DE19903025C2

DE19903025C2 - Piston compressor for gaseous media

Info

Publication number: DE19903025C2
Application number: DE1999103025
Authority: DE
Inventors: Helmut Thurner
Original assignee: Magna BDW Technologies GmbH
Current assignee: Ventrex Automotive GmbH
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 2001-12-20
Anticipated expiration: 2019-01-27
Also published as: DE19903025A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolbenverdichter für gasförmige Medien mit einem innerhalb eines Zylinders bewegbaren Kolben, wobei ein außerhalb des Zylinders liegendes Ende des Kolbens über einen Exzenter mit einer Antriebswelle einer An triebsvorrichtung, insbesondere einem Elektromotor, verbunden ist. Der Kolbenverdichter und die Antriebsvorrichtung sind dabei jeweils in einem Verdichtergehäuse und einem Antriebsvorrich tungsgehäuse angeordnet. Am Verdichtergehäuse ist im Bereich des Kolbens ein rohrförmiges, einstückig mit dem Verdichtergehäuse ausgebildetes Ansatzstück zur Aufnahme des Zylinders angeordnet.The present invention relates to a piston compressor for gaseous media with a movable within a cylinder Piston, one end of the cylinder lying outside the Piston via an eccentric with a drive shaft of an Drive device, in particular an electric motor connected is. The piston compressor and the drive device are included each in a compressor housing and a drive device device housing arranged. The compressor housing is in the area of the Piston a tubular, integral with the compressor housing trained extension piece arranged for receiving the cylinder.

Ein derartiger Kolbenverdichter ist aus der DE 694 01 600 T2 bekannt. Weitere Kolbenverdichter für gasförmige Medien sind aus der DE 35 21 300 A1, der DE 19 47 545 A und der EP 0 725 897 B1 bekannt. So beschreibt das europäische Patent EP 0 725 897 B1 einen Kolbenverdichter, bei dem ein Verdichtungsraum durch Änderung einer wirksamen axialen Zylinderhöhe dadurch einstell bar ist, daß der äußere untere Rand des Zylinders und die obere Öffnung in einem Verdichtergehäuse mit jeweils einem sich ent sprechenden Gewinde versehen sind. Die durch Ausprobieren gefun dene optimale Stellung zwischen Zylinder und Verdichtergehäuse wird schließlich durch eine Schraubklemmung fixiert. Es hat sich nunmehr herausgestellt, daß ein derartiger Kolbenverdichter sehr hohe Herstellungskosten mit sich bringt. So müssen zum Beispiel der Zylinder und das Verdichtergehäuse jeweils mit einem Gewinde versehen werden, was einerseits einen hohen Werkzeugaufwand nach sich zieht und andererseits die Herstellungsdauer verlängert. Des weiteren ergeben sich bei den bekannten Kolbenverdichtern Probleme bei der genügend hohen Wärmeabfuhr aus dem Bereich des Zylinders, was zu funktionellen Beeinträchtigungen führen kann.Such a piston compressor is from DE 694 01 600 T2 known. Other piston compressors for gaseous media are out DE 35 21 300 A1, DE 19 47 545 A and EP 0 725 897 B1 known. This is how the European patent EP 0 725 897 B1 describes a piston compressor in which a compression chamber through Change the effective axial cylinder height bar is that the outer lower edge of the cylinder and the upper Opening in a compressor housing with one each speaking threads are provided. Found by trying optimal position between cylinder and compressor housing is finally fixed by a screw clamp. It has now found out that such a piston compressor very much brings high manufacturing costs. For example the cylinder and the compressor housing each with a thread be provided, which on the one hand requires a high amount of tools pulls and on the other hand extends the manufacturing time. Furthermore, there are known piston compressors Problems with the sufficiently high heat dissipation from the area of Cylinders, which can lead to functional impairments.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kolbenverdichter der eingangs genannten Art bereitzustellen, der einerseits eine einfache, schnelle und damit kostengünstige Herstellung und andererseits eine genügend hohe Wärmeabfuhr aus dem Bereich des Zylinders gewährleistet.It is therefore an object of the present invention to provide a piston compressor to provide the type mentioned above, the on the one hand a simple, fast and therefore inexpensive Manufacturing and on the other hand a sufficiently high heat dissipation the area of the cylinder.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Kolbenverdichter gemäß den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.This task is solved by a piston compressor according to the Features of claim 1. Advantageous embodiments are in described the subclaims.

