Druckluf tber ei tstel lungs system

Beschreibung

Die Erfindung betri f ft einen Druckluf tkompressor und ein Druckluftbereitstellungssystem, insbesondere zum Bereitstellen von Luft für Rei fen eines Kraftfahrzeugs . Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckluf tkompressor mit einem Kurbelsystem mit einseitiger Abstützung . Das bedeutet , das Kurbelsystem ist nur auf einer Seite gelagert .

Aus dem Stand der Technik sind Druckluf tkompressoren Druckluftbereitstellungssysteme bekannt . Beispielsweise sind Druckluftbereitstellungssysteme bekannt , die über einen Dicht flüssigkeitsbehälter mit einem abzudichtenden Luftrei fen verbindbar sind . Der Dicht flüssigkeitsbehälter wird beispielsweise mit einer Lufteinlassöf fnung an einen Kompressor des Druckluftbereitstellungssystems angeschlossen und mit einer Auslassöf fnung, über die ein Luft- /Dicht f lüssigkeitsgemisch austreten kann, mit dem Rei fen verbunden . Beim Betrieb des Kompressors tritt im an den Rei fen angeschlossenen Zustand Dichtmittel in den Rei fen ein, das eine Öf fnung in dem Rei fen verschließen kann und so eine Weiterfahrt nach einer Rei fenpanne erlaubt , ohne dass ein Ersatzrei fen montiert werden muss . Insbesondere kann durch solche Druckluftbereitstellungssysteme auf die Mitführung von Ersatzrädern verzichtet werden, wodurch das Platzangebot z . B . in einem Kof ferraum eines Kraftfahrzeugs verbessert wird .

Der Kompressor, insbesondere ein Verdichter des Kompressors , wird beispielsweise mit einem Elektromotor angetrieben, wobei der Verdichter einen in einem Zylinder geführten Kolben aufweist , der über ein Getriebe mit dem Elektromotor gekoppelt ist , um den Kolben in seiner Hubbewegung zur Verdichtung der Luft anzutreiben .

Dabei ist im Stand der Technik bei einseitig gelagerten Kurbeltypen bekannt , dass die Pleuelstange , wenn sich der Kolben im unteren oder im oberen Totpunkt der Hubbewegung befindet , entlang der Zylinderachse verläuft beziehungsweise , dass die Zylinderachse durch die Pleuelstange verläuft . Ein zentrales Lager einer Kurbel , die die Pleuelstange bewegt , ist versetzt zu dieser Zylinderachse angeordnet . Die Zylinderachse verläuft also nicht durch die zentrale Lagerung der Kurbelwelle . Die Zylinderachse und die zentrale Lagerung der Kurbelwelle sind also nicht koaxial angeordnet . Dadurch wirkt ein Biegemoment auf die Kurbelwelle . Dies kann zu einer ungünstigen Kopplung zwischen den Zähnen im Getriebe , der Kurbel und ihrer zentralen Welle sowie zwi schen der Kurbel und der Pleuelstange führen und einen schnelleren Verschleiß des Getriebes und der Lager verursachen . Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es , eine gegenüber dem Stand verbesserte Lösung zum Anordnen von Elemente bei Druckluf tkompressoren und Druckluftbereitstellungssystemen bereitzustellen . Insbesondere sollen Biegemomente auf die Kurbel und andere Elemente der Druckluf tkompressoren vermieden werden .

Diese Aufgabe wird durch einen Druckluf tkompressor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Dabei ist vorgesehen, dass eine Zylinderachse sowohl durch die zentrische Lagerung der Kurbel als auch durch die exzentrische Lagerung der Kurbel mit der Pleuelstange verläuft , wenn sich ein Kolbenhub des Kolbens im unteren oder oberen Totpunkt befindet .

Beim Kompressionshub übt das Gas eine Kraft Eg auf den Kolben aus . Die Kraft Eg wird auf die Kurbel , insbesondere auf Lager der Kurbel übertragen . Dadurch tritt an der Kurbel eine Reaktionskraft RFg auf . Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Kurbel , insbesondere die zentrische Lagerung der Kurbel und die exzentrische Lagerung der Kurbel mit der Pleuelstange , in Bezug auf die Zylinderachse wirkt sowohl die Kraft Eg als auch die Reaktionskraft RFg entlang der Zylinderachse . Daher wirkt kein Biegemoment an der Kurbel .

