Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Baugruppe für einen Radialkolbenverdichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie einen Radialkolbenverdichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Eine Kolben-Zylinder-Baugruppe für einen Radialkolbenverdichter ist bereits aus der zum Zeitpunkt dieser Anmeldung unveröffentlichten Druckschrift DE 10 2020 211 680 Al bekannt geworden.

Wenngleich hier eine brauchbare Kolben-Zylinder-Baugruppe für einen Radialkolbenverdichter beschrieben ist, so besteht dennoch Verbesserungsbedarf. Es hat sich gezeigt, dass es durch Bewegung der Antriebswelle, insbesondere Axialbewegung, Biegung, Rotation, zu Relativbewegung zwischen den Bauteilen kommt, mit der Folge von möglichen negativen akustischen Auffälligkeiten und Verschleiß. Die Biegung der Exzenterwelle kann ein axiales Wandern des in der Regel als Wälzlager ausgestalteten Exzenterlagers und des Schwenksegmentes hervorrufen.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe, eine verbesserte Kolben- Zylinder-Baugruppe vorzuschlagen, insbesondere eine Kolben-Zylinder-Baugruppe vorzuschlagen, welche dazu geeignet ist, negative akustische Auffälligkeiten und/oder Verschleiß zu minimieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kolben-Zylinder-Baugruppe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die Kolben-Zylinder- Baugruppe mit zwei Axialschultern ausgestattet ist, die dazu eingerichtet sind die Axialposition des Übertragungselementes und/oder des Wälzlagers durch den Kolben vorzugeben, können akustische Auffälligkeiten und/oder Verschleiß minimiert werden, da die axiale Bewegbarkeit des Übertragungselementes und/oder des Wälzlagers eingeschränkt wird.

Mit anderen Worten, wird die axiale Positionierung insbesondere des Übertragungselementes durch mehrere Merkmale am Kolben realisiert, wobei Bauteile beidseitig auf die Kolbenaußenfläche wirken. Die Axialposition von Übertragungselement und Wälzlager, insbesondere Nadellager, wird durch den Kolben definiert und ist unabhängig von der Antriebswelle, wodurch vorzugsweise keine Relativbewegung bzw. Kontakt zwischen Antriebswelle und den übrigen Bauteilen besteht. Insbesondere eine Axialschulter zur axialen Führung des Wälzlagers und/oder des Übertragungselementes, vorzugsweise mit geringer Relativgeschwindigkeit zwischen der Axialschulter und den zu führenden/geführten Bauteilen, insbesondere Wälzlager und/oder Übertragungselement, führt vorzugsweise zu weniger Reibung und/oder weniger Geräuschentwicklung. Es ist demnach vorgesehen, dass die Kolben-Zylinder- Baugruppe wahlweise mit einem als Wälzlager ausgestalteten Exzenterlager und/oder einem Übertragungselement ausgestattet sein kann. Entsprechend können die Axialschultern die Axialposition des Übertragungselementes und/oder des Wälzlagers durch den Kolben sicherstellen.

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.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Abschnitt des Kolbens, vorzugsweise der Kolbenfuß, zwischen den Axialschultern angeordnet ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Axialschultern an dem Wälzlager, insbesondere an dem Außenring des Wälzlagers, fixiert sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Axialschultern an dem Übertragungselement fixiert sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Stift zu Fixierung der Axialschultern vorgesehen ist, der durch das Übertragungselement hindurchgeführt ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Axialschultern einen Abstand zueinander aufweisen, der größer ist, insbesondere geringfügig größer ist, als die axiale Länge des Übertragungselementes, die axiale Erstreckung des Kolbenfußes, der Abstand der Kontaktflächen zueinander und/oder die axiale Erstreckung des Außenringes. Es ergibt sich vorzugsweise ein geringfügiger Spalt zwischen den Axialschultern und den vorgenannten Komponenten, welcher ein Spiel zur Reibungsreduzierung darstellen kann. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die es sich bei der Fixierung um eine kraft- und/oder formschlüssige Fixierung handelt.

Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde einen verbesserten Radialkolbenverdichter vorzuschlagen, insbesondere einen Radialkolbenverdichter vorzuschlagen, der sich durch einen geringeren Verschleiß und/oder geringere negative akustische Auffälligkeiten auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Radialkolbenverdichter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Dadurch, dass der Radialkolbenverdichter mit mindestens einer Kolben-Zylinder-Baugruppe ausgestattet ist bzw. der Radialkolbenverdichter ausschließlich mit erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Baugruppen ausgestattet ist, macht die Vorteile der Kolben-Zylinder-Baugruppe für den Radialkolbenverdichter nutzbar. Es handelt sich demnach um einen Radialkolbenverdichter, der sich durch einen geringen Verschleiß und wenig bis gar keine negativen akustischen Auffälligkeiten auszeichnet.

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.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Axialschulter der jeweiligen Kolben-Zylinder-Baugruppe als Teil einer ringförmigen Axialschultereinrichtung ausgestaltet ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigsten zwei Kolben Führungsflächen zum Führen der Axialschultereinrichtung bzw. Kontaktflächen für einen Kontakt der Axialschultereinrichtung, und damit ein axiales Führen der Axialschultereinrichtung, aufweisen. Je nach Zylinderanzahl können die derart ausgestalteten Kolben symmetrisch über Umfang verteilt sein. Vorteilhaft sind zwei oder mehr derart ausgestalteten Kolben vorgesehen. Hierdurch kann ein Verklemmen verhindert werden. Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder- Baugruppe im radialen Halbschnitt;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder- Baugruppe im radialen Halbschnitt;

Fig. 3 einen Radialkolbenverdichter mit Kolben-Zylinder-Baugruppen;

Fig. 4 eine teilweise Explosionsdarstellung eines Radialkolbenverdichters mit Kolben- Zylinder-Baugruppen;

Fig. 5 einen erfindungsgemäßen Radialkolbenverdichter in einer seitlichen Schnittdarstellung;

Fig. 6 eine schematische Darstellung von Axialschultern an der Kolben-Zylinder- Baugruppe;

Fig. 7 ein Detail einer Kolben-Zylinder-Baugruppe mit Axialschultern;

Fig. 8 ein Detail einer Kolben-Zylinder-Baugruppe mit Axialschultern;

Fig. 9 eine schematische Darstellung von Axialschultern an der Kolben-Zylinder- Baugruppe;

Fig. 10 eine schematische Darstellung von Axialschultern an der Kolben-Zylinder- Baugruppe;

Fig. 11 eine schematische Darstellung von Axialschultern an der Kolben-Zylinder- Baugruppe; Fig. 12 eine schematische Darstellung von Axialschultern an der Kolben-Zylinder- Baugruppe;

Fig. 13 eine schematische Darstellung von Axialschultern an der Kolben-Zylinder- Baugruppe;

Fig. 14 ein Detail einer Kolben-Zylinder-Baugruppe mit Axialschultern;

Fig. 15 schematisch Darstellung von Axialschultern an der Kolben-Zylinder-Baugruppe.

Folgende Bezugszeichen werden in den Abbildungen verwendet.

A Axialschultereinrichtung

AS Abstand der Axialschultern

L axiale Länge Übertragungselement

1 Kolben

2 Zylinderbohrung

3 Mittellinie der Zylinderbohrung

4 Antriebswelle

5 Rotationsachse der Antriebswelle

6 Exzenter

7 Mittelpunkt des Exzenters

8 Übertragungselement

9 erste Stützfläche des Übertragungselements

10 Zylinderfläche

11 erste Wirkfläche des Kolbens

12 zweite Stützfläche des Übertragungselements

13 Kolbenführungsring

14 Innenmantelfläche des Kolbenführungsrings

15 zweite Wirkfläche des Kolbens

16 erster Stützflächenradius

17 Radius der Zylinderfläche

19 zweiter Stützflächenradius 20 zweiter Wirkflächenradius

21 Mittelpunkt

22 erster Wirkflächenradius

23 Radius der Innenmantelfläche des Kolbenführungsrings

24 Außenmantelfläche

25 Außenring

26 Wälzlager, insbesondere Nadellager

27 Zylinderblock

28 Wälzkörper

29 Käfig

100(a) Axialschulter

101 Kolbenfuß

102 Stift

103 Antrieb, insbesondere Elektromotor

104(a) Kontaktbereich am Kolbenfuß

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.

