WO2002008606A1

WO2002008606A1 - Verfahren zur herstellung von verdichterbaugruppen

Info

Publication number: WO2002008606A1
Application number: PCT/AT2001/000240
Authority: WO
Inventors: Günther ZIPPL
Original assignee: Verdichter Oe GmbH
Current assignee: Secop Austria GmbH
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2002-01-31
Anticipated expiration: 2003-01-19
Also published as: AU2001276143A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Verdichterbaugruppen unterschiedlichen Hubraums, wobei jede Verdichterbaugruppe ein Pleuel (9), einen Kolben sowie ein dem Durchmesser des Kolbens angepasstes Zylindergehäuse (2) umfasst. Um ein Verfahren zur Herstellung solcher Verdichterbaugruppen vorzuschlagen, das eine einfache Lagerhaltung und Bedarfsplanung ermöglicht sowie den Fertigungsprozess vereinfacht, ist vorgesehen, dass zur Anpassung des Hubraums eines Verdichters lediglich das Zylindergehäuse (2) in seiner Länge (A) variiert wird.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON VERDICHTERBAUGRUPPEN

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Verdichterbaugruppen bzw. auf Verdichterbaugruppen als solche gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und 4.

Solche Verdichterbaugruppen bestehend aus einem Pleuel, einem Kolben und einem Zylindergehäuse finden in jedem Verdichter Anwendung.

Um unterschiedliche Leistungen des Verdichters zu erzielen, ist es erforderlich, den Hub und den Hubraum zu variieren. Dazu muß in erster Linie die Exzentrizität der Kurbelwelle verändert werden, wodurch die Länge eines Kolbenhubs gesteuert werden kann. Weiters ist die Anpassung des Hubraums einer Verdichterbaugruppe an den geänderten Kolbenhub erforderlich.

Bei Verdichtern nach dem Stand der Technik wird dazu der Kolben in Höhe und Durchmesser und/oder die Pleuellänge verändert. Die Länge des Zylindergehäuses, bzw. der Abstand der Kurbelwellenachse von der Stirnfläche des Zylindergehäuses, bleibt, unabhängig vom Hubraum des Verdichters, stets konstant.

Dies hat jedoch den Nachteil, dass stets unterschiedliche Kolben und Pleuel gefertigt und auf Lager gehalten werden müssen. Die Lagerdisposition wird dadurch verkompliziert. Die exakte Fertigung von Kolben und Pleuel unterschiedlicher Größe ist zeitaufwendig und beansprucht unnötig Ressourcen. Weiters müssen eine unnötig hohe Anzahl an unterschiedlichen Rohteiltypen stets auf Lager liegen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung solcher Verdichterbaugruppen vorzuschlagen, das die obigen Nachteile verhindert und eine einfache Lagerhaltung und Bedarfsplanung ermöglicht. Weiters soll die durch das erfindungsgemäße Verfahren erforderliche Anzahl an Rohteilen zur Fertigung einer Verdichterbaugruppe erheblich verringert werden.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung Verdichterbaugruppen vorzusehen, die obige Nachteile verhindern und eine Fertigung mit wesentlich weniger Rohteiltypen ermöglichen als dies im Stand der Technik der Fall ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Fertigung von Verdichterbaugruppen unterschiedlichen Hubraums unter Verwendung von identischen

Kolben und Variation der Zylindergehäuselänge kann die

Anfertigung und Lagerhaltung von unterschiedlichen Kolben zur

Gänze entfallen. Vielmehr können stets identische Kolben gefertigt werden. Eine aufwendige Lagerhaltung für unterschiedliche Kolbengrößen ist nicht erforderlich. Zur

Anpassung der Verdichterbaugruppen an die unterschiedlichen

Kolbenhübe ist es lediglich erforderlich das Zylindergehäuse in seiner Länge, bzw. den Abstand der Stirnfläche des

Zylindergehäuses von der Kurbelwellenachse, entsprechend anzupassen. Eine Verkürzung der Kolbenlänge ist nicht erforderlich.

