WO2026037660A1 - Radial piston compressor, and method for the assembly of a radial piston compressor - Google Patents
Radial piston compressor, and method for the assembly of a radial piston compressorInfo
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Abstract
Description
Radialkolbenverdichter, sowie Verfahren zur Montage eines Radialkolbenverdichters Radial piston compressor, and methods for assembling a radial piston compressor
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Radialkolbenverdichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The present invention relates to a radial piston compressor according to the preamble of claim 1.
Ein Radialkolbenverdichter ist ein Element der Fluidtechnik. Bei diesem Radialkolbenverdichter ist mindestens eine Kolben-Arbeitsraum-Baugruppe im Gegensatz zu einem Axialkolbenverdichter radial und senkrecht zur Antriebswelle angeordnet. Ein Radialkolbenverdichter kann auch als Verdichter nach dem Radialkolbenprinzip angesprochen werden. A radial piston compressor is a fluid power component. In contrast to an axial piston compressor, in this type of compressor at least one piston-working chamber assembly is arranged radially and perpendicular to the drive shaft. A radial piston compressor can also be referred to as a compressor based on the radial piston principle.
Die Förder- bzw. Hubbewegung des Kolbens wird zumeist durch einen Exzenter hervorgerufen. Insofern kann die Antriebswelle mit dem Exzenter auch als Exzenterwelle angesprochen werden. In der Regel umfasst der Radialkolbenverdichter mehrere Kolben-Arbeitsraum-Baugruppen, die sich sternförmig und radial von der Exzenterwelle erstrecken. The piston's conveying or reciprocating motion is usually generated by an eccentric. Therefore, the drive shaft with the eccentric can also be referred to as an eccentric shaft. A radial piston compressor typically comprises several piston-working chamber assemblies that extend radially from the eccentric shaft in a star-shaped pattern.
Eine Kolben-Arbeitsraum-Baugruppe umfasst im Wesentlichen einen Arbeitsraum, auch Zylinder oder Zylinderbohrung genannt, und einen Kolben, der in dem Arbeitsraum auf und ab bewegt wird. Der Kolben weist eine mittige geometrische Kolbenachse auf, die mit der Verschieberichtung des Kolbens übereinstimmt. Bei einem Radialkolbenverdichter mit einer Exzenterwelle umfasst der Kolben auf seiner der Exzenterwelle zugewandten Seite eine Kontaktfläche, auf welche die Exzenterscheibe während der Drehung der Exzenterwelle auftrifft bzw. anliegt. Die Exzenterwelle weist eine Drehachse auf, um welche die Exzenterwelle gedreht wird. Mit dem Auftreffen des Exzenters auf die Kontaktfläche kommt es zu einer Kolbenaufwärtsbewegung und zur Verdichtung eines in dem Arbeitsraum befindlichen Mediums. A piston-work chamber assembly essentially comprises a working chamber, also called a cylinder or cylinder bore, and a piston that moves up and down within the working chamber. The piston has a central geometric axis that coincides with the piston's direction of movement. In a radial piston compressor with an eccentric shaft, the piston has a contact surface on its side facing the eccentric shaft. The eccentric disk contacts this surface during the rotation of the eccentric shaft. The eccentric shaft has an axis of rotation around which it rotates. When the eccentric disk contacts the contact surface, the piston moves upward, compressing the medium in the working chamber.
Radialkolbenverdichter finden beispielsweise zur Verdichtung von Kühlmittel in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, insbesondere auch in elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, Verwendung. Als zu verdichtendes Medium kommt beispielsweise ein Kühlmittel wie CO2 in Frage. Aber auch andere Medien bzw. Kühlmittel sind denkbar. Radial piston compressors are used, for example, to compress refrigerant in the air conditioning systems of motor vehicles, especially in electric vehicles. A refrigerant such as CO2 can be used as the medium to be compressed. However, other media and refrigerants are also conceivable.
Ein Radialkolbenverdichter der vorgenannten Art ist beispielsweise aus der DE 10 2020 211 680 Al bekannt geworden. Hier werden beispielsweise zwei Lager zur Lagerung der Exzenterwelle in dem Gehäuse verwendet. Aus der Patentanmeldung DE 10 2022 133 723 Al der Anmelderin ist ein Radialkolbenverdichter bekannt geworden, dessen Exzenterwelle mit drei Lagern im Gehäuse gelagert ist. Die Lager sind vorzugsweise in Lagersitzen aufgenommen, die zusammen mit dem Lageraußenring eine Presspassung bilden. A radial piston compressor of the aforementioned type is known, for example, from DE 10 2020 211 680 Al. Here, for instance, two bearings are used to support the eccentric shaft in the housing. A radial piston compressor is known from the applicant's patent application DE 10 2022 133 723 Al, whose eccentric shaft is supported by three bearings in the housing. The bearings are preferably mounted in bearing seats which, together with the outer bearing ring, form an interference fit.
Ein wesentlicher Aspekt der Fertigung derartiger Radialkolbenverdichter ist daher die Montage der Lager für die Exzenterwelle innerhalb des Gehäuses. Therefore, a key aspect of the manufacturing of such radial piston compressors is the assembly of the bearings for the eccentric shaft inside the housing.
In der Regel werden die Lager mittels Pressverbindung; mit dem Lageraußenring in eine Lagersitz im Gehäuse eingepresst. Die Pressverbindung des Lagers soll für alle Toleranzlagen halten (umlaufende Belastung). Beispielsweise IT 7 bedeutet etwa 6-8KN Einpresskraft. IT7 beschreibt die Größe der Toleranz für ein Maß nach ISO-Toleranzsystem. Das System ist eine Matrix aus verschiedenen Maßbereichen und Toleranzbereichen bzw. -klassen. Die Toleranzklassen gehen von IT1 bis IT18. Für Serienteile im allgemeinen Maschinenbau ist für Passungen die Klasse IT7 bis IT8 mit vertretbarem Aufwand herstellbar, in Ausnahmefällen IT6. Bearings are typically press-fitted; the outer ring is pressed into a bearing seat in the housing. The press fit of the bearing must be reliable for all tolerance positions (rotating load). For example, IT 7 corresponds to an insertion force of approximately 6-8 kN. IT7 describes the tolerance for a dimension according to the ISO tolerance system. This system is a matrix of various dimension ranges and tolerance classes. The tolerance classes range from IT1 to IT18. For mass-produced parts in general mechanical engineering, tolerance classes IT7 to IT8 are achievable for fits with reasonable effort; in exceptional cases, IT6 is possible.
