138.1 and seal inside 1138.2 indicated in view (i) of FIG. 7B.
  • the first and second sealing body parts 1139A, 11391 are actually held at a distance--as shown in FIG.
  • the fixing element 1113, formed in the form of the annular web, of the sealing arrangement 1004 according to the fourth specific embodiment thus forms the aforementioned access opening in the sealing arrangement 1004;
  • the fourth embodiment of the sealing sleeve 1024 is formed in two parts with the first and second sealing body part 1139A, 11391, leaving a gap to form the passage opening 1116 of the sealing sleeve 1024.
  • the first and second outer or inner sealing body parts 1139A, 11391 can therefore be placed one inside the other separately while maintaining the distance -which is established here in the form of the access opening 1116- i.e. form a concentric ring arrangement with the spacing of the access opening 1116 maintained between them.
  • the ring web of the fixing element 1113 engages in this annular space of the distance formed in this respect—that is, the passage opening 1116—as is shown in view (ii) of FIG. 7B.
  • the retaining ring 1034 has the annular ridge forming the fixing element 1113 and can -at the moment when the annular ridge of the fixing element 1113 engages in the reach-through opening 1116, i.e. reaches through the remaining distance between the first and second sealing body parts 1139A, 11391- into the receptacle 1114 of the piston rings 1014 grab.
  • the fixing web of the fixing element 1113 engages in the receptacle 1114 of the piston ring 1014 and is clamped there
  • the retaining ring with its collar 1034B fixes the spaced apart sealing body parts 1139A, 11391; fixes them relative to each other on the piston ring 1014.
  • the present fourth embodiment of a sealing sleeve 1024 - i.e. the sealing arrangement 1004 formed from the actually separate first and second sealing body parts 1139A, 1139I and the retaining ring 1034 - offers the advantage that the retaining ring 1034 is significantly simpler than in the previously explained embodiments of the sealing arrangement 1001, 1002, 1003 with its fixing element 1113 (as a ring running all the way around) can be introduced into the reach-through opening 1116 or pushed into the receptacle 1114 of the piston ring 1014 and fixed there.
  • the ring-inside and ring-outside seal body parts 1139I and 1139A can be separately fitted into a gap space between the aforementioned collar 1034B of the retaining ring 1034 and the groove 1014N of the piston ring 1014, i. H. between the sealing side 1030 of the piston ring 1034 or the folded side 1030 of the retaining ring 1034.
  • sealing body parts 1139A, 11391 to form the sealing arrangement 1004 separately between the piston ring 1014 and the retaining ring 1034, rather than inserting the retaining ring 1034 in a sealing arrangement 1004 that is already assembled in itself—that is, with a one-piece annular sealing body 1139 with a first and second annular lip 1139.1, 1139.2
  • FIGS. 8 shows a piston according to the concept of the invention in a fifth embodiment in view (i) in an exploded view with screws; these are also shown in the sectional view (ii) and in an assembled perspective view (iii) for a compressor as a double compressor according to the model of FIGS. 2A, 2B;
  • the fixing elements 1113 are arranged along the circumference of the piston and retaining ring and/or the piston ring or retaining ring at equal distances along the ring circumference.
  • 4A, 4B, 5A, 5B and 6A, 6B are shown as clamping grooves or similar receptacles for the fixing elements 1113 in the case of the fifth embodiment designed as screw holes according to FIG.
  • the sealing sleeve 1025 has a corresponding number of fürgriffsöff openings 1116 for the number of fixing elements 1113; in the simplest case, these can be holes or threaded screw holes.
  • the retaining ring 1035 has a receptacle 1114 for a fixing element 1113 in the form of a screw; in the simplest case, this can be a hole or a screw hole with a thread for the screw.
  • the hole or screw hole has a chamfer, which can be seen in view (i) of FIG. 8, for fitting and countersinking the screw.
  • a groove in the retaining ring 1035 or a passage as in the retaining ring 1035 is conceivable in another embodiment, such as a groove in the retaining ring 1035 or a passage as in the retaining ring 1035.
  • the piston ring 1015 or the bottom of the piston 1112 has a receptacle 1114 for a fixing element 1113 in the form of a screw;
  • this can be a hole or a screw hole with a thread for the screw.
  • a groove is also suitable here for a fixing element 1113.
  • Corresponding receptacles 1114, such as a groove or a passage, are identified by the reference numeral 1114 in FIG.
  • the fixing elements 1113 in the form of fixing pins also lock the parts of the sealing arrangement 1005 due to their circumferentially limited expansion and fitting into the through-openings 1116--as was already the case with the sealing arrangement 1001, 1002, 1003, 1004 explained. i.e.
  • the piston ring 1011, 1012, 1013, the sealing collar and the retaining ring 1031, 1032, 1033 of the sealing arrangement 1001, 1002, 1003, 1004 are held against each other so that they cannot rotate is also in the case of the fifth embodiment according to FIG can be seen particularly in the sectional view (ii) that the piston ring 1015 and the retaining ring 1035 and the sealing collar 1025 of the sealing arrangement 1005 are held against each other in a twist-proof manner.
  • the sealing sleeve 1025 is clamped with a suitable tightening torque of the screws as fixing elements 1113 between the retaining ring 1035 and the piston ring 1015 with a corresponding clamping effect due to the tightening torque.
  • the piston ring 1015 is formed in one piece with the piston 1112 .
  • the clamping effect that is also produced means that the sealing arrangement 1005 also holds onto one another in its sandwich structure, as can be seen in view (iii) of FIG. 8; analogously, this is also explained above with regard to the embodiments of the sealing arrangement 1001 , 1002 , 1003 , 1004 .
  • FIG. 9 shows a piston according to the concept of the invention in a sixth embodiment in a disassembled perspective view for a compressor shown schematically as a double compressor based on the model of FIGS. 2A, 2B.
  • fixing elements 1113 are spaced evenly along the circumference of the piston 1112 and retaining ring 1036 and/or the piston ring 1016 or retaining ring 1036 and are arranged along the ring circumference; a fixing element 1113 is similar to the embodiment of FIG.
  • the retaining ring 1036 is cast into the sealing collar 1026 in the sixth embodiment; the cast-in mass can be used to form the retaining ring 1036 with the fixing pin.
  • the cast-in mass can flow as a self-fixing plastic mass into the passage openings 1116 in the sealing sleeve 1026, in particular further into receptacles 1114 (not shown here) in the base of the piston 1112 or in the piston ring 1016.
  • the fixing pins as fixing element 1113 can be held in place in the reach-through opening 1116 due to their peripherally limited expansion and fit.
  • the cast-in mass can be adhesive.
  • a retaining ring 1036 with a fixing pin can also be glued or welded into the sealing collar 1026 as a one-piece part; e.g. by ultrasonic welding. In this way, a non-detachable material connection between the retaining ring 1036 and the piston ring 1016 on the piston 1112 will create a bond that holds the sealing sleeve 1026 in place.
  • FIG. 10A and FIG. 10B represent a situation on the profile base 1139.3 of an annular sealing body 1139 of a sealing collar, which can generally be realized independently of the previously explained exemplary embodiments, through which a fixing element passes.
  • the profile base 1139.3 of an annular sealing body 1139 of a sealing sleeve cannot only be realized with one of the sealing sleeves 1021, 1022, 1023, 1024, 1025 explained above and 1026, but also generally with another suitable sealing collar that is not explained in detail here.
  • the profile base 1139.3 of such a sealing sleeve is in any case generally made soft or elastic in the material in order to accommodate the correspondingly formed sealing webs 1119 penetrating the profile base 1139.3 of such a sealing sleeve as sealing edges or in some other way.
  • Each of the sealing webs 1119 serves to improve the sealing of the sealing sleeves 1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026 at their profile base 1139.3 between the sealing side 1010 of the piston ring 1011, 1012, 1013, ... 1016 and the holding side 1030 of the retaining ring 1031, 1032 1033.
  • the sealing webs 1119 can also be set differently than can be seen, for example, in FIG. 5B; i.e. each of the sealing webs 1119 can be arranged at a different radial distance from the fixing element 1113 than in Fig. 5B.
  • 5B specifically shows an arrangement of sealing webs 1119, in which the sealing webs 1119.1 running radially inwards are offset from one another, with the sealing web 1119.1 of the retaining ring 1031 being offset slightly outwards radially, i.e. closer to the access opening 1116.
  • the sealing webs 1119.A running radially outward are arranged offset to one another, with the sealing web 1119.A of the retaining ring 1031 being offset somewhat inward radially, ie also closer to the access opening 1116.
  • the sealing webs 1119.H on the retaining ring have a slightly different designation - this can therefore be different from the retaining ring 1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036 according to the modification in Figure 10A - both further away from the reach-through opening 1116 offset outwards while the sealing webs 1119.K on the piston ring-this can be different in a modification of FIG .
  • the sealing webs 1119 can also be set differently than can be seen in FIG. 5B; ie, for example, the sealing webs 1119 can only be arranged on one side but diagonally—so to speak point-symmetrically—to the fixing element 1113 .
  • a single sealing ridge 1119.K on the piston ring is a radially outer sealing ridge and this is offset further to the outside spaced apart from the access opening 1116 as the only sealing web 1119.K on the retaining ring, which is a radially inner sealing web and this is offset further closer to the access opening 1116 in comparison.
  • the single sealing ridge 1119.K on the piston ring shown in broken lines is a radially inner sealing ridge and is offset further inwards away from the passage opening 1116.
  • the single sealing ridge 1119.H on the retaining ring, shown in broken lines, is a radially outer sealing ridge, and this is offset further closer to the reach-through opening 1116 in comparison.
  • the sealing webs 1119 are formed as elements on the piston ring 1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016 and/or retaining ring 1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036 by pressing into the profile base 1139.3 of a sealing collar and thus designed to keep them twist-proof and, in particular, also to seal them.
  • a sealing web 1119, 1119.K, 1119.H is designed in such a way that it presses fully or partially into the profile base 1139.3 of the sealing collar or in some other way into the profile base 1139.3 the sealing sleeve or its volume area can penetrate when fixing the profile base 1139.3 between the base of the piston ring 1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016 and the base of the retaining ring 1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036.
  • a sealing web is in this respect designed with an appropriately pointed penetration side, so advantageously a trained web edge to the profile base of the sealing collar - for example, best in the form of a ridge z. B of the aforementioned crest ridges - .
  • the hardness of the material, in particular of the plastic, of the sealing web is advantageously greater than the hardness of the material, in particular of the plastic, of the sealing collar or its profile base.
  • 11A shows a vehicle 400 with a compressed air supply system 200 of FIG. Analogous to that described in relation to FIG. 2A and FIG. 2B, the compressor 1100 has:
  • first compression chamber 104 a first compression chamber 104, a second compression chamber 106, an air supply connection 120 and a compressed air outlet 124,
  • a piston 1112 with a first end face 113 that can be pressurized, which is directed towards the first compression chamber 104, and a second end face 115, which can be pressurized, opposite the first end face 113 and which is directed towards the second compression chamber 106, the first compression chamber 104 being separated from the first end face 113 is limited and the second compression chamber 106 is limited by the two th end face 115 of the piston 1112, and
  • the piston 1112 is connected via a connecting rod 128 to a drive 102, wherein
  • the first compression chamber 104 and the second compression chamber 106 are connected to one another via a connecting line 122, wherein the connecting rod 128, in particular rigidly, in particular rigidly and joint-free, is connected to the piston 1112 on a piston side 128.1 and to a drive side 128.2 rotating part 131 of the drive 102 is rotatably connected, and
  • the first end face 113 is a solid side 114 and the second end face 115 is a step side 116, the piston 112 carrying at least one sealing device 1138 on the step side 116, which seals the first compression chamber 104 and/or the second compression chamber 106, whereby
  • the seal 1138 is formed by means of a profiled ring-shaped sealing body 1139 with a circumferential first annular lip on an outer side 1138.1 of the seal and a circumferential second annular lip on an inner side 1138.2 of the seal.
  • the seal 1138 is part of a sealing arrangement 1001, 1002, 1003, 1004 in which it is provided that
  • the annular sealing body 1139 is formed as a sealing sleeve 1021, 1022, 1023, 1024 with a profile 1020 open in the circumferential cross section with a profile base, the profile wall of which is formed by means of the first annular lip 1139.1 and the second annular lip 1139.2, wherein - The sealing sleeve 1021, 1022, 1023, 1024 with its profile base is held pressure-tight on the step side 116 between a step-side piston ring 1011, 1012, 1013 and a compression space-side retaining ring 1031, 1032, 1033.
  • the first compression chamber 104 is cylindrical or cylindrical with a dome-shaped section 164 and/or the second compression chamber 106 is annularly cylindrical. Even if, in the embodiment described here, with a connecting line 122 for a series connection of the first compression chamber 104 and the second compression chamber 106 -generally in the sense of a series connection of two compressor stages of a multi-stage compressor-
  • the concept of the invention is not limited thereto.
  • the concept of the invention can also be realized in a multi-stage compressor, the two or more compressor stages of which are realized in the sense of a parallel connection -generally in the sense of a parallel connection of two compressor stages of a more cylinder compressor.
  • FIG. 11 B A vehicle 400 with a pneumatic system 500 is shown in detail in FIG. 11 B, which is implemented as part of an ECAS system (Electronically Controlled Air Suspension) for level control of the air-sprung vehicle 400 with an ECU and air springs 210 on supports 410.
  • ECAS Electrically Controlled Air Suspension
  • the electronic lines to the ECU and the pneumatic lines to the air springs 210 and the compressed air supply system 200 are also shown; this includes corresponding compression springs 300 on the wheel suspension and the aforementioned compressed air supply system 200, which is shown here in perspective detail as an exploded view with a motor compressor and air dryer 222.
  • a compressed air supply system 200 is operated within the vehicle 400 with the following steps:

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Abstract

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

Description

Kolben, Verdichter, Druckluftversorgungsanlage, Fahrzeug und Verfahren zum Betrei ben einer Druckluftversorgungsanlage
Die Erfindung betrifft einen Kolben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Verdichter, insbesondere Kompressor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 21. Die Erfindung betrifft auch eine Druckluftversorgungsanlage, ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Druckluftversorgungsanlage.
Verdichter, insbesondere Kolbenverdichter in Fahrzeugen aller Art, sind gemeinhin bekannt. Sie dienen der Bereitstellung von Druckluft und umfassen viele Anwendungs gebiete, unter anderem Bremsanlagen, Luftfederanlagen, insbesondere zur Niveaure gelung, Kupplungsverstärker und viele mehr. Wichtige Zielkriterien bei der Auslegung von Verdichtern sind unter anderem eine möglichst hohe Förderleistung, eine mög lichst geringe Geräuschentwicklung, möglichst geringe Abmessungen, geringer Her- stellungsaufwand und eine hohe Robustheit.
In DE 10 2012 019 618 A1 ist ein Fierstellungsverfahren für einen Kolben mit einer Um fangsdichtung in Form einer kreisförmigen Topfmanschette offenbart, insbesondere für den Einsatz in einem Pendelkolbenkompressor.
In DE 10 2011 121 750 A1 ist beispielsweise ein Kompressor offenbart, aufweisend einen Kolben, dessen Kolbenkopf starr mit einem Pleuel verbunden ist, wobei ein Pleuellagerauge des Pleuels drehbar auf einem Exzenterzapfen einer Antriebswelle eines Antriebsmotors gelagert ist.
Gleichwohl führt der Ansatz der starren Verbindung zwischen Pleuel und Kolben auf grund der konstruktiv bedingten Taumelbewegung zu Undichtigkeiten zwischen Kolben und Zylinder, welchen durch entsprechende konstruktive Maßnahmen, z. B. Dichtun gen, begegnet werden sollte. DE 10 2013 101 110 A1 offenbart einen Hubkolbenverdichter mit einem über einen Schubkurbeltrieb angetriebenen und einem in einem Zylinder hin- und her bewegbaren und gegenüber der Zylinderwand abgedichteten Kolben, welcher feststehend zur Pleu elachse angeordnet ist, wobei der Kolben und/oder der Zylinder so ausgebildet sind, dass die während des Kompressionshubs durch die relative Neigung oder Kippung zwischen Kolben und Zylinder entstehenden sichelförmigen Spalte zwischen Kolben rand und Zylinderwand abdichtbar sind und dadurch Undichtigkeiten ausgeglichen werden.
Bewährt hat sich das Konzept eines zweistufigen Verdichters, bei dem die zugeführte Luft zunächst in einer Niederdruckstufe auf ein Niederdruckniveau und anschließend in einer der Niederdruckstufe angeschlossenen Hochdruckstufe auf ein Hochdruckniveau verdichtet wird.
Zur Erhöhung der Kompaktheit kann ein zweistufiger Verdichter derartig ausgeführt sein, dass beide Verdichterstufen durch lediglich einen Kolben, beispielsweise mittels eines zweiseitig beaufschlagbaren Kolbens, gebildet werden.
Beispielsweise ist in GB 241 ,907 ein mehrstufiger Kompressor offenbart, der mittels eines eine beliebige Anzahl von Stufenabschnitten aufweisenden Kolbens und eines passend dazu ausgebildeten Zylinders eine beliebige Anzahl von Verdichterstufen rea lisieren kann.
Weiterhin ist in DE 10 2010 054 710 A1 ein Kompressor für eine Druckluftzuführung einer Druckluftversorgungsanlage offenbart, welcher mindestens eine zweistufige Ver dichtereinheit mit einem einzigen Zylinder mit einem einzigen in einem Verdichtungs raum des Zylinders zweiseitig beaufschlagbaren Kolben aufweist.
In DE 10 2012 223 114 A1 wird weiterhin eine Doppelkolbenkompressoreinheit be schrieben. Eine Antriebswelle des Motors der Kompressoreinheit wirkt über eine Kulis senführung im Doppelkolben der Einheit mit diesem so zusammen, dass der Doppel kolben abwechselnd in den beiden Zylindern der Einheit einen Kompressionsvorgang durchführt. Hierbei ist die Achse der Antriebswelle exzentrisch zur Mittelachse der bei den Zylinder angeordnet, wodurch sich weniger Lageänderungen des Kolbens und damit eine geringere Geräuschentwicklung ergeben. Das Konzept ist noch verbesserungswürdig hinsichtlich der oben genannten Nachteile und Zielkriterien. Wünschenswert ist es daher, die Funktion eines leistungsfähigen, insbesondere zweistufigen, Verdichters in möglichst kompakter und robuster Ausfüh rung zu realisieren.
Der hier in dieser Anmeldung bereits mit Bezug zu Fig.1 und Fig.2A, Fig.2B beschrie bene Verdichter 100 der WO 2018/197182 A2 für eine Druckluftzuführung 10 einer Druckluftversorgungsanlage 200, zum Betreiben einer Pneumatikanlage 500, hat einen Kolben der eingangs genannten Art.
Der Verdichter 100 der WO 2018/197182 A2 weist auf:
- einen ersten Verdichtungsraum 104, einen zweiten Verdichtungsraum 106, einen Luftzufuhranschluss 120 und einen Druckluftauslass 124,
- einen Kolben 1112 mit einer ersten druckbeaufschlagbaren Stirnseite 113 welche zum ersten Verdichtungsraum 104 gerichtet ist und einer, der ersten Stirnseite 113 gegenüberliegenden, zweiten druckbeaufschlagbaren Stirnseite 115, welche zum zwei ten Verdichtungsraum 106 gerichtet ist, wobei der erste Verdichtungsraum 104 von der ersten Stirnseite 113 begrenzt ist und der zweite Verdichtungsraum 106 von der zwei ten Stirnseite 115 des Kolbens 1112 begrenzt ist, wobei die erste Stirnseite 113 eine Vollseite 114 ist und die zweite Stirnseite 115 eine Stufenseite 116 ist, und der Kolben 1112 über ein Pleuel 128 an einen Antrieb 102 angebunden ist, wobei
- der erste Verdichtungsraum 104 und der zweite Verdichtungsraum 106 über eine Verbindungsleitung 122 miteinander verbunden sind. Bei dem Verdichter 100 der WO 2018/197182 A2 ist vorgesehen, dass
- das Pleuel 128 starr, insbesondere starr und gelenkfrei, an einer Kolbenseite 128.1 mit dem Kolben 1112 verbunden ist und an einer Antriebsseite 128.2 mit einem rotie renden Teil 131 des Antriebs 102 drehbeweglich verbunden ist, und
- der Kolben 1112 auf der Stufenseite 116 mindestens eine Dichtung 138 trägt, welche den ersten Verdichtungsraum 104 und/oder den zweiten Verdichtungsraum 106 ab dichtet.