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. Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Die Fig. 1 bis 4 zeigen grundsätzliche Details von Kolben-Zylinder-Baugruppen bzw. eines Radialkolbenverdichters. In den Fig. 5 bis 10 werden dann die Details der hier vorgeschlagenen Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Kolben-Zylinder-Baugruppe im radialen Halbschnitt. Die Kolben-Zylinder-Baugruppe umfasst eine in Fig. 1 nicht näher dargestellte Antriebswelle 4. In Fig. 1 ist lediglich die Rotationsachse 5 der Antriebswelle 4 kenntlich gemacht. In Umfangsrichtung um die Antriebswelle 4 verteilt sind Kolben 1 angeordnet. Die Mittellinien 3 der in Fig.l aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellten Zylinderbohrungen 2 schneiden sich in der Rotationsachse 5 der Antriebswelle 4. Der zylindrische Exzenter 6 ist als integraler Bestandteil der Antriebswelle 4 oder als drehfest mit der Antriebswelle 4 verbundenes Bauteil ausgebildet. Der Mittelpunkt 7 des Exzenters 6 ist zur Erzeugung der Exzentrizität um einen Abstand versetzt zu der Rotationsachse 5 der Antriebswelle 4 angeordnet. Der Exzenter 6 weist als Mantelfläche eine Zylinderfläche 10 mit einem Radius 17 auf.

Die Kolben-Zylinder-Baugruppe umfasst weiter einen zylindrischen Kolbenführungsring 13, der eine Innenmantelfläche 14 aufweist.

Zwischen dem Exzenter 6 und dem Kolben 1 einer Kolben-Zylinder-Baugruppe ist ein Übertragungselement 8 angeordnet. Mit dem Übertragungselement 8 wird der Hub des Exzenters 6 auf den Kolben 1 übertragen, damit dieser die Verdichtungsbewegung in Richtung oberer Totpunkt OT ausführt. Die Übertragungselemente 8 stützen sich in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel über eine erste Stützfläche 9 unmittelbar auf der Zylinderfläche 10 des Exzenters 6 ab. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Stützfläche 9 als konkav gewölbte Zylindermantelabschnittsfläche mit einem ersten Stützflächenradius 16 ausgebildet. Der erste Stützflächenradius 16 entspricht dabei dem Radius 17 der Zylinderfläche 10. Die erste Stützfläche 9 und die Zylinderfläche 10 sind somit komplementär zueinander ausgebildet. Grundsätzlich könnte die erste Stützfläche 9 auch eine von der Kreisringform abweichende konkave Form haben.

Das Übertragungselement 8 weist eine konvex geformte zweite Stützfläche 12 auf. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zweite Stützfläche 12 als Zylindermantelabschnittsfläche mit einem zweiten Stützflächenradius 19 ausgebildet. Grundsätzlich könnte die zweite Stützfläche 12 anstelle einer Zylindermantelabschnittsform auch eine von der Zylinderform abweichende konvexe Form aufweisen. Auf der zweiten Stützfläche 12 des Übertragungselements 8 stützt sich der Kolben 1 über eine an dem Kolben 1 ausgebildete erste Wirkfläche 11 ab. Die erste Wirkfläche 11 des Kolbens 1 ist konkav geformt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Wirkfläche 11 des Kolbens 1 als konkave Zylindermantelabschnittsfläche mit einem ersten Wirkflächenradius 22 ausgebildet, der dem zweiten Stützflächenradius 19 entspricht. Die erste Wirkfläche 11 des Kolbens 1 und die zweite Stützfläche 12 des Übertragungselements 8 sind somit zueinander komplementär ausgebildet. Grundsätzlich könnte die erste Wirkfläche 11 des Kolbens 1 auch eine von der Zylinderform abweichende konkave Form aufweisen.