Ferner besteht beim Einpressen des Lagers in den Lagersitz die Gefahr einer Beschädigung bzw. Deformation der Zylinderbohrung bzw. der bereits montierten Mechanik. Furthermore, when pressing the bearing into the bearing seat, there is a risk of damage or deformation of the cylinder bore or the already assembled mechanism.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe einen verbesserten Radialkolbenverdichter vorzuschlagen, insbesondere einen Radialkolbenverdichter vorzuschlagen, mit dem die oben skizzierten Probleme überwunden, zumindest aber gemindert werden können. Insbesondere soll ein Radialkolbenverdichter vorgeschlagen werden, welcher die Möglichkeit einer verbesserten Montage eröffnet, insbesondere hinsichtlich der Vermeidung von Beschädigungen beim Einsetzen der Lager in das Gehäuse, insbesondere in den Lagersitz. Insbesondere soll ein Radialkolbenverdichter vorgeschlagen werden, welcher die Möglichkeit eröffnet, dass beim Fügen der Lager möglichst keine Kräfte auf Zylinderbohrung bzw. gefügte Kolben oder Kolbenmechanik wirken. The present invention addresses this issue and aims to propose an improved radial piston compressor, in particular a radial piston compressor that overcomes, or at least mitigates, the problems outlined above. Specifically, the invention proposes a radial piston compressor that allows for improved assembly, particularly with regard to preventing damage when inserting the bearings into the housing, especially into the bearing seat. Furthermore, the invention proposes a radial piston compressor that minimizes the forces acting on the cylinder bore, the assembled pistons, or the piston mechanism during the bearing assembly process.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Radialkolbenverdichter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass das Zylindergehäuse mindestens eine Werkzeugaufnahme zur lösbaren Anbringung eines Werkzeuges zur Kraftübertragung umfasst, wird eine geeignete Anschlussstelle am Zylindergehäuse geschaffen, an welches ein korrespondierendes Werkzeug andocken kann, um eine geeignete Fixierung des Zylindergehäuses zu Montagezwecken der Lager, insbesondere zur Abstützung bzw. Abführung der bei der Lagermontage auftretenden Kräfte, bereitstellen zu können. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Werkzeugaufnahme zur Aufnahme und/oder zum Ableiten einer Montagekraft und/oder Einleiten einer Gegenkraft eingerichtet ist. According to the invention, this problem is solved by a radial piston compressor with the characterizing features of claim 1. By providing the cylinder housing with at least one tool receptacle for the detachable attachment of a tool for force transmission, a suitable connection point is created on the cylinder housing to which a corresponding tool can dock in order to provide suitable fixation of the cylinder housing for bearing assembly purposes, in particular for supporting or dissipating the forces occurring during bearing assembly. In particular, The tool holder is designed to receive and/or dissipate an assembly force and/or introduce a counterforce.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden. Further advantageous embodiments of the proposed invention arise in particular from the features of the dependent claims. The subject matter or features of the various claims can, in principle, be combined with one another in any way.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Exzenterwelle mit einem weiteren Lager in einem Lagersitz in dem Zylindergehäuse gelagert ist, wobei das Zylindergehäuse eine weitere Werkzeugaufnahme umfasst. Es kann entsprechend vorgesehen sein, jedem zu montierenden Lager eine Werkzeugaufnahme zuzuordnen, welche hinsichtlich ihres zu erwartenden Kraftabflusses bzw. Kraftzuflusses optimal auf die Montage des jeweiligen Lagers ausgestaltet und angeordnet ist. In an advantageous embodiment of the invention, the eccentric shaft can be mounted with a further bearing in a bearing seat in the cylinder housing, the cylinder housing comprising a further tool receptacle. It can be provided accordingly that each bearing to be mounted is assigned a tool receptacle which is optimally designed and arranged for the mounting of the respective bearing with regard to its expected force dissipation or force inflow.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Lager einen Außenring umfasst, mit dem das Lager in dem Lagersitz mittels Presssitz aufgenommen ist. Vorzugsweise sind die in dem Radialkolbenverdichter verwenden Lager als Rollenlager ausgestaltet, so dass deren Außenring in dem jeweiligen Lagersitz aufgenommen ist. In a further advantageous embodiment of the invention, the bearing may comprise an outer ring with which the bearing is received in the bearing seat by means of an interference fit. Preferably, the bearings used in the radial piston compressor are designed as roller bearings, so that their outer ring is received in the respective bearing seat.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Werkzeugaufnahme als Ringnut, Aussparung, Kante, Vorsprung oder als zum Werkzeug korresponierendes „Negativ“ ausgestaltet ist, insbesondere umlaufend, durchgehend oder segmentiert bzw. unterbrochen. Die vorgenannten Ausführungsformen der Werkzeugaufnahme eignen sich besonders gut, eine geeignete Anschlussstelle am Zylindergehäuse zu schaffen, an welche ein korrespondierendes Werkzeug andocken kann, um eine geeignete Fixierung des Zylindergehäuses zu Montagezwecken der Lager, insbesondere zur Abstützung bzw. Abführung der bei der Lagermontage auftretenden Kräfte, bereitstellen zu können. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Werkzeugaufnahme zur Aufnahme und/oder zum Ableiten der Montagekraft und/oder Einleiten der Gegenkraft eingerichtet ist. In a further advantageous embodiment of the invention, the tool holder can be configured as an annular groove, recess, edge, projection, or as a corresponding "negative" surface, in particular circumferential, continuous, or segmented/interrupted. The aforementioned embodiments of the tool holder are particularly well suited to creating a suitable connection point on the cylinder housing to which a corresponding tool can dock, thus providing suitable fixation of the cylinder housing for bearing assembly purposes, in particular for supporting or dissipating the forces occurring during bearing assembly. In particular, it is provided that the tool holder is designed to receive and/or dissipate the assembly force and/or introduce the counterforce.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt ferner darin, ein vorteilhaftes Verfahren zur Montage mindestens eines Lagers in einem Radialkolbenverdichter zur Herstellung eines Radialkolbenverdichters aufzuzeigen. A further object of the present invention is to demonstrate an advantageous method for mounting at least one bearing in a radial piston compressor for the manufacture of a radial piston compressor.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 6 gelöst: al) Einbringen eines ersten Werkzeugs in die mindestens eine Werkzeugaufnahme des Zylindergehäuses; a2) Aufbringen eines Lagers auf die Exzenterwelle außerhalb des Zylindergehäuses und Positionieren des Lagers vor den zugeordneten Lagersitz in dem Zylindergehäuse; a3) Aufbringen einer Fügekraft durch ein zweites Werkzeug auf das Lager zum Einschieben in den Lagersitz a4) Aufbringen einer der Fügekraft entgegenwirkenden Gegenkraft über das erste Werkzeug in die Werkzeugaufnahme; a5) Einschieben des Lagers in den zugeordneten Lagersitz. According to the invention, this problem is solved by a method according to claim 6: a) Inserting a first tool into the at least one tool holder of the cylinder housing; a2) Applying a bearing to the eccentric shaft outside the cylinder housing and positioning the bearing in front of the associated bearing seat in the cylinder housing; a3) Applying a joining force to the bearing by means of a second tool for insertion into the bearing seat; a4) Applying a counterforce to the joining force via the first tool into the tool holder; a5) Inserting the bearing into the associated bearing seat.
Es wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die geeignete Anschlussstelle am Zylindergehäuse genutzt wird, um ein korrespondierendes Werkzeug anzudocken, um wiederum eine geeignete Fixierung des Zylindergehäuses zu Montagezwecken eines Lagers, insbesondere zur Abstützung bzw. Abführung der bei der Lagermontage auftretenden Kräfte, bereitstellen zu können. Die Gefahr einer unbeabsichtigten Beschädigung bzw. Deformation des Zylindergehäuses, insbesondere der Zylinderbohrung bzw. der bereits montierten Mechanik, kann beim Einpressen des Lagers in den Lagersitz vermieden zumindest aber gemindert werden. A method is proposed in which the appropriate connection point on the cylinder housing is used to dock a corresponding tool, thereby providing suitable fixation of the cylinder housing for bearing installation purposes, in particular for supporting and dissipating the forces occurring during bearing installation. The risk of unintentional damage or deformation of the cylinder housing, especially the cylinder bore or the already installed mechanism, can be avoided or at least reduced when pressing the bearing into the bearing seat.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden. Further advantageous embodiments of the proposed invention arise in particular from the features of the dependent claims. The subject matter or features of the various claims can, in principle, be combined with one another in any way.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorgeschlagenen Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Lager, insbesondere die Baugruppe aus Lager, ins diesem Falls das ND-Lager, und Exzenterwelle durch das zweite Werkzeug vor den zugeordneten Lagersitz positioniert wird. Entsprechend kann dem zweiten Werkzeug eine Doppelfunktion zukommen, zum Aufbringen einer Fügekraft einerseits und als Positioniermittel andererseits. In a further advantageous embodiment of the proposed invention, it can be provided that the bearing, in particular the assembly consisting of the bearing (in this case the low-pressure bearing) and the eccentric shaft, is positioned in front of the associated bearing seat by the second tool. Accordingly, the second tool can have a dual function: applying a joining force on the one hand and acting as a positioning means on the other.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens zur Montage eines weiteren Lagers in einem Radialkolbenverdichter zur Herstellung eines Radialkolbenverdichters mit einem weiteren Lager können folgende Verfahrensschritte vorgesehen sein: bl) Einbringen eines dritten Werkzeugs in eine weitere Werkzeugaufnahme des Zylindergehäuses; b2) Positionieren eines weiteren Lagers vor den zugeordneten weiteren Lagersitz in dem Zylindergehäuse; b3) Aufbringen einer Fügekraft durch ein viertes Werkzeug auf das Lager zum Einschieben in den Lagersitz; b4) Aufbringen einer der Fügekraft entgegenwirkenden Gegenkraft über das dritte Werkzeug in die weitere Werkzeugaufnahme; b5) Einschieben des Lagers in den zugeordneten Lagersitz. In a further advantageous embodiment of the proposed method for mounting an additional bearing in a radial piston compressor for the manufacture of a radial piston compressor with an additional bearing, the following process steps may be provided: bl) Inserting a third tool into an additional tool holder of the cylinder housing; b2) Positioning another bearing in front of the associated further bearing seat in the cylinder housing; b3) Applying a joining force to the bearing by a fourth tool for insertion into the bearing seat; b4) Applying a counterforce opposing the joining force via the third tool into the further tool holder; b5) Inserting the bearing into the associated bearing seat.
