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Die
Erfindung betrifft einen Kolbenantrieb für eine Pumpenanordnung oder
einen Verbrennungsmotor, aufweisend wenigstens zwei Kolben, welche zur
Umsetzung einer Drehbewegung in eine Hubbewegung und umgekehrt jeweils über wenigstens
ein Gleitelement mit einer Gleitführung verbindbar sind, die über eine
Welle an einen An- oder Abtrieb koppelbar ist, wobei die beiden
Kolben bezüglich
der Längsachse
der Welle diametral anordbar sind.
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Gattungsgemäße Kolbenantriebe
sind in vielfältiger
Form bekannt. Beispielsweise ist jeder Verbrennungsmotor mit zumindest
einem, in der Regel mehreren, Kolben ausgestattet, die über ein
Pleuel mit einer Kurbelwelle verbunden sind und somit die durch
Verbrennungsgase erzeugte Hubbewegung in eine Drehbewegung umsetzen.
Des Weiteren existieren Kolbenantriebe, um beispielsweise in einem Kompressor
ein Medium, vorzugsweise Luft, zu komprimieren. Bei dieser Lösung erfolgt
der Antrieb in der Regel über
einen Elektromotor und erzeugt die Kolbenbewegung, sodass die Druckräume zur
Komprimierung des Mediums herangezogen werden können.
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Für die Komprimierung
des Mediums und der Kolbenführung
sind verschiedene Lösungen
bekannt, beispielsweise können
die Kolben an einer Kurvenscheibe anliegen, welche von einem Elektromotor
angetrieben wird, wobei die Kurvenscheibe eine asymmetrische Form
aufweist, sodass die Kolben in eine Hubbewegung versetzt werden.
In weiterer Ausgestaltung können
die Kolben mittels Schlitzführung
und einer Kurvenscheibe in beiden Richtungen zwangsgeführt werden,
sodass in jedem Fall sicher gestellt ist, dass die Kolben eine Auf-
und Abwärtsbewegung
ausführen.
Bei diesen Lösungen wird
vorzugsweise darauf geachtet, dass eine gerade Anzahl von Kolben
vorhanden ist, die synchron arbeiten, sodass sich die auftretenden
Massenkräfte
gegenseitig kompensieren. Soweit die Kolben über Excenter oder Kurvenscheiben
angetrieben werden, erfolgt ausschließlich eine linienförmige Pressung,
wodurch ein nicht unerheblicher Verschleiß sowohl an der Führung als
auch an den Kolben entstehen kann. Aus dem Stand der Technik sind
verschiedene Vorrichtungen bekannt, um eine mechanische Umwandlung
einer Hubbewegung in eine Rotationsbewegung oder umgekehrt zu ermöglichen.
So offenbart die
DE 2
012 227 A eine Vorrichtung zur Kraftübertragung und Kraftumwandlung
einer Hubkraft in eine Drehkraft. Dabei soll mit Hilfe der Vorrichtung
eine bestmögliche
Kraftausnutzung des Kolbenhubsystems erfolgen. Dazu wird ein doppelseitig
ausgebildeter Hubkolben entlang einer Steuerkurve geführt, wobei die
Hubkraft in eine drehende Kraft umgewandelt wird.
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Aus
der
WO 03/021082
A1 ist eine Verbrennungsmaschine bekannt, bei der eine
Umwandlung einer gleitenden Bewegung in eine Rotationsbewegung ermöglicht wird.
Dabei ist die Umwandlungsvorrichtung in der Gestalt aufgebaut, dass
die für
die Hubbewegung verantwortlichen Kolben über eine feste Stange beziehungsweise
ein Pleuel mit Rollen verbunden sind, die entlang eines ellipsenförmigen Steuerelementes
eine Bewegung vollführen,
wobei das ellipsenförmigen
Steuerelement mit einer Antriebswelle gekoppelt ist.
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Die
DE 200 11 259 U1 offenbart
eine Hubkolbenmaschine, bei der zwei sich gegenüberliegende und mittels einer
Stange verbundene Kolben in einem Zylindergehäuse hin- und herbewegt, wobei
jeder Kolben an seiner inneren zylindrischen Oberfläche wenigstens
zwei spurartige geschlossene Laufbahnen aufweist. Problematisch
ist die Kopplung der Kolbenbewegungen mit der Rotationsbewegung
einer An- bzw. Abtriebswelle entlang einer Steuerkurve.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kolbenantrieb bereit zu
stellen, der eine sehr robuste und somit langlebige Funktionsfähigkeit
aufweist und zudem sehr exakt arbeitet.