An dem Kolben 1 ist eine konvex geformte zweite Wirkfläche 15 ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zweite Wirkfläche 15 des Kolbens 1 eine Zylindermantelabschnittsfläche mit einem zweiten Wirkflächenradius 20. Über die zweite Wirkfläche 15 steht der Kolben in formschlüssigem Eingriff mit der Innenmantelfläche 14 des Kolbenführungsrings 13. Der Formschluss ist wirksam in Richtung der Mittellinie 3 der Zylinderbohrung 2. Durch den Kolbenführungsring 13 wird die Rückstellbewegung auf die zweite Wirkfläche 15 des Kolbens 1 übertragen, d.h. die Bewegung, mit der der Kolben 1 aus dem oberen Totpunkt OT in den unteren Totpunkt UT der Kolbenbewegung bewegt wird.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen der zweite Stützflächenradius 19 des Übertragungselements 8 und der zweite Wirkflächenradius 22 des Kolbens 1 denselben Mittelpunkt 21 auf. Der Mittelpunkt 21 entspricht dabei demjenigen Punkt, in dem die Mittellinie 3 der Zylinderbohrung 2 die Zylinderfläche 10 des Exzenters 6 durchstößt. Durch diese konstruktive Maßnahme wird erreicht, dass die Summe aus dem Radius 17 der Zylinderfläche 10 und dem zweiten Wirkflächenradius 22 des Kolbens 1 dem Radius 23 der Innenmantelfläche 14 des Kolbenführungsrings 13 entspricht. Dadurch wird erreicht, dass der Kolbenführungsring 13 mit seiner Innenmantelfläche 14 niemals, d.h. in keiner Winkelstellung des Exzenters 6 bzw. der Antriebswelle 4, den Kontakt zur zweiten Wirkfläche 15 des Kolbens 1 verliert. Der Kolbenführungsring 13 steht auf diese Weise immer in Kontakt (ohne Kontaktverlust) zum jeweiligen Kolben 1. Damit werden zusätzliche Kontaktwechsel und gleitende Verschiebebewegungen zwischen Kolbenführungsring 13 und Kolben 1 vermieden, was dynamische Vorteile hinsichtlich der Kinematik des Bewegungsablaufs und verschleißtechnische Vorteile hat. Auch akustische Vorteile werden dadurch erreicht, weil keine Klappergeräusche oder sonstigen störenden Geräusche entstehen.

Der Kolbenführungsring 13 führt die Kolben 1 an dem Exzenter 6 (bzw. am Lageraußenring 25, vgl. nachstehende Ausführungsbeispiele zwei, drei und vier) und verhindert ein „Abheben“ der Kolben 1 von der Zylinderfläche 10 (bzw. der Außenmantelfläche 24 des Außenrings 25 des Wälzlagers 26) bei einer Abwärtsbewegung/Rückstellbewegung der Kolben 1. Der Kolbenführungsring 13 gleitet auf der an dem Kolben 1 ausgebildeten zweiten Wirkfläche 15. Der Kolbenführungsring 13 hält die Kolben 1 und die Übertragungselemente 8 im Gleitkontakt zum Exzenter 6 (bzw. zu einem Lageraußenring 25 eines an dem Exzenter angeordneten Wälzlagers 26 gemäß den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung).

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Baugruppe im radialen Halbschnitt. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform darin, dass an dem Exzenter 6 ein Wälzlager 26 mit einem Außenring 25 und Wälzkörpern 28 angeordnet ist. Die Übertragungselemente 8 stützen sich nicht, wie bei der ersten Ausführungsform, unmittelbar auf der Mantelfläche des Exzenters 6 ab, sondern sie stützen sich auf der Außenmantelfläche 24 des Lageraußenrings 25 ab. Die Zylindermantelfläche 10 des Exzenters wird bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung also durch die Außenmantelfläche 24 des Lageraußenrings 25 des Wälzlagers 26 gebildet. Ansonsten gilt die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels auch für das zweite Ausführungsbeispiel.

Das Wälzlager 26 ist an dem Exzenter 6 angeordnet. Genauer gesagt wälzen die Wälzkörper 28 des Wälzlagers 26 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar auf der Mantelfläche des Exzenters 6 ab. Grundsätzlich wäre es auch möglich, dass ein Lagerinnenring vorgesehen ist, auf dem die Wälzkörper 28 abrollen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Wälzkörper 28 durch einen Käfig 29 gehalten bzw. werden von diesem geführt. Das Wälzlager 26 kann z.B. als Nadellager oder als Zylinderrollenlager ausgebildet sein.