Letztendlich wird ein weiteres Lager, in dem vorliegenden Fall das HD-Lager, durch das erfindungsgemäße Verfahren gefügt, wobei hier keine Baugruppe aus Lager und Exzenterwelle, sondern lediglich ein separates Lager gefügt wurde. Finally, another bearing, in this case the HD bearing, is joined by the inventive method, whereby here not an assembly of bearing and eccentric shaft, but only a separate bearing was joined.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorgeschlagenen Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Lager durch das zweite Werkzeug vor den zugeordneten Lagersitz positioniert wird. In a further advantageous embodiment of the proposed invention, it can be provided that the bearing is positioned in front of the associated bearing seat by the second tool.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorgeschlagenen Erfindung kann vorgesehen sein, dass vor der Montage des mindestens einen Lagers, die Kolben, Exzenterlager, Kolbenführungsring und/oder Übertragungselement montiert ist. Entsprechend können die vorgenannten Komponenten und auch weitere Komponenten bereits vorinstalliert werden und danach das oder die Lager montiert werden. In a further advantageous embodiment of the proposed invention, it can be provided that the piston, eccentric bearing, piston guide ring and/or transmission element are mounted before the mounting of the at least one bearing. Accordingly, the aforementioned components and also other components can already be pre-installed and the bearing(s) then mounted.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorgeschlagenen Erfindung kann vorgesehen sein, dass während der Montage des mindestens einen Lagers mindestens ein weiteres Werkzeug, insbesondere ein fünftes Werkzeug und/oder ein sechstes Werkzeug, zur radialen und/oder axialen Halterung des Zylindergehäuses mit dem Zylindergehäuse in Kontakt gebracht wird. Die vorgenannten Werkzeuge können unterstützend, während der Montage des bzw. der Lager, das Zylindergehäuse weiter stabilisieren. Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen In a further advantageous embodiment of the proposed invention, it can be provided that, during the assembly of the at least one bearing, at least one further tool, in particular a fifth tool and/or a sixth tool, is brought into contact with the cylinder housing for radial and/or axial support of the cylinder housing. The aforementioned tools can further stabilize the cylinder housing during the assembly of the bearing(s). Further features and advantages of the present invention will become clear from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying figures. These show
Fig. 1 ein Radialkolbenverdichter gemäß dem Stand der Technik (mit zwei Lagern für die Exzenterwelle) in einem Längsschnitt; Fig. 1 shows a radial piston compressor according to the prior art (with two bearings for the eccentric shaft) in a longitudinal section;
Fig. 2 ein Radialkolbenverdichter gemäß dem Stand der Technik (mit zwei Lagern für die Exzenterwelle) in einem Querschnitt (durch die Kolbenachsen); Fig. 2 shows a radial piston compressor according to the prior art (with two bearings for the eccentric shaft) in a cross-section (through the piston axes);
Fig. 3 ein Radialkolbenverdichter gemäß dem Stand der Technik (mit drei Lagern für die Exzentrerwelle) in einer geschnittenen Seitenansicht; Fig. 3 shows a radial piston compressor according to the prior art (with three bearings for the eccentric shaft) in a cutaway side view;
Fig. 4 eine Montage eines Lagers in einem Zylindergehäuse gemäß dem Stand der Technik (Beginn); Fig. 4 shows the assembly of a bearing in a cylinder housing according to the prior art (beginning);
Fig. 5 eine Montage eines Lagers in einem Zylindergehäuse gemäß dem Stand der Technik (Ende); Fig. 5 shows the assembly of a bearing in a cylinder housing according to the prior art (end);
Fig. 6 eine Exzenterwelle mit Rotor und Lager in einer geschnittenen Darstellung; Fig. 6 shows an eccentric shaft with rotor and bearing in a cutaway view;
Fig. 7 ein Zylindergehäuse eines erfindungsgemäßen Radialkolbenverdichters in einer perspektivischen Darstellung; Fig. 7 shows a cylinder housing of a radial piston compressor according to the invention in a perspective view;
Fig. 8 ein Detail einer Ausführungsform des Zylindergehäuses mit einer Werkzeugaufnahme; Fig. 8 shows a detail of an embodiment of the cylinder housing with a tool holder;
Fig. 9 ein Zylindergehäuse eines erfindungsgemäßen Radialkolbenverdichters in einer perspektivischen Darstellung; Fig. 9 shows a cylinder housing of a radial piston compressor according to the invention in a perspective view;
Fig. 10 ein Detail einer Ausführungsform des Zylindergehäuses mit zwei Werkzeugaufnahmen; Fig. 11 ein Detail einer Ausführungsform des Zylindergehäuses mit einer Werkzeugaufnahme und eingesetztem Kolben, Exzenterlager, Übertragungselement und Zylinderkopf; Fig. 10 shows a detail of an embodiment of the cylinder housing with two tool holders; Fig. 11 shows a detail of an embodiment of the cylinder housing with a tool holder and inserted piston, eccentric bearing, transmission element and cylinder head;
Fig. 12 ein Detail einer Ausführungsform des Zylindergehäuses mit zwei Werkzeugaufnahmen und eingesetztem Kolben, Exzenterlager, Übertragungselement und Zylinderkopf; Fig. 12 shows a detail of an embodiment of the cylinder housing with two tool holders and inserted piston, eccentric bearing, transmission element and cylinder head;
Fig. 13-13b Montageschritte für ein Verfahren zur Montage mindestens eines Lagers in einem Radialkolbenverdichter, insbesondere einem Zylindergehäuse; Fig. 13-13b Assembly steps for a method for assembling at least one bearing in a radial piston compressor, in particular a cylinder housing;
Fig. 14-14d Montageschritte für ein Verfahren zur Montage von zwei Lagern in einemFig. 14-14d Assembly steps for a method for mounting two bearings in one
Radialkolbenverdichter, insbesondere einem Zylindergehäuse; radial piston compressor, in particular a cylinder housing;
Fig. 15-16b zusätzliche Werkzeuge bei der Montage mindestens eines Lagers in einem Radialkolbenverdichter, insbesondere einem Zylindergehäuse. Fig. 15-16b additional tools for the assembly of at least one bearing in a radial piston compressor, in particular a cylinder housing.
Folgende Bezugszeichen werden in den Abbildungen verwendet: The following reference symbols are used in the illustrations:
D Drehachse D axis of rotation
K Kolbenachse K Piston axis
Fl Fügekraft / Montagekraft Fl joining force / assembly force
F2 Halte-Kraft bzw. Gegen-Kraft F2 Holding force or counter-force
K Kraftfluss K Force flow
K-V Kraftfluss K-V force flow
1 Verdichtereinheit 1 compressor unit
2 Antriebseinrichtung 2 Drive unit
3 erstes Lager/Lager (HD-Lager) 3 first bearing/bearing (HD bearing)
4 zweites Lager 4 second camp
5 drittes Lager/Lager (ND-Lager) 5 third bearing/bearing (ND bearing)
6 Hochdruckkanal 6 High-pressure channel
6‘ Teilabschnitt des Hochdruckkanals 11 Antriebswelle 6' Section of the high-pressure channel 11 Drive shaft
12 Exzenterscheibe 12 eccentric discs
13 Kolben-Arbeitsraum-Baugruppe 13 Piston working chamber assembly
14 Kolbenführungsring 14 Piston guide ring
15 Zylinderkopf / Zylinderdeckel 15 Cylinder head / cylinder cover
16 Zylindergehäuse 16 cylinder housings
17 Zylindergehäusedeckel 17 Cylinder housing covers
21 Antriebsgehäuse 21 Drive housings
22 Rotor 22 Rotor
23 Stator 23 Stator
31 Lagersitz 31 bearing seat
32 Lageraußenring 32 Outer bearing ring
41 Lagersitz 41 bearing seat
42 Lageraußenring 42 Outer bearing ring
51 Lagersitz 51 bearing seat
52 Lageraußenring 52 Outer bearing ring
121 Exzenterlager 121 eccentric bearings
131 Arbeitsraum/Zylinderbohrung 131 Working space/cylinder bore
132 Kolben 132 pistons
133 Übertragungselement / Schwenkelement 133 Transmission element / Swivel element
Wzg.l erstes Werkzeug (Stand der Technik)Wzg.l first tool (state of the art)
Wzg.2 zweites Werkzeug (Stand der Technik) Tool 2, second tool (state of the art)
WZG I erstes Werkzeug WZG I first tool
WZG II zweites Werkzeug WZG II second tool
WZG III drittes Werkzeug WZG III third tool
WZG IV viertes Werkzeug WZG IV fourth tool
WA1 erste Werkzeugaufnahme WA2 (weitere) zweite Werkzeugaufnahme WA1 first tool holder WA2 (additional) second tool holder
Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben sind selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Außerdem kann ein ggf. beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden. Features and details described in connection with a method naturally also apply to the device according to the invention, and vice versa, so that the disclosure regarding the individual aspects of the invention always makes or can make reciprocal reference. Furthermore, any described method according to the invention can be carried out with the device according to the invention.
Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine" und „der/die/das" auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf" und/oder „aufweisend", wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder" jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente. The terminology used herein serves only to describe certain embodiments and is not intended to limit the disclosure. As used herein, the singular forms "a" and "the" are intended to include the plural forms unless the context otherwise makes clear. It will also be clear that the expressions "indicates" and/or "indicating," when used in this description, specify the presence of the aforementioned features, integers, steps, operations, elements, and/or components, but do not exclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, and/or groups thereof. As used herein, the expression "and/or" includes any and all combinations of one or more of the associated, listed elements.
Zunächst wird auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen. First, reference is made to Figures 1 and 2.
Ein Radialkolbenverdichter umfasst im Wesentlichen eine Verdichtereinheit 1 und eine Antriebseinrichtung 2. Der Radialkolbenverdichter umfasst ein Gehäuse, welches aus einzelnen Gehäusekomponenten zusammengesetzt sein kann, wie beispielsweise in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Antriebsgehäuse 21, einem Zylindergehäuse 16 und einem Zylindergehäusedeckel 17. Denkbar sind auch andere Gehäuseaufteilungen. A radial piston compressor essentially comprises a compressor unit 1 and a drive unit 2. The radial piston compressor includes a housing, which can be composed of individual housing components, such as, for example, in the present embodiment, a drive housing 21, a cylinder housing 16, and a cylinder housing cover 17. Other housing configurations are also conceivable.
Die Verdichtereinheit 1 umfasst eine Antriebswelle 11 mit einer Exzenterscheibe 12. Die Kombination aus Antriebswelle 11 und Exzenterscheibe 12 kann auch als Exzenterwelle angesprochen werden. Die Antriebswelle 11 weist eine Drehachse D auf. Die Verdichtereinheit umfasst mindestens eine Kolben-Arbeitsraum-Baugruppe 13, vorzugsweise mehrere Kolben- Arbeitsraum-Baugruppen 13, 13a, 13b... 13f, die radial um die Antriebswelle 11 angeordnet sind. Es kann auch von einer sternförmigen Anordnung der Kolben-Arbeitsraum-Baugruppen 13 um die Antriebswelle 11 gesprochen werden. Die Kolben-Arbeitsraum-Baugruppe 13 umfasst einen Arbeitsraum 131 mit einem verschiebbar darin angeordneten Kolben 132. Der Kolben 132 weist eine Kolbenachse K auf. Die Verschieberichtung des Kolbens 132 entspricht der Kolbenachse K. Der Arbeitsraum 131 kann auch als Zylinder oder Zylinderraum angesprochen werden. Der Arbeitsraum 131 ist kopfseitig mit einem Zylinderkopf 15 ausgestattet. Der Zylinderkopf kann auch als Zylinderdeckel angesprochen werden. Die Arbeitsräume 131 der Kolben-Arbeitsraum- Baugruppen 13 können zumindest teilweise aus dem Zylindergehäuse 16 ausgebildet sein. The compressor unit 1 comprises a drive shaft 11 with an eccentric disc 12. The combination of drive shaft 11 and eccentric disc 12 can also be referred to as an eccentric shaft. The drive shaft 11 has an axis of rotation D. The compressor unit comprises at least one piston-working chamber assembly 13, preferably several piston-working chamber assemblies 13, 13a, 13b... 13f, which are arranged radially around the drive shaft 11. The piston-working chamber assemblies 13 can also be described as having a star-shaped arrangement around the drive shaft 11. The piston-working chamber assembly 13 comprises a Working chamber 131 with a piston 132 slidably arranged therein. The piston 132 has a piston axis K. The direction of displacement of the piston 132 corresponds to the piston axis K. The working chamber 131 can also be referred to as a cylinder or cylinder chamber. The working chamber 131 is equipped at its head end with a cylinder head 15. The cylinder head can also be referred to as a cylinder cover. The working chambers 131 of the piston-working chamber assemblies 13 can be formed at least partially from the cylinder housing 16.
Die Antriebswelle 11 wiederum kann durch die Antriebseinrichtung 2, die beispielsweise als elektrische Maschine ausgestaltet sein kann, in Drehung versetzt werden. Durch die Drehung der Antriebswelle 11 trifft die Exzenterscheibe 12 auf den Kolben 132 auf und verschiebt diesen in dem Arbeitsraum 131, wodurch das in dem Arbeitsraum befindliche Medium, beispielsweise ein Kältemittel, verdichtet werden kann. Die Rückholbewegung des Kolbens 132 kann beispielsweise durch einen Kolbenführungsring 14, der mit dem Kolben 132 in Kontakt steht, vollzogen werden. Auf diese Weise kann der Kolben 132 wieder in einen UT (unteren Tiefpunkt) verschoben werden, bis die Exzenterscheibe 12 wieder auf den Kolbenboden trifft. Der Kolben 132, insbesondere der Kolbenboden, kann auch mit einem Übertragungselement 133 ausgestattet sein bzw. zwischen der Exzenterscheibe 12 und dem Kolben 132 kann ein Übertragungselement 133 angeordnet sein. Mit dem Übertragungselement 133 wird der Hub der Exzenterscheibe 12 auf den Kolben 132 übertragen, damit dieser die Verdichtungsbewegung in Richtung eines oberen Totpunkts OT ausführen kann. Das Übertragungselement 133 kann beispielsweise aus einem anderen Material als Kolben 132 und Exzenterscheibe 12 ausgestaltet sein, insbesondere aus Kunststoff. So können beispielsweise Verschleiß reduziert oder eine gewisse Dämpfung beim Auftreffen der Exzenterscheibe 12 erreicht werden. Die Exzenterscheibe 12 kann auch mit einem Exzenterlager 121, insbesondere einem Nadellager, ausgestattet sein. The drive shaft 11, in turn, can be set in rotation by the drive unit 2, which can, for example, be designed as an electric motor. As the drive shaft 11 rotates, the eccentric disk 12 engages the piston 132 and moves it within the working chamber 131, thereby compressing the medium in the working chamber, for example, a refrigerant. The return movement of the piston 132 can be effected, for example, by a piston guide ring 14 in contact with the piston 132. In this way, the piston 132 can be moved back to bottom dead center (BDC) until the eccentric disk 12 again engages the piston crown. The piston 132, in particular the piston crown, can also be equipped with a transmission element 133, or a transmission element 133 can be arranged between the eccentric disk 12 and the piston 132. The transmission element 133 transfers the stroke of the eccentric disc 12 to the piston 132, enabling the piston to perform the compression movement towards top dead center (TDC). The transmission element 133 can be made of a different material than the piston 132 and eccentric disc 12, particularly plastic. This can, for example, reduce wear or provide some damping when the eccentric disc 12 impacts the piston. The eccentric disc 12 can also be equipped with an eccentric bearing 121, particularly a needle bearing.
Es ist ferner ersichtlich, dass die Exzenterwelle 11, 12 mittels Lagern, insbesondere einem ersten Lager 3 und einem zweiten Lager 4, in dem Gehäuse drehbar gelagert ist. It is further evident that the eccentric shaft 11, 12 is rotatably mounted in the housing by means of bearings, in particular a first bearing 3 and a second bearing 4.
Die weiteren Details und Funktionsweise eines Radialkolbenverdichters sind dem Fachmann hinreichend bekannt. Für weitere Details kann beispielsweise auf die DE 102020211 680 Al oder DE 10 2022 133 723 Al verwiesen werden. The further details and operation of a radial piston compressor are sufficiently known to those skilled in the art. For further details, reference can be made, for example, to DE 102020211 680 Al or DE 10 2022 133 723 Al.