Die dort in dieser Anmeldung bereits mit Bezug zu Fig.3A, Fig.3B beschriebene Dich tung 138 am Kolben 1112 ist noch verbesserungswürdig hinsichtlich der oben genann ten Nachteile und Zielkriterien.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, in verbesserter Weise eine Vorrichtung, insbesondere einen Kolben und einen Verdichter, sowie ein Verfahren anzugeben, welche die oben formulierten Ziele und Zielkriterien, insbeson dere durch einen verbesserten konstruktiven Aufbau, zumindest teilweise erfüllen. Ins besondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung und das Verfahren so zu gestalten, dass im Rahmen des verbesserten konstruktiven Aufbaus zum einen eine verbesserte Dichtwirkung wie auch zum anderen eine verbesserte Halterung der Dich tung erreicht wird, die zudem druckdicht an der Stufenseite gehalten ist, sodass auch bei langfristiger und hoher Beanspruchung im Rahmen der Taumelbewegung eines Kolbens der erste Verdichtungsraum und der zweite Verdichtungsraum abgedichtet ist.
Die Aufgabe in Bezug auf die Vorrichtung wird gelöst mit einem Kolben des Anspruchs 1.
Der Kolben gemäß der Erfindung geht aus von einem Kolben für einen Verdichter. Ein solcher Verdichter hat sich insbesondere für eine Druckluftzuführung einer Druckluft versorgungsanlage bewährt, zum Betreiben einer Pneumatikanlage, wobei der Kolben ausgebildet ist, bei einem Betrieb des Verdichters in einem Zylinder des Verdichters beweglich geführt zu werden und über ein Pleuel an einen Antrieb anbindbar ist, wobei das Pleuel an einer Kolbenseite mit dem Kolben verbindbar ist und an einer Antriebs seite mit einem rotierenden Teil des Antriebs drehbeweglich verbindbar ist.
Ein solcher Kolben weist erfindungsgemäß auf:
- eine erste druckbeaufschlagbare Stirnseite, welche vorgesehen ist, in dem Betrieb zu einem ersten Verdichtungsraum des Verdichters gerichtet zu sein, und eine der ersten Stirnseite gegenüberliegende, druckbeaufschlagbare zweite Stirnseite, welche vorge sehen ist, in dem Betrieb zu einem zweiten Verdichtungsraum des Verdichters gerich tet zu sein. Insbesondere kann vorteilhaft der erste Verdichtungsraum von der ersten Stirnseite begrenzt sein und der zweite Verdichtungsraum von der zweiten Stirnseite des Kolbens begrenzt sein.
Die Erfindung sieht bei einem solchen Kolben zudem vor, dass der erste Verdichtungs raum und der zweite Verdichtungsraum über eine druckbeaufschlagbare Verbindungs leitung miteinander verbunden sind.
Erfindungsgemäß ist zur Lösung der Aufgabe weiter vorgesehen, dass
- der ringförmige Dichtungskörper als eine Dichtmanschette der Dichtanordnung mit seiner Profilbasis zwischen einem stufenseitigen an der zweiten Stirnseite angeordne ten Kolbenring und einem verdichtungsraumseitigen Haltering druckdicht an der Stu fenseite gehalten ist.
Die Aufgabe betreffend die Vorrichtung wird auch durch einen, den erfindungsgemä ßen Kolben verwendenden Verdichter des Anspruchs 21 gelöst, nämlich einen Ver dichter, insbesondere Kompressor, für eine Druckluftzuführung einer Druckluftversor gungsanlage, zum Betreiben einer Pneumatikanlage, aufweisend einen ersten Verdich tungsraum, einen zweiten Verdichtungsraum, einen Luftzufuhranschluss und einen Druckluftauslass, und den Kolben gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20.
Erfindungsgemäß ist bei dem Verdichter vorgesehen:
- ein Zylinder mit einem ersten Verdichtungsraum und einem zweiten Verdichtungs raum, ein Luftzufuhranschluss und ein Druckluftauslass, und
- der erfindungsgemäße Kolben.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass der grundsätzliche Ansatz eines Kol bens, wie er im Rahmen des Verdichters der WO 2018/197182 A2 mit einer bereits vorteilhaften Dichtung beschrieben ist, grundsätzlich für die Realisierung eines Ver dichters mit einem ersten und zweiten Verdichtungsraum mit Vorteil versehen den rich tigen Ansatz liefert. Das heißt, der Ansatz besteht darin, eine Dichtung vorzusehen, die den ersten Verdichtungsraum gegen den zweiten Verdichtungsraum abdichtet, wobei der Kolben eine erste Stirnseite als eine Vollseite aufweist und eine zweite Stirnseite als eine Stufenseite aufweist.
Vorteilhaft ist die Dichtung zur Abdichtung des zweiten Verdichtungsraums gegen ei nen Kurbelgehäuseinnenraum und/oder zur Umgebung und/oder zur Abdichtung des ersten Verdichtungsraums gegen den zweiten Verdichtungsraum ausgebildet. Die min destens eine Dichtung bewirkt vorteilhaft auf der Stufenseite des Kolbens sowohl an einer Außenseite als auch an einer Innenseite eine in radialer Richtung wirkende druckdichte Abdichtung und ist insbesondere mit Vorteil mittels einem einzigen Dicht körper gebildet.
Unter einer Vollseite ist wie in WO 2018/197182 A2 (Vollseite 114) beispielhaft be schrieben, eine im Wesentlichen durchgehend über den Zylinderquerschnitt sich er streckende flächige Ausbildung einer ersten Stirnseite des Kolbens zu verstehen. Unter einer Stufenseite ist wie in WO 2018/197182 A2 (Stufenseite 116) entsprechend eine im Wesentlichen ringförmige Ausbildung der vorliegend zweiten Stirnseite zu ver stehen, das heißt, die also den Kolben auf der zweiten Stirnseite nicht über den ge samten Zylinderquerschnitt druckbeaufschlagbar ausbildet, sondern stattdessen einen lediglich druckbeaufschlagbaren Ringraum, insbesondere einen Ringraum in periphe rem Umfang der zweiten Stirnseite vorsieht.
Der Inhalt der WO 2018/197182 A2 und seine Offenbarung wird vorliegend durch Zitat vollständig in die vorliegende Anmeldung aufgenommen und steht damit auch als Of fenbarungsgehalt in dieser Anmeldung zur Verfügung. Beispielhaft wird dazu erläu ternd auf die Ausführungsformen in Bezug auf Fig.1 , Fig.2 sowie Fig.5 der WO 2018/197182 A2 verwiesen, die in dieser Anmeldung als Fig.1 , Fig.2 und Fig.3 gezeigt sind.
Dort ist beispielhaft im Rahmen einer Ausführungsform, lediglich erläuternd und in ei ner hier nicht einschränkenden Weise gezeigt, dass -dem Konzept der Erfindung fol gend- die erste Stirnseite als eine -dort im Wesentlichen kuppelartig ausgebildete- Vollseite gebildet ist, währen die zweite Stirnseite als eine -dort im Wesentlichen ring förmig im Außenumfang angeordnete Ringfläche zur Ausbildung einer- Stufenseite ausgebildet ist.
Andere Ausführungsformen sind möglich; beispielsweise könnte die Stufenseite auch nur teilringförmig oder einen inneren Ringraum ausführen. Die Stufenseite könnte auch einen inneren Vollraum ausführen, der also insofern nicht auf eine lediglich druckbe- aufschlagbare periphere Umfangsringfläche beschränkt ist, wie dies in den Ausfüh rungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung ausgeführt ist. Insofern kann eine Stu fenseite jede kleinere abgestufte Ausbildung einer druckbeaufschlagbaren Fläche auf der zweiten Stirnseite des Kolbens betreffen, die kleiner ist als eine Vollseite der ersten Stirnseite des Kolbens. Realistisch hat sich jedoch die im Wesentlichen kreisflächige Vollseite, bzw. die ringkreisförmige Stufenseite als druckbeaufschlagbar und abdicht bar mit einer Ringdichtung erwiesen, die insofern konzeptionell vorliegend im Vorder grund steht, wie dies in dieser Anmeldung in Fig.1 , Fig.2 und sowie Fig.4 bis Fig.8 im Rahmen der bevorzugten Ausführungsformen gezeigt ist.
Diesen oben genannten grundsätzlichen Überlegungen zur Kolbenform und Dichtung folgend, ist die Dichtung bereits vorteilhaft als solche mittels eines profilierten ringför migen Dichtungskörpers gebildet, der eine umfänglich verlaufende erste Ringlippe an einer Außenseite der Dichtung und eine umfänglich verlaufende zweite Ringlippe an einer Innenseite der Dichtung aufweist. Der Dichtungskörper hat vorteilhaft also inso fern eine erste bzw. eine zweite ringförmig verlaufende Dichtlippe an der Außen- bzw. Innenseite zur einerseits außenseitigen Abdichtung und andererseits innenseitigen Abdichtung des kreisringförmigen peripheren Ringraums an der Stufenseite des Kol bens, also zur Abdichtung des zweiten Verdichtungsraumes gegen den ersten Verdich tungsraum.
Ausgehend von dieser Überlegung hat die Erfindung darüber hinaus erkannt, dass es zur Lösung der Aufgabe in verbesserter Weise vorteilhaft ist, dass der ringförmige Dichtungskörper als eine Dichtmanschette gebildet ist mit einem in Umfangsquerschnitt offenen Profil mit einer Profilbasis, dessen Profilwandung mittels der ersten Ringlippe und der zweiten Ringlippe gebildet ist. Wiederum vorteilhaft ist die Profilwandung des Profils also mittels der ersten Ringlippe und der zweiten Ringlippe gebildet; das erfin dungsgemäße Profil ist jedoch im Umfangsquerschnitt offen und weist insoweit eine freigestellte Profilbasis auf. Hier hat die Erfindung im Unterschied zu den vorbekannten Formen des vorgenannten Standes der Technik erkannt, dass der Umfangsquerschnitt des Profils grundsätzlich offen sein soll. Der Stand der Technik folgt dagegen dem An satz, dass der Umfangsquerschnitt auch mit einer Dichtprofilfüllung versehen sein soll. Die vorliegende Erfindung folgt einer anderen Erkenntnis; es ist nämlich durch eine freistehende Profilbasis möglich, die Aufgabe nicht nur im Hinblick auf eine gute Ab dichtung zu erfüllen, sondern darüber hinaus das offene Profil für eine vorteilhafte Hal terung der Dichtmanschette zu nutzen.
Erfindungsgemäß ist somit weiter im Unterschied zum Stand der Technik vorgesehen, dass die Dichtmanschette mit seiner Profilbasis zwischen einem stufenseitigen an der zweiten Stirnseite angeordneten Kolbenring und einem verdichtungsraumseitigen Hal tering druckdicht an der Stufenseite gehalten ist.
Dieses Merkmal nutzt die insofern freistehende Profilbasis des offenen Profils, um die Dichtmanschette an seiner Profilbasis zwischen einem stufenseitigen Kolbenring und einem verdichtungsraumseitigen Haltering zu halten.
Die Halterung der Dichtmanschette mit seiner Profilbasis zwischen dem stufenseitigen an der zweiten Stirnseite angeordneten Kolbenring und dem verdichtungsraumseitigen Haltering ist darüber hinaus druckdicht ausgebildet und leistet insofern eine druckdich- te Ausbildung der gesamten Dichtanordnung mit Dichtmanschette Kolbenring und Hal tering; also wie ein vorbekannter Vollprofildichtkörper aber nunmehr mit verbesserter Struktur und Stabilität und Halterung der gesamten Dichtanordnung. Dies unterstützt wesentlich die Langlebigkeit und Druckdichtigkeit der Dichtanordnung.
Die Halterung der Dichtmanschette an seiner Profilbasis zwischen stufenseitigem Kol benring einerseits und verdichtungsraumseitigen Haltering andererseits bewirkt also eine sichere strukturelle Halterung und auch eine druckdichte Halterung, welche einen Druckverlust entlang der Kontaktfläche zwischen Profilbasis, Kolbenring und Haltering vermeidet und zum anderen durch die Formgebung der Profilbasis auch der dichten den Wirkung der Dichtlippen unterstützt.
Des Weiteren führt die Erfindung zur Lösung der Aufgabe betreffend die Vorrichtung auch auf eine Druckluftversorgungsanlage des Anspruchs 24 und ein Fahrzeug mit der Druckluftversorgungsanlage entsprechend Anspruch 25.
Die erfindungsgemäße Druckluftversorgungsanlage ist zum Betreiben einer Pneumati kanlage mit einem Verdichter nach einem der Ansprüche 21 bis 23 ausgebildet und weist auf:
- eine Luftzufuhr und den daran über einen Luftzufuhranschluss angeschlossenen Ver dichter,
- eine über einen Druckluftauslass pneumatisch an den Verdichter angeschlossene einen Lufttrockner aufweisende Pneumatikhauptleitung zu einem Druckluftanschluss einer Galerie,
- einen über einen Aufladeanschluss pneumatisch an den Verdichter angeschlossenen Druckmittelvorratsbehälter.
Die Aufgabe betreffend das Verfahren wird auch durch einen den erfindungsgemäßen Kolben verwendendes Verfahren des Anspruchs 26 gelöst. Das Verfahren zum Betrei ben einer Druckluftversorgungsanlage weist die Schritte auf:
- Verdichten von Luft aus einen Kurbelgehäuseinnenraum und/oder der Umgebung in einem ersten Verdichtungsraum des Verdichters auf ein Niederdruckniveau,
- weiteres Verdichten der im ersten Verdichtungsraum des auf ein Niederdruckniveau verdichteten Druckluft in einem zweiten Verdichtungsraum des Verdichters auf ein Hochdruckniveau, - Zuführen der im zweiten Verdichtungsraum auf ein Hochdruckniveau verdichteten Druckluft aus dem Druckluftauslass über eine
Pneumatikhauptleitung zu einem Druckluftanschluss einer Galerie, insbesondere über einen Lufttrockner.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen, die das Konzept der Erfindung im Rahmen von Weiterbildungen mit Vorteilen definie ren.
Auch wenn bei den vorliegend beschriebenen Weiterbildungen für eine Reihenschal tung eines ersten Verdichtungsraums und eines zweiten Verdichtungsraums - allgemein im Sinne einer Reihenschaltung zweier Verdichterstufen eines insofern mehrstufigen Verdichter- gesorgt ist, ist gleichwohl zu verstehen, dass das Konzept der Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Alternativ kann in einer anderen Weiterbil dung das Konzept der Erfindung auch bei einem mehrstufigen Verdichter realisiert sein, dessen zwei oder mehr Verdichterstufen im Sinne einer Parallelschaltung reali siert sind -allgemein also im Sinne einer Parallelschaltung zweier Verdichterstufen eines insofern mehr Zylinder-Verdichters-.
Mit Vorteil versehen kann die erste Stirnseite als eine Vollseite und die zweite Stirnsei te als eine Stufenseite gebildet ist, wobei der Kolben auf der zweiten Stirnseite eine Dichtanordnung mindestens eine Dichtung trägt, welche den ersten Verdichtungsraum gegen den zweiten Verdichtungsraum abdichtet.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass
- die Dichtung mittels eines profilierten ringförmigen Dichtungskörpers mit einer um fänglich verlaufenden abdichtenden ersten Ringlippe an einer Außenseite der Dichtung und einer umfänglich verlaufenden abdichtenden zweiten Ringlippe an einer Innenseite der Dichtung gebildet ist.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass der ringförmige Dichtungskörper als eine Dichtman schette mit einem im Umfangsquerschnitt offenen Profil mit einer Profilbasis gebildet ist, dessen Profilwandung mittels der ersten Ringlippe und der zweiten Ringlippe gebil det ist. Eine druckdichte Ausbildung der Halterung der Profilbasis zwischen Kolbenring und Haltering kann zweckmäßig ausgebildet sein, wie dies im Rahmen der Weiterbildungen bevorzugt erläutert ist. Grundsätzlich eignet sich dazu eine bevorzugte Ausbildung konkret der Verankerung oder Verkerbung oder dergleichen verstärkte Verbindung zwischen Profilbasis, Kolbenring und Haltering.
Eine verstärkte Anbringung der Profilbasis zwischen Kolbenring und Haltering umfasst bevorzugt ein flächiges Anliegen der Profilbasis an einer Fläche des Kolbenrings und einer Fläche des Halterings, beispielsweise im Rahmen einer Fassung, Einbettung. Darüber hinaus können Kerb- oder Führungselemente vorgesehen sein, welche in eine Einprägung oder dergleichen eingreifen.
Die Profilbasis bzw. entsprechend anliegende Flächen des Profils gegen die entspre chende Kolbenfläche oder Halteringfläche können leicht gekrümmt und insofern füh rend sein und darüber hinaus gleichwohl Freiraum für eine Dichtlippenbewegung bie ten.
Insbesondere steht die Außenseite der Dichtung, insbesondere des Dichtkörpers, um laufend in Kontakt mit einer Zylinderinnenwand und es steht die Innenseite der Dich tung, insbesondere des Dichtkörpers, umlaufend in Kontakt mit einer Stegwandinnen seite des Zylinders.
Insbesondere ist dazu vorgesehen, dass die Dichtung einen ringförmigen Dichtungs körper aufweist mit der ersten Ringlippe radial außen am Dichtungskörper und einer zweiten Ringlippe radial innen am Dichtungskörper. Vorteilhaft ist dazu vorgesehen, dass die Dichtung einen ringförmigen Dichtungskörper aufweist mit: der ersten Ringlippe, die in radialer Richtung außen am Dichtungskörper, in axialer Richtung zum zweiten Verdichtungsraum gerichtet, angeordnet ist, und/oder mit der zweiten Ringlippe, die in radialer Richtung innen am Dichtungskörper, in axialer Richtung zum zweiten Verdichtungsraum gerichtet, angeordnet ist.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Hal tering im offenen Profil der Dichtmanschette einliegt. Dies hat den Vorteil, dass der Haltering sozusagen in den Umfangsquerschnitt des offenen Profils einpassbar ist; insofern also der Haltering im Wesentlichen dem offenen Profil entsprechend des Um fangsquerschnitts in seiner Ausbildung folgt. Der Haltering kann dazu an seiner an der Profilbasis anliegenden Grundfläche in der vorgenannten Weise abgerundet sein, um einerseits den Dichtlippen Schwenkbewe gungen zu ermöglichen, und zum anderen -wie auch die Grundfläche des Kolben rings- weitere Strukturelemente aufweisen, welche die Abdichtung der Grundfläche des Halterings und die Abdichtung des Kolbenrings zur Profilbasis umsetzen.
Ebenso kann der Kolbenring eine gleichsam fassende Grundfläche aufweisen, die ent sprechend gekrümmt oder gewölbt ist. Beispielsweise kann der Kolbenring an seiner Grundfläche eine im Wesentlichen konvexe Krümmung aufweisen und der Haltering an seiner Grundfläche eine entsprechend konkave Krümmung oder umgekehrt, sodass die Profilbasis des Profils der Dichtmanschette zwischen diesen konvex bzw. konkav gekrümmten und ggfs mit Freiraum versehenen und aufeinanderpassenden Grundflä chen gehalten ist.
Insbesondere kann die im Umfangsquerschnitt profilierte Dichtmanschette mit einem in dem Umfang im Wesentlichen U-förmigen freien Querschnitt gebildet sein unter Aus bildung einer offenen Ringnut, deren Nutwandung mittels der ersten Ringlippe und der zweiten Ringlippe gebildet ist. Eine insofern U-förmige Nut hat sich als besonders vor teilhaft erwiesen, den Haltering aufzunehmen. Insbesondere kann mittels der Nutwan dung die erste Ringlippe und die zweite Ringlippe in bevorzugter Weise ausbilden, um eine druckdichte radiale Dichtwirkung gegen eine radiale Zylinderwandung auszubil den.
Vorteilhaft kann die Dichtmanschette einstückig gebildet sein. Die Dichtmanschette kann die Profilbasis zwischen einer ersten Ringlippe und einer zweiten Ringlippe auf weisen und wenigstens eine Durchgriffsöffnung kann in der Profilbasis gebildet sein.
Es kann die Dichtmanschette jedoch auch mehrstückig gebildet sein. So kann im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Dichtmanschette die Profilbasis zwischen einem separaten Teil mit einer ersten Ring lippe und einem separaten Teil mit einer zweiten Ringlippe ausbildet unter Belassen eines Spaltes zur Bildung einer Durchgriffsöffnung in der Profilbasis. Eine entspre chend weitere beispielhafte Ausführungsform ist in Fig.7A, Fig.7B gezeigt.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist weiterhin vorgesehen, dass die Dichtmanschette in der Profilbasis beabstandete Durchgriffsöffnungen aufweist, und der Haltering mittels der Fixierelemente mit dem Kolbenring verbunden ist. Die Fixierelemente können grundsätzlich je nach Bedarf vorteilhaft ausgebildet sein, um den Haltering mittels der Fixierelemente mit dem Kolbenring so zu verbinden, dass damit die mit seiner Profilbasis zwischen dem stufenseitigen an der zweiten Stirnseite angeordneten Kolbenring und dem verdichtungsraumseitigen Haltering druckdicht an der Stufenseite gehalten ist. Die Fixierelemente könne beispielsweise aus Metall oder Plastik oder einem anderen geeigneten Kunststoff hergestellt sein. Besonders vorteil haft kann dazu vorgesehen sein, dass allgemein die Fixierelemente durch die Durch griffsöffnungen der Dichtmanschette greifen. Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erweisen, dass die Dichtmanschette dazu in der Profilbasis eine Anzahl von Durchgriff söffnungen aufweist, welche mit der Anzahl von Fixierelementen übereinstimmt, wobei jeweils ein Fixierelement durch eine Durchgriffsöffnung greift.