Durch die Verwendung des Wälzlagers 26 werden mehrere Vorteile erzielt. Einerseits wird die Reibung im Vergleich zu der ersten Ausführungsform der Erfindung deutlich reduziert. Andererseits kann die Außenmantelfläche 24 des Lageraußenrings 25 einfacher gehärtet werden als die Mantelfläche des Exzenters 6. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Exzenter 6 integral einstückig mit der Antriebswelle 4 (in Fig. 2 nicht dargestellt) ausgebildet ist. Es kann vorteilhaft sein, die Fläche zu härten, auf der sich die Übertragungselemente 8 mit ihrer ersten Stützfläche 9 abstützen. Insbesondere bei Radialkolbenverdichtern für das Kältemittel CO ₂ kann das Härten der Oberfläche, mit der die Übertragungselemente 8 über ihre erste Stützfläche in Kontakt stehen, zur Vermeidung von vorschnellem Verschleiß aufgrund der hohen auftretenden Kräfte und Flächenpressungen erforderlich sein. Es ist dann einfacher, einen separaten Außenring des Wälzlagers 26 als einzelnes Bauteil zu härten als die Mantelfläche eines integral und einstückig mit der Antriebswelle 4 ausgebildeten Exzenters 6.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Radialkolbenverdichter mit erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder- Baugruppen. Die Kolben-Zylinder-Baugruppen sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel beispielhaft gemäß einer Ausführungsform der Übertragungselemente 8 ausgebildet, d.h. die Übertragungselemente 8 weisen zylinderabschnittsförmige konkave erste Stützflächen 9 auf und die zweiten Stützflächen 12 der Übertragungselemente 8 sind zylinderabschnittsförmig ausgebildet und wirken mit zylinderabschnittsförmigen ersten Wirkflächen 11 der Kolben 1 zusammen.

Die Zylinderbohrungen 2 sind in einem Zylinderblock 27 angeordnet. Die einzelnen Kolben 1 werden über eine einzige Antriebswelle 4 mit einem Exzenter 6 angetrieben. Um eine bessere Übersichtlichkeit zu erreichen wurden sämtliche Details, die ein vollständiger Radialkolbenverdichter aufweist, in Fig. 3 nicht dargestellt. So fehlen z.B. sämtliche Ventilanordnungen und Zustrom- und Abströmkanäle für das Kältemittel.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Übertragungselement 8 eine erste Stützfläche 9 aufweist, mit der sich das Übertragungselement 8 auf einer Zylinderfläche 10 des Exzenters (6) abstützt; wobei der Kolben 1 eine dem Übertragungselement 8 zugewandte, konkav geformte erste Wirkfläche 11 und das Übertragungselement 8 eine der ersten Wirkfläche 11 zugewandte, konvex geformte zweite Stützfläche 12 aufweist, wobei die erste Wirkfläche 11 und die zweite Stützfläche 12 eine in Umfangsrichtung des Exzenters 6 wirksame formschlüssige Verbindung ausbilden.

In der Fig. 4 ist zudem eine teilweise Explosionsdarstellung eines Radialkolbenverdichters mit Kolben-Zylinder-Baugruppen dargestellt, insbesondere sind hier zu illustrativen Zwecken Kolben 1, Wälzlager 25 und Übertragungsmittel 8, sowie Kolbenführungsring 13 dargestellt.

Hinsichtlich weiterer Details und Ausgestaltungen der Kolben-Zylinder-Baugruppe, sowie des Radialkolbenverdichters kann auf die DE 10 2020 211 680 Al verwiesen werden, dessen Ausführungen ebenfalls zum Gegenstand dieser Anmeldung gemacht werden.

Nachfolgend wird auf die Fig. 5 bis 15 Bezug genommen, in welchen die erfindungsgemäßen Details näher dargestellt werden sollen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kolben-Zylinder-Baugruppe mit zwei Axialschultern 100, 100a ausgestattet ist, die dazu eingerichtet sind die Axialposition des Übertragungselementes 8 und/oder des Wälzlagers 26 durch den Kolben 1 vorzugeben.

In der Fig. 5 ist ein erfindungsgemäßer Radialkolbenverdichter in einer seitlichen Schnittdarstellung abgebildet. Hier sind neben den oben bereits beschriebenen Komponenten ein Antrieb 103, insbesondere in Form eines Elektromotors, sowie die erste Axialschulter 100 und die zweite Axialschulter 100a für die Kolben-Zylinder-Baugruppe 1, 2 dargestellt. Es ist erkennbar, dass sowohl die erste Kolben-Zylinder-Baugruppe 1, 2, als auch eine weitere Kolben- Zylinder-Baugruppe la, 2a jeweils mit Axialschultern, insbesondere einer ersten Axialschulter 100, als auch einer zweiten Axialschulter 100a ausgestattet ist. Es ist ersichtlich, dass die Axialschultern 100, 100a beabstandet in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind.