Nachfolgend wird insbesondere auf Fig. 3 Bezug genommen. Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Radialkolbenverdichter gemäß dem Stand der Technik. Die Darstellung gemäß Fig. 3 dient insbesondere zur Verdeutlichung der Lagerposition im Hinblick auf die Hochdruckseite und Niederdruckseite des Radialkolbenverdichters. Als Hochdruckseite wird innerhalb des Radialkolbenverdichters derjenige Bereich des Radialkolbenverdichters verstanden, in dem das Fluid verdichtet vorherrscht. Im Gegensatz hierzu wird als Niederdruckseite derjenige Bereich des Radialkolbenverdichters verstanden, in dem das Fluid unverdichtet, zumindest aber mit einem geringeren Druck als im Hochdruckbereich, vorliegt. Particular reference is made below to Fig. 3. Fig. 3 shows a section through a radial piston compressor according to the prior art. The illustration in Fig. 3 serves in particular to clarify the bearing position with regard to the high-pressure side and Low-pressure side of the radial piston compressor. Within the radial piston compressor, the high-pressure side is defined as the area where the fluid is predominantly compressed. In contrast, the low-pressure side is defined as the area where the fluid is uncompressed, or at least at a lower pressure than in the high-pressure area.
Es ist ersichtlich, dass der dort dargestellte Radialkolbenverdichter mit einem ersten Lager 3, einem zweiten Lager 4 und einem dritten Lager 5 ausgestattet ist bzw. die Exzenterwelle 11, 12 mittels der vorgenannten Lager in dem Gehäuse gelagert ist. Die Lager sind in zugeordneten Lagersitzen 31, 41, 51 aufgenommen, vorzugsweise eingepresst. Bei den Lagern 3, 5 handelt es sich vorzugsweise um Wälzlager, insbesondere Kugellager. Die Lager umfassen ferner vorzugsweise jeweils einen Außenring 32, 42, 52, mit denen sie in den zugeordneten Lagersitzen 31, 41, 51 mittels Presssitz aufgenommen sind. It is evident that the radial piston compressor depicted therein is equipped with a first bearing 3, a second bearing 4, and a third bearing 5, and that the eccentric shaft 11, 12 is supported in the housing by means of the aforementioned bearings. The bearings are received in associated bearing seats 31, 41, 51, preferably by press fit. The bearings 3, 5 are preferably rolling bearings, in particular ball bearings. The bearings also preferably each comprise an outer ring 32, 42, 52, with which they are press-fitted into the associated bearing seats 31, 41, 51.
Ebenso sind Rotor 22, Stator 23, Gehäuse 16, 17, 21, Exzenterwelle 11, 12, Lager 3, 5, Zylinderdeckel 15 bzw. Ventile, Kolben 132 bzw. Kolben-Mechanik erkennbar. Es ist ferner ein Hochdruckkanal 6 dargestellt. The rotor 22, stator 23, housing 16, 17, 21, eccentric shaft 11, 12, bearings 3, 5, cylinder cover 15 or valves, piston 132 or piston mechanism are also visible. A high-pressure channel 6 is also shown.
Die jeweiligen Lager können anhand ihrer Position im Hinblick auf den Hochdruckbereich (HD) oder Niederdruckbereich (ND) angesprochen werden. So kann beispielsweise das erste Lager 3 als HD- Lager und das dritte Lager 5 als ND-Lager angesprochen werden. Die Betrachtung ist hier insbesondere auch, auf welcher Seite des Exzenters 12 bzw. der Zylinderbohrungen 131 sich das jeweilige Lager befindet. Auf der Seite des Zylindergehäuses 16 auf dem der Hochdruckkanal 6 ausgebildet ist, kann daher bspw. als HD-Lager angesprochen werden. Folglich kann das Lager auf der Saugseite der Zylinderbohrung 131 bspw. als ND-Lager angesprochen werden. The respective bearings can be identified based on their position relative to the high-pressure (HP) or low-pressure (LP) area. For example, the first bearing 3 can be designated as an HP bearing and the third bearing 5 as an LP bearing. It is particularly important to consider on which side of the eccentric 12 or the cylinder bore 131 the respective bearing is located. The bearing on the side of the cylinder housing 16 where the high-pressure channel 6 is located can therefore be designated as an HP bearing. Consequently, the bearing on the suction side of the cylinder bore 131 can be designated as an LP bearing.
Nachfolgend wird insbesondere auf Fig. 4 und Fig. 5 Bezug genommen. Es soll schematisch die Abstützung der Montagekraft an der gegenüberliegenden Seite des Zylindergehäuses 16 dargestellt werden. Particular reference is made below to Figs. 4 and 5. The support of the assembly force on the opposite side of the cylinder housing 16 is to be schematically illustrated.
In der Fig. 4 ist schematisch der Beginn einer Montage gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Es ist ein erstes Werkzeug Wzg.l, sowie ein zweites Werkzeug Wzg.2 dargestellt. Das erste Werkzeug Wzg.l greift an dem Lager 5 der Exzenterwelle 11, 12 bzw. dem an der Exzenterwelle angebrachten Rotor 21 an. Die Exzenterwelle 11, 12 ist bereits mit dem Lager 5 ausgestattet. Das zweite Werkzeug Wzg.2 greift an dem Zylindergehäuse 16 an. Mittels den Pfeilen Fl ist eine Montagekraft dargestellt. Mittels den Pfeilen F2 ist eine Halte-Kraft bzw. Gegen-Kraft dargestellt. Es ergibt sich eine Fügerichtung, die mittels des Pfeiles RI angedeutet ist. Das Lager 5 sitzt an dem für das Lager 5 vorgesehenem Lagersitz 51 auf. Durch die Linien K ist ein Kraftfluss durch das Zylindergehäuse 16, insbesondere Kraft über Kolben 132 bzw. Kolbenmechanik angedeutet. Figure 4 schematically illustrates the beginning of an assembly process according to the prior art. A first tool, tool 1, and a second tool, tool 2, are shown. The first tool, tool 1, engages the bearing 5 of the eccentric shaft 11, 12 or the rotor 21 attached to the eccentric shaft. The eccentric shaft 11, 12 is already equipped with the bearing 5. The second tool, tool 2, engages the cylinder housing 16. Arrows Fl indicate a The assembly force is shown. Arrows F2 represent a holding force or counterforce. This results in a joining direction, indicated by arrow RI. The bearing 5 sits on the bearing seat 51 provided for the bearing 5. Lines K indicate a force flow through the cylinder housing 16, in particular the force via the piston 132 or piston mechanism.
In der Fig. 5 ist schematisch das Ende einer Montage dargestellt. Es ist ersichtlich, dass das Lager 5 in dem Lagersitz 51 aufgenommen, insbesondere eingepresst, ist. Figure 5 schematically shows the end of an assembly. It can be seen that the bearing 5 is received in the bearing seat 51, in particular pressed in.
Nachfolgend wird auf die Fig. 6 bis 16b Bezug genommen. Die Fig. 6 bis 16b betreffen die vorliegende Erfindung. Reference is made below to Figures 6 to 16b. Figures 6 to 16b relate to the present invention.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Zylindergehäuse 16 mit mindestens einer Werkzeugaufnahme WA ausgestattet ist. Vorzugsweise sind eine erste Werkzeugaufnahme WA1 und eine zweite Werkzeugaufnahme WA2 am Zylindergehäuse 16 vorgesehen. Die Werkzeugaufnahme WAI bzw. WA2 im bzw. am Zylindergehäuse 16 ist zur Montagekraft- Abstützung am Zylindergehäuse 16 eingerichtet. According to the invention, the cylinder housing 16 is equipped with at least one tool holder WA. Preferably, a first tool holder WA1 and a second tool holder WA2 are provided on the cylinder housing 16. The tool holder WA1 and WA2, respectively, in and on the cylinder housing 16, are designed to support the assembly force on the cylinder housing 16.