Gemäß einer Aus führungs form kann vorgesehen sein, dass ein Zahnrad in die Kurbel integriert ist . In diesem Fall gelten die gleichen Vorteile , nämlich kein einwirkendes Biegemoment , auch für das Zahnrad .

Erfindungsgemäß verläuft die Zylinderachse also durch die exzentrische Lagerung der Kurbel mit der Pleuelstange wenn sich ein Kolbenhub des Kolbens im unteren oder oberen Totpunkt befindet . Mit anderen Worten kann dies auch verallgemeinert dadurch beschrieben werden, dass die exzentrische Lagerung der Kurbel mit der Pleuelstange in einer Ebene senkrecht zu einer Rotationsachse der Kurbel angeordnet ist , wobei die Ebene die Zylinderachse umfasst .

In dieser Ebene ist ebenfalls die zentrische Lagerung der Kurbel angeordnet .

Von dem Merkmal , dass die Zylinderachse sowohl durch die zentrische Lagerung der Kurbel als auch durch die exzentrische Lagerung der Kurbel mit der Pleuelstange verläuft , ist umfasst , dass die Zylinderachse derart durch die Lagerungen verläuft , dass die Zylinderachse innerhalb einer Breite der j eweiligen Lagerung verläuft .

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann es sich als vorteilhaft erweisen, dass die Zylinderachse durch eine Symmetrieachse der zentrische Lagerung der Kurbel verläuft .

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann es sich als vorteilhaft erweisen, dass die Zylinderachse durch eine Symmetrieachse der exzentrischen Lagerung der Kurbel mit der Pleuelstange verläuft , wenn sich ein Kolbenhub des Kolbens im unteren oder oberen Totpunkt befindet . Mit anderen Worten kann dies auch verallgemeinert dadurch beschrieben werden, dass eine Symmetrieachse der exzentrischen Lagerung der Kurbel mit der Pleuelstange in einer Ebene senkrecht zu einer Rotationsachse der Kurbel , wobei die Ebene die Zylinderachse umfasst , verläuft beziehungsweise von dieser Ebene umfasst ist . Die Symmetrieachse der zentrische Lagerung der Kurbel verläuft vorteilhafterweise ebenfalls in dieser Ebene , beziehungsweise ist von dieser Ebene umfasst .

Die zentrische Lagerung und/oder die exzentrische Lagerung umfasst beispielsweise ein Kugellager .

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens erweist es sich als vorteilhaft , dass die Zylinderachse durch ein Getriebezahnrad des Getriebes , insbesondere durch eine Symmetrieachse des Getriebezahnrads des Getriebes , über das Kurbel mit dem Antrieb gekoppelt ist , verläuft .

Gemäß einer Aus führungs form ist vorgesehen, dass die Pleuelstange abgewinkelt und/oder gebogen ist . Gemäß dieser Aus führungs form wirkt das Biegemoment an der Pleuelstange . Dadurch kann verhindert werden, dass das Biegemoment an Lager und Getriebe wirkt und eine damit zusammenhängende Abnutzung verhindern .

Gemäß einer Aus führungs form verläuft die Zylinderachse zumindest teilweise außerhalb der Pleuelstange .

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens erweist es sich als vorteilhaft , dass die Kurbel wenigstens ein Auswuchtgewicht umfasst , und das Auswuchtgewicht in einer Ebene senkrecht zu einer Rotationsachse der Kurbel , wobei die Ebene die Zylinderachse umfasst , angeordnet ist .

Weitere Aus führungs formen betref fen eine Kurbel für einen Druckluf tkompressor gemäß den beschriebenen Aus führungs formen . Die Kurbel umfasst eine Aufnahme für eine zentrische Lagerung und eine Aufnahme für eine exzentrische Lagerung einer Pleuelstange . Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahme für die zentrische Lagerung und die Aufnahme für die exzentrische Lagerung mit der Pleuelstange in einer Ebene senkrecht zu einer Rotationsachse der Kurbel angeordnet sind .