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Erfindungsgemäß ist zur
Lösung
der Aufgabe vorgesehen, dass die Gleitführung aus wenigstens einem
drehbaren Gehäuseteil
mit zwei geschlossenen Gleitbahnen besteht, in denen Gleitsteine
in Form von Kreisbogensegmenten geführt sind. Weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Gegenüber dem
bekannten Stand der Technik wird bei der vorliegenden Erfindung
eine Gleitführung
eingesetzt, bei der mindestens ein Gleitelement in einer Kurvenbahn
geführt
wird und das Gleitelement mit dem Kolben verbunden ist. Die Festlegung eines
An- oder Abtriebs kann hierbei wahlweise erfolgen, sodass beispielsweise
der Kolbenantrieb als Verbrennungsmotor eine Beaufschlagung der
Kolben erfährt
und diese Hubbewegung in eine Drehbewegung über die Gleitführung umgesetzt
wird. Alternativ kann die Gleitführung
durch einen Antriebsmotor, beispielsweise Elektromotor, in Rotation
versetzt werden, sodass die Kolben eine Hubbewegung ausführen und
zur Komprimierung eines Mediums eingesetzt werden können. Der
besondere Vorteil dieser Lösung
besteht darin, dass für
die Gleitelemente innerhalb der Gleitbahn keine Linienpressung,
sondern eine Flächenpressung
besteht und somit eine erhebliche Verschleißreduzierung gewährleistet
ist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass jedem
Kolben mindestens zwei diametral gegenüber liegend angeordnete Gleitführungen
zugeordnet sind, damit der Kolben symmetrisch abgestützt innerhalb
des Zylinders bewegt werden kann und zudem die Kraftübertragung
erhöht
wird. Ferner ist es möglich,
dass die angetriebenen Kolben synchron oder asynchron arbeiten,
hier kommt es auf den vorgesehenen Einsatzzweck des Kolbenantriebs an.
Ebenso ist es denkbar, dass mehrere synchron oder asynchron arbeitende
Kolben in mehren übereinander
angeordneten Ebenen durch eine gemeinsame Gleitführung gekoppelt sind und somit
ein äußerst kompakter
Kolbenantrieb entsteht, der im Fall eines Kompressors zu einer erheblich
gesteigerten Pumpleistung führt.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gleitbahn
aus mindestens zwei sich schneidenden Kreisbahnen besteht, wobei
die Mittelpunkte der Kreisbahnen bis zu 40% des jeweiligen Durchmessers
gegeneinander verschoben angeordnet sind. Somit können mehrere
Gleitelemente innerhalb zum Teil gemeinsamer Gleitbahnen geführt werden,
wodurch weiterhin eine kompakte Anordnung der erforderlichen Kolbenzahl
gewährleistet
ist. Die Mittelpunkte der beiden Kreisbahnen können hierbei bis zu 40% des
Durchmessers gegeneinander verschoben sein, sodass entsprechend
groß gewählte Gleitelemente
zum Einsatz kommen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in den
Kurvenbahnen Gleitelemente in Form von Gleitkufen und Gleitsteinen
beweglich geführt
sind, welche jeweils über
ein Zapfengelenk mit den Kolben direkt verbunden sind. Die Gleitkufen
bzw. Gleitsteine bestehen hierbei aus Gleitsteinen, die um die Zapfenaufnahme
des Kolbens verschwenkbar gelagert sind und innerhalb der Gleitbahn
infolge der Rotation des die Gleitbahnen aufnehmenden Gehäuseteils
zu einer Hubbewegung der Kolben im Falle eines Antriebs führen.
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Um
die Kompaktheit des Kolbenantriebs zu gewährleisten, ist in weiterer
Ausgestaltung vorgesehen, dass die Gleitelemente endseitig mit einseitig korrespondieren
Ausnehmungen versehen sind, sodass die Gleitelemente bei der Rotationsbewegung sich
zumindest teilweise überlappen
können.