Es ist insbesondere aus der Fig. 6 ersichtlich, dass der Kolben 1, insbesondere ein Kolbenfuß 101 des Kolbens 1, zwischen den beiden Axialschultern 100, 100a angeordnet ist. Der Kolbenfuß 101 ist insbesondere ein Teil des Kolbens. Der Kolbenfuß 101 ist dem zugeordneten Übertragungselement 8 bzw. der Antriebswelle 4 zugewandt. Da der Kolben 1 zwar in radialer, nicht jedoch in axialer Richtung bewegbar ist, können die beiden miteinander verbundenen Axialschultern 100, 100a ebenfalls nicht in axialer Richtung bewegt werden, oder zumindest nur um einen Spalt zwischen den Axialschultern 100, 100a und dem Kolben 1 sowie um das Spiel, welches der Kolben 1 zur Zylinderbohrung 2 aufweist. Im Ergebnis sind auch Komponenten, wie insbesondere das Übertragungselement 8 und/oder das Wälzlager 26 bzw. dessen Außenring 25 zwischen den bzw. durch die Axialschultern 100, 100a in axialer Richtung fixiert, insbesondere ohne, dass es einer axialen Fixierung bedürfte, die beispielsweise an der Antriebswelle 4 angeschlossen wäre.

Die Fig. 6 zeigt schematisch eine Ausführungsform bei der die Axialschultern 100, 100a an dem Wälzlager 26, insbesondere an dem Außenring 25 des Wälzlagers 26, befestigt sind. Hier ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Axialschulter 100 bzw. 100a auf den Außenring 25 des Wälzlagers 26 aufgepresst ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Axialschultern 100, 100a formschlüssig an dem Außenring 25 des Wälzlagers 25 befestigt sind. Wie in Figur 6 weiter schematisch gezeigt, weist das Übertragungselement 8 vorzugsweise eine axiale Länge L auf, die kleiner ist als der Abstand AS der beiden Axialschultern 100, 100a zueinander. Das Übertragungselement 8 ist somit vorzugsweise axial zwischen den Axialschultern 100, 100a geführt, jedoch nicht geklemmt, was sich positiv auf Reibungsarbeit und damit auf Reibungsverluste auswirkt. Der Kolbenfuß 101 weist vorzugsweise eine Führungsfläche, insbesondere einen Kontaktbereich 101a auf, an dem jeweils eine der Axialschultern 104, 104a den Kolbenfuß 101 berühren bzw. sich an diesem axial abstützen kann. Vorzugsweise ist in dieser Ausgestaltung die axiale Erstreckung des Kolbenfußes 101 bzw. der axiale Abstand der Kontaktbereiche 104, 104a kleiner als der Abstand AS der Axialschultern 100, 100a zueinander, so dass das oben genannte Spiel ausgebildet ist. Die Fig. 7 stellt hierzu eine teilweise geschnittene Seitenansicht auf eine Kolben-Zylinder- Baugruppe mit einer Axialschulter 100, 100a (gestrichelt dargestellt) dar. Hier wird auch deutlich, dass eine Axialschulter 100 der jeweiligen Kolben-Zylinder-Baugruppe als Teil einer ringförmigen Axialschultereinrichtung A ausgestaltet sein kann. Der Kontaktbereich 104, 104a, an den sich die Axialschultern 100, 100a abstützen können, ist hier beispielhaft kreuzschraffiert. Dadurch wird in Figur 7 auch gezeigt, dass die Axialschulter 100, 100a nicht zwangsläufig am gesamten Kolbenfuß 101 anliegt bzw. anliegen muss. Der Kontaktbereich 104, 104a kann beispielsweise Maßnahmen zur Reduzierung der Kontaktfläche zwischen Axialschultereinrichtung A bzw. Axialschulter 100, 100a und dem Kolbenfuß 101 aufweisen. Solche Maßnahmen helfen bei der Reduzierung der Reibungsverluste bei der Anlage der Axialschultereinrichtung A am Kolbenfuß 101 sowie bei der Reduzierung der Geräusche.

Die Fig. 8 stellt hierzu eine teilweise geschnittene Seitenansicht auf eine Kolben-Zylinder- Baugruppe mit einer Axialschulter (gestrichelt dargestellt) dar. Auch hier wird deutlich, dass eine Axialschulter 100, 100a der jeweiligen Kolben-Zylinder-Baugruppe als Teil einer ringförmigen Axialschultereinrichtung A ausgestaltet sein kann. Der Kontaktbereich 104, 104a (kreuzschraffiert) am Kolbenfuß 101 ist ggü. dem in Figur 7 gezeigten Kontaktbereich 104, 104a hier nochmals reduziert.