Die Werkzeugaufnahme WAI bzw. WA2 kann als Ringnut oder Aussparung ausgestaltet sein. Auch andere geometrische Formen denkbar; wie bspw. Kante/Vorsprung/Vorsprünge bzw. ein entsprechendes „Negativ“, insbesondere umlaufend bzw. durchgehend oder segmentiert bzw. unterbrochen. Eine Segmentierung bietet unter anderem den Vorteil von weniger Material am Zylindergehäuse 16 infolge der Segmentierung. Wesentlich an der Werkzeugaufnahme WA1 bzw. WA2 ist dabei, dass diese die Montagekräfte aufnehmen bzw. an das Werkzeug oder das Werkzeugbett weiterleiten bzw. abgeben kann. Die Werkzeugaufnahme WAI, WA2 ist entsprechend zur Aufnahme und/oder zum Ableiten einer Montagekraft und/oder Einleiten einer Gegenkraft eingerichtet. The tool holder WAI or WA2 can be designed as an annular groove or recess. Other geometric shapes are also conceivable, such as an edge/projection/projections or a corresponding "negative," particularly circumferential or continuous, or segmented or interrupted. Segmentation offers, among other advantages, the benefit of less material on the cylinder housing 16. A key feature of the tool holder WA1 or WA2 is its ability to absorb the assembly forces and transmit or transfer them to the tool or the tool bed. The tool holder WAI, WA2 is configured accordingly to absorb and/or transmit an assembly force and/or introduce a counterforce.
Bei Einleitung oder Ableitung einer Kraft über die Werkzeugaufnahme wirken keine Kräfte oder zumindest nur geringe Kräfte auf die Zylinderbohrung 131. Die Gefahr einer Deformation ist weitestgehend ausgeschlossen. When a force is introduced or transferred via the tool holder, no forces or at least only minor forces act on the cylinder bore 131. The risk of deformation is largely eliminated.
Nachfolgend wird auf Fig. 6 Bezug genommen. Es ist eine Exzenterwelle 11, 12 mit Lager 5 dargestellt. Vorzugsweise wird eine derartige Exzenterwelle 11, 12 für die Montage im Zusammenhang mit einem erfindungsgemäßen Radialkolbenverdichter bereitgestellt. Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Lager 5 mit der Exzenterwelle 11, 12 gefügt ist. Reference is made below to Fig. 6. An eccentric shaft 11, 12 with bearing 5 is shown. Preferably, such an eccentric shaft 11, 12 is provided for assembly in connection with a radial piston compressor according to the invention. It is preferably provided that the bearing 5 is joined to the eccentric shaft 11, 12.
Vorzugsweise ist auch das Blechpaket des Rotors 22 bereits mit der Exzenterwelle 11, 12 gefügt. Des Weiteren ist vorzugsweise das Lager 4 bereits auf der Exzenterwelle 11,12 gefügt. Preferably, the lamination stack of the rotor 22 is already joined to the eccentric shaft 11, 12. Furthermore, the bearing 4 is preferably already joined to the eccentric shaft 11, 12.
Der Lageraußenring 52 weist zu der Öffnung bzw. Lagersitz 51 im Zylindergehäuse eine Überdeckung auf, die insbesondere zur Ausbildung eines Presssitzes bzw. Längspressverbandes eingerichtet ist. The outer bearing ring 52 has an overlap with the opening or bearing seat 51 in the cylinder housing, which is designed in particular to form a press fit or longitudinal press fit.
Nachfolgend wird insbesondere auf Fig. 7 Bezug genommen. Es ist das Zylindergehäuse 16 mit darin ausgebildeten Zylinderöffnungen 131 dargestellt. Der Hochdruckkanal 6 kann beispielsweise aus verschiedenen Bauteilen des Verdichters ausgebildet sein. So ist beispielsweise ein Teilbereich 6‘ des Hochdruckkanals 6 im Zylindergehäuse 16 ausgebildet. Hier wird somit insbesondere die Hochdruckseite des Zylindergehäuses 16 gezeigt. Die in Figur 7 abgewandt dargestellte Seite des Zylindergehäuses 16 kann somit als Niederdruckseite angesehen werden. Particular reference is made below to Fig. 7. This figure shows the cylinder housing 16 with the cylinder openings 131 formed therein. The high-pressure channel 6 can, for example, be formed from various components of the compressor. For instance, a section 6' of the high-pressure channel 6 is formed within the cylinder housing 16. Thus, the high-pressure side of the cylinder housing 16 is shown here. The side of the cylinder housing 16 shown facing away from the cylinder housing in Fig. 7 can therefore be considered the low-pressure side.
Nachfolgend wird auf Fig. 8 Bezug genommen. Hier ist insbesondere eine Ausführungsform eines Zylindergehäuses 16 für einen erfindungsgemäßen Radialkolbenverdichter dargestellt. Reference is made below to Fig. 8. In particular, an embodiment of a cylinder housing 16 for a radial piston compressor according to the invention is shown here.
Die Werkzeugaufnahme WA1 liegt in Fügerichtung vor der Zylinderbohrung 131 und kann axial auftretende Fügekräfte aufnehmen bzw. auf das zugeordnete Werkzeug WZG übertragen. The tool holder WA1 is located in the joining direction in front of the cylinder bore 131 and can absorb axially occurring joining forces or transfer them to the associated tool WZG.
Hierbei weist das Zylindergehäuse 16 insbesondere Zylinderöffnungen 131 sowie den Lagersitz 51 zur Aufnahme des Lagers 5 auf. Das Lager 5, insbesondere der Außenring 52 des Lagers 5, weist Überdeckung zum Lagersitz 51 auf. Es ist ferner eine Werkzeugaufnahme WA1 zur Abstützung der Fügekräfte vorgesehen. Die Werkzeugaufnahme WA1 ist vorzugsweise auf der Niederdruckseite des Zylindergehäuses 16 vorgesehen. The cylinder housing 16 has, in particular, cylinder openings 131 and the bearing seat 51 for receiving the bearing 5. The bearing 5, in particular the outer ring 52 of the bearing 5, has an overlap with the bearing seat 51. A tool holder WA1 is also provided for supporting the joining forces. The tool holder WA1 is preferably provided on the low-pressure side of the cylinder housing 16.
Nachfolgend wird auf Fig. 9 und 10 Bezug genommen. Hier ist insbesondere eine weitere Ausführungsform eines Zylindergehäuses 16 für einen erfindungsgemäßen Radialkolbenverdichter dargestellt. Reference is made below to Figures 9 and 10. In particular, a further embodiment of a cylinder housing 16 for a radial piston compressor according to the invention is shown here.
Es ist ein Lager 3 und ein Lager 5 zu fügen. Das Zylindergehäuse 16 ist wie bei der ersten Ausführungsform mit einer ersten Werkzeugaufnahme WA1 ausgestattet. Die Werkzeugaufnahme WA1 ist vorzugsweise auf der Niederdruckseite des Zylindergehäuses 16 angeordnet. Zudem weist das Zylindergehäuse 16 eine weitere Werkzeugaufnahme, insbesondere zweite Werkzeugaufnahme WA2, auf der Hochdruckseite des Zylindergehäuses 16 auf, insbesondere zur Abstützung der Fügekräfte des Lagers 5. Letztendlich weist das Zylindergehäuse zwei Werkzeugaufnahmen WA1 und WA2 auf, die in einem axialen Abstand voneinander angeordnet sind bzw. auf verschiedenen Seiten der Exzenterscheibe 12 bzw. den Zylinderbohrungen 131 angeordnet sind. A bearing 3 and a bearing 5 are to be added. The cylinder housing 16 is equipped with a first tool holder WA1, as in the first embodiment. The tool holder WA1 is preferably arranged on the low-pressure side of the cylinder housing 16. Furthermore, it has The cylinder housing 16 has a further tool holder, in particular a second tool holder WA2, on the high-pressure side of the cylinder housing 16, in particular for supporting the joining forces of the bearing 5. Ultimately, the cylinder housing has two tool holders WA1 and WA2, which are arranged at an axial distance from each other or are arranged on different sides of the eccentric disc 12 or the cylinder bores 131.
Nachfolgend wird auf Fig. 11 und 12 Bezug genommen. Hier ist insbesondere jeweils eine Ausführungsform eines Zylindergehäuses 16 für einen erfindungsgemäßen Radialkolbenverdichter dargestellt, wobei bereits Kolben 132, Zylinderdeckel 15, Schwenksegmente 133 sowie Exzenterlager 121 montiert worden sind und wobei gemäß Fig. 11 ein Lager und gemäß Fig. 12 zwei Lager zur Lagerung der Exzenterwelle 11 in dem Zylindergehäuse 16 zu montieren sind. Reference is made below to Figures 11 and 12. In particular, each figure shows an embodiment of a cylinder housing 16 for a radial piston compressor according to the invention, wherein the piston 132, cylinder cover 15, pivot segments 133 and eccentric bearing 121 have already been mounted, and wherein, according to Figure 11, one bearing and, according to Figure 12, two bearings for supporting the eccentric shaft 11 are to be mounted in the cylinder housing 16.