Hierdurch können
längere
Gleitsteine verwendet werden, wodurch die Anlagefläche vergrößert und
damit der Verschleiß verringert
wird. Des Weiteren ist es möglich,
dass für
Mehrfachanordnungen der Kolben die Gleitführungen radial und/oder höhenversetzt
angeordnete Gleitbahnen und Gleitkufen aufweisen, die jeweils unabhängig voneinander
einen Kolben antreiben. Zum Antrieb des Gehäuseteils verfügt der Kolbenantrieb über einen
Elektromotor und die Kolben dienen hierbei zur Komprimierung eines
Mediums, vorzugsweise Luft, welche über eine Einlassöffnung in
den Kolbenraum einströmt
und über
eine Auslassöffnung
in komprimierter Form ausströmen
kann.
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Vorzugsweise
kann zwischen Elektromotor und Gleitführung ein Getriebe angeordnet
sein, welches die hohe Drehzahl des Elektromotor in eine für die vorgesehene
Hubbewegung der Kolben reduzierte Drehzahl herabsetzt. Vorzugsweise
sind die Gleitführungen,
bestehend aus Gleitbahn und Gleitsteinen, in einem Gehäuseteil
aufgenommen, welches durch den Antrieb des Elektromotor in Drehbewegung
versetzt wird. Die Kolben selbst sind diametral gegenüber liegend
zu einer Symmetrieachse angeordnet, welche durch die Längsachse
des Elektromotors vorgegeben ist.
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Die
Kolben werden hierbei in einer Zylinderbuchse geführt, die
gleichzeitig die äußere Begrenzung
der Druckräume
darstellt. In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zu beiden
Seiten der Kolben ein Druckraum ausgebildet ist und über ein
Ventil innerhalb des Kolbens beide Druckräume miteinander in Wirkverbindung
stehen, sodass in einem ersten Druckraum bei einer Kolbenbewegung
eine Vorkomprimierung stattfindet und das Medium in den zweiten
Druckraum einströmt
und bei der umgekehrten Kolbenbewegung das vorkomprimierte Medium im
zweiten Druckraum nachkomprimiert wird und über ein Ausgangsventil austreten
kann, während gleichzeitig
das Medium in den ersten Druckraum einströmen kann. Hierbei ist vorgesehen,
dass der erste Druckraum jeweils koaxial außen liegend zur Symmetrieachse
angeordnet ist, während
der zweite Druckraum koaxial innen liegt. Die Anordnung der Kolbenräume zueinander,
insbesondere, welcher der Druckräume
zur Vorkomprimierung und Endkomprimierung vorgesehen ist, kann wahlweise
durch technische Änderungen
in der Mediumführung
durch die vorgegebenen Ventile abgeändert werden.
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In
einem ersten Ausführungsbeispiel
bestehen die Kolben jeweils aus einem Hohlzylinderkolben, welche
in einer Zylinderbuchse geführt
sind und einen ersten Druckraum gegenüber liegend zur Stirnfläche aufweisen
und einen zweiten Druckraum innerhalb der Hohlzylinderkolben und
auf einem feststehenden Zylinderschaft entlang gleiten, welcher zur
Komprimierung des zweiten Druckraums vorgesehen ist.
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Des
Weiteren ist der erste Druckraum mit einem Saugventil ausgestattet,
welches eine große Spaltöffnung in
Form einer Ringdichtung aufweist. Hiermit wird sicher gestellt,
dass bei der Öffnung
des Ventils innerhalb kürzester
Zeit eine größere Menge des
Mediums einströmen
kann, wobei die Ringdichtung eine große Spaltöffnung aufweist und nur einen äußerst geringen
Hub ausführt,
sodass eine schnelle Reaktionszeit bzw. Verschlusszeit des Einlassventils gewährleistet
ist. Des Weiteren ist der zweite Druckraum mit dem ersten Druckraum über ein
Kolbenventil verbunden, welches öffnet,
wenn ein Überdruck
in dem ersten Druckraum vorhanden ist und schließt, wenn der Kolben in entgegengesetzter
Richtung verfährt
und eine Komprimierung des Mediums im zweiten Druckraum vornimmt,
während
gleichzeitig in dem ersten Druckraum ein neues Medium einströmen kann.
Auch bei diesem Kolbenventil wurde darauf geachtet, dass dieses
nur eine kleine Hubbewegung ausführt
und somit für
eine schnelle Reaktionszeit ausgelegt ist. Hierdurch wird gewährleistet,
dass auch bei hoher Umdrehungszahl eine zuverlässige Abdichtung der einzelnen
Druckräume
erfolgt und somit eine hohe Pumpleistung innerhalb kürzester Zeit
erzielbar ist.