In einer Aus führungs form umfasst die Kurbel ein integriertes Zahnrad .

Weitere Aus führungs formen betref fen eine Rei f enabdicht- und/oder Rei fenaufpumpvorrichtung, umfassend einen Druckluf tkompressor gemäß den beschriebenen Aus führungs formen und/oder einen Druckluf tkompressor mit einer Kurbel gemäß den beschriebenen Aus führungs formen .

Diese und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung und den Ansprüchen .

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand einer Zeichnung näher erläutert . Dabei zeigen :

Fig . 1 eine schematische Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannte Verdichtereinheit eines Druckluf t kompresser s ;

Fig . 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verdichtereinheit eines Druckluf t kompresser s ;

Fig . 3 eine Detailansicht der Darstellung aus Fig . 2 , und Fig . 4 eine schematische Darstellung eines Druckluftbereitstellungssystems mit einem Dicht flüssigkeitsbehälter und einem Rei fen .

Figur 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Verdichtereinheit 2 eines Druckluf tkompressors mit einem einseitig gelagerten Kurbeltyp .

Die Verdichtereinheit 2 umfasst ein Zylindergehäuse 4 mit einem darin angeordnet Kolben 6 . Der Kolben 6 ist über eine Pleuelstange 8 mit einem Getriebezahnrad 10 gekoppelt . Das Getriebezahnrad 10 ist mit einer zentralen Welle der Kurbel 12 gekoppelt .

Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Verdichtereinheit 20 eines Druckluf tkompressors . Die Verdichtereinheit 20 umfasst eine von einem Zylindergehäuse 22 umschlossene Zylinderkammer 24 . Weiter ist ein Auslassventil 18 gemäß der dargestellten

Aus führungs form an der Zylinderkammer 24 angeordnet . Über das Auslassventil gelangt Druckluft aus der Zylinderkammer 24 . In der Zylinderkammer 24 ist ein Kolben 26 angeordnet . Der Kolben 26 ist über eine exzentrische Lagerung 42 einer Pleuelstange 28 mit einer Kurbel 30 gekoppelt .

Bei dem Druckluf tkompressor handelt es sich um ein Kurbelsystem mit einseitiger Abstützung . Das bedeutet , das Kurbelsystem ist nur auf einer Seite gelagert .

Die Kurbel 30 ist über ein Getriebe 48 mit einem nicht vollständig dargestellten Elektromotor 50 gekoppelt , um den Kolben 30 in seiner Hubbewegung zur Verdichtung der Luft anzutreiben .

Weiter umfasst die Kurbel 30 eine zentrische Lagerung 36 . Über die zentrische Lagerung 36 ist die Kurbel an einem Fixierschaft 32 drehbar gelagert .

Eine Zylinderachse ist mit dem Bezugs zeichen 34 gekennzeichnet . Das Kurbel 30 ist derart angeordnet , dass die Zylinderachse 34 durch die Kurbel 30 verläuft . Dabei verläuft die Zylinderachse 34 sowohl durch die zentrische Lagerung 36 der Kurbel als auch durch die exzentrische Lagerung 38 der Kurbel 30 mit der Pleuelstange 28 , wenn sich ein Kolbenhub des Kolbens 26 im unteren oder oberen Totpunkt befindet . Gemäß der dargestellten Aus führungs form befindet sich der Kolbenhub des Kolbens 26 im unteren Totpunkt .

Beim Kompressionshub wird eine Kraft Eg auf den Kolben 26 ausgeübt . Diese Kraft Eg wird über die Pleuelstange 28 auf die Kurbel 30 übertragen . An der Kurbel 30 tritt eine Reaktionskraft RFg auf . Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Kurbel 30 , insbesondere die zentrische Lagerung 36 der Kurbel 30 und die exzentrische Lagerung 38 der Kurbel 30 mit der Pleuelstange 28 , in Bezug auf die Zylinderachse 34 wirkt sowohl die Kraft Eg als auch die Reaktionskraft RFg entlang der Zylinderachse 34 . Daher wirkt kein Biegemoment an der Kurbel 30 .