Grundsätzlich kann ein oder mehrere Fixierelemente an dem Kolbenring oder ein oder mehrere Fixierelemente an dem Haltering oder auch in einer weiteren Abwandlung ein oder mehrere Fixierelemente an dem Kolbenring und dem Haltering gebildet sein, z. B. einstückig an einem von diesen oder beiden angeformt sein.
So hat es sich als vorteilhaft erwiesen in einer ersten Abwandlung, dass der Kolbenring eine erste Anzahl Fixierelemente aufweist und der Haltering eine zweite Anzahl Fi xiernuten aufweist, zum Realisieren einer, insbesondere form- oder kraftschlüssigen, Verbindung zwischen dem Kolbenring und dem Haltering; die erste und zweite Anzahl sind bevorzugter weise gleich, müssen aber nicht notwendigerweise gleich sein. Bei spielsweise kann eine erste Anzahl Fixierelemente in einer gemeinsamen einzigen Ringnut gehalten sein oder in einer zweiten Anzahl Fixiernuten, wobei jede der Fi xiernuten genau ein Fixierelement aufnimmt. Eine entsprechend beispielhafte Ausfüh rungsform ist in Fig.4A, Fig.4B gezeigt, die beide Abwandlungen ermöglicht. Eine ent sprechend weitere beispielhafte Ausführungsform ist in Fig.6A, Fig.6B oder Fig.7A, Fig.7B gezeigt. Dort weist ersichtlich die Dichtmanschette eine korrespondierende An zahl von Öffnungen für die Anzahl von Fixierelemente aufweist, und der Kolbenring hat eine Anzahl von Fixierelemente und der Haltering hat die gleiche Anzahl von Fixiernu ten, zum Realisieren einer Verbindung zwischen dem Kolbenring und dem Haltering. Diese Ausführungsformen ermöglichen einen vergleichsweise einfachen Einbau des aus Kolbenring, Dichtmanschette und Haltering gebildeten Dichtungssystems, das zu dem besonders verdrehsicher ausgebildet ist.
Zudem es sich als vorteilhaft erwiesen in einer zweiten Abwandlung, dass der Haltering eine erste Anzahl Fixierelemente aufweist und der Kolbenring eine zweite Anzahl Fi- xiernuten aufweist, zum Realisieren einer, insbesondere form- oder kraftschlüssigen, Verbindung zwischen dem Kolbenring und dem Haltering. Auch hier sind die erste und zweite Anzahl bevorzugter weise gleich, müssen aber nicht notwendigerweise gleich sein. Beispielsweise kann eine erste Anzahl Fixierelemente in einer gemeinsamen ein zigen Ringnut gehalten sein oder in einer zweiten Anzahl Fixiernuten, wobei jede der Fixiernuten genau ein Fixierelement aufnimmt. Eine entsprechend beispielhafte Aus führungsform ist in Fig.5A, Fig.5B gezeigt. Dort ist gezeigt, dass die Dichtmanschette eine korrespondierende Anzahl von Öffnungen für die Anzahl von Fixierelemente auf weist, und der Haltering eine Anzahl von Fixierelementen aufweist und der Kolbenring eine Anzahl von einer Fixiernut aufweist, zum Realisieren einer Verbindung zwischen dem Kolbenring und Haltering. Diese Ausführungsform ermöglich einen vergleichswei se einfachen Einbau des aus Kolbenring, Dichtmanschette und Haltering gebildeten Dichtungssystems.
Diese und andere Varianten haben insbesondere den Vorteil, dass -über das axiale Aneinanderhalten des Kolbenrings und des Halterings hinaus- nämlich indem die Fi xierelemente durch die Durchgriffsöffnungen der Dichtmanschette greifen die Dicht manschette zwischen dem Kolbenring und Haltering verdrehsicher gehalten ist.
Ein Fixierelement kann dazu grundsätzlich zweckmäßig in vielfältiger Weise ausgebil det sein; so kann eine vergleichsweise sichere Ausbildung eines Fixierelements dadurch realisiert sein, dass das Fixierelement als eine Klemmschraube gebildet ist, wobei die Klemmschraube in ein Schraubloch eingeschraubt ist.
Insbesondere kann es auch vorteilhaft sein, dass ein Fixierelement als ein Klemmzahn gebildet ist. Der Klemmzahn ist vorteilhaft ausgebildet an einem Klemmanschlag oder in einer Klemmpassung gehalten zu sein. Ein Klemmzahn kann dazu eine stegartige Ausbildung haben und an einer Stegflanke ein Klemmelement oder Klemmraster auf weisen. Die Anzahl von Klemmzähnen und/oder die Anzahl von Klemmnuten und/oder die Anzahl von Durchgriffsöffnungen sind vorteilhaft entlang des Umfangs des Kolben rings und/oder Halterings und/oder Dichtelements angeordnet. In besonders vorteilhaf ter Weise sind diese gleichmäßig beabstandet.
Insbesondere ist mit Vorteil versehen in einer ersten Abwandlung ein Klemmzahn in einer Klemmnut eingeklemmt oder mittels einer Presspassung fixiert. Eine entspre chend beispielhafte Ausführungsform ist in Fig.4A, Fig.4Bund Fig.5A, Fig.5B gezeigt. In diesen vorgenannten oder dergleichen Ausführungsformen kann eine radial äußere Fläche und/oder radial innere Fläche einer Stegflanke des Klemmzahns mit einer ge genüberliegenden, radial äußeren Fläche und/oder radial inneren Fläche einer Wan dung einer Klemmnut über die radial inneren und/oder radial äußeren Flächen reib schlüssig eine Presspassung des Klemmzahns in der Klemmnut realisieren.
In einer zweiten Abwandlung kann ein Klemmzahn eine Klemmnut durchgreifen und mittels einer Clinch- oder Nietverbindung fixiert sein. Eine entsprechend beispielhafte Ausführungsform ist in Fig.6A und Fig.6B gezeigt. In diesen vorgenannten oder der gleichen Ausführungsformen kann ein Klemmzahn an einem distalen Ende ein Ras telement aufweisen, das eine Klemmnut an einem dem distalen Ende abgewandten Seite eine korrespondierende Hinterschneidung aufweist, zum Realisieren einer Ver bindung in der Art einer Clinch- oder Nietverbindung. Es können auch spezielle Nieten wie kleine Spiralnieten vorteilhaft verwendet werden.
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung kann der Kolbenring angeordnet sein indem dieser, in einer ersten Abwandlung, an der zweiten Stirnseite befestigt ist oder, in einer zweiten Abwandlung, mit dieser einstückig gebildet ist. Insbesondere kann dieser gemäß der ersten Abwandlung einstückig mit der Stufenseite geformt sein. Ins besondere kann dieser gemäß der zweiten Abwandlung separat gebildet sein und in geeigneter Weise mit der Stufenseite verbunden sein; z. B. angeklebt, angeschweißt oder derartig stoffschlüssig verbunden sein. Vereinfacht ausgedrückt ist der Kolbenring gemäß der ersten Abwandlung vorteilhaft als Teil des Kolbens direkt an dem Kolben ausgebildet und gemäß der zweiten Abwandlung vorteilhaft fest mit diesem verbunden.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind mit Vorteil versehen an dem Kolbenring und/oder an dem Haltering wenigstens ein, insbesondere eine Anzahl von ein oder mehreren Dichtstegen gebildet, vorzugsweise wenigstens ein umlaufen der Dichtsteg gebildet. Insbesondere kann ein Dichtsteg auf der der Dichtmanschette zugewandten Seite am Kolbenring und/oder ein Dichtsteg auf der der Dichtmanschette zugewandten Seite am Haltering angeordnet sein.
Damit lässt sich in besonders vorteilhafter Weise die Dichtmanschette mit seiner Profil basis druckdicht anbinden an Kolbenring und/oder Haltering.
Vorteilhaft ist die Dichtmanschette mittels eines Dichtsteges auch gegen einen unbe absichtigten Versatz gesichert, d.h. an einer vom Dichtsteg verlässlich vorgegebenen Position sicher gehalten. Insgesamt lässt sich in besonders vorteilhafter weise die Dichtmanschette mit seiner Profilbasis an der Stufenseite druckdicht und sicher halten.
Beispielsweise kann in Bezug zum Fixierelement ein erster Dichtsteg radial innen und vergleichsweise dazu ein zweiter Dichtsteg radial außen relativ zu dem Fixierelement angeordnet sein. Eine Anzahl von Dichtstege können allgemein bevorzugt in radialer Richtung versetzt zueinander gegenüberliegend an Kolbenring und Haltering angeord net sein. Bevorzugt sind mindestens zwei vorzugsweise umlaufende Dichtstege des Kolbenrings und/oder des Halterings jeweils auf der dem Dichtmanschette zugewand ten Seite angeordnet.
Es hat sich diesbezüglich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, dass ein Dichtsteg am Haltering ein radial innenliegender Dichtsteg ist, der näher zur Durchgriffsöffnung hin versetzt ist als ein Dichtsteg am Kolbenring, der als ein radial außenliegender Dichtsteg im Vergleich weiter von der Durchgriffsöffnung weg versetzt ist.
Diesbezüglich kann mit gleicher Maßgabe in einer besonders bevorzugten Variante auch in Kombination damit ein Dichtsteg am Haltering ein radial außenliegender Dichtsteg sein, der näher zur Durchgriffsöffnung hin versetzt ist als ein Dichtsteg am Kolbenring, der als ein radial innenliegender Dichtsteg im Vergleich weiter von der Durchgriffsöffnung weg versetzt ist. Sozusagen können bei dieser besonders bevor zugten Variante die weiter von der Durchgriffsöffnung weg versetzten Dichtstege am Kolbenring angeordnet sein und die im Vergleich dazu näher zur Durchgriffsöffnung hin versetzten Dichtstege am Haltering angeordnet sein.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass ein Dichtsteg am Haltering ein radial außenliegender Dichtsteg ist, der weiter von der Durchgriffsöffnung weg versetzt ist als ein Dichtsteg am Kolbenring, der als ein radial innenliegender Dichtsteg im Vergleich näher zur Durchgriffsöffnung hin versetzt ist.
Diesbezüglich kann mit gleicher Maßgabe in einer besonders bevorzugten Variante auch dieser Alternative vorgesehen sein, dass auch in Kombination damit ein Dichtsteg am Haltering ein radial innenliegender Dichtsteg ist, der weiter zur Durchgriffsöffnung hin versetzt ist als ein Dichtsteg am Kolbenring, der als ein radial außenliegender Dichtsteg im Vergleich näher zur Durchgriffsöffnung hin versetzt ist. Sozusagen kön nen bei dieser besonders bevorzugten Variante die weiter von der Durchgriffsöffnung weg versetzten Dichtstege am Haltering angeordnet sein und die im Vergleich dazu näher zur Durchgriffsöffnung hin versetzten Dichtstege am Kolbenring angeordnet sein.
Vorteilhaft der Kolbenring und der Haltering jeweils aus Kunststoff hergestellt; insbe sondere bestehen diese aus Kunststoff. Vorteilhaft kann der Kolbenring und der Halte ring auch mittels einer Klebeverbindung und/oder Ultraschallschweißverbindung mitei nander und/oder der Dichtmanschette verbunden sein.
Insbesondere hat es sich im Rahmen einer weiteren bevorzugten abgewandelten Wei terbildung als vorteilhaft erwiesen, dass der Haltering -alternativ zu einem als separa tes Teil gebildeten Ring- mittels Verfüllen eines vorzugsweise U-förmigen Ringraums der Dichtmanschette mit Kunststoff gebildet ist. Dies hat den vorgenannten Vorteil, dass eine insofern bevorzugt U-förmige Nut den Haltering aufnehmen kann. Insbeson dere kann mittels der Nutwandung die erste Ringlippe und die zweite Ringlippe in be vorzugter Weise ausbilden, um eine druckdichte radiale Dichtwirkung gegen eine radia le Zylinderwandung auszubilden. Darüber hinaus kann bei dieser abgewandelten Wei terbildung in vorteilhafter Weise eine haltende Verbindung zwischen dem Kolbenring und der Dichtmanschette und dem Haltering gebildet sein.
Unabhängig von der zuvor erläuterten Anordnung bzw. Positionierung eines Dichtste ges und unabhängig vom Material des Kolbenrings und/oder des Halterings, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass ein Dichtsteg derart ausgebildet ist, dass er sich ganz oder teilweise in die Profilbasis der Dichtmanschette eindrückt oder auf andere Weise in die Profilbasis der Dichtmanschette bzw. in deren Volumenbereich eindringen kann beim Fixieren der Profilbasis zwischen der Grundseite des Kolbenrings und der Grundseite des Halterings. Ein Dichtsteg ist insofern mit einer angemessen angespitz ten Eindringseite ausgebildet, also vorteilhaft einer ausgebildeten Stegkante zur Profil basis der Dichtmanschette hin -beispielsweise am Besten in der Art eines Grats-.
Eine Härte des Materials, insbesondere des Kunststoffs, des Dichtsteges ist vorteilhaft größer als eine Härte des Materials, insbesondere des Kunststoffs, der Dichtmanschet te bzw. deren Profilbasis. Insofern ist der Dichtsteg generell und mit Vorteil versehen derart ausgebildet, dass er -um die Dichtmanschette mit ihrer Profilbasis druckdicht anzubinden an Kolbenring und/oder Haltering- die Dichtmanschette verformen kann; vorteilhaft aber nicht schneidet oder einschneidet, um deren Konsistenz zu erhalten.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen.
Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Er findung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeich nung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfin dung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden ge zeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen bean spruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch inner halb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identi sche oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsfor men sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
Fig.1 ein pneumatisches Schaltbild eines an sich bekannten pneumatischen
Systems mit einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer Druckluftversorgungsanlage, wie sie in WO 2018/197182 A2 beschrie ben ist, wobei ein Verdichter als Doppel-Verdichter mit einem einzigen Kolben in einem einzigen Zylinder zur Bildung von zwei Verdichtungs räumen ausgebildet ist, und bei dem der Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung bevorzugt verwendet ist;
Fig.2A eine schematische Schnittdarstellung des Verdichters der Fig.1 in einer
Schnittebene senkrecht zur Antriebsachse;
Fig.2B eine schematische Schnittdarstellung des Verdichters der Fig.1 in einer
Schnittebene parallel sowohl zur Antriebs- als auch zur Kolbenachse; Fig.3A eine Dichtung für einen Kolben gemäß dem Stand der Technik wie er in
WO 2018/197182 A2 beschrieben ist in einer ersten Version, in einer Schnittansicht;
Fig.3B eine Dichtung für einen Kolben gemäß dem Stand der Technik wie er in
WO 2018/197182 A2 beschrieben ist in einer zweiten Version, in einer Schnittansicht;
Fig.4A ein Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer ersten Ausfüh rungsform in einer Schnittansicht, dargestellt in einem schematisch ge zeigten Verdichter als Doppel-Verdichter nach dem Vorbild der Fig.2A, Fig.2B;
Fig.4B ein Detail des Kolbens der ersten Ausführungsform gemäß der Fig.4A im
Bereich der Dichtung;
Fig.5A ein Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer zweiten Ausfüh rungsform in einer Explosionsdarstellung;
Fig.5B ein Detail des Kolbens der zweiten Ausführungsform gemäß der Fig.5A im Bereich der Dichtung;
Fig.6A ein Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer dritten Ausfüh rungsform in einer Explosionsdarstellung;
Fig.6B ein Detail des Kolbens der dritten Ausführungsform gemäß der Fig.6A im
Bereich der Dichtung;
Fig.7A ein Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer vierten Ausfüh rungsform in einer Schnittansicht, dargestellt in einem teilweise gezeig ten Verdichter als Doppel-Verdichter nach dem Vorbild der Fig.2A, Fig.2B;
Fig.7B in Ansicht (i) ein erstes Teil der Dichtung und ein zweites Teil der Dich tung für die aus dem ersten und zweiten Teil zusammengesetzte Dich- tung als Dichtanordnung der Fig.7A in einer Explosionsdarstellung sowie einen Haltering in Ansicht (ii) zur Einbringung in eine Aufnme des Kol bens der Fig.7C;
Fig.7C in einer perspektivischen Ansicht der Kolben der Fig.7A gemäß dem
Konzept der Erfindung in der vierten Ausführungsform mit der in Fig.7B erwähnten Aufnahme für den Haltering der Ansicht (ii) der Fig.7B;
Fig.8 ein Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer fünften Ausfüh rungsform in einer Schnittansicht, dargestellt auch in einer Explosions ansicht mit Schrauben und in zusammengesetzter perspektivischer An sicht für einen schematisch gezeigten Verdichter als Doppel-Verdichter nach dem Vorbild der Fig.2A, Fig.2B;
Fig.9 ein Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer sechsten Ausfüh rungsform in einer auseinander genommenen perspektivischen Ansicht für einen schematisch gezeigten Verdichter als Doppel-Verdichter nach dem Vorbild der Fig.2A, Fig.2B;
Fig.lOA, Fig.10B jeweils in einer Schnittansicht generell unabhängig von den zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen einige Varianten einer realisierbaren Profilbasis eines ringförmigen Dichtungskörpers einer Dichtmanschette mit Dichtstegen;
Fig.11 A ein Fahrzeug beliebiger Art, wie z. B. ein PKW oder ein Nutzfahrzeug wie ein Lastkraftwagen oder auch ein Anhänger (nicht dargestellt), in schematischer Darstellung mit einem an sich bekannten pneumatischen System mit einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer Druck luftversorgungsanlage der Fig.1 , wobei ein Verdichter als Doppel- Verdichter mit einem einzigen Verdichtungsraum ausgebildet ist, und bei dem ein Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung bevorzugt verwen det ist; der Kolben kann gemäß dem Konzept der Erfindung in einer ers ten, zweiten oder dritten oder vierten Ausführungsform wie diese in Fig.4A bis Fig.7C dargestellt sind, ausgebildet sein; Fig.11 B ein Fahrzeug in Form eines PKW in schematischer Darstellung mit ei nem elektronisch gesteuerten System zur Luftversorgung (ECAS, electronically controlled air Suspension), das mit einer besonders bevor zugten Ausführungsform einer Druckluftversorgungsanlage der Fig.1 ausgestattet ist und hier in realistischer perspektivischer Ansicht gezeigt ist.
Verdichter gemäß dem Konzept der Erfindung werden bevorzugt in einer Druckluftver sorgungsanlage eingesetzt - hier haben sich besondere Anforderungen hinsichtlich Verdichtungsleistung und Kompaktheit ergeben.
Jedoch lässt sich ein Verdichter gemäß dem Konzept der Erfindung auch für andere Arten von Druckluftquellen einsetzen. Es ist auch zu verstehen, dass der Verdichter nicht nur bevorzugt in Druckluftversorgungsanlagen oder für den PKW- oder Nutzfahr zeugbereich eingesetzt werden kann. Es haben sich darüber hinaus auch Anwendun gen für Unterdruckerzeuger, insbesondere Vakuumpumpen, ergeben. Eine Druckluft versorgungsanlage ist beispielhaft als bevorzugte Ausführungsform in Fig.1 dargestellt und im Folgenden beschrieben.
Fig.1 zeigt ein pneumatisches System 300 mit einer Druckluftversorgungsanlage 200 und einer vorliegend in Form einer Luftfederanlage gebildeten Pneumatikanlage 500 eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs 400.
Vorliegend ist die Luftfederanlage mit einer beispielhaften Anzahl von vier Luftfedern 210 gebildet, wobei jede Luftfeder 210 einem Rad eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs 400 zugeordnet ist. Vom Fahrzeug 400 ist vorliegend lediglich symbolisch ein in Radnähe gebildetes Auflager 410 gezeigt, das bei Befüllen der Luftfeder 210 angehoben bzw. bei Entlüften der Luftfeder 210 abgesenkt werden kann. Eine Luftfe der 210 umfasst einen hier als Balg 211 bezeichneten Luftbalg zur Aufnahme von Druckluft und ein Luftfederventil 212, das die Druckluftmenge im Balg 211 hält oder entlässt bzw. ein Befüllen des Balgs 211 mit Druckluft zulässt. Das Luftfederventil 212 ist als steuerbares Magnetventil, hier als 2/2- Wegeventil, gebildet. Jedes der Luftfe derventile 212 ist vorliegend in einem durch die Federkraft einer nicht näher bezeichne ten Feder in einem stromlos geschlossenen Zustand gezeigt. Die Luftfederventile 212 sind an eine als Sammelleitung ausgebildete Galerieleitung 220 über geeignete Federzweigleitungen 221 angeschlossen. Direkt an die Galerielei tung 220 angeschlossen ist ein Spannungs-Druck-Sensor 230, der in der Lage ist, ei nen Druck in der Galerieleitung 220 - und bei geeigneter Schaltung der Luftfederventile 212 - auch einen Druck in den Luftfedern 210 zu messen. Der Spannungs-Druck- Sensor 230 kann in Verbindung mit einem Speichersystem, nämlich vorliegend dem Speicher 224, der Pneumatikleitung 40 und dem Speicherventil 41 auch einen Spei cherdruck messen. Drucksensorsignale können zur Veranlassung weiterer Steuer maßnahmen an eine Luftfedersteuerung und/oder eine Fahrzeugsteuerung übermittelt werden, welche vorliegend nicht näher dargestellt ist. Die Versorgung der Pneumatik anlage 500 in Form der Luftfederanlage erfolgt vorliegend mit Druckluft aus der Druck luftversorgungsanlage 200.