In einem erfindungsgemäßen Kolbenverdichter sind ein Verdichter gehäuse und ein Antriebsvorrichtungsgehäuse einstückig ausgebil det, wobei ein am Verdichtergehäuse im Bereich eines Kolbens ausgebildetes rohrförmiges, einstückig mit dem Verdichtergehäuse ausgebildetes Ansatzstück zur Aufnahme des Zylinders an seiner Außenfläche mindestens eine Kühlrippe aufweist. Durch die einstückige Ausbildung der genannten Gehäuseelemente ist eine einfache und schnelle Fertigung eines Gesamtgehäuses der Vor richtung, bestehend aus dem Kolbenverdichter und der Antriebs vorrichtung, gewährleistet. Das zusätzlich ausgebildete rohrför mige Ansatzstück nimmt dabei den Zylinder auf, wodurch auf die Ausbildung von Gewinden verzichtet werden kann, was wiederum die Herstellung vereinfacht und beschleunigt und somit die Herstel lungskosten senkt. Durch die Ausgestaltung der Kühlrippen am Ansatzstück ist eine besonders vorteilhafte, hohe Wärmeabfuhr aus dem Bereich des Zylinders gewährleistet, wodurch sich eine verbesserte Funktionsweise des Kolbenverdichters bei einer erhöhten Lebensdauer ergibt.In a piston compressor according to the invention are a compressor housing and a drive device housing in one piece det, one on the compressor housing in the area of a piston formed tubular, integral with the compressor housing trained attachment for receiving the cylinder on his Has outer surface at least one cooling fin. Through the one-piece design of the housing elements mentioned is a simple and quick production of a complete housing of the Vor direction, consisting of the piston compressor and the drive device, guaranteed. The additionally trained pipe conveyor Mige extension piece takes on the cylinder, which on the Formation of threads can be dispensed with, which in turn Manufacturing simplified and accelerated and thus the manufac lowering costs. Due to the design of the cooling fins on The attachment is a particularly advantageous, high heat dissipation guaranteed from the area of the cylinder, resulting in a improved functioning of the piston compressor in a increased lifespan.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das rohrförmige Ansatzstück an seiner dem Verdichtergehäuse abge wandten Seite einen sich verjüngenden Randbereich auf. Dieser Randbereich ist verformbar, derart, daß er über einen Flansch eines Auslaßkopfes des Kolbenverdichters legbar ist. Damit ist eine Fixierung des Zylinders innerhalb des Ansatzstückes gewähr leistet, da der Zylinder an einem Ende mittels des Auslaßkopfes fixiert wird und an dem gegenüberliegenden Ende auf einem umlau fenden Vorsprung innerhalb des Verdichtergehäuses aufliegt. Der Randbereich des Ansatzstückes kann dabei abgewinkelt oder abge rundet ausgebildet sein.In an advantageous embodiment of the invention, this tubular abge on its abge the compressor housing side tapered edge area. This Edge area is deformable in such a way that it has a flange an outlet head of the piston compressor can be placed. So that is ensure a fixation of the cylinder within the extension because the cylinder at one end uses the exhaust head is fixed and at the opposite end on a umlau fenden projection rests within the compressor housing. The Edge area of the extension can be angled or bent be rounded.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsge mäßen Kolbenverdichters ist innerhalb des Auslaßkopfes ein fe derbelastetes Auslaßventil ausgebildet. Das federbelastete Aus laßventil besteht dabei aus einer Feder, die eine mit einem Durchlaß versehene Metallscheibe gegen eine mit einem Durchlaß versehene Zylinderabdeckung drückt. Zwischen der Metallscheibe und der Zylinderabdeckung ist dabei ein Dichtring, zwischen der Zylinderabdeckung und dem darauf aufliegenden Auslaßkopf eine Dichtscheibe angeordnet. Die Zylinderabdeckung liegt dabei auf einer umlaufenden Schulter des Zylinders auf. Dadurch ist ge währleistet, daß der Kolbenverdichter eine hohe Leistung auf weist und innerhalb kurzer Zeit hohe Volumenströme zur Verfügung stellen kann. Weitere Vorteile eines federbelasteten Auslaßven tils eines Kolbenverdichters sind der EP 0 725 897 B1 zu entneh men.In a further advantageous embodiment of the fiction moderate piston compressor is a fe within the outlet head the loaded exhaust valve is formed. The spring-loaded out Let valve consists of a spring, the one with a Passage metal disc against a passageway provided cylinder cover presses. Between the metal disc and the cylinder cover is a sealing ring between which Cylinder cover and the exhaust head resting on it Sealing disc arranged. The cylinder cover lies on it a circumferential shoulder of the cylinder. This is ge ensures that the piston compressor has a high performance has high volume flows available within a short time can put. Other advantages of a spring-loaded exhaust valve tils of a piston compressor can be found in EP 0 725 897 B1 men.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:Further details, features and advantages of the present Invention result from the description of a drawing illustrated embodiment. Show it:

Fig. 1 eine schematisch dargestellte Aufsicht auf einen er findungsgemäßen Kolbenverdichter mit einer Antriebs vorrichtung; Fig. 1 is a schematically illustrated plan view of a piston compressor according to the invention with a drive device;

Fig. 2 eine schematisch dargestellte Schnittzeichnung durch einen erfindungsgemäßen Kolbenverdichter; und Figure 2 is a sectional drawing schematically represented by a reciprocating compressor according to the invention. and

Fig. 3 eine schematisch dargestellte Schnittzeichnung eines Teilbereichs des erfindungsgemäßen Kolbenverdichters. Fig. 3 is a schematically illustrated sectional drawing of a portion of the piston compressor according to the invention.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Aufsicht auf einen Kolbenverdichter 10 mit angeschlossener Antriebsvor richtung 14. Man erkennt, daß der Kolbenverdichter 10 von einem Verdichtergehäuse 12 und die Antriebsvorrichtung 14 von einem Antriebsvorrichtungsgehäuse 16 umgeben sind, wobei beide Gehäuse 12, 16 miteinander einstückig ausgebildet sind. Innerhalb eines rohrförmigen Ansatzstückes 30, das ebenfalls einstückig mit dem Verdichtergehäuse 12 verbunden ist, ist ein Zylinder 28 ange ordnet. Der Kolbenverdichter 10 schließt mit einem Auslaßkopf 34 und einem entsprechenden Auslaßstutzen 36 ab. Fig. 1 shows a schematic representation of a top view of a piston compressor 10 with connected Antriebsvor direction 14th It can be seen that the piston compressor 10 of a compressor housing 12 and the drive device 14 are surrounded by a drive device case 16, whereby both housings 12, 16 are formed integrally with each other. Within a tubular extension 30 , which is also integrally connected to the compressor housing 12 , a cylinder 28 is arranged. The piston compressor 10 ends with an outlet head 34 and a corresponding outlet connection 36 .

Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Kolben verdichters 10. Man erkennt, daß innerhalb des Zylinders 28 ein bewegbarer Kolben 26 geführt ist und das außerhalb des Zylinders 28 liegende Ende des Kolbens 26, nämlich ein Ende des Pleuels 22, über ein Pleuellager mit einem Exzenter 20 einer Antriebs welle 18 der Antriebsvorrichtung 14 verbunden ist. Die Antriebs vorrichtung 14 ist insbesondere ein Elektromotor. Fig. 2 shows a schematic sectional view of the piston compressor 10 . It can be seen that a movable piston 26 is guided within the cylinder 28 and the end of the piston 26 lying outside the cylinder 28 , namely one end of the connecting rod 22 , is connected via a connecting rod bearing to an eccentric 20 of a drive shaft 18 of the drive device 14 . The drive device 14 is in particular an electric motor.

Weiterhin erkennt man, daß am Verdichtergehäuse 12 im Bereich des Kolbens 26 das rohrförmige, einstückig mit dem Verdichter gehäuse 12 ausgebildete Ansatzstück 30 zur Aufnahme des Zylin ders 28 ausgebildet ist. Dabei weist das rohrförmige Ansatzstück 30 an seiner dem Verdichtergehäuse 12 abgewandten Seite einen sich verjüngenden Randbereich 32 auf. Dieser Randbereich 32 ist verformbar, so daß er über einen Flansch 40 des Auslaßkopfes 34 des Kolbenverdichters 10 legbar, insbesondere bördelbar ist. Es entsteht somit ein abgewinkelter oder auch abgerundeter Randbe reich 32.Furthermore, it can be seen that on the compressor housing 12 in the region of the piston 26, the tubular, integrally formed with the compressor housing 12 extension 30 for receiving the cylinder 28 is formed. The tubular extension piece 30 has a tapered edge region 32 on its side facing away from the compressor housing 12 . This edge area 32 is deformable so that it can be laid, in particular flanged, over a flange 40 of the outlet head 34 of the piston compressor 10 . There is thus an angled or rounded Randbe rich 32nd