Nachfolgend wird auf die Fig. 13 bis 13b Bezug genommen. Hier ist ein Beispiel für die Montage des Lagers 5 und der Exzenterwelle 11, 12 in dem Zylindergehäuse 16, insbesondere mit der Exzenterwelle 11, 12 mit montiertem Lager 5 und dem Zylindergehäuse 16 mit bereits montierten Zylinderdeckeln 15, Kolben 132 und Schwenksegmenten 133 sowie Exzenterlager 121. Reference is made below to Figures 13 to 13b. Here is an example of the assembly of the bearing 5 and the eccentric shaft 11, 12 in the cylinder housing 16, in particular with the eccentric shaft 11, 12 with the bearing 5 mounted and the cylinder housing 16 with the cylinder covers 15, piston 132 and pivot segments 133 already mounted, as well as the eccentric bearing 121.
Es versteht sich, dass hier nur einige ausgewählte Verfahrensschritte dargestellt sind, wie sie für das Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens hilfreich sind. Das Verfahren kann weitere, dem Fachmann bekannte, Schritte bzw. Zwischenschritte umfassen. It is understood that only a few selected process steps are presented here, as they are helpful for understanding the process according to the invention. The process may include further steps or intermediate steps known to those skilled in the art.
Das Verfahren umfasst insbesondere die Schritte: al) Einbringen eines ersten Werkzeugs WZG I in die mindestens eineThe procedure includes in particular the following steps: a) Inserting a first tool WZG I into at least one
Werkzeugaufnahme WA1 des Zylindergehäuses 16; a2) Aufbringen eines Lagers 5 auf die Exzenterwelle 11, 12 außerhalb desTool holder WA1 of the cylinder housing 16; a2) Applying a bearing 5 to the eccentric shaft 11, 12 outside the
Zylindergehäuses 16 und Positionieren des Lagers 5 vor den zugeordneten Lagersitz 51 in dem Zylindergehäuse 16; a3) Aufbringen einer Fügekraft Fl durch ein zweites Werkzeug WZG II auf das Lager 5 zum Einschieben in den Lagersitz 51 ; a4) Aufbringen einer der Fügekraft Fl entgegenwirkenden Gegenkraft F2 über das erste Werkzeug WZG I in die Werkzeugaufnahme WA1 ; cylinder housing 16 and positioning the bearing 5 in front of the associated bearing seat 51 in the cylinder housing 16; a3) applying a joining force Fl by a second tool WZG II to the bearing 5 for insertion into the bearing seat 51; a4) applying a counterforce F2 opposing the joining force Fl via the first tool WZG I into the tool holder WA1;
Einschieben des Lagers 5 in den zugeordneten Lagersitz 51. Das erste Werkzeug WZG I ist vorzugsweise an einem Maschinenbett (nicht dargestellt) geführt.Inserting the bearing 5 into the assigned bearing seat 51. The first tool WZG I is preferably guided on a machine bed (not shown).
Das Lager 5 und/oder die Baugruppe aus Exzenterwelle 11, 12 und Lager 5 wird vorzugsweise mit dem zweiten Werkzeug WZG II vor dem zugeordneten Lagersitz 51 positioniert. Die Baugruppe Exzenterwelle 11, 12 und Lager 5 wird vorzugsweise axial fluchtend mit dem Lagersitz 51 im Zylindergehäuse 16 positioniert. The bearing 5 and/or the assembly consisting of eccentric shaft 11, 12 and bearing 5 is preferably positioned in front of the associated bearing seat 51 using the second tool WZG II. The assembly consisting of eccentric shaft 11, 12 and bearing 5 is preferably positioned axially aligned with the bearing seat 51 in the cylinder housing 16.
Das zweite Werkzeug WZG II drückt die Exzenterwelle 11, 12 bzw. das Lager 5 am Lageraußenring 52 in den Lagersitz 51 im Zylindergehäuse 16. The second tool WZG II presses the eccentric shaft 11, 12 or the bearing 5 on the outer bearing ring 52 into the bearing seat 51 in the cylinder housing 16.
Die Fügekraft Fl (Kraftfluss K-V) wird auf kurzem Weg über das Zylindergehäuse 16 mittels des Werkzeugs WZG I abgefangen bzw. mittels Werkzeug WZG I in die Maschine bzw. das Maschinenbett (nicht dargestellt) oder dergleichen abgeleitet. Das Werkzeug WZG I übt eine Gegenkraft zur Fügekraft Fl aus. Der Kraftfluss K-V in das Werkzeug ist somit verbessert und in seiner Wirkung auf das Zylinderkopfgehäuse reduziert bzw. minimiert. The joining force Fl (force flow K-V) is absorbed via a short path through the cylinder housing 16 by means of the tool WZG I, or transferred by means of tool WZG I into the machine or the machine bed (not shown) or the like. The tool WZG I exerts a counterforce to the joining force Fl. The force flow K-V into the tool is thus improved and its effect on the cylinder head housing is reduced or minimized.
Das Lager 5 ist in seinen Lagersitz 51 im Zylindergehäuse gepresst. Das Werkzeug WZG I übt eine Gegenkraft F2 aus. Das Lager 5 wird gefügt. The bearing 5 is pressed into its bearing seat 51 in the cylinder housing. The tool WZG I exerts a counterforce F2. The bearing 5 is fitted.
Die Werkzeuge WZG II und WZG I werden nach Abschluss der Montage entfernt bzw. sind dann nicht mehr im Eingriff. The tools WZG II and WZG I are removed after completion of the assembly or are then no longer in use.
In den Fig. 14 bis 14d ist das Fügen zweier Lager, in diesem Falle des Lagers 5, sowie des Lagers 3 skizziert. Figures 14 to 14d show the joining of two bearings, in this case bearing 5 and bearing 3.
Die Abbildungen sollen verdeutlichen, dass mittels des beschriebenen Zusammenspiels von Werkzeug und Werkzeugaufnahme mehrere Lager gefügt werden können. Hinsichtlich der Fig. 14 bis 14b kann auf die oben gemachten Ausführungen bzgl. Fig. 13 bis 13b verwiesen werden. The illustrations are intended to demonstrate that multiple bearings can be joined using the described interaction of tool and tool holder. Regarding Figures 14 to 14b, reference can be made to the explanations given above concerning Figures 13 to 13b.
Zur Montage des weiteren Lagers 3 können folgende Schritte in Frage kommen. bl) Einbringen eines dritten Werkzeugs WZG III in eine weitere Werkzeugaufnahme WA2 des Zylindergehäuses 16; b2) Positionieren eines Lagers 3 vor den zugeordneten Lagersitz 31 in dem Zylindergehäuse 16; b3) Aufbringen einer Fügekraft F2 durch ein viertes Werkzeug WZG IV auf das Lager 3 zum Einschieben in den Lagersitz 31 ; b4) Aufbringen einer der Fügekraft F2 entgegenwirkenden Gegenkraft Fl über das dritte Werkzeug WZG III in die weitere Werkzeugaufnahme WA2; b5) Einschieben des Lagers 3 in den zugeordneten Lagersitz 31. The following steps may be used to mount the additional bearing 3: 1) Inserting a third tool WZG III into another tool holder WA2 of the cylinder housing 16; 2) Positioning a bearing 3 in front of the associated bearing seat 31 in the cylinder housing 16; b3) Applying a joining force F2 to the bearing 3 by a fourth tool WZG IV for insertion into the bearing seat 31; b4) Applying a counterforce Fl opposing the joining force F2 via the third tool WZG III into the further tool holder WA2; b5) Inserting the bearing 3 into the associated bearing seat 31.
Es ist ersichtlich, dass das Lager 3 mit einem Werkzeug WZG IV und einer Fügekraft F2 in den zugeordneten Lagersitz 31 bzw. Öffnung im Zylindergehäuse 16 gepresst wird. Das Werkzeug WZG III bildet dabei eine Gegenkraft Fl zur Fügekraft F2 aus. Das Lager 3 ist gefügt bzw. eine Endposition erreicht. Die diesbezügliche Montage kann hier enden bzw. die Werkzeuge können wieder entfernt werden. It is evident that the bearing 3 is pressed into the corresponding bearing seat 31 or opening in the cylinder housing 16 using tool WZG IV and a pressing force F2. Tool WZG III provides a counterforce Fl to the pressing force F2. The bearing 3 is now installed, or its final position has been reached. The assembly process can end here, and the tools can be removed.