Gemäß den Figuren 2 und 3 umfasst die Kurbel 30 ein integriertes Zahnrad . In diesem Fall gelten die gleichen Vorteile , nämlich kein wirkendes Biegemoment , auch für das Zahnrad . Zum Vergleich wird an dieser Stelle auf die Figur 1 verwiesen, die die aus dem Stand der Technik bekannte Verdichtereinheit 2 zeigt . In Figur 1 ist ersichtlich, dass das Getriebezahnrad 10 , insbesondere eine Lagerung über die das Getriebezahnrad 10 gegenüber der zentralen Welle der Kurbel 12 gelagert ist , versetzt zur Zylinderachse angeordnet ist . Dadurch wirkt das Biegemoment M = Fg x e auf das Getriebezahnrad 10 .

Zurück zu Figur 2 , gemäß der dargestellten Aus führungs form ist die zentrische Lagerung 36 der Kurbel 30 derart angeordnet ist , dass die Zylinderachse 34 durch die zentrische Lagerung 36 der Kurbel 30 verläuft .

Weiter ist gemäß der dargestellten Aus führungs form vorgesehen, dass die exzentrische Lagerung 38 der Kurbel 30 mit der Pleuelstange 28 derart angeordnet ist , dass die Zylinderachse 34 durch die exzentrische Lagerung 38 der Kurbel 30 mit der Pleuelstange 28 verläuft , wenn sich ein Kolbenhub des Kolbens 26 im unteren oder oberen Totpunkt befindet .

Mit anderen Worten kann dies auch verallgemeinert dadurch beschrieben werden, dass die exzentrische Lagerung 38 der Kurbel 30 mit der Pleuelstange 28 in einer Ebene senkrecht zu einer Rotationsachse 52 der Kurbel 30 angeordnet ist , wobei die Ebene die Zylinderachse 34 umfasst .

In dieser Ebene ist ebenfalls die zentrische Lagerung 36 der Kurbel 30 angeordnet .

An der Kurbel 30 ist ein erstes Lager 40 , insbesondere ein

Kugellager, für zentrische Lagerung 36 der Kurbel 30 und zweites Lager 42 , insbesondere ein Kugellager, für exzentrische Lagerung 42 der Kurbel 30 mit der Pleuelstange 28 vorgesehen .

Von dem Merkmal , dass die Zylinderachse 34 sowohl durch die zentrische Lagerung 36 der Kurbel 30 als auch durch die exzentrische Lagerung 38 der Kurbel 30 mit der Pleuelstange 28 verläuft , ist umfasst , dass die Zylinderachse 34 derart durch die Lager 40 , 42 verläuft , dass die Zylinderachse 34 innerhalb einer j eweiligen Breite B-40 und B-42 des j eweiligen Lagers 40 , 42 verläuft , vgl . Fig . 3 .

Gemäß der dargestellten Aus führungs form ist auch vorgesehen, dass die Zylinderachse 34 durch eine Symmetrieachse 54 der zentrischen Lagerung 36 , insbesondere durch eine Symmetrieachse 54 des Lagers 40 , verläuft , vgl . Fig . 3 .

Gemäß der dargestellten Aus führungs form ist auch vorgesehen, dass die Zylinderachse 34 durch eine Symmetrieachse 56 der exzentrischen Lagerung 38 , insbesondere durch eine Symmetrieachse 56 des Lagers 42 verläuft , wenn sich der Kolbenhub des Kolbens im unteren oder oberen Totpunkt befindet . Mit anderen Worten kann dies auch verallgemeinert dadurch beschrieben werden, dass die Symmetrieachse 56 des Lagers 42 in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse 52 der Kurbel 30 , wobei die Ebene die Zylinderachse 34 umfasst , verläuft , beziehungsweise von dieser Ebene umfasst ist .