Die Pneumatikanlage 500 ist dazu über einen Druckluftanschluss 2 an die Druckluft versorgungsanlage 200 angeschlossen. Dem Druckluftanschluss 2 kann Druckluft aus einer Druckluftzuführung 10 mit einem Verdichter 100 über eine Pneumatikhauptleitung 30 zugeführt werden. Dem Druckluftanschluss 2 kann auch Druckluft aus einem Druckmittelvorratsbehälter 224 über einen weiteren Druckluftanschluss 2' und eine weitere Pneumatikleitung 40 zugeführt werden. Die Druckluftversorgungsanlage 200 weist zur zweckmäßigen Auswahl der Zuführungsart von Druckluft zur Pneumatikanla ge 500 geeignete Trennventile, nämlich ein erstes Trennventil 31 in der Pneuma tikhauptleitung 30 und ein zweites Trennventil 41 in der weiteren Pneumatikleitung 40 auf. Das erste und zweite Trennventil 31 , 41 ist jeweils als ein steuerbares Magnetven til - hier als ein 2/2-Wegeventil - ausgebildet.
In Fig.1 sind das erste und zweite Trennventil 31 , 41 jeweils in einem geschlossenen Zustand gezeigt, so dass die Pneumatikanlage 500 von der Druckluftversorgungsanla ge 200 vollständig getrennt ist. Dies führt vorteilhaft dazu, dass ein Lufttrockner 222 der Druckluftversorgungsanlage durch Druckluftbewegungen in der Pneumatikanlage 500 oder Umspeicherung von Druckluft aus dem Druckmittelvorratsbehälter 224 in die Pneumatikanlage 500 nicht nachteilig beeinflusst (z. B. befüllt) wird, wenn das erste Trennventil 31 geschlossen ist.
Insgesamt weist die Druckluftversorgungsanlage 200 eine Druckluftzuführung 10 auf, an welche die Pneumatikhauptleitung 30 angeschlossen ist. In der Pneumatikhauptlei tung 30 ist druckluftzuführungsseitig der Lufttrockner 222 und druckluftanschlussseitig das erste Trennventil 31 pneumatisch in Reihenschaltung angeschlossen. Zwischen dem Lufttrockner 222 und dem ersten Trennventil 31 ist eine als pneumatische Paral lelschaltung ausgeführte Ventilanordnung angeschlossen.
Die Ventilanordnung weist ein in Belüftungsrichtung B zur Pneumatikanlage 500 selbst tätig öffnendes Rückschlagventil 32 auf, das in Entlüftungsrichtung E von der Pneuma tikanlage 500 zum Lufttrockner 222 sperrt. In einer zur Pneumatikhauptleitung 30 pa rallelen als Bypassleitung 33 geschalteten pneumatischen Leitung ist eine Drossel 34 angeordnet, die bidirektional durchströmbar als Regenerationsdrossel dient. Die Dros sel 34 weist eine Nennweite auf, die ausreichend ist, um beim Entlüften der Pneumati kanlage 500 bei geöffnetem ersten Trennventil 31 einen Druckabfall dergestalt zur Ver fügung zu stellen, dass ein Lufttrockner 222 im Rahmen einer Druckwechsel- Adsorption ausreichend regeneriert.
Ein in Entlüftungsrichtung E geführter Druckluftstrom kann über eine an die Pneuma tikhauptleitung 30 angeschlossene Entlüftungsleitung 35 zu einem Entlüftungsan schluss 3 zur Umgebung U entlüftet werden. In der Entlüftungsleitung 35 ist ein für einen Entlüftungsvorgang zu öffnendes weiteres Trennventil 36 angeordnet. Das weite re Trennventil 36 ist wie das erste und zweite Trennventil 31 , 41 als steuerbares Mag netventil, nämlich hier als 2/2-Wegeventil ausgebildet.
In einer hier nicht gezeigten Abwandlung kann auch eine grundsätzlich andere Gestal tung der Pneumatikhauptleitung 30 und Entlüftungsleitung 35 vorgesehen sein, z. B. mit einer geeigneten vorgesteuerten Entlüftungsmagnetventilanordnung oder derglei chen.
Die Druckluftzuführung 10 weist vorliegend einen gemäß dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Verdichter 1100 auf, der anhand der in Fig.1 , Fig.2A und Fig.2B bei spielhaft dargestellten, besonders bevorzugten Ausführungsform im Folgenden be schrieben wird. Der Verdichter 1100 der Druckluftzuführung 10 ist mit der Druckluftzu führung 10 vorliegend als ein separat an die Druckluftversorgungsanlage 200 an schließbares Gerät gebildet.
Das insofern als Druckluftzuführungsgerät zu bezeichnende Bauteil der Druckluftzufüh rung 10 weist einen Druckluftauslass 124 auf, an den die Pneumatikhauptleitung 30 der Druckluftversorgungsanlage 200 anschließbar ist. Weiter weist die Druckluftzufüh- rung 10 einen Aufladeanschluss 126 auf, an den eine Pneumatikleitung 37 zum Druckmittelvorratsbehälter 224 über ein noch weiteres Trennventil 38 anschließbar ist.
An die Pneumatikleitung 37 ist der Druckmittelvorratsbehälter 224 über den oben ge nannten zweiten Druckluftanschluss 2' angeschlossen. An den zweiten Druckluftan schluss 2' ist auch die weitere Pneumatikleitung 40 zum Druckluftanschluss 2 ange schlossen. Die Pneumatikleitung 37 ist - bei geöffnetem noch weiteren Trennventil 38 - nur unidirektional von Druckluft durchströmbar, nämlich in einer vom Druckmittelvor ratsbehälter 224 ausgesehen, weiteren Entlüftungsrichtung E'. Dazu weist die Pneu matikleitung 37 ein weiteres Rückschlagventil 39 auf, das in der weiteren Entlüftungs richtung E' selbsttätig öffnet und in Gegenrichtung sperrt. Die Pneumatikleitung 37 ist somit ausgelegt, dem Aufladeanschluss 126 der Druckluftzuführung 10 Druckluft aus dem Druckmittelvorratsbehälter 224 zuzuführen, wenn das noch weitere Trennventil 38 öffnet.
Weiter weist die Druckluftzuführung 10 einen Luftzufuhranschluss 0 auf, über den Luft aus einer Luftzufuhr L - in einem Filter 52 einer Ansaugleitung 51 gefiltert - zugeführt werden kann.
Wie aus Fig.1 erkennbar ist der Verdichter 1100 der Druckluftzuführung 10 mit einem ersten Verdichtungsraum 104 und einem zweiten Verdichtungsraum 106 ausgelegt. Gemäß dem Konzept der Erfindung ist bei der hier beschriebenen Ausführungsform der Verdichter 1100 mit einem einzigen Zylinder 118, wie in Fig.2A und Fig.2B näher beschrieben, ausgeführt.
Ein einziger im Innenraum des Zylinders 1118 beidseitig druckbeaufschlagbarer Kol ben 1112 des Verdichters 1100 wird zur Bewegung von einem Motor M über eine An triebswelle 102 angetrieben. Der Zylinder 1118 mit Kolben 1112 des Verdichters 1100 ist vorliegend unter Bildung beider Verdichtungsräume 104 und 106 auf einer einzigen Seite des Motors M angeordnet; insbesondere auf einer einzigen Seite der Antriebs welle 102 angeordnet.
Wie aus der Beschreibung der Fig.2A und Fig.2B ersichtlich, ist dies eine besonders kompakte Anordnung des Zylinders 1118 unter Nutzung eines einzigen Kolbens 1112. Die Druckluftzuführung bzw. der Verdichter 1100 weist eine Verbindungsleitung 122 zwischen dem ersten Verdichtungsraum 104 und dem zweiten Verdichtungsraum 106 auf. Vorliegend ist die Verbindungsleitung 122 als Durchführung eines Kolbenkörpers des Kolbens 1112 gebildet und ist somit besonders kompakt ausgelegt. Aufgrund der vergleichsweise kurzen Verbindungsleitung 122 wird der gesamte Verdichtungsraum im Zylinder 1118 geringgehalten, so dass eine besonders hohe Verdichtungsdruck amplitude erreicht werden kann.
Gegebenenfalls lässt sich die Verfügbarkeit von Druckluft, d. h. insbesondere eine Druckluftmenge, noch weiter dadurch steigern, dass über den zweiten optional nutzba ren Aufladeanschluss 126 dem zweiten Verdichtungsraum 106 weiteres Druckmittel zugeführt wird und - in einem sogenannten Boost-Betrieb - zusammen mit der auf ho hem Niveau verdichteten Druckluft des ersten Verdichtungsraums 104 im zweiten Ver dichtungsraum 106 weiter verdichtet und im Druckluftauslass 124 zur Verfügung gestellt wird. Für einen solchen Verdichter 1100 sind im Folgenden verschiedene, dem Kon zept der Erfindung folgende Ausführungsformen dargestellt, für die neben der in Fig.1 dargestellten Anwendung weitere Einsatzgebiete denkbar sind.
Fig.2A zeigt einen Verdichter 1100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer ersten Schnittdarstellung. Innerhalb eines Zylinders 1118 ist in einem zylindrischen Flohlraum ein Kolben 1112 angeordnet. Der Kolben 112 ist über ein starr verbundenes Pleuel 128 drehbeweglich über eine drehbewegliche Verbindung 162 um eine durch den Punkt S2 senkrecht zur Schnittebene verlaufende Rotationssachse mit einem ex zentrisch angeordneten Wellenabschnitt 132 verbunden, welcher wiederum zur Über tragung der Antriebsbewegung an eine Antriebswelle 102 angeschlossen ist. Kolben 1112 und Pleuel 128 sind vorliegend einstückig, insbesondere entlang einer gemein samen Kolbenachse A koaxial zusammengesetzt, ausgeführt. Der Kolben 1112 ist wei terhin - wie auch andere Bereiche dieser Ansicht - stark schematisch dargestellt. Ins besondere die Ausbildung des Kolbens 1112 kann - insbesondere zur Realisierung einer funktionsbedingten Taumelkinematik - von der hier gezeigten Ausbildung abwei chen. Derartige, abweichende Weiterbildungen sind in Fig.3A, Fig.3B und betreffend das Konzept der Erfindung in Fig.4A gezeigt.
Vorliegend wird die drehbewegliche Verbindung 162 über ein Pleuellager 152 realisiert. Die Antriebswelle 102 und der exzentrisch angeordnete Wellenabschnitt 132 sind Teil eines rotierenden Teils 131 des Antriebs. Das Pleuel 128 weist eine dem Kolben 1112 zugewandte Kolbenseite 128.1 und eine der Antriebswelle 102 zugewandte Antriebsseite 128.2 auf.
Die Antriebswelle 102 wiederum führt eine Drehbewegung D um eine durch einen Punkt S1 senkrecht zur Schnittebene verlaufende Rotationsachse aus. Durch die star re Verbindung der Antriebswelle 102 zu dem exzentrisch angeordneten Wellenab schnitt 132 und durch den Versatz der beiden Punkte S1 und S2 führt eine Drehbewe gung der Antriebswelle 102 zu einer Auslenkung H des Kolbens in Hubrichtung.
Weiterhin ist innerhalb des vom Zylinder 1118 umschlossenen zylindrischen Hohl raums ein rotationssymmetrischer, sich von der Zylinderinnenwand 119 radial nach innen erstreckender Zylinderinnensteg 110 mit einem L-förmigen Querschnitt angeord net. Der Zylinderinnensteg 110 weist aufgrund des L-förmigen Querschnitts an seiner Innenseite eine in Richtung des Kolbens 1112 gerichtete Stegwand 111 auf. Somit wird durch die Innenwand des Zylinders 1118 und des Zylinderinnensteges 110 ein ringför miger, in Richtung des Kolbens 1112 offener Raum gebildet, welcher den zweiten Ver dichtungsraum 106 darstellt.
Der Kolben 1112 weist auf der dem Pleuel 128 abgewandten Seite eine als Vollseite 114 ausgebildete erste Stirnseite 113 auf, welche zusammen mit der Innenwand des Zylinders 1118 den ersten Verdichtungsraum 104 begrenzt.
Weiterhin weist der Kolben 1112 auf der dem Pleuel 128 zugewandten Seite eine ring förmige Kolbenstufe auf, welcher in Form eines Hohlzylinders gebildet ist, dessen Au ßenwand deckungsgleich mit der Außenwand des Kolbens 1112 auf Höhe der Vollseite 114 ist und welcher auf der der Vollseite 114 gegenüberliegenden Seite des Kolbens 1112 durch eine als Stufenseite 116 ausgebildete zweite Stirnseite 115 abgeschlossen wird.
Weiterhin ist der Zylinder 1112 derartig ausgebildet, dass sich der Kolben 112, insbe sondere die dem Pleuel 128 zugewandte Seite mit der Stufenseite 116, oszillierend innerhalb des vom Zylinderinnensteg 110 und der Innenwand des Zylinder 1118 gebil deten ringförmigen Raumes bewegen kann. Durch die Begrenzung des von Zylinderin nensteg 110, Innenwand des Zylinder 1118 und Stufenseite 116 gebildeten, praktisch ringförmigen Raumes, entsteht der zweite Verdichtungsraum 106. Der Kolben 1112 weist weiterhin eine hier schematisch dargestellte Dichtung 138 auf, welche in der hier schematisch dargestellten Ausführungsform wie auch in den noch zu erläuternden bevorzugten Ausführungsformen der Fig.4A bis Fig.10B im Sinne einer Dichtanordnung gemäß dem Konzept der Erfindung grundsätzlich stirnseitig auf der Stufenseite 116 des Kolbens 1112 angeordnet ist.
Die Dichtung 1138 im Sinne einer Dichtanordnung gemäß dem Konzept der Erfindung -wie sie in Bezug auf die noch zu erläuternden bevorzugten Ausführungsformen der Fig.4A bis Fig.10B dargestellt ist- führt zu einer verbesserten Abdichtung des zweiten Verdichtungsraumes 106 gegenüber des ersten Verdichtungsraumes 104 sowie der Verdichtungsräume 104, 106 gegenüber einem Kurbelgehäuseinnenraum 160.
Flierzu weist die Dichtung 1138 grundsätzlich eine Außenseite 1138.1 und eine Innen seite 1138.2 auf. Die Außenseite 1138.1 der Dichtung 1138 ist am äußeren Umfang, also der Außenseite der - vereinfacht beschrieben - ringförmigen Dichtung 1138 als Teil einer im Weiteren noch zu erläuternden Dichtanordnung angeordnet und stellt so eine umlaufende, ständige Berührung mit einer, insbesondere einen zylindrischen Flohlraum bildenden Zylinderinnenwand 119, her. Die Innenseite 1138.2 der Dichtung 1138 ist an der Innenseite, also am inneren Umfang der - vereinfacht beschrieben - ringförmigen Dichtung 1138 angeordnet und stellt so eine umlaufende, ständige Berüh rung mit einer Stegwandinnenseite 109 her. Mittels der Anordnung und Ausprägung des Kolbens 112, des Zylinders 1118 sowie des Zylinderinnensteges 110 ist es also möglich, mit einer vergleichsweise geringen Anzahl an Dichtungen bzw. Dichtanord nungen, insbesondere nur einer einzigen Dichtung bzw. Dichtanordnung 1138, die Ab dichtung beider Verdichtungsräume 104, 106 zu bewirken.
In Fig.2A ist weiterhin die relative Neigung von Kolben 1112 und des mit dem Kolben 1112 starr verbundenen Pleuels 128 zu dem Zylinder 118 sichtbar. Diese Neigung wird bewirkt durch den senkrecht zur Hubrichtung existierenden Anteils des Versatzes zwi schen der durch den Punkt S1 verlaufenen Rotationsachse der Antriebswelle und der durch den Punkt S2 verlaufenen Rotationsachse der Drehbewegung zwischen Pleuel 128 und exzentrisch angeordnetem Wellenabschnitt 132. Dieser senkrecht zur Hub richtung existierende Anteil des Versatzes ist abhängig von der Winkelposition der An triebswelle 102 bzw. des exzentrisch angeordneten Wellenabschnitts 132. Am oberen bzw. unteren Totpunkt des Kolbens 112, wenn die Auslenkung H in Hubrichtung maxi- mal ist, ist der senkrecht zur Hubrichtung existierende Anteil des Versatzes gleich Null. Auf der Mitte des Weges zwischen den beiden Totpunkten des Kolbens 1112, wenn die Auslenkung H in Hubrichtung gleich Null ist, ist der senkrecht zur Hubrichtung exis tierende Anteil des Versatzes dementsprechend maximal. Durch die relative Neigung des Kolbens 1112 bzw. des Pleuels 128 zum Zylinder 1118 entstehen Öffnungen, ins besondere sichelförmige Spalte, zwischen dem Kolben 1112 und der Innenwand des Zylinders 1118 bzw. Zylinderinnensteg 110. Derartige Öffnungen führen zu einem Ent weichen von verdichteter Luft aus dem zweiten Verdichtungsraum 106 in den ersten Verdichtungsraum 104 und/oder in die Umgebung U bzw. in einen Kurbelgehäusein- nenraum 160. Um dies zu vermeiden, bzw. zur Kompensation der Taumelbewegung des Kolbens 1112, ist die Dichtung 138 entsprechend ausgelegt. Hierzu gehört eine ausreichende Dimensionierung und ein elastisches Verhalten der Dichtung 1138, so dass auch bei durch die Taumelbewegung entstehenden Öffnungen zwischen Kolben 1112 und Zylinder 1118 eine Abdichtung der Verdichtungsräume 104 und 106 gewähr leistet bleibt.
Fig.2B zeigt eine weitere Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Verdichters in einer Schnittebene parallel sowohl zur Antriebs- als auch zur Kolbe nachse A. Aus der Schnittdarstellung ist ersichtlich, wie über einen innerhalb des Kol bens 1112 und des Pleuels 128 angeordneten Luftzufuhranschluss 120 Luft aus der Umgebung U bzw. dem Kurbelgehäuseinnenraum 160 in den ersten Verdichtungsraum 104 gelangen kann. Hierbei wird durch eine auf der Vollseite 114 des Kolbens 112 an geordnete Luftzufuhrventilklappe 142 gewährleistet, dass Luft über den Luftzufuhran schluss 120 nur in den ersten Verdichtungsraum 104 hineinströmen kann, nicht aber hinaus. Dies wird erreicht, indem sich die Luftzufuhrventilklappe 142 bei der durch die Auslenkung H hervorgerufenen Verkleinerung des ersten Verdichtungsraumes 104, und der damit verbundenen Verdichtung der darin befindlichen Luft, entgegen des im ersten Verdichtungsraum 104 ansteigenden Druckes schließt. Entsprechend öffnet sich die Luftzufuhrventilklappe 142 beim Vergrößern des ersten Verdichtungsraums 104 aufgrund des relativ zur Umgebung herrschenden Unterdruckes im ersten Verdich tungsraum 104, sodass Luft aus der Umgebung bzw. dem Kurbelgehäuseinnenraum 160 in den ersten Verdichtungsraum 104 strömt.
Weiterhin ist innerhalb des Kolbens 1112 als weitere Verbindung zwischen erstem Verdichtungsraum 104 und dem Luftzufuhranschluss 120 bzw. bzw. dem Kurbelge häuseinnenraum 160 ein Rückschlagventil 130 angeordnet, welches durch eine Feder- kraft F im geschlossenen Zustand gehalten wird. Durch das Rückschlagventil 130 kann somit Luft im ersten Verdichtungsraum 104, dessen Druck einen bestimmten, insbe sondere für den Verdichter potentiell schädlichen, Maximalwert überschreitet, über den Luftzufuhranschluss 120 in die Umgebung entweichen. Alternativ kann das Rück schlagventil 130 auch derartig angeordnet sein, dass die Luft direkt, d. h. ohne über den Luftzufuhranschluss 120 geführt zu werden, in den Kurbelgehäuseinnenraum 160 bzw. die Umgebung U entweicht.