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Der
zweite Druckraum ist zusätzlich über ein federvorgespanntes
Auslassventil mit Überdruckfunktion
ausgestattet, sodass nach der Endkomprimierung das Medium über das
Auslassventil zu dem vorgesehenen Zweck austreten kann. In der Regel wird
hierbei ausgangsseitig zum Ventil eine entsprechende Anschlussmöglichkeit,
beispielsweise ein Schlauch oder eine Schraubverbindung vorgesehen.
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Der
besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bei einer kompakten
Bauweise eine hohe Pumpleistung durch den Kolbenantrieb gewährleistet und
durch die Ausbildung zweier Druckräume ein hoher Enddruck erzielbar
ist. Des Weiteren wird durch die erfindungsgemäße Gleitführung eine Flächenpressung
ermöglicht,
die auch über
eine lange Nutzungszeit des Kolbenantriebs einen äußerst geringen
Verschleiß gewährleistet.
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Die
Erfindung wird im Weiteren anhand der Figuren nochmals erläutert.
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Es
zeigt
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1 in
einer teilweise geschnittenen Seitenansicht einen kompletten Kolbenantrieb
mit Elektromotor und Kolbenanordnung,
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2 in
einer Draufsicht den Kolbenantrieb gemäß 1,
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3 in
mehreren Teilfiguren die Bewegung der Gleitelemente in den Gleitbahnen
von einem unteren zu einem oberen Totpunkt der Kolben,
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4 in
einer geschnittenen Ansicht die Kolbenanordnung des erfindungsgemäßen Kolbenantriebs,
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5 einen
Schnitt gemäß der Verbindungslinie
A-A durch die Kolbenanordnung und
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6 einen
Schnitt gemäß der Verbindungslinie
A-A durch die Kolbenanordnung.
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1 zeigt
einen erfindungsgemäßen Kompressor 1,
bestehend aus einem Elektromotor 2 und einem Kolbenantrieb 3,
wie er in den nachfolgenden Figuren näher erläutert wird.
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Der
Elektromotor wird über
Verbindungskabel 4 mit elektrischer Energie gespeist und
treibt über eine
Welle 5 ein Untersetzungsgetriebe 6 an, welches
direkt mit der Gleitführung 7 des
Kolbenantriebs 3 verbunden ist. Der Kolbenantrieb 3 ist
in dieser Figur nur schematisch angedeutet.
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2 zeigt
den erfindungsgemäßen Kompressor 1 in
einer Draufsicht mit Motor 2 und Kolbenantriebsgehäuse 8.
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3 zeigt
in mehreren Ansichten die Position der Kolben 10, 11 während der
Bewegung von einem unteren Totpunkt zu einem oberen Totpunkt infolge
eines rotierenden Gehäuseteils 12,
welches mit Kurvenbahnen 13, 14 ausgestattet ist.
In den Kurvenbahnen 13, 14 sind Gleitsteine angeordnet,
die aus Gleitsteinen 15, 16 bestehen und an die
Kurvenform der Gleitbahnen 13, 14 mit ihrem Radius
angepasst sind. Die Kurvenbahnen 13, 14 überschneiden
sich zum Teil dadurch, dass die Mittelpunkte der kreisförmigen Kurvenbahnen 13, 14 einen
Abstand zueinander aufweisen, der kleiner als dem zweifachen Radius
entspricht. Die Länge
der Kreisbogensegmente 15, 16 ist hierbei so bemessen,
dass diese unabhängig
voneinander jeweils in einer ringförmigen Kurvenbahn geführt sind.