Die Symmetrieachse 54 des Lagers 40 verläuft ebenfalls in dieser Ebene , beziehungsweise ist von dieser Ebene umfasst . Wenn sich der Kolben 26 im unteren oder im oberen Totpunkt der Hubbewegung befindet sind gemäß der dargestellten

Aus führungs form sowohl das das Lager 40 als auch das Lager 42 , 42 , und damit die zentrische Kopplung 36 und die exzentrische Kopplung 38 entlang der Zylinderachse 34 übereinander angeordnet , vgl . Figuren 2 und 3 .

Gemäß der dargestellten Aus führungs form umfasst das Getriebe 48 , mit dem die Kurbel 30 mit dem Elektromotor 50 gekoppelt ist , ein Getriebezahnrad 58 und eine Antriebswelle 70 .

Gemäß der dargestellten Aus führungs form ist das Getriebezahnrad 58 derart angeordnet , dass die Zylinderachse 34 durch das Getriebezahnrad 58 , insbesondere durch eine Symmetrieachse 72 des Getriebezahnrads 58 verläuft .

Gemäß der dargestellten Aus führungs form ist weiter ersichtlich, dass die Pleuelstange 28 abgewinkelt und/oder gebogen ist . Darunter wird eine Biegung oder eine Abwinklung gemäß der in Figur 2 dargestellten Schnittansicht verstanden . Beispielsweise umfasst die Pleuelstange 28 einen gegenüber der Pleuelstange 28 vorspringenden Kopplungsteil 44 , wobei der vorspringende Kopplungsteil 44 der Pleuelstange 28 mit einer entsprechenden Aufnahme bei der Kurbel 30 die exzentrische Kopplung 42 bildet . Der vorspringende Kopplungsteil 44 bildet beispielsweise eine Abwinklung .

Weiter ist die Pleuelstange 28 leicht gebogen, nämlich ausgehend von dem vorspringenden Kopplungsteil 44 in Richtung des Kolbens 26 von der Zylinderachse 34 weggebogen, ausgebildet . Gemäß der dargestellten Aus führungs form umfasst die Kurbel 30 wenigstens ein Auswuchtgewicht 46 . Das Auswuchtgewicht 46 ist gemäß der dargestellten Aus führungs form in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse 52 der Kurbel 30 , wobei die Ebene die Zylinderachse 34 umfasst , angeordnet .

Schließlich zeigt Figur 4 eine schematische Darstellung eines Druckluftbereitstellungssystems 60 , das über einen

Dicht flüssigkeitsbehälter 62 mit einem abzudichtenden bzw . auf zupumpenden Luftrei fen 64 verbunden ist . Der Dicht flüssigkeitsbehälter 62 ist gemäß der Darstellung unmittelbar mit dem Druckluftbereitstellungssystem 60 gekoppelt . Alternativ kann der Dicht flüssigkeitsbehälter 62 auch über ein weiteres nicht dargestelltes Verbindungselement mit dem Druckluftbereitstellungssystem 60 verbunden werden kann . Bei Systemen gemäß der dargestellten Aus führungs form wird Druckluft zum Eintrag von Dicht flüssigkeit sowie zusätzliche Druckluft zu Verteilung der Dicht flüssigkeit in dem Luftrei fen durch das Druckluftbereitstellungssystem 60 bereitgestellt , wobei die Druckluft durch den Dicht flüssigkeitsbehälter 62 hindurchgeleitet wird .

Der Dicht flüssigkeitsbehälter 62 wird beispielsweise mit einer Lufteinlassöf fnung an einen Kompressor des Druckluftbereitstellungssystems 60 angeschlossen und mit einer Auslassöf fnung, über die ein Luf t-/Dicht f lüssigkeitsgemisches austreten kann, mit dem Rei fen verbunden . Der Kompressor, insbesondere ein Verdichter des Kompressors , wird beispielsweise mit einem Elektromotor angetrieben . Der Kompressor des Druckluftbereitstellungssystems 60 umfasst vorteilhafterweise eine Verdichtereinheit 20 gemäß der in Zusammenhang mit Figur 2 beschriebenen Aus führungs form . Alternativ kann das Druckluftbereitstellungssystem 60 auch direkt mit dem aufzupumpenden Luftreifen 64 verbunden werden.