Zwischen dem ersten Verdichtungsraum 104 und dem zweiten Verdichtungsraum 106 ist weiterhin innerhalb des Kolbens 1112 eine Verbindungsleitung 122 angeordnet. Diese Verbindungsleitung 122 stellt eine gasführende Verbindung der beiden Verdich tungsräume 104 und 106 dar. Vorliegend weist sie analog zur Luftzufuhrventilklappe 142 eine Verbindungsventilklappe 144 auf,, welche sicherstellt, dass Luft nur in eine Richtung durch die Verbindungsleitung 122 strömt, nämlich vom ersten Verdichtungs raum 104 zum zweiten Verdichtungsraum 106. Dementsprechend schließt sich die Verbindungsventilklappe 144 beim Verkleinern des zweiten Verdichtungsraumes 106 entgegen des ansteigenden Druckes und öffnet sich beim Vergrößern, so dass Luft aus dem ersten Verdichtungsraum 104 in den zweiten Verdichtungsraum 106 strömen kann. Die im zweiten Verdichtungsraum 106 verdichtete Luft kann über einen Druck luftauslass 124 Verbrauchern einer Pneumatikanlage 500, insbesondere über eine Druckluftversorgungsanlage 200, zur Verfügung gestellt werden.
Weiterhin ist im Zylinder 1118 ein zum zweiten Verdichtungsraum 106 führender Auf ladeanschluss 126 angeordnet, welcher eine Aufladeventilklappe 146 aufweist. Über den Aufladeanschluss 126 kann dem zweiten Verdichtungsraum 106 Luft, welche bei spielsweise zu einem vorherigen Zeitpunkt verdichtet wurde und in einem Druckmittel vorratsbehälter 224 gespeichert und vorgehalten wird, zugeführt werden.
Auf diese Weise kann die Leistung des Verdichters 1100 kurzfristig erhöht werden, insbesondere um verdichtete Luft schneller zur Verfügung zu stellen. Die Aufladeven tilklappe 146 sorgt hierbei dafür, dass Luft über den Aufladeanschluss 126 ausschließ lich in den zweiten Verdichtungsraum 106 hineinströmt und nicht über den Aufladean schluss 126 entweichen kann.
Weiterhin weist der Kolben 1112 keine zylindrische Form auf, sondern einen entlang einer Kolbenachse A veränderlichen Querschnitt. In dieser Ausführungsform weist der Kolben 1112 auf Höhe der Vollseite 114 einen Querschnitt mit einem Kolbenneben- durchmesser KN auf. Auf der Stufenseite 116 weist der Kolben 1112 hingegen einen Kolbenhauptdurchmesser KH auf, der größer ist als der Kolbennebendurchmesser KN. Aufgrund dieser unterschiedlichen Durchmesser und dem Verlauf des Kolbendurch messers zwischen der Stufenseite 116 und der Vollseite 114 ist ergibt sich ein verän derlicher, im Wesentlichen nicht-zylindrischer Verlauf sowohl einer Außenseite 1112.1 als auch einer Innenseite 1112.2 des Kolbens 112, der dazu führt, dass der Kolben 1112 praktisch kuppelförmig ausgebildet ist. Durch eine derartige Gestaltung wird ins besondere eine Beweglichkeit des Kolbens 1112 innerhalb des Zylinders 1118 erreicht, dies insbesondere trotz der Taumelbewegung des Kolbens 1112.
Der Kolbenhauptdurchmesser KH kann nicht größer sein als der Durchmesser des Zylinders 118, allerdings ist es möglich und sogar sinnvoll, wenn der Durchmesser der Außenseite 138.1 der Dichtung 138 größer ist als der Kolbenhauptdurchmesser KH und auch als der Durchmesser des Zylinders 118. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass der Kolben 1112 mitsamt der Dichtung 138, trotz der Taumelbewegung des Kol bens 1112 und dadurch entstehender Öffnungen und Spalte zwischen Kolben 1112 und Zylinder 1118 bzw. Kolben 1112 und Stegwand 111 , eine Abdichtung zwischen dem ersten Verdichtungsraum 104 und dem zweiten Verdichtungsraum 106 bzw. zwi schen dem zweiten Verdichtungsraum 106 und dem Kurbelgehäuseinnenraum 160 herstellt.
Gleichzeitig wird die Bewegung des Kolbens 1112, trotz des größeren Durchmessers der Außenseite 1138.1 der Dichtung 1138, nicht wesentlich behindert oder blockiert, da die Dichtung 1138 der Dichtanordnung gemäß dem Konzept der Erfindung vorzugs weise aus einem elastischen Material gebildet ist.
Die Form des Kolbens 1112 ist vorliegend praktisch kuppelförmig ausgebildet, sodass der Kolben passend zu einem kuppelförmigen Abschnitt 164 des Zylinders 1118 aus gebildet ist. Der Kolben 1112 weist eine Außenseite 1112.1 und eine Innenseite 1112.2 auf. Insbesondere ist der Kolben 1112 - analog zu der in Fig.3 gezeigten Ausführungs form - durch seine kuppelförmige Ausprägung dazu geeignet, sich trotz seiner Tau melkinematik in einem vorwiegend zylindrisch ausgebildetem oder - wie hier vorliegend - kuppelförmigen Innenraum eines Zylinders 1118 zu bewegen. Gut erkennbar ist wei terhin die Dichtung 138 mit einer Außenseite 138.1 und einer Innenseite 138.2. Die Außenseite 138.1 ist hierbei über den Außenumfang der Dichtung 138 umlaufend mit einer Zylinderinnenwand 119 in Kontakt, sodass eine druckdichte Abdichtung gegen über einem ersten Verdichtungsraum 104 bewirkt wird. Die Innenseite 138.2 der Dich tung 138 ist über den Innenumfang der Dichtung 138 umlaufend mit einer Stegwandin nenseite 109 in Kontakt, sodass eine druckdichte Abdichtung gegenüber einem Kur- belgehäuseinnenraum 160 bewirkt wird. Weiterhin ist vorliegend der Kolben 1112, ins besondere der Kuppelabschnitt 164 des Kolbens 1112, mittels einer Kolbenschraube 166 an einem Pleuel 128 befestigt. Von dem Pleuel 128 ist in der vorliegenden Ansicht lediglich die Kolbenseite 128.1 sichtbar.
Es kann insbesondere noch ein Rückschlagventil 130, ein Luftzufuhranschluss 120, eine Verbindungsleitung 122, eine Luftzufuhrventilklappe 142, eine Verbindungsventil klappe 144, eine Aufladeventilklappe 146 sowie ein Druckluftauslass 124 und ein Auf ladeanschluss 126 vorgesehen sein. Diese Merkmale entsprechen im Wesentlichen den in Fig.2B bereits symbolisch dargestellten Merkmalen.
Im Unterschied zu der in Fig.2B dargestellten Ausführungsform kann darin bestehen, dass die Luftzufuhrventilklappe 142 und das Rückschlagventil 130 nicht wie in Fig.2B dargestellt gemeinsam an einen durch ein Pleuel 128 geführten Luftzufuhranschluss 120 angeschlossen sind, sondern getrennt im Kolben 1112 angeordnet und gasführend mit einem Kurbelgehäuseinnenraum 160 verbunden - bzw. bei dem Rückschlagventil 130 in Abhängigkeit der Federkraft verbindbar - sind.
Auch wenn bei der vorliegend beschriebenen Ausführungsform mit der Verbindungslei tung 122 für eine Reihenschaltung des ersten Verdichtungsraums 104 und des zweiten Verdichtungsraums 106 -allgemein im Sinne einer Reihenschaltung zweier Verdichter stufen eines insofern mehrstufigen Verdichter- gesorgt ist, ist gleichwohl zu verstehen, dass das Konzept der Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Alternativ kann in einer anderen Ausführungsform das Konzept der Erfindung auch bei einem mehrstufigen Verdichter realisiert sein, dessen zwei oder mehr Verdichterstufen im Sinne einer Pa rallelschaltung realisiert sind -allgemein also im Sinne einer Parallelschaltung zweier Verdichterstufen eines insofern mehr Zylinder-Verdichters-.
Die Fig.3A zeigt eine erste, an sich aus WO 2018/197182 A2 bekannte, Version einer Dichtung 138a, die im Wesentlichen einer vorher beschriebenen Dichtung 138 ent spricht. Die Dichtung 138a umfasst einen Dichtungskörper 139a, der eine erste Ringlippe 139.1 a und eine zweite Ringlippe 139.2a aufweist. Die erste Ringlippe 139.1 a ist in einer radialen Richtung RR außen am Dichtungskörper 139a derart angeordnet, dass sie sich in einer axialen Richtung RA in Richtung eines zweiten Verdichtungsraumes 106 erstreckt. Die erste und/oder zweite Ringlippel 39.1 a, 139.2a hat insbesondere ein freies Ende, das im zweiten Verdichtungsraum 106 angeordnet ist.
Die zweite Ringlippe 139.2a ist in einer radialen Richtung RR innen am Dichtungskör per 139a angeordnet. Auch sie erstreckt sich in einer axialen Richtung RA in Richtung des zweiten Verdichtungsraums 106. Der Dichtungskörper 139a ist an einer Stufensei te 116 eines Kolbens 1112 befestigt.
Die Fig.3B zeigt eine weitere, an sich aus WO 2018/197182 A2 bekannte, Version ei ner Dichtung 138b. Der wesentliche Unterschied der Dichtung 138b zur in Fig.3A ge zeigten Dichtung 138a besteht darin, dass ein Dichtungskörper 139b der Dichtung 138b - neben einer ersten Ringlippe 139.1 b und einer zweiten Ringlippe 139.2b - eine zusätzliche dritte Ringlippe 139.3b aufweist, die in einer radialen Richtung RR außen am Dichtungskörper 139b angeordnet ist und in einer axialen Richtung RA zum ersten Verdichtungsraum 104 gerichtet ist. Die dritte Ringlippel 39.3b hat insbesondere ein freies Ende, das im ersten Verdichtungsraum 104 angeordnet ist.
Die nun darüber hinaus weiter bevorzugte Ausbildung der Dichtung 1138 der Dichtan ordnung gemäß dem Konzept der Erfindung wird in Bezug auf bevorzugten Ausfüh rungsformen eines Kolbens der Fig.4A bis Fig.lOB näher erläutert.
Die Dichtung 1138 der Dichtanordnung gemäß dem Konzept der Erfindung erweist sich als nochmals verbessert zur Realisierung einer Funktion eines leistungsfähigen, insbe sondere zweistufigen, Verdichters in möglichst kompakter und robuster Ausführung.
D. h. die Ausführungsformen eines Kolbens der Fig.4A bis Fig.lOB sind bevorzugt ausgebildet für einen Verdichter 1112, insbesondere Kompressor, für eine Druckluftzu führung 10 einer Druckluftversorgungsanlage 1100 wie sie in Fig.1 gezeigt ist, bzw. zum Betreiben einer Pneumatikanlage 500 wie diese des Weiteren in Fig.11 B in Bezug auf eine Druckluftversorgungsanlage der Fig.11 A gezeigt ist.
Hier sowie im Weiteren wird für gleiche bzw. ähnliche Merkmale oder Merkmale glei cher bzw. ähnlicher Funktion der Einfachheit halber ein gleiches Bezugszeichen ver- wendet; gleichwohl wird zwischen den Ausführungsformen einer Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 entsprechend der weiteren Fig.4A und Fig.4B, Fig.5A und Fig.5B, Fig.6A und Fig.6B, Fig.7A und Fig.7B, Fig.8, Fig.9 im Einzelnen unter schieden; die weiterbildenden Varianten der Fig.lOA, Fig.1 OB sind für alle Ausfüh rungsformen gleichermaßen mit Vorteil ausgebildet. Alle Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 realisieren jedoch das Konzept der Erfindung mit den zuvor erläuterten Vorteilen der Erfindung als auch der Weiterbil dungen der Erfindungen.
Fig.4A und Fig.4B zeigen dazu im Detail eine besonders bevorzugte erste Ausfüh rungsform einer Dichtanordnung 1001 mit einem ringförmigen Dichtungskörper 1139 als eine Dichtmanschette 1021 , einem verdichtungsraumseitigen Haltering 1031 in der Dichtmanschette und einem stufenseitigen Kolbenring 1011 ; dies zur Anbringung auf einer als Stufenseite 116 ausgeführten zweiten Stirnseite 115 des Kolbens 1112.
Der Kolben 1112 ist vorliegend in einem schematisch dargestellten Zylinder 1118 mit einer schematisch dargestellten Zylinderinnenwand 119 gezeigt. Bei dem Kolben ist die erste Stirnseite 113 erkennbar als Vollseite 114 ausgebildet.
Insofern ist schematisch in Fig.4A -unter Verwendung dergleichen Bezugszeichen wie vorgehend- für gleiche bzw. ähnliche Merkmale oder Merkmale gleicher bzw. ähnli cher Funktion der Kolben 1112 im Zylinder 1118 gezeigt, unter Ausbildung eines ersten Verdichtungsraums 104 und eines zweiten Verdichtungsraums 106, die gegeneinander abgedichtet sind über die Dichtanordnung 1001 gemäß der ersten Ausführungsform.
Alle bevorzugte Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004,
1005, 1006 realisieren die folgenden exemplarisch an der ersten Dichtanordnung 1001 erläuterten Merkmale in einer Art Sandwich-Struktur.
Die Dichtanordnung 1001 weist vorliegend gemäß dem Konzept der Erfindung die als in Umfangsquerschnitt profilierte Dichtmanschette 1021 zwischen dem stufenseitigen Kolbenring 1011 und dem verdichtungsraumseitigen Haltering 1031 auf. Die Dichtan ordnung 1001 gemäß der ersten und weiteren Ausführungsformen weist vorliegend also einen stufenseitigen Kolbenring 1011 und zur Ausbildung des ringförmigen Dich tungskörpers 1139 eine Dichtmanschette 1021 und Haltering 1031 gemäß der ersten Ausführungsform auf. Die Dichtanordnung 1001 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform ist in Fig.4B im Detail dargestellt. Der ringförmige Dichtungskörper 1139 der Dichtmanschet te 1021 bildet die zuvor erläuterte erste Ringlippe 1139.1 auf einer Außenseite 1138.1 der Dichtung 1138 und die zweite Ringlippe 1139.2 auf der Innenseite 1138.2 der Dich tung 1138 aus. Die Dichtmanschette 1021 ist also als ein ringförmiger Dichtungskörper 1139, gebildet mit einem in Fig.4B gezeigten Umfangsquerschnitt, der erkennbar das offene Profil 1020 ausbildet; die Öffnung 1140 im Profil ist hier im Wesentlichen recht eckig erkennbar, wobei die erste und zweite Ringlippe 1139.1 , 1139.2 mit einer Run dung 1141 in die Profilbasis 1139.3 übergehen. Die Profilwandung des mit Profilöff nung 1140 versehenen Profils 1020 ist also mittels der ersten und zweiten Ringlippe 1139.1 , 1139.2 gebildet und geht abgerundet in die Profilbasis 1139.3 über. Dies ist über den gesamten kreisringförmigen Ringumfang der Dichtmanschette 1121 der Fall.
Ebenfalls vorliegend -wie auch bei den weiteren Ausführungsformen einer weiteren Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004- ist die profilierte Dichtmanschette 1121 -d. h. wie auch die weiteren Ausführungsformen der Dichtmanschette 1022, 1023, 1024- mit einem im Umfang im Wesentlichen U-förmigen freien Querschnitt der Profilöffnung 1140 gebildet, unter Ausbildung einer insofern offenen, das heißt zum zweiten Verdich tungsraum 106 offenen Ringnut, deren Nutwandung mittels der vorgenannten ersten und zweiten Ringlippe 1139.1 , 1139.2 gebildet ist und deren Grund mit der vorgenann ten Profilbasis 1139.3 gebildet ist.
An der Profilbasis 1139.3 ist hier -wie auch in den weiteren Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004- die Dichtmanschette 1021 , 1022, 1023,
1024 zwischen dem stufenseitigen Kolbenring 1011 , 1012, 1013, 1014 und dem ver dichtungsraumseitigen Haltering 1031 , 1032, 1033, 1034 druckdicht an der Stufenseite 116 des Kolbens gehalten; auch dies ist bei allen drei Ausführungsformen der Dichtan ordnung 1001 , 1002, 1003, 1004 der Fall, was insofern durch gleiche Bezugszeichen deutlich gemacht wird.
Ebenso -ersichtlich in den Fig.4B, Fig.5B, FiG.6B, Fig.7B sowie Fig.8 und Fig.lOA,
Fig.10B— ist für alle Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 in Bezug auf die Profilbasis 1139.3 des Profils 1020 erkennbar, dass diese zwischen einer konkav gewölbten angrenzenden Dichtseite 1010 des Kolbenrings, 1011 , 1012, 1013 und einer dazu passenden konvex gewölbten Halteseite 1030 des Halterings gehalten sind. Die Rundung 1141 der Profilöffnung 1140 gibt dem Übergang der Dichtlippen 1139.1 ,
1139.2 zur Profilbasis 1139.3 somit derart Raum gibt, dass sich die Krümmung der Dichtmanschette 1021 , 1022, 1023, 1024 zwischen konvexer Wölbung der Dichtseite 1010 am Kolbenring 1011 , 1012, 1013 und der Halteseite 1030 am Haltering 1031 , 1032,1033 bewegen kann, bzw. zur Aufrechterhaltung der Dichtwirkung elastisch ein stellen kann. So kann verstanden werden, dass die Krümmung des Profils 1020 der Dichtmanschette 1021 , 1022, 1023, 1024 geführt wird zwischen konvexer Form der Halteseite 1030 des Halterings 1031 , 1032, 1033 1034 bzw. Dichtseite 1010 des Kol benrings 1011 , 1012, 1013,1014.
Diese, wie auch die folgenden Merkmale der Profilbasis 1139.3 sind bei allen Ausfüh rungsformen realisiert und insofern ist dies durch die Verwendung gleicher Bezugszei chen deutlich gemacht.
Die Profilbasis 1139.3 ist derart weich oder elastisch im Material ausgebildet, die hier als Dichtschneiden ausgebildeten Dichtstege 1119 aufzunehmen. Die Dichtstege 1119 sind insofern in die Profilbasis 1139.3 eingedrückt, beim Fixieren der Profilbasis zwi schen Grundseite des Kolbenrings 1011 , 1012, 1013 und der Grundseite des Hal terings 1031 , 1032, 1033. Die Dichtstege 1119 dienen der Verbesserung der Abdich tung der Dichtmanschette 1021 , 1022, 1023, 1024 an ihrer Profilbasis 1139.3 zwischen Dichtseite 101 Ö des Kolbenrings 1011 , 1012, 1013 und Halteseite 1030 des Halterings 1031 , 1032, 1033.
Darüber hinaus weist die Profilbasis 1139.3 -ebenfalls bei allen Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003- entlang des Ringumfangs der Dichtmanschette beabstandete Durchgriffsöffnungen 1116 auf. An der Dichtmanschette 1011 , 1012, 1013 sind besagte Dichtstege 1119 zur Bildung von Einprägungen in der Profilbasis
1139.3 des Profils 1020 gebildet. D. h. konkret sind als kleine Dreiecke erkennbar am Kolbenring 1011 , 1012, 1013 und am Haltering 1031 , 1032, 1033 umlaufend zwei klei ne Dichtschneiden (beispielsweise etwa 0,3mm hoch) gebildet, die sich in die Profilba sis 1139.3 des Profils 1020 der Dichtmanschette 1021 , 1022, 1023, 1024 eindrücken sollen und dadurch die Abdichtung unterstützen sollen. Kolben- und Haltering sind aus Aluminium gefertigt und sollen über die Dichtschneiden abgedichtet werden.
Die Dichtstege sind einmal außenseitig als 1119.A und einmal innenseitig als 1119.1, zur Erhöhung der Dichtwirkung realisiert; dies wie zuvor erläutert mit besagten Dichtstegen 1119.A, bzw. 1119.1, jeweils von Seiten des Kolbenrings 1011 , 1012, 1013 bzw. des Halterings 1031 , 1032, 1033. Das heißt, ein erster Dichtsteg 1119.1 ist radial innen und ein zweiter Dichtsteg 1119.A ist radial außen in Bezug auf die vorgenannte Dichtöffnung 1116 vorgesehen. Wobei ein erster radial innenliegender Dichtsteg 1119.1 jeweils am Kolbenring 1011 , 1012, 1013 und Haltering 1031 , 1032, 1033 vorgesehen ist; gegebenenfalls kann er auch nur auf einem Kolbenring oder nur auf einem Halte ring vorgesehen sein. Ähnlich kann ein zweiter Dichtsteg 1119.A radial außen am Kol benring 1011 , 1012, 1013 und Haltering 1031 , 1032, 1033 jeweils vorgesehen sein, oder aber nur am Kolbenring oder nur am Haltering.
Im vorliegenden Fall hat sich die Ausbildung von jeweils zwei umlaufenden Dichtstegen 1119.A bzw. zwei umlaufenden Dichtstegen 1119.1 als vorteilhaft erwiesen, sodass der Kolbenring 1011 , 1012, 1013 zwei umlaufende Dichtstege 1119.1, 1119.A und der Hal tering 1031 , 1032, 1033 ebenfalls zwei umlaufende Dichtstege 1119.1, 1119.A aufweist, wobei je einer der umlaufenden Dichtstege 1119.1, 1119.A radial innerhalb der Durch griffsöffnungen 1116, bzw. radial außerhalb der Durchgriffsöffnungen 1116 angeordnet sind.