Beim Betrieb des Kolbenverdichters 10 wird das Pleuel 22 über die mit seinem einen Ende in Verbindung stehende Antriebswelle 18 in eine kreisförmige Bewegung versetzt, während das andere Ende mit dem Kolben 26 in dem Zylinder 28 hin- und hergeführt wird. Beim Aufwärtshub des Kolbens 26 wird dabei das im Zylin derraum befindliche gasförmige Medium komprimiert bis es einen Verdichtungsraum 50 einnimmt. Zu diesem Zeitpunkt oder kurz da vor öffnet ein federbelastetes Auslaßventil 52, so daß das kom primierte gasförmige Medium über den Auslaßstutzen 36 abgeführt wird. Nach Erreichen der oberen Totpunktstellung des Kolbens 26 geht dieser in seinen Rückhub über, wobei über eine im Verdich tergehäuse 12 ausgebildete Ansaugöffnung (nicht dargestellt) das zu komprimierende gasförmige Medium zunächst in das Verdichter gehäuse 12 und nachfolgend durch Öffnungen (nicht dargestellt) in der Unterseite des Kolbens 26 in den oberen Zylinderraum ein gesaugt wird. Beim Erreichen seiner unteren Totpunktstellung geht der Kolben 26 in seinen Vorwärtshub über, wobei der Ein saugvorgang zum Ende kommt. Der Kolben 26 wirkt als Einlaßven til.When the piston compressor 10 is in operation, the connecting rod 22 is set into a circular movement via the drive shaft 18 connected to its one end, while the other end is reciprocated with the piston 26 in the cylinder 28 . During the upward stroke of the piston 26 , the gaseous medium located in the cylinder is compressed until it takes up a compression space 50 . At this point in time or shortly before, a spring-loaded outlet valve 52 opens, so that the compressed gaseous medium is discharged via the outlet nozzle 36 . After reaching the top dead center position of the piston 26 passes this on in its return stroke, in which a in the compaction tergehäuse 12 formed suction port (not shown) to be compressed gaseous medium initially in the compressor casing 12 and below (not shown) through openings in the bottom the piston 26 is sucked into the upper cylinder space. When it reaches its bottom dead center position, the piston 26 goes into its forward stroke, with the suction process coming to an end. The piston 26 acts as Einlaßven til.

Weiterhin erkennt man, daß das federbelastete Auslaßventil 52 aus einer Feder 38 besteht, die eine mit einem Durchlaß ver sehene Metallscheibe 42 gegen eine mit einem Durchlaß 58 ver sehene Zylinderabdeckung 46 drückt. Dabei ist zwischen der Me tallscheibe 42 und der Zylinderabdeckung 46 ein Dichtring 44 an geordnet. Zwischen der Zylinderabdeckung 46 und dem darauf auf liegenden Auslaßkopf 34 ist eine Dichtscheibe 44 ausgebildet. Weiterhin erkennt man, daß die Zylinderabdeckung 46 auf einer umlaufenden Schulter 60 des Zylinders 28 aufliegt. An der gegen überliegenden Seite des Zylinders 28 liegt dieser auf einem um laufenden Vorsprung 62 innerhalb des Vedichtergehäuses 12 auf. Durch das Festklemmen des Auslaßkopfes 34 auf der Zylinderab deckung 46 sowie auf dem oberen Randbereich des Zylinders 28 und die Auflage des unteren Randbereiches des Zylinders 28 auf dem Vorsprung 62 wird der Zylinder 28 innerhalb des Verdichterge häuses 12 bzw. dem rohrförmigen Ansatzstück 30 fixiert.Furthermore, it can be seen that the spring-loaded outlet valve 52 consists of a spring 38 which presses a ver with a passage seen metal disc 42 against a ver with a passage 58 cylinder cover 46 . In this case, a sealing ring 44 is arranged between the tall disc 42 and the cylinder cover 46 . A sealing washer 44 is formed between the cylinder cover 46 and the outlet head 34 lying thereon. Furthermore, it can be seen that the cylinder cover 46 rests on a circumferential shoulder 60 of the cylinder 28 . On the opposite side of the cylinder 28 , this rests on a running projection 62 within the compressor housing 12 . By clamping the outlet head 34 on the cylinder cover 46 and on the upper edge region of the cylinder 28 and the support of the lower edge region of the cylinder 28 on the projection 62 , the cylinder 28 is fixed within the housing 12 Verdichterge or the tubular extension 30 .