Die Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform bei der die Axialschultern 100, 100a an dem Übertragungselement 8 befestigt sind. Hier ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Bolzen oder Stift 102 zur Fixierung der Axialschultern 100, 100a vorgesehen ist, der durch das Übertragungselement 8 hindurchgeführt ist. Der Stift 102 verläuft vorzugsweise parallel zu der Antriebswelle 4. Die jeweilige Axialschulter 100 bzw. 100a kann beispielsweise auf den Stift 102 aufgepresst sein.

Die Fig. 10 zeigt schematisch eine Ausführungsform bei der die Axialschultern 100, 100a an dem Wälzlager 28 befestigt sind. Hier ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Bolzen oder Stift 102 zur Fixierung der Axialschultern 100, 100a vorgesehen ist, der durch das Übertragungselement 8 hindurchgeführt ist. Der Stift 102 verläuft vorzugsweise parallel zu der Antriebswelle 4. Die jeweilige Axialschulter 100 bzw. 100a kann beispielsweise auf den Stift 102 aufgepresst sein. Die Axialschultern 100, 100a sind hierbei derart angeordnet, dass der Außenring 25 des Wälzlagers 26 zwischen diesen geklemmt ist. Beispielsweise kann in dieser Ausgestaltung der Abstand AS zwischen den Axialscheiben 100, 100a größer als die Länge L des Übertragungselementes 8 und größer als die axiale Erstreckung des Klobenfußes 101 bzw. größer als der Abstand der Kontaktflächen 104, 104a zueinander sein. Konstruktiv sind andere als die gezeigte geometrische Ausgestaltung möglich, wobei das Übertragungselement 8 und der Kolbenfuß 101 jedoch vorzugsweise ein axiales Spiel zu den Axialschultern 100, 100a des dazwischen geklemmten Wälzlagers 26 aufweisen kann.

Die Fig. 11 zeigt schematisch eine Ausführungsform bei der die Axialschultern 100, 100a an dem Kolbenfuß 101 bzw. an den Kontaktflächen 104, 104a des Kolbenfußes 101 fixiert sind. Hier ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Bolzen oder Stift 102 zur Fixierung der Axialschultern 100, 100a vorgesehen ist, der durch das Übertragungselement 8 hindurchgeführt ist. Der Stift 102 verläuft vorzugsweise parallel zu der Antriebswelle 4. Die jeweilige Axialschulter 100 bzw. 100a kann beispielsweise auf den Stift 102 aufgepresst sein. Die Axialschultern 100, 100a sind hierbei derart angeordnet, dass der Kolbenfuß 101 zwischen diesen bzw. durch diese geklemmt ist. Dabei können die Kontaktflächen 104, 104a vorzugsweise zur Anlage an die Axialschultern 100, 100a gebracht werden. Der Abstand AS zwischen den Axialscheiben 100, 100a entspricht in der gezeigten Ausgestaltung etwa der axialen Erstreckung des Klobenfußes 101 bzw. dem Abstand der Kontaktflächen 104, 104a zueinander und ist größer als die axiale Länge L des Übertragungselementes 8. Der Abstand AS zwischen den Axialschultern 100, 100a ist im Bereich des Außenringes 25 vorzugsweise auch größer als die axiale Erstreckung des Außenringes 25. Mit anderen Worten das Übertragungselement 8 und der Außenring 25 weisen axiales Spiel zu den Axialschultern 100, 100a auf.