Vorliegend hat es darüber hinaus als vorteilhaft erwiesen, dass die radial innen verlau fenden Dichtstege 1119.1 versetzt zueinander angeordnet sind, wobei der Dichtsteg 1119.1 des Halterings 1031 , 1032, 1033 radial etwas nach außen versetzt ist, also nä her zur Durchgriffsöffnung 1116 hin. Demgegenüber ist der radial innen verlaufende Dichtsteg 1119.1 des Kolbenrings radial etwas nach innen versetzt im Vergleich zum Dichtsteg 1119.1 des Halterings.
Beide Dichtstege 1119.1 sind jedoch nur soweit gegeneinander versetzt mit ihren Scheitelgraten, dass sie sich noch überlappen; vorliegend liegt der Scheitelgrat des einen Dichtstegs 1119.1 gegenüberliegend einer Flanke des anderen Dichtstegs 1119.1. In gleicher Weise ist ein Dichtsteg 1119.A des Halterings radial etwas näher zur Durchgriffsöffnung 1116 versetzt, also radial eher nach innen versetzt, im Vergleich zum Dichtsteg 1119.A des Kolbenrings der radial etwas nach außen versetzt ist. Beide Dichtstege 1119.A überlappen sich insofern, als ihre Scheitelgrate jeweils gegenüber liegend einer Flanke des gegenüberliegenden Dichtstegs 1119.A angeordnet ist. Diese Anordnung der Dichtstege 1119.A 1119.I ist -ebenfalls bei allen drei Ausführungsfor men der Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004 in gleicher Weise- zur Erhöhung der Dichtwirkung an der Profilbasis 1139.3 der Dichtmanschette zwischen Kolbenring und Haltering realisiert. Unabhängig von der zuvor erläuterten Anordnung bzw. Positionierung eines Dichtste ges 1119, 1119.A 1119.1 und unabhängig vom Material des Kolbenrings 1011 , 1012, 1013 und/oder des Halterings 1031 , 1032, 1033, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass ein Dichtsteg 1119.A 1119.1 derart ausgebildet ist, dass er sich ganz oder teilwei se in die Profilbasis 1139.3 der Dichtmanschette 1011 , 1012, 1013 eindrückt oder auf andere Weise in die Profilbasis 1139.3 der Dichtmanschette 1011 , 1012, 1013 bzw. in deren Volumenbereich eindringen kann beim Fixieren der Profilbasis 1139.3 zwischen der Grundseite des Kolbenrings 1011 , 1012, 1013 und der Grundseite des Halterings 1031 , 1032, 1033. Ein Dichtsteg ist insofern mit einer angemessen angespitzten Ein dringseite ausgebildet, also vorteilhaft einer ausgebildeten Stegkante zur Profilbasis der Dichtmanschette hin -beispielsweise am Besten in der Art eines Grats z. B der vorgenannten Scheitelgrate -. Eine Härte des Materials, insbesondere des Kunststoffs, des Dichtsteges ist vorteilhaft größer als eine Härte des Materials, insbesondere des Kunststoffs, der Dichtmanschette bzw. deren Profilbasis. Insofern ist der Dichtsteg 1119, 1119.A 1119.1 generell und mit Vorteil versehen derart ausgebildet, dass er -um die Dichtmanschette mit ihrer Profilbasis 1139.3 druckdicht anzubinden an Kolbenring und/oder Haltering- die Dichtmanschette verformen kann; vorteilhaft aber nicht schneidet, um deren Konsistenz zu erhalten.
Die Durchgriffsöffnungen 1116 sind vorliegend in der Profilbasis 1139.3 zum Durchgriff für ein Fixierelement ausgebildet, das ebenso wie die Anzahl von Durchgriffsöffnungen 1116 in der Profilbasis ringumfänglich am Haltering und/oder Kolbenring angeordnet sind. Ein Fixierelement kann grundsätzlich in einer beliebigen geeigneten Weise als rundlicher, ovaler oder auch umfänglich verlaufender mehr oder weniger breiter Zap fen, Pin, Stift oder auch demgegenüber vergleichsweise breiter teil- oder vollumfängli cher Steg ausgebildet sein.
Der Haltering 1031 , 1032, 1033, 1034 bzw. Kolbenring 1011 , 1012, 1013, 1014 weist somit -in beiden Fällen oder alternativ nur einer, oder aber abwechselnd- bevorzugt für jede Durchgriffsöffnung 1116 ein Fixierelement 1113 auf, sodass der Haltering 1031 , 1032, 1033 mit den so durchgreifenden Fixierelementen 1113 mit dem Kolben ring 1011 , 1012, 1013, 1014 verbunden ist; d. h. aufgrund der der Durchgriffsöffnungen in der Dichtmanschette ist die Dichtmanschette 1121 , 112, 1123 darüber hinaus an der Profilbasis 1139.3 verdrehsicher zwischen dem Kolbenring und Haltering gehalten.
Konkret arretieren die in Fig.5A, Fig.5B und Fig.6A, Fig.6B, Fig.7A, Fig.8, Fig.9 ersicht lichen Fixierzapfen als Fixierelement 1113 aufgrund ihrer umfänglich beschränkten Ausdehnung und Einpassung in die Durchgriffsöffnungen 1116 die Teile der Dichtan ordnung 1001 , 1002, 1003, 1004, 1005, 1006; d. h. der Kolbenring 1011 , 1012, 1013, 1014, 1015, 1016, die Dichtmanschette 1021 , 1022, 1023, 1024, 1025, 1026 und der Haltering 1031 , 1032, 1033, 1034, 1035, 1036 der Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 sind verdrehsicher gegeneinander gehalten.
Die darüber hinaus bewirkte Klemmwirkung wird im Folgenden erläutert und führt dazu, dass sich die Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 auch in ihrer Sand wich-Struktur aufeinander hält. Es zeigt sich, wie noch im Einzelnen Bezug auf die Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 erläutert wird, dass die Fixierelemente 1113 in unterschiedlicher Weise realisierbar sind in ihrer Gestaltung bzw. Anbringung am Haltering und/oder Kolbenring.
Während vorliegend die Dichtmanschette 1021 , 1022, 1023, 1024, 1025, 1026 eine korrespondierende Anzahl von Durchgriffsöffnungen 1116 für die Anzahl von Fixie relementen 1113 aufweist, kann dies durchaus auch unterschiedlich realisiert sein. Insbesondere kann der Kolbenring 1011 , 1013, 1015 (Fig.4A/Fig.4B und Fig.6A/Fig.6B) Fixierelemente 1113 aufweisen, oder der Haltering 1032, 1034 (Fig.5A/Fig.5B, Fig.7A, Fig.9) Fixierelemente 1113 aufweisen; die Fixierelement 1113 können auch separat gebildet sein wie in Fig.8 gezeigt.
Entsprechend kann vorliegend gemäß der Ausführungsform der Fig.4A, Fig.4B und Fig.6A, Fig.6B der Haltering 1031 , 1033 eine Aufnahme -wie etwa eine Nut beim Hal tering 1031 oder ein Durchgang wie bei dem Haltering 1033- für ein Fixierelement 1113 aufweisen. In einer Variante kann entsprechend vorliegend gemäß der Ausfüh rungsform der Fig.5A, Fig.5B, Fig.7A, Fig.8 der Kolbenring 1012, 1014, 1015 eine Auf nahme aufweisen -wie etwa eine Nut für ein Fixierelement 1113-. Entsprechende Aufnahmen, wie eine Nut oder ein Durchgang, sind mit dem Bezugszeichen 1114 ent sprechend gekennzeichnet.
Des Weiteren sind vorliegend die Fixierelemente 1113 entlang des Umfangs des Kol bens und Halterings und/oder des Kolbenrings oder Halterings gleichmäßig beab- standet entlang des Ringumfangs angeordnet. Die Fixierelemente 1113 sind vorliegend als Klemmzähne oder kurze Stege oder Stifte dargestellt und ausgeführt. Gleichwohl können die Fixierelemente auch als eine Anzahl von Klemmschrauben gebildet sein. Die Aufnahmen 1114 sind vorliegend als Klemmnuten oder dergleichen Aufnahmen für die Fixierelemente 1113 dargestellt und ausgebildet. Gleichwohl können in dem Fall, dass die Fixierelemente als eine Anzahl von Klemmschrauben gebildet sind, die Auf nahmen 1114 auch als Schraublöcher ausgebildet sein - dies wird in Bezug auf Fig.8 beschrieben.
Vorteilhaft gegenüber der Verwendung von Klemmschrauben für die Fixierelemente hat sich jedoch die hier dargestellte Ausbildung der Fixierelemente als Klemmzähne erwiesen, da eine im Folgenden erläuterte Arretierung der Klemmzähne 1113 in einer Klemmnut oder Bohrung oder dergleichen Aufnahme 1114 besonders vorteilhaft zu realisieren ist.
Nunmehr Bezug nehmend auf die erste Ausführungsform einer Dichtanordnung 1001 gemäß Fig.4B ist erkennbar, dass das Fixierelement 1113 als ein Klemmzahn gebildet ist, der in eine Aufnahme 1114 in Form einer Klemmnut am Haltering 1031 eingreift. Das heißt der Klemmzahn als Fixierelement 1113 ist am Kolbenring 1011 einstückig gebildet. Das Fixierelement 1113 durchgreift die Durchgriffsöffnung 1116 an der Profil basis 1139.3 der Dichtmanschette 1021 und ist seitlich -das heißt an seinen Seiten 1117. A, 1117.1- mit den Flanken 1114. A, 1114.1 der Aufnahme 1114 geklemmt.
Bezugnehmend auf die zweite Ausführungsform der Dichtanordnung 1002 gemäß Fig.5B ist ein Fixierelement 1113 am Haltering 1032 einstückig gebildet und durchgreift die Durchgriffsöffnung 1116 in der Profilbasis 1139.3 der Dichtmanschette 1022 und ragt so in die Aufnahme 1114 am Kolbenring 1012. Ohne dies zuvor erläuterte Klemm prinzip nochmals im Detail darzustellen, ist auch hier vorgesehen, dass das als Klemmzahn ausgebildete Fixierelement 1113 an seinen Seiten 1117.A, 1117.1 durch Flanken 1114.1, 1114. A der Aufnahme 1114 klemmend gehalten wird.
Bezugnehmend auf die dritte Ausführungsform einer Dichtanordnung 1003 ist gemäß Fig.6B ersichtlich, das Fixierelement 1113 im Wesentlichen als Niete oder Clinch- Element ausgebildet, sodass es auf der hier als Durchgang gebildeten anderen Seite der Aufnahme 1114 im Sinne einer Umbördelung 1117 mit einem Rand 1117.R hinter eine Hinterschneidung 1117.H am Haltering 1033 greifen kann.
Fig.7A zeigt in einer perspektivischen Schnittansicht einen Kolben 1112 für einen Ver dichter 1100 gemäß dem Konzept der Erfindung in einer vierten Ausführungsform; dar- gestellt in einem teilweise gezeigten Verdichter 1100 als Doppel-Verdichter nach dem Vorbild der Ausführungsform der Fig.2A, Fig.2B.
Auch hier weist die dargestellte Dichtanordnung 1004 gemäß dem Konzept der Erfin dung eine im Umfangsquerschnitt profilierte Dichtmanschette 1024 zwischen dem stu fenseitigen Kolbenring 1014 und dem verdichtungsraumseitigen Haltering 1034 auf.
Die Dichtanordnung 1004 gemäß dieser vierten Ausführungsformen weist vorliegend also einen stufenseitigen Kolbenring 1014, und zur Ausbildung des ringförmigen Dich tungskörpers 1139 einer Dichtmanschette 1024, und einen Haltering 1034 gemäß der vierten Ausführungsform auf.
Der ringförmige Dichtungskörper 1139 der Dichtmanschette 1024 bildet auf einer Au ßenseite 1138.1 der Dichtung 1138 die zuvor erläuterte erste Ringlippe 1139.1 und auf der Innenseite 1138.2 der Dichtung 1138 die zweite Ringlippe 1139.2 aus. Auch vorlie gend ist die Dichtmanschette 1024 als ein ringförmiger Dichtungskörper 1139, gebildet mit einem in Fig.7B gezeigten Umfangsquerschnitt, der erkennbar das offene Profil 1020 ausbildet.
Die Öffnung 1140 im Profil ist auch hier als im Wesentlichen rechteckig erkennbar, wobei die erste und zweite Ringlippe 1139.1 , 1139.2 jeweils mit einer Rundung 1141 in die Profilbasis 1139.3 übergehen. Die Profilwandung des mit Profilöffnung 1140 verse henen Profils 1020 ist also mittels der ersten und zweiten Ringlippe 1139.1 , 1139.2 gebildet und geht abgerundet in die Profilbasis 1139.3 über. Dies ist über den gesam ten kreisringförmigen Ringumfang auch bei der Dichtmanschette 1024 der Fall.
Ebenfalls vorliegend bei der Dichtanordnung 1004 -wie bei den zuvor erläuterten Aus führungsformen einer weiteren Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003- ist die profilierte Dichtmanschette 1141 -d. h. wie auch die weiteren Ausführungsformen der Dichtman schette 1021 , 1022, 1023- mit einem im Umfang im Wesentlichen U-förmigen freien Querschnitt der Profilöffnung 1140 gebildet; d. h. unter Ausbildung einer insofern offe nen, das heißt zum zweiten Verdichtungsraum 106 offenen Ringnut, deren Nutwan dung mittels der vorgenannten ersten und zweiten Ringlippe 1139.1 , 1139.2 gebildet ist und deren Grund mit der vorgenannten Profilbasis 1139.3 gebildet ist.
An der Profilbasis 1139.3 ist auch vorliegend bei der Dichtanordnung 1004 -wie auch in den zuvor erläuterten Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003- die Dichtmanschette 1024 zwischen einem stufenseitigen Kolbenring 1014 und einem verdichtungsraumseitigen Haltering 1034 druckdicht an der Stufenseite 116 des Kol bens gehalten; auch dies ist bei allen vier Ausführungsformen der Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004 der Fall, was insofern durch gleiche Bezugszeichen deutlich gemacht wird.
Eine Durchgriffsöffnungen 1116 ist vorliegend in der Profilbasis 1139.3 zum Durchgriff für ein Fixierelement ausgebildet, das ebenso wie die Anzahl von Durchgriffsöffnungen 1116 in der Profilbasis ringumfänglich am Haltering und/oder Kolbenring angeordnet ist. Ein Fixierelement kann wie zuvor erläutert grundsätzlich in einer beliebigen geeig neten Weise als rundlicher, ovaler oder auch umfänglich verlaufender mehr oder weni ger breiter Zapfen, Pin, Stift oder auch demgegenüber vergleichsweise breiter teil- oder vollumfänglicher Steg ausgebildet sein.
Der Haltering 1034 bzw. der Kolbenring 1014 weist somit bevorzugt für jede Durchgriff söffnung 1116 ein Fixierelement 1113 auf -in beiden Fällen oder alternativ nur einer er beiden, oder aber abwechselnd beide-, sodass der Haltering 1034 mit den ihn durch greifenden Fixierelementen 1113 mit dem Kolbenring 1014 verbunden ist; d. h. auf grund der der Durchgriffsöffnungen in der Dichtmanschette ist die Dichtmanschette 1124 darüber hinaus an der Profilbasis 1139.3 verdrehsicher zwischen dem Kolbenring und Haltering gehalten.
Konkret arretiert der in Fig.7A, Fig.7B ersichtliche Fixiersteg als Fixierelement 1113 aufgrund seiner umfänglich vollständig umlaufenden Ausdehnung und Einpassung in die Durchgriffsöffnungen 1116 die Teile der Dichtanordnung 1004; d. h. der Kolbenring 1014, die Dichtmanschette 1124 und der Haltering 1034 der Dichtanordnung 1004 sind verdrehsicher gegen einander gehalten.
Die Dichtanordnung 1004 gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform ist in Fig.7B Ansicht (i) im Detail dargestellt. Fig.7B zeigt dazu in Ansicht (i) ein erstes Dich tungskörperteil 1139 A der Dichtanordnung 1004 und ein zweites Dichtungskörperteil 11391 der Dichtung 1004 für die aus dem ersten und zweiten Teil zusammengesetzte Dichtung als Dichtanordnung 1004 der Fig.7A in einer Explosionsdarstellung sowie einen Haltering 1034 in Ansicht (ii) zur Einbringung in eine Aufnahme 1114 des Kol bens 1112 der Fig.7C. Fig.7C zeigt dazu in einer perspektivischen Ansicht den Kolben 1112 der Fig.7A gemäß dem Konzept der Erfindung in der vierten Ausführungsform mit der in Fig.7B erwähnten Aufnahme 1114 für den Haltering 1034 der Ansicht (ii) der Fig.7B. Im Unterschied zu den zuvor erläuterten Ausführungsformen einer Dichtmanschette 1021 , 1022, 1023 ist die hier beschriebene und gezeigte Dichtmanschette 1024, wie bereits in der Fig.7A durch Schraffur kenntlich gemacht, aus zwei separaten Teilen gebildet. Die Dichtmanschette 1024 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist ein erstes ringraum-außenliegendes separates Teil 1139A zur Ausbildung der ersten Ringlippe 1139.1 des Dichtungskörpers 1139 auf und ein zweites ringraum- innenliegendes separates Teil zur Ausbildung der zweiten Ringlippe 1139.2 des Dich tungskörpers 1139 auf.
Insofern sind die hier bezeichneten Dichtungskörperteile das erste Teil 1139A als ring- raum-außenliegendes Dichtungskörperteil und das zweite Teil 11391 als ringraum- innenliegendes Dichtungskörperteil in Ansicht (i) der Fig.7B in einer Explosionsdarstel lung gezeigt.
Das erste und zweite Dichtungskörperteil 1139A, 11391 geraten also nicht miteinander in Kontakt, auch wenn sie zusammen die Dichtmanschette 1124 der Dichtanordnung 1138 mit der in Ansicht (i) der Fig.7B bezeichneten Außenseite 1138.1 der Dichtung und Innenseite 1138.2 der Dichtung bilden.
Vielmehr ist das erste und zweite Dichtungskörperteil 1139A, 11391 tatsächlich -so wie in Fig.7A gezeigt- durch das ringvollumfänglich verlaufende Fixierelement 1113 in Form eines Ringsteges auf Abstand gehalten. Das in Form des Ringsteges gebildete Fixierelement 1113 der Dichtanordnung 1004 gemäß der vierten Ausführungsform bil det somit die zuvor bezeichnete Durchgriffsöffnung in der Dichtanordnung 1004; mit anderen Worten ist die vierte Ausführungsform der Dichtmanschette 1024 zweiteilig mit dem ersten und zweiten Dichtungskörperteil 1139A, 11391 unter Belassen eines Ab standes zur Bildung der Durchgriffsöffnung 1116 der Dichtmanschette 1024 gebildet.
Das erste und zweite außen- bzw. innenliegende Dichtungskörperteil 1139A, 11391 können also separat ineinandergelegt werden unter Beibehaltung des Abstandes -der sich hier in Form der Durchgriffsöffnung 1116 etabliert- bilden also eine konzentrische Ringanordnung mit einem dazwischen beibehaltenen Abstand der Durchgriffsöffnung 1116. In diesen insofern gebildetem Ringraum des Abstandes -also der Durchgriffsöffnung 1116- greift der Ringsteg des Fixierelements 1113 ein, wie es in Ansicht (ii) der Fig.7B gezeigt ist.
Der Haltering 1034 weist nämlich den das Fixierelement 1113 bildenden Ringsteg auf und kann -in dem Moment wo der Ringsteg des Fixierelements 1113 in die Durchgriff söffnung 1116 eingreift, das heißt den belassenen Abstand zwischen erstem und zwei ten Dichtungskörperteil 1139A, 11391 durchgreift- in die Aufnahme 1114 des Kolben rings 1014 greifen. Während der Fixiersteg des Fixierelements 1113 also in die Auf nahme 1114 des Kolbenrings 1014 greift und dort eingeklemmt wird, legt der Haltering mit seinem Bund 1034B die beabstandet zueinander gelegten Dichtungskörperteile 1139A, 11391 fest; fixiert diese so relativ zueinander auf dem Kolbenring 1014.
Die zuvor erläuterte konvex gewölbte Flalteseite 1030 des in Ansicht (ii) der Fig.7B dargestellten Halterings 1034 ist als Bund 1034B ausgebildet, um gegen die im vorlie genden Fall konkav ausgebildete Dichtseite 101 Ö des Kolbenrings 1014 gepresst zu werden. Dies ist so gestaltet, damit dort die Profilbasis 1139.3 der Dichtmanschette 1024 -das heißt eben jene Profilbasis 1139.3, in welche die erste und zweite Ringlippe 1139.1 , 1139.2 jeweils übergeht- eingeklemmt werden kann zwischen dem Bund 1034B und der Nut 1014N der Flalteseite 1030.