Die Verwendung von Kolben mit gleicher Kolbenhöhe ermöglicht es, auch die gesamte Verdichterbaugruppe auf diese eine Kolbenhöhe abzustimmen. Die Kolbenhöhe kann so gewählt werden, dass eine Reduktion der hin- und hergehenden Massen erreicht wird, wodurch auch die umlaufende Erregerkraft verringert wird. Weiters kann die Kolbenhöhe so gewählt werden, dass die an sich konträren Erfordernisse Gewichtseinsparung und Stabilität optimal aufeinander abgestimmt werden können. Durch die Merkmale des Anspruchs 2 kann die gesamte Baugruppenfertigung mit identischen Pleuel erfolgen. Dadurch können gleiche Einsparungseffekte wie bei Verwendung von identischen Kolben erzielt werden. Eine Verkürzung oder Verlängerung der Pleuellänge zur Anpassung an einen geänderten Kolbenhub ist nicht erforderlich.

Die Veränderung des Hubs erfolgt auf an sich bekannte Art und Weise gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 durch Veränderung der Exzentrizität der Kurbelwelle.

Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 ist es möglich verschiedene Verdichterbaugruppen mit unterschiedlichem Hubraum vorzusehen, deren einzige Anpassung neben der Veränderung der Exzentrizität der Kurbelwelle die Länge des Verdichtergehäuses ist. Jeder Kolben weist unabhängig vom Hubraum in jeder Verdichterbaugruppe identische Abmessungen auf.

Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 5 kann auch das Pleuel in jeder Verdichterbaugruppe identische Abmessungen aufweisen, wodurch eine große Anzahl an Rohteilen eingespart werden kann.

Im Anschluss folgt nun eine detaillierte Beschreibung der Erfindung anhand von Beispielen. Dabei zeigt

Fig.l einen Schnitt durch einen eine erfindungsgemäße Verdichterbaugruppe beinhaltenden Verdichter mit Kolben im unteren Totpunkt

Fig.2 einen Schnitt durch einen eine erfindungsgemäße

Verdichterbaugruppe beinhaltenden Verdichter mit geändertem Abstand der Stirnfläche des Zylindergehäuses von der Achse der Kurbelwelle und

Kolben im unteren Totpunkt Fig.3 einen Schnitt durch einen eine erfindungsgemäße Verdichterbaugruppe beinhaltenden Verdichter gemäß Fig. 1 im oberen Totpunkt

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Verdichter mit erfindungsgemäßer Verdichterbaugruppe. In einem Fortsatz 1 des Zylindergehäuses 2 ist ein Kurbelwellenlager 3 senkrecht zur Zylinderachse 4 gelagert, wobei die Lagerstelle 3 des Fortsatzes 1 in eine zentrische Bohrung 5 eines Rotors 6 eines Elektromotors 7 hineinragt. Am oberen Ende der Kurbelwelle 11 befindet sich ein Pleuellager 8, über das ein Pleuel 9 und in weiterer Folge ein Kolbenbolzen 10 angetrieben wird. Die Kurbelwelle 11 weist eine Schmierölbohrung 12 auf und ist im Bereich 13 am Rotor 6 fixiert. Ein Stator 14 umgibt, durch einen Luftspalt 15 getrennt, den Rotor 6. An den beiden Stirnflächen 15,17 des Stators 14 sind Wickelköpfe 16,18 angeordnet.

Abmessung A bezeichnet den Abstand der Kurbelwellenachse 19 zur Stirnfläche 20 des Zylindergehäuses 2.

Abmessung B bezeichnet den Abstand zwischen Kurbelwellenzapfen und Kolbenbolzenbohrung, also die Länge des Pleuels.

Abmessung C bezeichnet den Abstand zwischen Kolbenbolzenbohrung und oberer Stirnfläche des Kolbens.

Abmessung D bezeichnet die Exzentrizität der Kurbelwelle.

Um Verdichterbaugruppen mit unterschiedlichen Hüben des Kolbens 10 herzustellen, genügt es, die Exzentrizität D der Kurbelwelle 11 zu vergrößern oder zu verkleinern. Um jedoch die Hubräume der Verdichterbaugruppen an die unterschiedlichen Hübe anzupassen wird bei jeder Verdichterbaugruppe erfindungsgemäß die Abmessung A des Zylindergehäuses 2 entsprechend dem Kolbenhub variiert, wobei die Abmessungen B und C des Pleuels 9 bzw. des Kolbens 10 konstant gehalten werden.