Infolge der Drehbewegung des Gehäuseteils 12 werden
die Kreisbogensegmente 15, 16 in eine Schwenk-
bzw. Auf- und Abwärtsbewegung
gezwungen, sodass die über
einen Zapfen 17, 18 mit den Gleitsteinen 15, 16 verbunden
Kolben 10, 11 eine Hubbewegung ausführen. In
der linken Teilfigur befinden sich beide Kolben 10, 11 im
unteren Totpunktbereich, während
in der rechts davon angeordneten Teilfiguren die Kolben 10, 11 infolge
der Drehbewegung auseinander driften, weil die Kreisbogensegmente 15, 16,
gezwungen durch die vorgegebene Kurvenbahn 13, 14,
gegeneinander verschwenkt und auseinander gedrückt werden. In der weiteren
rechts davon befindlichen Teilfigur sind die Kolben 10, 11 noch
weiter auseinander gedrückt,
während
in der rechten Teilfigur beide Kolben den oberen Totpunkt erreicht
haben und in dieser Position die beiden Kreisbogensegmente 15, 16 ihren
größten Abstand zueinander
aufweisen. Bei weiterer Drehbewegung werden die beiden Kolben 10, 11 in
die ursprüngliche Lage
zurück
bewegt, sodass infolge der ständigen Drehung
des Gehäuseteils 12 eine
Auf- und Abwärtsbewegung
beider Kolben 10, 11 erzwungen wird, wobei es
sich um eine synchrone Kolbenbewegung handelt. Diese Kolbenanordnung
ist in einem umgebenden Gehäuse
aufgenommen, wie aus den nachfolgenden Figur ersichtlich.
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4 zeigt
eine geschnittene Teilansicht eines erfindungsgemäßen Kolbenantriebs 3,
bestehend aus Kolbenantriebsgehäuse 8,
einem Gehäuseteil 12 mit
Kurvenbahnen 13, 14 und einer erfindungsgemäßen Kolbenanordnung.
Zur besseren Übersicht
ist das rotierende Gehäuseteil 12 lediglich mit
den Kurvenbahnen 13, 14 dargestellt, während auf
die Einzeichnung der Kreisbogensegmente 15, 16 verzichtet
wurde. Das Gehäuseteil 12 befindet sich
in der Mitte des Kolbenantriebsgehäuses 8 und wird, wie
bereits aus der 3 ersichtlich über eine Welle 5 in
eine drehende Bewegung versetzt. Durch die Ankopplung der nicht
dargestellten Kreisbogensegmente 15, 16 mit den
Kolben 10, 11 erfolgt die Umkehrung der Rotationsbewegung
in eine translatorische Bewegung der Kolben 10, 11.
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Die
beiden Kolben 10, 11 sind spiegelsymmetrisch aufgebaut
und in einer Zylinderbuchse 20, 21 aufgenommen,
in denen die Kolben 10, 11 abgedichtet durch eine
Dichtung 22, 23 gleitend auf und ab bewegt werden.
Zur Führung
der Kolben 10, 11 befindet sich in der Zylinderwandung 20, 21 jeweils ein
hohlzylindrisch geformter Zylinderschaft 24, 25, welcher
zur Aufnahme eines Auslassventils 26, 27 vorgesehen
ist, während
auf der Außenfläche 28, 29 die
Kolben 10, 11 entlang gleiten können. Der
Zylinderschaft 24, 25 ist einstückig mit
dem Bodenbereich der Zylinderbuchse 20, 21 verbunden.
Die Kolben 10, 11 sitzen nicht unmittelbar auf
der Außenwandung 28, 29 auf,
sondern werden über
eine Hülse 30, 31 geführt. Die
Hülse 30, 31 ist
jeweils über
eine Dichtung 32, 33 gegenüber dem Zylinderschaft 24, 25 abgedichtet.
Des Weiteren ist die zylindrische Hülse 30, 31 gegenüber dem
Kolben 10, 11 durch eine Dichtung 34, 35 abgedichtet.
Durch diese Anordnung wird ein erster Druckraum 36, 37 geschaffen,
der zwischen einem Zylinderdeckel 38, 39 und der
Stirnfläche
des Kolbens 10, 11 liegt. Hierbei ist der Zylinderdeckel 38, 39 über eine
Dichtung 40, 41 abgedichtet. Ein zweiter Druckraum 42, 43 befindet
sich innerhalb der Kolben 10, 11, und zwar zwischen
der inneren ringförmigen
Fläche 44, 45 und
einem Ventileinsatz 46, 47.
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Um
die Zuführung
des Druckmediums zu ermöglichen,
ist zwischen dem Zylinderdeckel 38, 39 und einer
Auflageschulter 48, 49 ein Saugventil 50, 51 angeordnet.
Das Saugventil 50, 51 zeichnet sich durch eine
geringe Materialstärke
und einem größeren Öffnungsquerschnitt
aus, wobei das Saugventil im Fall einer Bewegung der beiden Kolben 10, 11 in Richtung
auf das Zentrum von seinem Ventilbett abgehoben wird und somit das
Druckmedium in den ersten Druckraum 36, 37 einströmen kann.