Gleichwohl bietet die vorliegende vierte Ausführungsform einer Dichtmanschette 1024 - -also aus den insofern tatsächlich separaten ersten und zweiten Dichtungskörperteilen 1139A, 1139I und dem Haltering 1034 gebildeten Dichtanordnung 1004- den Vorteil, dass der Haltering 1034 deutlich einfacher als bei den zuvor erläuterten Ausführungs formen der Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003 mit seinem Fixierelement 1113 (als Ring vollumfänglich umlaufender Steg) in die Durchgriffsöffnung 1116 eingebracht werden kann bzw. in die Aufnahme 1114 des Kolbenrings 1014 eingeschoben und dort festge legt werden kann. Anders formuliert, können vor allem das ringinnenseitige und ring außenseitige Dichtungskörperteil 11391 bzw. 1139A separat eingebracht werden in einen Spaltabstand zwischen dem zuvor erwähnten Bund 1034B des Haltrings 1034 und der Nut 1014N des Kolbenrings 1014, d. h. zwischen die Dichtseite 1030 des Kol benrings 1034 bzw. Flalteseite 1030 des Halterings 1034.
Ganz vereinfacht ausgedrückt hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Dichtungskörper teile 1139A, 11391 zur Bildung der Dichtanordnung 1004 jeweils separat zwischen Kol benring 1014 und Haltering 1034 einzubringen, als umgekehrt den Haltering 1034 in eine in sich bereits zusammengesetzte Dichtanordnung 1004 -das heißt mit einem einstückig gebildeten ringförmigen Dichtungskörper 1139 mit erster und zweiter Ring lippe 1139.1 , 1139.2
Eine Justage des Fixierelements 1113 in die Durchgriffsöffnung 1116 der Dichtman schette 1024 entfällt vorliegend somit und es entfällt auch eine winkelgenaue Justage des Fixierstegs des Fixierelements 1113 in die Aufnahme 1114, da diese zueinander also drehwinkelunabhängig zueinander zu arretieren sind.
Fig.8 zeigt einen Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer fünften Ausfüh rungsform in Ansicht (i) in einer Explosionsansicht mit Schrauben; diese sind auch in der Schnittansicht (ii) und in zusammengesetzter perspektivischer Ansicht (iii) gezeigt für einen Verdichter als Doppel-Verdichter nach dem Vorbild der Fig.2A, Fig.2B;
Auch in der fünften Ausführungsform gemäß der Fig.8 sind vorliegend die Fixierele mente 1113 entlang des Umfangs des Kolbens und Halterings und/oder des Kolben rings oder Halterings gleichmäßig beabstandet entlang des Ringumfangs angeordnet. Die Fixierelemente 1113 sind -zuvor nach Ausführungsformen gemäß der Fig.4A, Fig.4B, Fig.5A, Fig.5B und Fig.6A, Fig.6B als Klemmzähne oder kurze Stege oder Stif te dargestellt- in der fünften Ausführungsform gemäß der Fig.8 als eine Anzahl von Klemmschrauben gebildet und so als Fixierelemente 1113 erkennbar in der Explosi onsansicht (i).
Die Aufnahmen 1114 sind -zuvor nach Ausführungsformen gemäß der Fig.4A, Fig.4B, Fig.5A, Fig.5B und Fig.6A, Fig.6B als Klemmnuten oder dergleichen Aufnahmen für die Fixierelemente 1113 dargestellt- in dem Fall der fünften Ausführungsform gemäß der Fig.8 als Schraublöcher ausgebildet; dies gilt für die Aufnahmen 1114 im Kolben 1112 und vorliegend auch für Aufnahmen in dem Halterring 1035 und/oder Dichtmanschette 1025 wie dies ebenfalls in der Explosionsansicht (i) erkennbar ist.
Auch die Dichtmanschette 1025 hat eine korrespondierende Anzahl von Durchgriffsöff nungen 1116 für die Anzahl von Fixierelemente 1113; im einfachsten Fall können dies Löcher sein oder Schraublöcher mit Gewinde. Entsprechend hat vorliegend der Halte ring 1035 eine Aufnahme 1114 für ein Fixierelement 1113 in Form einer Schraube; hier kann dies also im einfachsten Fall ein Loch oder ein Schraubloch mit Gewinde für die Schraube sein. Vorliegend hat das Loch oder Schraubloch eine aus Ansicht (i) der Fig.8 ersichtliche Fase zum Einpassen und Versenken der Schraube. Grundsätzlich ist in einer anderen Ausführungsform auch eine andere Art der Aufnah me 1114 denkbar wie etwa eine Nut beim Haltering 1035 oder ein Durchgang wie bei dem Haltering 1035. Außerdem weist der Kolbenring 1015 bzw. der Boden des Kol bens 1112 eine Aufnahme 1114 für ein Fixierelement 1113 in Form einer Schraube auf; auch hier kann dies im einfachsten Fall ein Loch oder ein Schraubloch mit Gewin de für die Schraube sein. Auch hier eignet sich in einer anderen Ausführungsform etwa eine Nut für ein Fixierelement 1113. Entsprechende Aufnahmen 1114, wie eine Nut oder ein Durchgang, sind mit dem Bezugszeichen 1114 gekennzeichnet in Fig.8.
Wie in der Schnittansicht (ii) der Fig.8 ersichtlich arretieren die Fixierelemente 1113 in der Art von Fixierzapfen ebenfalls aufgrund ihrer umfänglich beschränkten Ausdeh nung und Einpassung in die Durchgriffsöffnungen 1116 die Teile der Dichtanordnung 1005 -wie zuvor bereits anhand der Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004 erläutert. D. h. ebenso -wie auch der Kolbenring 1011 , 1012, 1013, die Dichtmanschette und der Haltering 1031 , 1032, 1033 der Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004 verdrehsi cher gegeneinander gehalten sind- ist auch in dem Fall der fünften Ausführungsform gemäß der Fig.8 besonders in der Schnittansicht (ii) erkennbar, dass der Kolbenring 1015 und der Haltering 1035 und die Dichtmanschette 1025 der Dichtanordnung 1005 verdrehsicher gegeneinander gehalten sind. Die Dichtmanschette 1025 ist dabei mit einem geeigneten Anzugsmoment der Schrauben als Fixierelemente 1113 zwischen Haltering 1035 und Kolbenring 1015 eingeklemmt mit entsprechender Klemmwirkung aufgrund des Anzugsmoments. Der Kolbenring 1015 ist vorliegend einstückig mit dem Kolben 1112 gebildet.
Die darüber hinaus bewirkte Klemmwirkung führt dazu, dass sich die Dichtanordnung 1005 auch in ihrer Sandwich-Struktur aufeinander hält wie dies in Ansicht (iii) der Fig.8 ersichtlich ist; analog dies ist auch in Bezug auf die Ausführungsformen der Dichtan ordnung 1001 , 1002, 1003, 1004 zuvor erläutert.
Fig.9 zeigt einen Kolben gemäß dem Konzept der Erfindung in einer sechsten Ausfüh rungsform in einer auseinander genommenen perspektivischen Ansicht für einen schematisch gezeigten Verdichter als Doppel-Verdichter nach dem Vorbild der Fig.2A, Fig.2B. Auch in der sechsten Ausführungsform der Dichtanordnung 1006 gemäß der Fig.9 sind vorliegend Fixierelemente 1113 entlang des Umfangs des Kolbens 1112 und Halterings 1036 und/oder des Kolbenrings 1016 oder Halterings 1036 gleichmäßig be- abstandet und entlang des Ringumfangs angeordnet; ein Fixierelement 1113 ist ähn lich wie bei der Ausführungsform der Fig.5B als Fixierzapfen und hier Teil des Hai- terings 1036 gebildet - der Fixierzapfen durchgreift so die Anzahl von Durchgriffsöff nungen 1116 in der Dichtmanschette 1026 für die Anzahl von Fixierelemente 1113 in Richtung des Kolbenrings 1016.
Die hier nicht gezeigten Fixierelemente 1113 sind -zuvor nach Ausführungsformen gemäß der Fig.4A, Fig.4B, Fig.5A, Fig.5B und Fig.6A, Fig.6B als Klemmzähne oder kurze Stege oder Stifte dargestellt- in der sechsten Ausführungsform gemäß der Fig.9 als eine Anzahl von angeformten Fixierzapfen am Haltering 1036 vorgesehen. Dazu wird in der sechsten Ausführungsform der Haltering 1036 in die Dichtmanschette 1026 eingegossen; die eingegossene Masse kann zur Bildung des Halterings 1036 mit Fi xierzapfen dienen. Die eingegossene Masse kann als Plastikmasse selbstfixierend in die Durchgriffsöffnungen 1116 in der Dichtmanschette 1026 einfließen, insbesondere weiter in hier nicht gezeigte Aufnahmen 1114 im Boden des Kolbens 1112 bzw. im Kolbenring 1016 einfließen. Die Fixierzapfen als Fixierelement 1113 können aufgrund ihrer umfänglich beschränkten Ausdehnung und Einpassung in der Durchgriffsöffnung 1116 festgehalten werden. Die eingegossene Masse kann klebend ausgebildet sein.
Es kann jedoch auch ein Haltering 1036 mit Fixierzapfen als einstückiges Teil in die Dichtmanschette 1026 eingeklebt werden oder eingeschweißt werden; z,B. durch Ult- raschall-schweißen. Auf diese Weise wird eine nicht mehr lösbare stoffschlüssige Ver bindung zwischen dem Haltering 1036 und dem Kolbenring 1016 am Kolben 1112 ge schaffen, welche die Dichtmanschette 1026 festhält.
Bezugnehmend auf Fig.lOA und Fig.lOB stellen diese eine generell unabhängig von den zuvor erläuterten Ausführungsbeispielen realisierbare Situation an der Profilbasis 1139.3 eines ringförmigen Dichtungskörpers 1139 einer Dichtmanschette dar, die von einem Fixierelement durchgriffen wird. Beispielhaft ist hier Bezug genommen auf eine Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004, 1005, 1006. Die Profilbasis 1139.3 eines ringförmigen Dichtungskörpers 1139 einer Dichtmanschette ist aber nicht nur realisier bar bei einer der zuvor erläuterten Dichtmanschetten 1021 , 1022, 1023,1024, 1025 und 1026 sondern auch generell bei einer anderen geeigneten hier nicht im Detail erläuter ten Dichtmanschette.
Die Profilbasis 1139.3 auch einer solchen Dichtmanschette ist in jedem Fall generell derart weich oder elastisch im Material ausgebildet, um die hier als Dichtschneiden oder auf andere Weise in die Profilbasis 1139.3 auch einer solchen Dichtmanschette eindringenden und entsprechend ausgebildeten Dichtstege 1119 aufzunehmen. Die hier in Fig.10A und auch Fig.10B dargestellten Dichtstege 1119 sind insofern je weils in die Profilbasis 1139.3 eingedrückt oder dringen auf andere Weise in diese bzw. in deren Volumenbereich ein beim Fixieren der Profilbasis zwischen Grundseite des Kolbenrings 1011 , 1012, 1013 ... 1016 und der Grundseite des Halterings 1031 , 1032, 1033 ...1036.
Jeder der Dichtstege 1119 dient der Verbesserung der Abdichtung der Dichtmanschet te 1021 , 1022, 1023, 1024, 1025, 1026 an ihrer Profilbasis 1139.3 zwischen Dichtseite 1010 des Kolbenrings 1011 , 1012, 1013, ...1016 und Halteseite 1030 des Halterings 1031 , 1032, 1033. Fig.lOA und Fig.1 OB zeigen unterschiedliche Anordnungen, die an ders oder in Variation der Anordnung bei der Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004, 1005, 1006 realisiert sein kann.
Wie aus Fig.lOA ersichtlich können die Dichtstege 1119 auch anders gesetzt sein als beispielsweise in Fig.5B ersichtlich; d.h. jeder der Dichtstege 1119 kann mit geänder tem radialem Abstand zum Fixierelement 1113 angeordnet sein als in Fig.5B. So zeigt Fig.5B konkret eine Anordnung von Dichtstegen 1119, bei welcher die radial innen ver laufenden Dichtstege 1119.1 versetzt zueinander angeordnet sind, wobei der Dichtsteg 1119.1 des Halterings 1031 radial etwas nach außen versetzt ist, also näher zur Durch griffsöffnung 1116 hin. Analog sind dort in Fig.5B die radial außen verlaufenden Dichtstege 1119.A versetzt zueinander angeordnet, wobei der Dichtsteg 1119.A des Halterings 1031 radial etwas nach innen versetzt ist, also ebenfalls näher zur Durch griffsöffnung 1116 hin.
Bei der Ausführungsform der Fig.l OA ist dies anders; mit einer etwas anderen Be zeichnung sind die Dichtstege 1119.H am Haltering -dies kann also gemäß der Ab wandlung der Fig.l OA anders als beim Haltering 1031 , 1032, 1033, 1034, 1035, 1036 sein- beide weiter beabstandet zur Durchgriffsöffnung 1116 nach außen versetzt wäh rend die Dichtstege 1119.K am Kolbenring -dies kann in einer Abwandlung der Fig.l OA anders als beim Kolbenring 1011 , 1012, 1013, 1014, 1015, 1016 sein- beide näher beabstandet zur Durchgriffsöffnung 1116 nach innen versetzt sind.
Wie aus Fig.10B ersichtlich können die Dichtstege 1119 auch anders gesetzt sein als in Fig.5B ersichtlich ist; d.h. beispielsweise können die Dichtstege 1119 nur einseitig aber diagonal -sozusagen punktsymmetrisch- zum Fixierelement 1113 angeordnet sein. In einer durchgezogenen Linienführung ist ein einziger Dichtsteg 1119.K am Kol benring ein radial außenliegender Dichtsteg und dieser ist weiter nach außen versetzt von der Durchgriffsöffnung 1116 beabstandet als der einzige Dichtsteg 1119.K am Hal tering, der ein radial innenliegender Dichtsteg ist und dieser ist im Vergleich weiter nä her versetzt zur Durchgriffsöffnung 1116 hin.
Umgekehrt ist der in unterbrochener Linienführung gezeigte einzige Dichtsteg 1119.K am Kolbenring ein radial innenliegender Dichtsteg und weiter nach innen versetzt von der Durchgriffsöffnung 1116 weg. Der in unterbrochener Linienführung gezeigte einzige Dichtsteg 1119.H am Haltering ist dagegen ein radial außenliegender Dichtsteg und dieser ist im Vergleich weiter näher versetzt zur Durchgriffsöffnung 1116 hin.
In allen Ausführungsformen und Varianten ihrer Anordnungen sind die Dichtstege 1119 als Elemente am Kolbenring 1011 , 1012, 1013, 1014, 1015, 1016 und/oder Haltering 1031 , 1032, 1033, 1034, 1035, 1036 gebildet durch Eindrücken in die Profilbasis 1139.3 einer Dichtmanschette und damit dazu ausgebildet, diese verdrehsicher zu hal ten und insbesondere zudem abzudichten. Insofern ist der Dichtsteg 1119, 1119.K,
1119.H -bereits wie zuvor erläutert- generell und mit Vorteil versehen derart ausgebil det, dass er -um die Dichtmanschette mit ihrer Profilbasis 1139.3 druckdicht anzubin den an Kolbenring und/oder Haltering- die Profilbasis 1139.3 der Dichtmanschette verformen kann; vorteilhaft aber nicht schneidet, um deren Konsistenz zu erhalten.
Unabhängig von der zuvor erläuterten Anordnung bzw. Positionierung eines Dichtste ges 1119, 1119.K, 1119.H und unabhängig vom Material des Kolbenrings 1011 , 1012, 1013, 1014, 1015, 1016 und/oder des Halterings 1031 , 1032, 1033, 1034, 1035, 1036, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass ein Dichtsteg 1119, 1119.K, 1119.H derart ausgebildet ist, dass er sich ganz oder teilweise in die Profilbasis 1139.3 der Dicht manschette eindrückt oder auf andere Weise in die Profilbasis 1139.3 der Dichtman schette bzw. in deren Volumenbereich eindringen kann beim Fixieren der Profilbasis 1139.3 zwischen der Grundseite des Kolbenrings 1011 , 1012, 1013, 1014, 1015, 1016 und der Grundseite des Halterings 1031 , 1032, 1033, 1034, 1035, 1036. Ein Dichtsteg ist insofern mit einer angemessen angespitzten Eindringseite ausgebildet, also vorteil haft einer ausgebildeten Stegkante zur Profilbasis der Dichtmanschette hin - beispielsweise am Besten in der Art eines Grats z. B der vorgenannten Scheitelgrate - . Eine Härte des Materials, insbesondere des Kunststoffs, des Dichtsteges ist vorteil haft größer als eine Härte des Materials, insbesondere des Kunststoffs, der Dichtman schette bzw. deren Profilbasis. Fig.11 A zeigt ein Fahrzeug 400 mit einer Druckluftversorgungsanlage 200 der Fig.1 in schematischer Form, wobei hier ebenfalls der Zylinder 1100 mit Kolben 1112 des Ver dichters 1100 schematisch gezeigt ist. Analog wie in Bezug auf Fig.2A und Fig.2B be schrieben, weist der Verdichter 1100 auf:
- einen ersten Verdichtungsraum 104, einen zweiten Verdichtungsraum 106, einen Luftzufuhranschluss 120 und einen Druckluftauslass 124,
- einen Kolben 1112 mit einer ersten druckbeaufschlagbaren Stirnseite 113 welche zum ersten Verdichtungsraum 104 gerichtet ist und einer, der ersten Stirnseite 113 gegenüberliegenden, zweiten druckbeaufschlagbaren Stirnseite 115, welche zum zwei ten Verdichtungsraum 106 gerichtet ist, wobei der erste Verdichtungsraum 104 von der ersten Stirnseite 113 begrenzt ist und der zweite Verdichtungsraum 106 von der zwei ten Stirnseite 115 des Kolbens 1112 begrenzt ist, und
- der Kolben 1112 über ein Pleuel 128 an einen Antrieb 102 angebunden ist, wobei
- der erste Verdichtungsraum 104 und der zweite Verdichtungsraum 106 über eine Verbindungsleitung 122 miteinander verbunden sind, wobei das Pleuel 128, insbeson dere starr, insbesondere starr und gelenkfrei, an einer Kolbenseite 128.1 mit dem Kol ben 1112 verbunden ist und an einer Antriebsseite 128.2 mit einem rotierenden Teil 131 des Antriebs 102 drehbeweglich verbunden ist, und
- die erste Stirnseite 113 eine Vollseite 114 ist und die zweite Stirnseite 115 eine Stu fenseite 116 ist, wobei der Kolben 112 auf der Stufenseite 116 mindestens eine Dich tung 1138 trägt, welche den ersten Verdichtungsraum 104 und/oder den zweiten Ver dichtungsraum 106 abdichtet, wobei
- die Dichtung 1138 mittels eines profilierten ringförmigen Dichtungskörpers 1139 mit einer umfänglich verlaufenden ersten Ringlippe an einer Außenseite 1138.1 der Dich tung und einer umfänglich verlaufenden zweiten Ringlippe an einer Innenseite 1138.2 der Dichtung gebildet ist.
Die Dichtung 1138 ist gemäß dem Konzept der Erfindung Teil einer Dichtanordnung 1001 , 1002, 1003, 1004 bei der vorgesehen ist, dass
- der ringförmige Dichtungskörper 1139 als eine Dichtmanschette 1021 , 1022, 1023, 1024 mit einem im Umfangsquerschnitt offenen Profil 1020 mit einer Profilbasis gebil det ist, dessen Profilwandung mittels der ersten Ringlippe 1139.1 und der zweiten Ringlippe 1139.2 gebildet ist, wobei - die Dichtmanschette 1021 , 1022, 1023, 1024 mit seiner Profilbasis zwischen einem stufenseitigen Kolbenring 1011 , 1012, 1013 und einem verdichtungsraumseitigen Hal tering 1031 , 1032, 1033 druckdicht an der Stufenseite 116 gehalten ist.
Wie ebenfalls in Bezug auf Fig.2A und Fig.2B beschrieben, ist im Rahmen der bevor zugten Ausführungsform auch bei dem Verdichter 1100 das Pleuel 128 einstückig mit dem Kolben 1112 und gegenüber dem Kolben 1112 gelenkfrei ausgebildet ist. Bei dem Verdichter 1100 ist vorliegend der erste Verdichtungsraum 104 zylindrisch oder zylind risch mit kuppelförmigem Abschnitt 164 und/oder der zweite Verdichtungsraum 106 ist ringförmig zylindrisch ausgebildet. Auch wenn bei der vorliegend beschriebenen Aus führungsform mit einer Verbindungsleitung 122 für eine Reihenschaltung des ersten Verdichtungsraums 104 und des zweiten Verdichtungsraums 106 -allgemein im Sinne einer Reihenschaltung zweier Verdichterstufen eines insofern mehrstufigen Verdichter-
- gesorgt ist, ist gleichwohl zu verstehen, dass das Konzept der Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Alternativ kann in einer anderen Ausführungsform das Konzept der Er findung auch bei einem mehrstufigen Verdichter realisiert sein, dessen zwei oder mehr Verdichterstufen im Sinne einer Parallelschaltung realisiert sind -allgemein also im Sinne einer Parallelschaltung zweier Verdichterstufen eines insofern mehr Zylinder- Verdichters-.