Die Fig. 12 zeigt schematisch eine Ausführungsform bei der die Axialschultern 100, 100a an dem Kolbenfuß 101 bzw. an den Kontaktflächen 104, 104a des Kolbenfußes 101 fixiert sind. Hier ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Bolzen oder Stift 102 zur Fixierung der Axialschultern 100, 100a vorgesehen ist, der durch das Übertragungselement 8 hindurchgeführt ist. Der Stift 102 verläuft vorzugsweise parallel zu der Antriebswelle 4. Die jeweilige Axialschulter 100 bzw. 100a kann beispielsweise auf den Stift 102 aufgepresst sein. Die Axialschultern 100, 100a sind hierbei derart angeordnet, dass der Kolbenfuß 101 zwischen diesen bzw. durch diese geklemmt ist. Dabei können die Kontaktflächen 104, 104a vorzugsweise zur Anlage an die Axialschultern 100, 100a gebracht werden. Der Abstand AS zwischen den Axialscheiben 100, 100a entspricht in der gezeigten Ausgestaltung etwa der axialen Erstreckung des Klobenfußes 101 bzw. dem Abstand der Kontaktflächen 104, 104a zueinander und ist größer als die axiale Länge L des Übertragungselementes 8. Mit anderen Worten das Übertragungselement 8 weist axiales Spiel zu den Axialschultern 100, 100a auf. Das Übertragungselement läuft in dieser Ausgestaltung direkt auf dem Exzenter 6 bzw. auf der Außenmantelfläche 26. Die Fig. 13 zeigt schematisch eine Ausführungsform bei der die Axialschultern 100, 100a an dem Wälzlager 26, insbesondere an dem Außenring 25 des Wälzlagers 26, befestigt sind. Hier ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Axialschulter 100 bzw. 100a auf den Außenring 25 des Wälzlagers 26 aufgepresst ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Axialschultern 100, 100a formschlüssig an dem Außenring 25 des Wälzlagers 25 befestigt sind. Wie in Figur 6 weiter schematisch gezeigt, weist das Übertragungselement 8 vorzugsweise eine axiale Länge L auf, die kleiner ist als der Abstand AS der beiden Axialschultern 100, 100a zueinander. Das Übertragungselement 8 ist somit vorzugsweise axial zwischen den Axialschultern 100, 100a geführt, jedoch nicht geklemmt, was sich positiv auf Reibungsarbeit und damit auf Reibungsverluste auswirkt. Der Kolbenfuß 101 weist vorzugsweise eine Führungsfläche, insbesondere einen Kontaktbereich 101a auf, an dem jeweils eine der Axialschultern 104, 104a den Kolbenfuß 101 berühren bzw. sich an diesem axial abstützen kann. Vorzugsweise ist in dieser Ausgestaltung die axiale Erstreckung des Kolbenfußes 101 bzw. der axiale Abstand der Kontaktbereiche 104, 104a kleiner als der Abstand AS der Axialschultern 100, 100a zueinander, so dass das oben genannte Spiel ausgebildet ist.

In der Fig. 14 ist ebenfalls eine teilweise geschnittene Seitenansicht auf eine Kolben-Zylinder- Baugruppe dargestellt. Es ist insbesondere der Stift dargestellt, wie er sich durch das Übertragungselement 8 erstreckt. Das Übertragungselement 8 unterscheidet sich lediglich hinsichtlich seiner Form in der linken bzw. rechten Darstellung. Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die es sich bei der Fixierung der Axialschultern 100, 100a um eine kraft- und/oder formschlüssige Fixierung handelt.

In einer nicht gezeigten Ausgestaltung kann die Axialschultereinrichtung A bzw. können die Axialschultern 100, 100a auch an dem Wälzkörperkäfig 25 des Wälzlagers 28 fixiert sein (nicht gezeigt).

Die Fig. 14 ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Radialkolbenverdichters mit mehreren erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Baugruppen 1, 2; la, 2a. Es ist insbesondere ersichtlich, dass die Axialschulter 100, 100a der jeweiligen Kolben-Zylinder-Baugruppe als Teil einer ringförmigen Axialschultereinrichtung A ausgestaltet ist. Mit anderen Worten, es sind zwei ringförmige Axialschultereinrichtungen A vorgesehen, die in axialer Richtung jeweils vor und hinter den Kolben 1 angeordnet sind, die jeweils für die Kolben-Zylinder-Baugruppe benötigten zwei Axialschultern 100, 100a werden dann jeweils aus den ringförmigen

Axialschultereinrichtungen A gebildet. Zur besseren Veranschaulichung der Position der Axialschultereinrichtung A bzw. der Axialschultern 100, 100a ist diese in der Figur 14 jeweils hälftig durchgängig bzw. gestrichelt dargestellt.

Die Kolben-Zylinder-Baugruppe für einen Radialkolbenverdichter bzw. der Radialkolbenverdichter eignen sich bevorzugt zur Verdichtung eines kompressiblen Mediums, wie beispielsweise einem Kältemittel, insbesondere CO2 (Kältemittel R744). Dieses Kältemittel wird im Hochdruckbereich auf Drücke von 140 bar oder höher verdichtet, so dass es zu hohen mechanischen Belastungen der Kolben-Zylinder-Baugruppe kommt. Als Antrieb des Radialkolbenverdichters kommt insbesondere ein Elektromotor in Frage. Denkbar sind aber auch andere Antriebsarten.