Das rohrförmige Ansatzstück 30 weist zudem mehrere Kühlrippen 56 auf.The tubular extension 30 also has a plurality of cooling fins 56 .

Fig. 3 zeigt eine Detailansicht gemäß der schematischen Schnitt darstellung in Fig. 2. Man erkennt, wie der Zylinder 28 inner halb des Verdichtergehäuses 12 bzw. innerhalb des Ansatzstückes 30 fixiert wird, wobei gleichzeitig der Auslaßkopf 34 mit dem Auslaßstutzen 36 und dem federbelasteten Auslaßventil 52 am Kol benverdichter 10 bzw. dem Verdichtergehäuse 12 befestigt wird. Man erkennt, daß das entweichende Gas über den Weg 54 des Aus laßstutzens 36 aus dem System ausströmt. Fig. 3 shows a detailed view according to the schematic sectional view in Fig. 2. It can be seen how the cylinder 28 is fixed within half of the compressor housing 12 or within the extension piece 30 , with the outlet head 34 with the outlet port 36 and the spring-loaded outlet valve 52 on the Kol benverdichter 10 or the compressor housing 12 is attached. It can be seen that the escaping gas flows out of the system via the path 54 of the outlet nozzle 36 .

Claims

1. Piston compressor for gaseous media with a piston ( 26 ) movable inside a cylinder ( 28 ), an end of the piston ( 26 ) lying outside the cylinder ( 28 ) via an eccentric ( 20 ) with a drive shaft ( 18 ) of a drive device ( 14 ), in particular an electric motor, and the piston compressor ( 10 ) and the drive device ( 14 ) are each arranged in a compressor housing ( 12 ) and a drive device housing ( 16 ) and on the compressor housing ( 12 ) in the region of the piston ( 26 ) a tubular, integral with the compressor housing (12) endpiece (30) is arranged for receiving the cylinder (28), characterized in that the compressor housing (12) and the Antriebsvorricht ungsgehäuse (16) are formed in one piece and the end piece (30) has at least one cooling fin ( 56 ) on its outer surface.

2. Piston compressor according to claim 1, characterized in that the tubular extension ( 30 ) on its side facing away from the compressor housing ( 12 ) has a tapered edge region ( 32 ).

3. Piston compressor according to claim 2, characterized in that the edge region ( 32 ) is deformable in such a way that it can be placed over a flange ( 40 ) of an outlet head ( 34 ) of the piston compressor ( 10 ).

4. Piston compressor according to one of claims 2 or 3, characterized in that the edge region ( 32 ) is angled or rounded.

5. Piston compressor according to one of claims 3 or 4, characterized in that a spring-loaded outlet valve ( 52 ) is formed within the outlet head ( 34 ).

6. Piston compressor according to claim 5, characterized in that the spring-loaded outlet valve ( 52 ) consists of a spring ( 38 ) which presses a metal disc ( 42 ) provided with a passage against a cylinder cover ( 46 ) provided with a passage ( 58 ) .

7. Piston compressor according to claim 6, characterized in that between the metal disc ( 42 ) and the cylinder cover ( 46 ), a sealing ring ( 44 ) is arranged.

8. Piston compressor according to one of claims 6 or 7, characterized in that a sealing disc ( 44 ) is arranged between the cylinder cover ( 46 ) and the outlet head ( 34 ) resting thereon.

9. Piston compressor according to one of claims 6-8, characterized in that the cylinder cover ( 46 ) rests on a circumferential shoulder ( 60 ) of the cylinder ( 28 ).

10. Piston compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder ( 28 ) rests on a circumferential projection ( 62 ) within the compressor housing ( 12 ).