Dadurch können trotz unterschiedlichem Hubraum und unterschiedlicher Kolbenhübe bei jeder Verdichterbaugruppe jeweils Kolben 10 und Pleuel 9 mit identischen Abmessungen verarbeitet werden. Eine Verkürzung der Pleuellänge B bzw. der Kolbenhöhe 2*C bei Verlängerung der Exzentrizität D bzw. vice versa, wie es bisher üblich war, ist nicht mehr erforderlich. Die Anpassung erfolgt lediglich durch Abfräsung des Zylindergehäuses 2 auf die gewünschte Länge.

Da der Veränderung der Exzentrizität bzw. des Kolbenhubs aus geometrischen Gründen Grenzen gesetzt sind, kann vorgesehen werden, unterschiedliche Baureihen von Verdichterbaugruppen zu fertigen. Diese unterschiedlichen Baureihen unterscheiden sich untereinander durch Kolben mit unterschiedlichem Kolbendurchmesser bzw. Pleuel mit unterschiedlicher Länge. Innerhalb einer Baureihe werden jedoch für jede Verdichterbaugruppe gleiche Kolben und gleiche Pleuel verwendet. Ein Grossteil der erforderlichen Verdichterleistungen kann durch Variation der Exzentrizität und Zylindergehäuselänge (Abmessung A) eingestellt werden. Für jene Kälte-Leistungen, die dadurch nicht erzielt werden können, kann eine andere Baureihe gefertigt werden, die Verdichterbaugruppen umfasst, welche Kolben mit größerem oder kleinerem Durchmesser beinhalten, wodurch ein großer Bereich an Verdichterleistungen abdeckt werden kann. Auf diese Art und Weise wird die Lagerhaltung optimiert. Die Anzahl der erforderlichen Rohteiltypen kann stark verringert werden.

Fig. 2 zeigt eine Verdichterbaugruppe mit identischem Kolben 10 und Pleuel 9, jedoch größerer Exzentrizität D, wodurch ein größerer Kolbenhub erreicht wird. Zur Anpassung des Hubraums wurde erfindungsgemäß das Zylindergehäuse 2 in seiner Länge weniger gekürzt als dies bei einer Verdichterbaugruppe wie in Fig.l dargestellt, gezeigt ist.

Fig.3 zeigt eine Verdichterbaugruppe mit gleicher Exzentrizität D wie in Fig.l dargestellt, jedoch mit dem Kolben 10 in oberer Totpunktstellung. Sehr gut ist hier erkennbar, dass bei größerer Exzentrizität D eine größere Abmessung A (Zylindergehäuselänge) erforderlich ist.

Claims

P A T E N T AN S P R Ü C H E

1. Verfahren zur Herstellung von Verdichterbaugruppen unterschiedlichen Hubraums, wobei jede Verdichterbaugruppe ein Pleuel, einen Kolben sowie ein dem Durchmesser des Kolbens angepasstes Zylindergeh use umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst:

- Bereitstellen von Zylindergehäusen, von identischen Kolben und von Pleuel

- Abfräsen eines Zylindergehäuses auf eine Länge, die dem gewünschten Hub der jeweiligen Kurbelwelle angepasst ist

Zusammenbau des Kolbens samt Pleuel, welcher mittels Kolbenbolzen am Kolben befestigt ist, mit dem Zylindergehäuse, wobei jeweils identische Kolben für jede Verdichterbaugruppe verwendet werden

- Befestigen des Pleuels an einer Kurbelwelle

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusammenbau der Verdichterbaugruppe unter Verwendung identischer Pleuel vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung des Hubs an die unterschiedlichen Hubräume, die Exzentrizität der Kurbelwelle variiert wird.

4. Verdichterbaugruppen, jede einzelne umfassend ein Pleuel, einen dazugehörenden Kolben sowie ein dem Durchmesser des Kolbens angepasstes Zylindergehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder Baugruppe mit identischem

Kolbendurchmesser und identischer Kolbenhöhe

Zylindergehäuse mit unterschiedlicher Länge vorgesehen sind, um den Hubraum zu variieren.

5. Verdichterbaugruppen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Baugruppe zusätzlich Pleuel mit gleicher Länge aufweist.