Im Detail ist ein Fahrzeug 400 mit einem Pneumatiksystem 500 in Fig.11 B gezeigt, das im Rahmen eines ECAS-Systems (Electronically Controlled Air Suspension) für eine Niveauregelung des luftgefederten Fahrzeugs 400 mit einer ECU und Luftfedern 210 an Auflagern 410 realisiert ist.
Die Elektronikleitungen zur ECU und die Pneumatikleitungen zu den Luftfedern 210 und der Druckluftversorgungsanlage 200 sind ebenfalls dargestellt; dazu gehören ent sprechende Druckfedern 300 an den Radaufhängungen und die vorgenannte Druck luftversorgungsanlage 200, die hier mit Motorverdichter und Lufttrockner 222 im Detail als Explosionszeichnung perspektivisch gezeigt ist.
Eine Druckluftversorgungsanlage 200 wird im Rahmen des Fahrzeugs 400 betrieben mit den Schritten:
- Verdichten von Luft aus einen Kurbelgehäuseinnenraum 160 und/oder der Umgebung U in einem ersten Verdichtungsraum 104 des Verdichters 1100 auf ein Niederdruckniveau, - weiteres Verdichten der im ersten Verdichtungsraum 104 des auf ein Niederdruckniveau verdichteten Druckluft in einem zweiten Verdichtungsraum 106 des Verdichters 1100 auf ein Hochdruckniveau,
- Zuführen der im zweiten Verdichtungsraum 106 auf ein Hochdruckniveau verdichteten Druckluft aus dem Druckluftauslass 124 über eine Pneumatikhauptleitung 30 zu einem Druckluftanschluss 2 einer Galerie 220, insbesondere über einen Lufttrockner 222.
Bezugszeichenliste (Bestandteil der Beschreibung)
1 Gesamtdruckluftzuführung
2 Druckluftanschluss, erster Druckluftanschluss
2‘ Zweiter Druckluftanschluss
3 Entlüftungsanschluss
10 Druckluftzuführung
30 Pneumatikhauptleitung
31 Erstes Trennventil
32 Rückschlagventil
33 Bypassleitung
34 Drossel
35 Entlüftungsleitung
36 Weiteres Trennventil
37 Pneumatikleitung
38 Noch weiteres Trennventil
39 Weiteres Rückschlagventil
40 Weitere Pneumatikleitung
41 Zweites Trennventil
51 Ansaugleitung
52 Filter
102 Antrieb, Antriebswelle
104 Erster Verdichtungsraum, erste Verdichtungskammer 106 Zweiter Verdichtungsraum, zweite Verdichtungskammer
109 Stegwandinnenseite
110 Zylinderinnensteg
111 Stegwand
113 Erste Stirnseite des Kolbens
114 Vollseite
115 Zweite Stirnseite des Kolbens
116 Stufenseite 1118 Zylinder
119 Zylinderinnenwand
119.1 Wandaußenseite der Zylinderinnenwand
119.2 Wandinnenseite der Zylinderinnenwand
120 Luftzufuhranschluss 122 Verbindungsleitung 124 Druckluftauslass 126 Aufladeanschluss 128 Pleuel
128.1 Kolbenseite des Pleuels
128.2 Antriebsseite des Pleuels
130 Rückschlagventil
131 Rotierender Teil des Antriebs
132 Exzentrisch angeordneter Wellenabschnitt, Exzenter
138, 1138 Dichtung
138.1 , 1138.1 Außenseite der Dichtung
138.2, 1138.2 Innenseite der Dichtung
139, 139a, 139b, 1139 Dichtungskörper 139.1 a, 139.1 b, 1139.1 Erste Ringlippe 139.2a, 139.2b, 1139.2 Zweite Ringlippe
142 Luftzufuhrventilklappe 144 Verbindungsventilklappe 146 Aufladeventilklappe
150 Antriebswellenlager 152 Pleuellager 154 Verdichtergehäuse 156 Pleuelaufnahmeabschnitt 158 Gegengewichtsabschnitt 160 Kurbelgehäuseinnenraum 162 Drehbewegliche Verbindung
164 Kuppelabschnitt des Zylinders 166 Kolbenschraube
200 Druckluftversorgungsanlage
210 Luftfeder
211 Luftbalg, Balg
212 Luftfederventil 1
220 Galerie, Galerieleitung
221 Federzweigleitung
222 Lufttrockner
224 Druckmittelvorratsbehälter, Speicher 230 Spannungs-Druck-Sensor
A Kolbenachse
AD1 Erste Abdichtung
AD2 Zweite Abdichtung
AD3 Dritte Abdichtung
B Belüftungsrichtung
D Senkrecht zur Hubrichtung existierender Anteil des Versatzes E Entlüftungsrichtung
E‘ Weitere Entlüftungsrichtung
F Federkraft des Rückschlagventils
H Auslenkung, Auslenkung des Kolbens in Hubrichtung
KH Kolbenhauptdurchmesser
KN Kolbennebendurchmesser
M Motor
P1 Erster Druck, Druck im ersten Verdichtungsraum P2 Zweiter Druck, Druck im zweiten Verdichtungsraum PA Außendruck, Druck im Kurbelgehäuseinnenraum RA Axiale Richtung
RR Radiale Richtung
51 Rotationsachse des Antriebs, Punkt S1
52 Rotationsachse der drehbeweglichen Verbindung zwischen Pleuel und exzentrisch angeordnetem Wellenabschnitt, Punkt
U Umgebung 300 Pneumatisches System 400 Fahrzeug 410 Auflager 500 Pneumatikanlage
1001 , 1002, 1003, 1004 Dichtanordnung
1010 Dichtseite
1011 , 1012, 1013,1014, 1015, 1016 Kolbenring
1100 Verdichter
1112 Kolben, beidseitig druckbeaufschlagbarer Kolben
1112.1 Außenquerschnitt, Außenseite des Kolbens
1112. 2 Innenquerschnitt, Innenseite des Kolbens
1113 Anzahl von Fixierelementen, Klemmzähnen, Klemmschrauben
1114 Aufnahme
1114. A, 1114.1 Flanken
1116 Durchgriffsöffnung der Dichtmanschette
1117 Umbördelung
1117. A, 1117.1 Seiten 1117. R Rand 1117. H Hinterschneidung
1118 Zylinder
1119, 1119.A 1119.1 Dichtsteg, radial innen außen und innen verlaufender
Dichtsteg
1020 offenes Profil der Dichtmanschette
1021 , 1022, 1023,1024, 1025, 1026 Dichtmanschette
1030 Halteseite 1031 , 1032, 1033, 1034, 1035, 1036 Haltering
1100 Verdichter
1138 Dichtung der Dichtanordnung
1138.1 Außenseite der Dichtung,
1138.2 Innenseite der Dichtung,
1139 ringförmiger Dichtungskörper
1139.1 erste Ringlippe des Dichtungskörpers
1139.2 zweite Ringlippe des Dichtungskörpers
1139 A, 11391 Dichtungskörperteile
DL Druckluft
K Kompressor
KS Kunststoff
KVB Klebeverbindung
R radiale Richtung
USVB Ultraschallschweißverbindung

Claims

Ansprüche
1. Kolben (1112) für einen Verdichter (1100), wobei der Kolben (1112) aufweist:
- eine erste druckbeaufschlagbare Stirnseite (113), welche vorgesehen ist, in dem Be trieb zu einem ersten Verdichtungsraum (104) des Verdichters (1100) gerichtet zu sein, und eine der ersten Stirnseite (113) gegenüberliegende, druckbeaufschlagbare zweite Stirnseite (115), welche vorgesehen ist, in dem Betrieb zu einem zweiten Verdich tungsraum (106) des Verdichters (1100) gerichtet zu sein, wobei der erste Verdich tungsraum (104) und der zweite Verdichtungsraum (106) über eine druckbeaufschlag bare Verbindungsleitung (122) miteinander verbunden sind, und
- die erste Stirnseite (113) als eine vollflächige Vollseite (114) gebildet ist und die zwei te Stirnseite (115) als eine ringflächige Stufenseite (116) gebildet ist, wobei der Kolben (1112) auf der zweiten Stirnseite (115) eine Dichtanordnung (1001 , 1002, 1003, 1004, 1005, 1006) mindestens eine Dichtung (1138) trägt, welche den ersten Verdichtungs raum (104) gegen den zweiten Verdichtungsraum (106) abdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass
- ein ringförmiger Dichtungskörper (1139) als eine Dichtmanschette (1021 , 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) der Dichtanordnung (1001 , 1002, 1003, 1004, 1005, 1006) mit einer Profilbasis druckdicht an der Stufenseite (116) gehalten ist, nämlich zwischen einem stufenseitigen, an der zweiten Stirnseite (115) angeordneten Kolbenring (1011 , 1012, 1013, 1014, 1015, 1016) und einem verdichtungsraumseitigen Haltering (1031 , 1032, 1033, 1034, 1035, 1036).
2. Kolben (1112) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (1138) mittels eines profilierten ringförmigen Dichtungskörpers (1139) mit einer um fänglich verlaufenden abdichtenden ersten Ringlippe an einer Außenseite (1138.1) der Dichtung und einer umfänglich verlaufenden abdichtenden zweiten Ringlippe an einer Innenseite (1138.2) der Dichtung gebildet ist.
3. Kolben (1112) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (1021 , 1022, 1023, 1024,1025, 1026) mit einem im Umfangsquer schnitt offenen Profil (1020) mit der Profilbasis gebildet ist, dessen Profilwandung mit tels einer ersten Ringlippe (1139.1) und einer zweiten Ringlippe (1139.2) gebildet ist.
4. Kolben (1112) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die im Umfangsquerschnitt profilierte Dichtmanschette (1021 , 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) mit einem in dem Umfang im Wesentlichen U-förmigen freien Querschnitt gebildet ist unter Ausbildung einer offenen Ringnut, deren Nutwandung mittels der ers ten Ringlippe (1139.1) und der zweiten Ringlippe (1139.2) gebildet ist.
5. Kolben (1112) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (1031 , 1032, 1033, 1034, 1035, 1036) im offenen Profil (1020) der Dichtmanschette (1021 , 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) einliegt und am Kolbenring gehalten ist, insbesondere die Profilbasis der Dichtmanschette (1021 , 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) zwischen Haltering (1031 , 1032, 1033, 1034, 1035, 1036) und Kol benring (1011 , 1012, 1013, 1014, 1015, 1016) eingeklemmt ist.
6. Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Dichtmanschette (1021 , 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) in der Pro filbasis eine Durchgriffsöffnung oder eine Mehrzahl beabstandeter Durchgriffsöffnung aufweist, und der Haltering (1031 , 1032, 1033, 1034, 1035, 1036) mittels eines oder mehrerer Fixierelemente mit dem Kolbenring (1011 , 1012, 1013, 1014, 1015, 1016) verbunden ist, wobei das oder die Fixierelemente durch die Durchgriffsöffnung der Dichtmanschette (1021 , 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) greifen.
7. Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Dichtmanschette (1021 , 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) in der Pro filbasis eine Anzahl von Durchgriffsöffnungen (1116) aufweist, welche mit der Anzahl von Fixierelementen übereinstimmt, wobei jeweils ein Fixierelement (1113) durch eine Durchgriffsöffnung greift.
8. Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Dichtmanschette (1021 , 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) einstückig gebildet ist.
9. Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Dichtmanschette (1021 , 1022, 1023, 1024, 1025, 1026) die Profilba sis zwischen einer ersten Ringlippe (1139.1) und einer zweiten Ringlippe (1139.2) auf weist und wenigstens eine Durchgriffsöffnung (1116) in der Profilbasis gebildet ist.
10. Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Dichtmanschette (1024) mehrstückig gebildet ist.
11. Kolben (1112) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtman schette (1024) die Profilbasis zwischen einem separaten Teil mit einer ersten Ringlippe (1139.1) und einem separaten Teil mit einer zweiten Ringlippe (1139.2) ausbildet unter Belassen eines Spaltes zur Bildung einer Durchgriffsöffnung in der Profilbasis.
12. Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass
- der Kolbenring (1011 , 1012, 1013) eine Anzahl Fixierelemente aufweist und der Hal tering (1031 , 1032, 1033) eine Anzahl Fixiernuten (114) aufweist, zum Realisieren ei ner Verbindung (117) zwischen dem Kolbenring (1011 , 1012, 1013, 1014) und dem Haltering (1031 , 1032, 1033), und/oder
- der Haltering (1034, 1035, 1036) eine Anzahl Fixierelemente aufweist und der Kol benring (1014, 1015, 1016) eine Anzahl Fixiernuten od. dgl Aufnahme aufweist, zum Realisieren einer Verbindung (117) zwischen dem Kolbenring (1014, 1015, 1016) und dem Haltering (1034, 1035, 1036).
13. Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Fixierelement (1113) als eine Klemmschraube gebildet ist, wobei die Klemmschraube in ein Schraubloch eingeschraubt ist.
14. Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Fixierelement als ein Klemmzahn (1113) gebildet ist, der an einem Klemmanschlag oder in einer Klemmpassung gehalten ist.
15. Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Klemmzahn (1113) in einer Klemmnut eingeklemmt oder mittels einer Presspassung fixiert ist.
16. Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Klemmzahn (1113) eine Klemmnut durchgreift und mittels einer Clinch- oder Nietverbindung fixiert ist.
17. Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kolbenring (1011 , 1012, 1013) angeordnet ist indem dieser an der zweiten Stirnseite (115) befestigten oder mit dieser einstückig gebildeten ist, insbeson dere einstückig mit der Stufenseite (116) geformt oder separat gebildet ist und mit der Stufenseite (116) verbunden ist.
18. Kolben (1112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass an dem Kolbenring (1011 , 1012, 1013, 1014, 1015, 1016) und/oder an dem Haltering (1031 , 1032, 1033, 1034, 1035, 1036) wenigstens ein Dichtsteg (1119) gebildet ist, insbesondere eine Anzahl von einem oder mehreren, vorzugsweise umlau fenden Dichtstegen (1119) an dem Kolbenring (1011 , 1012, 1013, 1014, 1015, 1016) und/oder an dem Haltering (1031 , 1032, 1033, 1034, 1035, 1036) gebildet sind, insbe sondere wobei
- ein Dichtsteg (1119.H) am Haltering ein radial innenliegender Dichtsteg (1119.1) ist, der näher zur Durchgriffsöffnung (1116) hin versetzt ist als ein Dichtsteg (1119.K) am Kolbenring, der als ein radial außenliegender Dichtsteg (1119.A) im Vergleich weiter von der Durchgriffsöffnung (1116) weg versetzt ist, und/oder
- ein Dichtsteg (1119.H) am Haltering ein radial außenliegender Dichtsteg (1119.A) ist, der weiter von der Durchgriffsöffnung (1116) weg versetzt ist als ein Dichtsteg (1119.K) am Kolbenring, der als ein radial innenliegender Dichtsteg (1119.1) im Vergleich näher zur Durchgriffsöffnung (1116) hin versetzt ist.
19. Kolben (1112) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kolbenring (1016) und der Haltering (1036) jeweils aus Kunststoff (KS) besteht, wobei der Kolbenring (1016) und der Haltering (1036) mittels einer Kle beverbindung (KVB) und/oder Ultraschallschweißverbindung (USVB) miteinander ver bunden sind.
20. Kolben (1112) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass zum Bilden einer Verbindung zwischen dem Kolbenring (1016) und dem Dichtelement (115) ein Haltering (1036) mittels Verfüllen eines U-förmigen Ringraums (121) des Dichtelements (115) mit Kunststoff (KS) gebildet ist.
21. Verdichter (1100), insbesondere Kompressor, insbesondere für eine Druckluft zuführung (10) einer Druckluftversorgungsanlage (200), aufweisend einen Antrieb (102) und:
- einen Zylinder (1118) mit einem ersten Verdichtungsraum (104), einem zweiten Ver dichtungsraum (106), einen Luftzufuhranschluss (120) und einen Druckluftauslass (124), und
- den Kolben (1112) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei der Kolben (1112) ausgebildet ist, bei einem Betrieb des Verdichters in dem Zylinder (1118) des Verdich- ters (1100) beweglich geführt zu werden und über ein Pleuel (128) an einen Antrieb (102) anbindbar ist, wobei das Pleuel (128) an einer Kolbenseite (128.1) mit dem Kol ben (1112) verbindbar ist und an einer Antriebsseite (128.2) mit einem rotierenden Teil (131) des Antriebs (102) drehbeweglich verbindbar ist, insbesondere das Pleuel (128) einstückig mit dem Kolben (1112) und gegenüber dem Kolben (1112) gelenkfrei aus gebildet ist.
22. Verdichter (1100) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (122) für eine Reihenschaltung der beiden Verdichterstufen (mehrstufiger Verdichter ) (122) oder alternativ auch paral lel geschaltet (mehr Zylinder-Verdichter) ist.
23. Verdichter (1100) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass
- der erste Verdichtungsraum (104) von der ersten Stirnseite (113) des Kolbens (1112) begrenzt ist und der zweite Verdichtungsraum (106) von der zweiten Stirnseite (115) des Kolbens (1112) begrenzt ist, und/oder
- der erste Verdichtungsraum (104) zylindrisch oder zylindrisch mit kuppelförmigem Abschnitt (164) und/oder der zweite Verdichtungsraum (106) ringförmig zylindrisch ausgebildet ist.
24. Druckluftversorgungsanlage (200), insbesondere zum Betreiben einer Pneu matikanlage (500), mit einem Verdichter (1100) nach einem der Ansprüche 21 bis 23, aufweisend:
- eine Luftzufuhr und den daran über einen Luftzufuhranschluss (120) angeschlossenen Verdichter (1100),
- eine über einen Druckluftauslass (124) pneumatisch an den Verdichter
(1100) angeschlossene einen Lufttrockner (222) aufweisende Pneumatikhauptleitung (30) zu einem Druckluftanschluss (2) einer Galerie (220),
- einen über einen Aufladeanschluss (126) pneumatisch an den Verdichter (1100) angeschlossenen Druckmittelvorratsbehälter (224).
25. Fahrzeug (400) mit einer Druckluftversorgungsanlage (200) nach Anspruch 24.
26. Verfahren zum Betreiben einer Druckluftversorgungsanlage (200) nach Anspruch 24 aufweisend die Schritte:
- Verdichten von Luft aus einen Kurbelgehäuseinnenraum (160) und/oder der Umgebung (U) in einem ersten Verdichtungsraum (104) des Verdichters (1100) auf ein Niederdruckniveau,
- weiteres Verdichten der im ersten Verdichtungsraum (104) des auf ein Niederdruckniveau verdichteten Druckluft in einem zweiten Verdichtungsraum (106) des Verdichters (1100) auf ein Hochdruckniveau,
- Zuführen der im zweiten Verdichtungsraum (106) auf ein Hochdruckniveau verdichteten Druckluft aus dem Druckluftauslass (124) über eine Pneumatikhauptleitung (30) zu einem Druckluftanschluss (2) einer Galerie (220), insbesondere über einen Lufttrockner (222).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB241907A (en) 1924-10-23 1926-04-22 John Albert Choquette Fluid turbine
US20070017763A1 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Yao-Chang Lin Energy conversion device including a piston without O-rings
DE102010054710A1 (de) 2010-12-16 2012-06-21 Wabco Gmbh Kompressor, Druckluftversorgungsanlage, pneumatisches System und Verfahren zum Betreiben einer Druckluftversorgungsanlage
DE102011121750A1 (de) 2011-12-21 2013-06-27 Wabco Gmbh Kompressor
DE102012019618B4 (de) 2012-10-06 2023-10-26 Zf Cv Systems Hannover Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Kolbens für eine Hubkolbenarbeitsmaschine, nach dem Verfahren hergestellter Kolben sowie Hubkolbenarbeitsmaschine mit wenigstens einem nach dem Verfahren hergestellten Kolben
DE112013005600A5 (de) * 2012-11-22 2015-10-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kolben-Zylinder-Einheit
DE102012223114A1 (de) 2012-12-13 2014-06-18 Continental Teves Ag & Co. Ohg Doppelkolbenkompressoreinheit
DE102013101110A1 (de) 2013-02-05 2014-08-07 Continental Reifen Deutschland Gmbh Asymmetrischer Hubkolbenverdichter
DE102017004088A1 (de) 2017-04-28 2018-10-31 Wabco Gmbh Verdichter, Druckluftversorgungsanlage zum Betreiben einer Pneumatikanlage und Verfahren zum Betreiben einer Druckluftversorgungsanlage
DE102017004087A1 (de) * 2017-04-28 2018-10-31 Wabco Gmbh Verdichteranordnung für eine Druckluftzuführung einer Druckluftversorgungsanlage

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