Optional können folgende Montageschritte vorgesehen sein. The following assembly steps may be included as an option.
Das Werkzeug WZG II oder das Werkzeug WZG IV, welches die Lager 5 bzw. 3 einpressen, können auf definierten Abstand oder Block bzw. Anschlag mit dem Zylindergehäuse 16 geführt werden, insbesondere bis eine Lagerendposition erreicht wird. The tool WZG II or the tool WZG IV, which press in the bearings 5 or 3 respectively, can be guided to a defined distance or block or stop with the cylinder housing 16, in particular until a bearing end position is reached.
Die Werkzeuge WZG I bis IV oder ein können die Baugruppe(n) vor bzw. nach dem Fügen der Lager 3, 5 führen, um beispielsweise das Handling beim Einlegen bzw. Entnehmen der Baugruppe zu unterstützen. The tools WZG I to IV or one can guide the assembly(s) before or after joining the bearings 3, 5, for example to support handling when inserting or removing the assembly.
Nachfolgend wird auf die Fig. 15 bis 16b Bezug genommen. Reference is made below to Figures 15 to 16b.
Es kann ein fünftes Werkzeug WZG V vorgesehen sein, welches die radiale Führung des Zylindergehäuses 16 unterstützt. A fifth tool, WZG V, may be provided, which supports the radial guidance of the cylinder housing 16.
Das fünfte Werkzeug WZG V kann Teil des ersten Werkzeugs WZG I sein und insbesondere mit diesem zusammen verfahren werden. The fifth tool WZG V can be part of the first tool WZG I and can be used in conjunction with it.
Es kann ein sechstes Werkzeug WZG VI vorgesehen sein, welches die Führung der Baugruppen senkrecht bzw. ein Werkzeugnest unterstützt. Das Werkzeug WZG V und/oder das Werkzeug WZG VI kann die Baugruppe(n) vor bzw. nach dem Fügen der Lager 3, 5 führen, um beispielsweise das Handling beim Einlegen bzw. Entnehmen der Baugruppe zu unterstützen. A sixth tool, WZG VI, may be provided, which supports the vertical guidance of the assemblies or a tool nest. The tool WZG V and/or the tool WZG VI can guide the assembly(s) before or after the joining of the bearings 3, 5, for example to support handling when inserting or removing the assembly.
Das fünfte Werkzeug WZG V oder das sechste Werkzeug WZG VI kann Bestandteil des ersten Werkzeugs WZG I oder des dritten Werkzeugs WZG III sein oder mit diesem verfahren werden, hat während des Montageverfahrens jedoch keine Montage-Kräfte abzuleiten bzw. aufzunehmen, insbesondere keine Montage-Kräfte durch das Zylindergehäuse 16 und an der Zylinderöffnung 131 vorbei bzw. darüber. The fifth tool WZG V or the sixth tool WZG VI can be part of the first tool WZG I or the third tool WZG III or be moved with it, but during the assembly process it must not derive or absorb any assembly forces, in particular no assembly forces through the cylinder housing 16 and past or above the cylinder opening 131.
Es ist erkennbar, dass die Lager 3, 5 als Rollenlager ausgestaltet sind und jeweils einen Außenring 32 bzw. 52 umfassen. Vorzugsweise sind die Lager 3, 5 mittels des Außenrings in dem Lagersitz mittels Presssitz aufgenommen. Generell kann vorgesehen sein, dass die Werkzeuge WZG II und WZG IV stets nur am Außenring der Lager 3, 5 angreifen. It can be seen that bearings 3 and 5 are designed as roller bearings and each comprises an outer ring 32 or 52, respectively. Preferably, bearings 3 and 5 are press-fitted into the bearing seat by means of the outer ring. Generally, it can be provided that tools WZG II and WZG IV always engage only the outer ring of bearings 3 and 5.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass Kolben 132, Schwenksegment 133, Kolbenführungsring 14 sowie das Exzenterlager 121 vor dem hier beschriebenen Verfahren im Zylindergehäuse 16 montiert bzw. angeordnet worden sind (in Figuren gezeigt). It may also be provided that piston 132, pivot segment 133, piston guide ring 14 and eccentric bearing 121 have been mounted or arranged in the cylinder housing 16 prior to the procedure described here (shown in figures).
Zusammenfassend wird hier demnach ein Radialkolbenverdichter beschrieben, bei dem das Zylindergehäuse mit mindestens einer Werkzeugaufnahme WAI bzw. WA2 zur lösbaren Anbringung eines Werkzeuges zur Kraftübertragung ausgestattet ist. Über die Werkzeugaufnahme wird eine geeignete Anschlussstelle am Zylindergehäuse 16 geschaffen, an welche ein korrespondierendes Werkzeug WZG I bzw. WZG III andocken kann, um eine geeignete Fixierung des Zylindergehäuses 16 zu Montagezwecken der Lager 3 bzw. 5 bereitstellen zu können. In summary, this document describes a radial piston compressor in which the cylinder housing is equipped with at least one tool holder WAI or WA2 for the detachable attachment of a tool for force transmission. The tool holder provides a suitable connection point on the cylinder housing 16 to which a corresponding tool WZG I or WZG III can dock, thus enabling suitable fixation of the cylinder housing 16 for the assembly of the bearings 3 or 5.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Werkzeugaufnahme WAI, WA2 jeweils einem zu montierenden Lager 3 bzw. 5 zugeordnet ist, insbesondere dergestalt, dass eine vorteilhafte Position gewählt wird, die eine gute Handhabung bzw. Automatisierung während des Montageprozesses und/oder einen guten Kraftfluss gewährleistet. In principle, it can be provided that the tool holder WAI, WA2 is assigned to a bearing 3 or 5 to be mounted, in particular in such a way that an advantageous position is chosen which ensures good handling or automation during the assembly process and/or good force flow.
Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Werkzeugaufnahme WAI bzw. WA2 als Ringnut, Aussparung, Kante, Vorsprung oder als zu dem Werkzeug WZG I bzw. WZG III korrespondierendes „Negativ“ ausgestaltet ist. Die Werkzeugaufnahme WAI bzw. WA2 kann insbesondere umlaufend, durchgehend oder segmentiert bzw. unterbrochen ausgestaltet sein, wobei für die Ausgestaltung, Anordnung und Ausrichtung der Werkzeugaufnahme die Aufnahme bzw. Ableitung der Montagekräfte an das Werkzeug wesentlich bzw. bedeutend ist. It may preferably be provided that the tool holder WAI or WA2 is designed as an annular groove, recess, edge, projection, or as a "negative" corresponding to the tool WZG I or WZG III. The tool holder WAI or WA2 may, in particular, be designed to be circumferential, continuous, or segmented/interrupted, with the following configuration being specified: The arrangement and alignment of the tool holder is essential or significant for the absorption or transfer of the assembly forces to the tool.
Es kann grundsätzlich vorgesehen sein, dass Verfahrensschritte gleichzeitig beginnen bzw. vorgenommen werden. It is generally possible for procedural steps to begin or be carried out simultaneously.
Es kann grundsätzlich vorgesehen sein, dass vor der Montage des mindestens einen Lagers 3 bzw. 5 die Kolben 132, das Exzenterlager 121, der Kolbenführungsring 14 und/oder das Übertragungselement 133 und/ oder das Exzenterlager 121 montiert ist. It can generally be provided that the pistons 132, the eccentric bearing 121, the piston guide ring 14 and/or the transmission element 133 and/or the eccentric bearing 121 are mounted before the mounting of at least one bearing 3 or 5.
Es kann ferner grundsätzlich vorgesehen sein, dass während der Montage des mindestens einen Lagers mindestens ein Werkzeug zur radialen und/oder axialen Halterung des Zylindergehäuses mit dem Zylindergehäuse in Kontakt gebracht wird. Furthermore, it may be generally stipulated that during the assembly of at least one bearing, at least one tool for radial and/or axial support of the cylinder housing is brought into contact with the cylinder housing. ...
Claims
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LULU103355 | 2024-08-14 | ||
| DE102024123212.9 | 2024-08-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2026037660A1 true WO2026037660A1 (en) | 2026-02-19 |
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