Bei der umgekehrten Kolbenbewegung der Kolben 10, 11 wird
das Saugventil 50, 51 gegen das Ventilbett gedrückt und
dichtet den ersten Druckraum 36, 37 ab. Auf der
Stirnfläche
der Kolben 10, 11 befindet sich im Weiteren ein
Kolbenventil 52, 53, welches ebenfalls eine geringe
Materialstärke
aufweist und an einem Ventilbett anliegt. Durch einen entstehenden Überdruck
in den ersten Druckräumen 36, 37 wird
das Kolbenventil 52, 53 von dem Ventilbett abgehoben, sodass
das Druckmedium in den zweiten Druckraum 42, 43 einströmen kann.
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Nach
Erreichen des oberen Totpunktes der beiden Kolben 10, 11 weist
somit jeweils der erste Druckraum 36, 37 das kleinste
Volumen auf und der zweite Druckraum 42, 43 erreicht
sein Maximum. Wenn die beiden Kolben 10, 11 vom
oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt zurückbewegt werden, erfolgt demzufolge
eine Komprimierung des zweiten Druckraumes 42, 43,
wobei in dem ersten Druckraum 36, 37 bereits ein
Druck von ungefähr
3 bar erzielt werden kann, während
im zweiten Druckraum bei der erfolgten Nachkomprimierung durch den
kleineren Querschnitt ein Druck von 8–10 bar erzielbar ist. Über ein
Auslassventil 26, 27 gelangt das Druckmedium von
dem zweiten Druckraum 42, 43 in einen Austrittskanal 62,
der beispielsweise mit einer Anschlussbuchse für einen Schlauch oder ähnlichem
versehen ist. Die Auslassventile 26, 27 sind mit
Federn 54, 55 vorgespannt, sodass ein Öffnen des
Auslassventils 26, 27 nur ab einem bestimmten
Mindestdruck möglich
ist. Der Ventilkörper 56, 57 ist
in der zylindrischen Ausnehmung des Zylinderschaftes 24, 25 zentrisch aufgenommen
und mittels der Federn 54, 55 in einer diametral
entgegengesetzten Richtung vorgespannt. Durch einen Ventilkopf 58, 59,
welcher in einer korrespondierenden Ausnehmung eines Ventileinsatzes 46, 47 abdichtend über eine
Dichtung 60, 61 sitzt, wird gleichzeitig gewährleistet,
dass ein Druckaufbau in dem zweiten Druckraum 42, 43 bis
zu einem Höchstdruck
möglich
ist. Nach Überschreiten
des voreingestellten Druckwertes wird der Ventilkörper 56, 57 gegen
die Federkraft der Feder 54, 55 in Richtung auf
das Zentrum bewegt und öffnet
somit den zweiten Druckraum 42, 43. Hierdurch
gelangt das Druckmedium in den Austrittskanal 62, welcher
mit einem nicht dargestellten Anschlussstutzen versehen ist.
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Infolge
der Hubbewegung der beiden Kolben 10, 11 findet
somit bis zum Erreichen des oberen Totpunktes eine Komprimierung
des Druckmediums in den ersten Druckräumen 36, 37 statt
und bei der entgegengesetzten Kolbenbewegung bis zum unteren Totpunkt
erfolgt eine weitere Komprimierung im zweiten Druckraum 42, 43,
wobei gleichzeitig ein neues Druckmedium in den ersten Druckraum
einströmen kann
und durch die vorhandene Saugventildichtung und Kolbenventildichtung
mit großen
Querschnittsöffnungen
das Einströmen
einer großen
Menge des Druckmedium innerhalb kürzester Zeit gewährleistet ist
und gleichzeitig eine ausreichende Abdichtung der beiden Druckräume 36, 37 und 42, 43 vorliegt.
Von dem zweiten Druckraum 42, 43 gelangt das Druckmedium über das
Auslassventil 26, 27 in den Austrittskanal 62,
der zu einer Bohrung 63 führt, in dem eine Anschlussbuchse
ggf. eingeschraubt werden kann, damit ein Schlauch oder Ähnliches
angeschlossen werden kann. Die beiden Kolben 10, 11 arbeiten
hierbei synchron gemeinsam auf die Austrittsöffnung 62.
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5 zeigt
in einer geschnittenen Darstellung gemäß der Schnittlinie A-A aus 4 den
Kompressor 1 mit Kolben 10 und Zylinderwandung 20,
die durch einen Zylinderdeckel 38 mit Dichtung 40 verschlossen
ist. Aus dieser Ansicht ist die Kopplung des Kolben 10 mit
den Gleitsteinen ersichtlich, wobei der Gleitstein 15 in
einer Gleitbahn 14 aufgenommen ist und infolge der Rotationsbewegung
in die weiter außen
liegende Gleitbahn 13 zur Führung des diametral gegenüber liegenden
Kolbens 11 gelangt.
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Insbesondere
wird aus dieser Darstellung deutlich, dass zu beiden Seiten des
Kolben 10 jeweils ein Gehäuseteil 12 mit Gleitbahn 13, 14 und
Gleitsteinen 15 angeordnet ist. Hierdurch wird eine beidseitige
Kopplung der Kolben 10 erreicht, sodass die auftretenden
Kräfte
gleichmäßig auf
den Kolben 10 übertragen
werden und für
ein optimales Gleitverhalten sorgen. Über einen Bolzen 70 sind
hierbei die Gleitsteine 15 mit dem Kolben 10 verbunden.
Der Bolzen 70 ruht hierbei in einer Bohrung 71 der
Gleitsteine 15 und ragt durch eine Ausnehmung 72 des zylindrischen
Gehäuses 20 in
den Kolben 10 in der Form eines Zapfengelenks hinein. Die
beiden Gehäuseteile 12 sind
mittels Schraubbolzen 73 miteinander verbunden und zudem
mit der Welle 5 des Antriebsmotors gekoppelt. Im Schnitt
A-A ist der Kolben 10 im unteren Totpunkt dargestellt,
sodass der erste Druckraum 36 sein größtes Volumen erreicht, während der
zweite Druckraum 42 sein kleinstes Volumen eingenommen
hat.
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6 zeigt
in einer geschnittenen Seitenansicht gemäß der Schnittlinie A-A den
aus 5 bekannten Aufbau, wobei sich der Kolben 10 im
oberen Totpunkt befindet und somit der erste Druckraum 36 sein
kleinstes Volumen erreicht hat, während der zweite Druckraum 42 das
größte Volumen
erreicht hat. Infolge der Rotation des Gehäuseteils 12 befinden
sich die Gleitsteine 15 nunmehr in der oberen Gleitbahn 13 des
Gehäuseteils 12 und
durch die eingetretene Positionsverschiebung der Gleitsteine 15 gelangt
der Kolben 10 zu seinem oberen Totpunkt.
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- 1
- Kompressor
- 2
- Elektromotor
- 3
- Kolbenantrieb
- 4
- Verbindungskabel
- 5
- Welle
- 6
- Untersetzungsgetriebe
- 7
- Gleitführung
- 8
- Kolbenantriebsgehäuse
- 10
- Kolben
- 11
- Kolben
- 12
- Gehäuseteil
- 13
- Kurvenbahnen
- 14
- Kurvenbahnen
- 15
- Gleitsteine
- 16
- Gleitsteine
- 17
- Zapfen
- 18
- Zapfen
- 20
- Zylinderbuchse
- 21
- Zylinderbuchse
- 22
- Dichtung
- 23
- Dichtung
- 24
- Zylinderschaft
- 25
- Zylinderschaft
- 26
- Auslassventil
- 27
- Auslassventil
- 28
- Außenfläche
- 29
- Außenfläche
- 30
- Hülse
- 31
- Hülse
- 32
- Dichtung
- 33
- Dichtung
- 36
- Druckraum
- 37
- Druckraum
- 38
- Zylinderdeckel
- 39
- Zylinderdeckel
- 40
- Dichtung
- 41
- Dichtung
- 42
- Druckraum
- 43
- Druckraum
- 44
- Fläche
- 45
- Fläche
- 46
- Ventileinsatz
- 47
- Ventileinsatz
- 48
- Auflageschulter
- 49
- Auflageschulter
- 50
- Saugventil
- 51
- Saugventil
- 52
- Kolbenventil
- 53
- Kolbenventil
- 54
- Feder
- 55
- Feder
- 56
- Ventilkörper
- 57
- Ventilkörper
- 58
- Ventilkopf
- 59
- Ventilkopf
- 60
- Dichtung
- 61
- Dichtung
- 62
- Austrittskanal
- 63
- Bohrung
- 70
- Bolzen
- 71
- Bohrung
- 72
- Ausnehmung