(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケース（１０）を有するレシプロ圧縮機（１００）であって、
クランクシャフト（１１）と、
前記クランクシャフト（１１）に配置された少なくとも１つのコネクティングロッド（１２）であって、ガイドピストンとして形成されたクロスヘッド（１３）と動作連結している前記コネクティングロッド（１２）と、
少なくとも１つのシリンダ（２０）と、
前記シリンダ（２０）内に移動可能に配置されたピストン（２３）と、
を含み、
前記クロスヘッド（１３）と前記ピストン（２３）とは連結ロッド（２４）によって互いに動作連結されており、
前記連結ロッド（２４）は、前記クロスヘッド（１３）とは固定部（Ａ）で連結されており、また、前記ピストン（２３）とは固定部（Ｂ）で連結されており、
前記連結ロッド（２４）は、前記クロスヘッド（１３）と前記ピストン（２３）との間のアラインメント誤差を前記連結ロッド（２４）の変形又は変位によって許容するように設計されており、
前記アラインメント誤差は、前記クロスヘッド（１３）の中心軸と前記ピストン（２３）の中心軸との間のずれ（ｆ）を含む、レシプロ圧縮機（１００）。
【請求項２】
前記固定部（Ａ）又は（Ｂ）の少なくとも一方がプレスフィットとして製作されている、請求項１に記載のレシプロ圧縮機（１００）。
【請求項３】
前記連結ロッド（２４）は、前記クロスヘッド（１３）のための第１の接続領域（２４１）と、前記ピストン（２３）のための第２の接続領域（２４２）とを備える、請求項１又は請求項２に記載のレシプロ圧縮機（１００）。
【請求項４】
前記連結ロッド（２４）は、前記第１の接続領域（２４１）と前記第２の接続領域（２４２）との間に一定の横断面を有する区域（２４３）を備える、請求項３に記載のレシプロ圧縮機（１００）。
【請求項５】
前記接続領域（２４１，２４２）の少なくとも一方は、横断面が縮小された領域（２４１１）を備える、請求項３又は請求項４に記載のレシプロ圧縮機（１００）。
【請求項６】
前記連結ロッド（２４）は、前記固定部（Ｂ）の軸に対する前記固定部（Ａ）の軸の偏差によって生じるせん断力が限界せん断力を上回らないように寸法決めされた直径（Ｄ）及び長さ（Ｌ）を備え、
前記限界せん断力が最大でピストン力Ｆの１／２００である場合に、前記偏差は、最大でピストン直径の３％であるか又は０．５ｍｍを上回らない、請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のレシプロ圧縮機（１００）。
【請求項７】
前記連結ロッド（２４）は、前記固定部（Ｂ）の軸に対する前記固定部（Ａ）の軸の偏差によって生じるせん断力が限界せん断力を上回らないように寸法決めされた直径（Ｄ）及び長さ（Ｌ）を備え、
前記限界せん断力が最大でピストン力Ｆの１／２００であって、かつ、２０Ｎを上回らない場合に、前記偏差は、最大でピストン直径の３％であるか又は０．５ｍｍを上回らない、請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のレシプロ圧縮機（１００）。
【請求項８】
前記シリンダ（２０）は、前記クロスヘッド（１３）が中に存在するガイド区域（２１）と、前記ピストン（２３）が中に存在する圧縮区域（２２）とを備える、請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載のレシプロ圧縮機（１００）。
【請求項９】
前記圧縮区域（２２）は複数の部分から構成されている、請求項８に記載のレシプロ圧縮機（１００）。
【請求項１０】
前記圧縮区域（２２）は、シリンダヘッド（２２１）と、中央部分（２２２）と、シリンダ基部（２２３）とを含む、請求項８又は請求項９に記載のレシプロ圧縮機（１００）。
【請求項１１】
前記中央部分（２２２）は複数の部分から構成されている、請求項１０に記載のレシプロ圧縮機（１００）。
【請求項１２】
前記中央部分（２２２）はシリンダライナ（２２２１）を含む、請求項１０又は請求項１１に記載のレシプロ圧縮機（１００）。
【請求項１３】
前記レシプロ圧縮機（１００）は空冷式であることを特徴とする、請求項１〜請求項１２のいずれか１つに記載のレシプロ圧縮機（１００）。
【請求項１４】
前記レシプロ圧縮機（１００）は水冷式であることを特徴とする、請求項１〜請求項１２のいずれか１つに記載のレシプロ圧縮機（１００）。
【請求項１５】
前記レシプロ圧縮機（１００）は乾式であることを特徴とする、請求項１〜請求項１４のいずれか１つに記載のレシプロ圧縮機（１００）。
【請求項１６】
既存のレシプロ圧縮機をアップグレードするためのレトロフィットキットであって、コネクティングロッド（１２）と、クロスヘッド（１３）と、ピストン（２３）と、連結ロッド（２４）とを含み、前記コネクティングロッド（１２）は前記クロスヘッド（１３）と動作連結可能であり、前記クロスヘッド（１３）と前記ピストン（２３）とは前記連結ロッド（２４）によって互いに動作連結可能であり、
前記クロスヘッド（１３）と前記ピストン（２３）とはそれぞれ前記連結ロッド（２４）を固定するための収容部を備え、
前記連結ロッド（２４）は、前記クロスヘッド（１３）と前記ピストン（２３）との間のアラインメント誤差を前記連結ロッド（２４）の変形又は変位によって許容するように設計されており、
前記アラインメント誤差は、前記クロスヘッド（１３）の中心軸と前記ピストン（２３）の中心軸との間のずれ（ｆ）を含む、レトロフィットキット。
【請求項１７】
シリンダ（２０）を含む、請求項１６に記載のレトロフィットキット。
【請求項１８】
前記シリンダ（２０）は、前記クロスヘッド（１３）が中に存在するガイド区域（２１）と、前記ピストン（２３）が中に存在する圧縮区域（２２）とを備える、請求項１７に記載のレトロフィットキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の上位概念によるレシプロ圧縮機、レシプロ圧縮機のための後付けキット（レトロフィットキット）、及びレシプロ圧縮機における強固に固定された連結ロッドの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術から様々な種類のレシプロ圧縮機（往復動圧縮機）が周知である。例えば、国際公開第９８／３１９３６号によって、スコッチヨーク原理／クロスクランクループ原理によるレシプロ圧縮機が周知となった。このピストン圧縮機は、ハウジング内に、ヨークを上下に動かすクランクシャフトを備えている。ヨークと圧縮ピストンとの間には連結ロッドが配置されている。連結ロッドはヨークとピストンとに関節連結されている。連結ロッドは両端に球面の部分を備えており、これがヨーク上及びピストン上での連結ロッドの回転運動を可能にする。スコッチヨーク原理によるレシプロ圧縮機は、西独国特許出願公開第２０３２４３４号明細書からも周知となっている。同文献では、ピストンのスカートは、スリーブを有するガイドピストンに固定されている。
【０００３】
この装置は製造に費用がかかると共に、小さなジオメトリ（小形状）での実装が面倒である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、周知の技術の欠点を回避すると共に、特に、レシプロ圧縮機のピストンをレシプロ圧縮機のクロスヘッドと結合するための、単純で、低保守で、安価な連結ロッドを提供することである。とりわけ、従来のクランク駆動部を備えたピストン圧縮機において使用される連結ロッドが提供されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題及び更なる課題は、独立請求項に定義される装置によって解決される。別の実施形態は従属請求項から明らかになる。
【０００６】
本発明によるレシプロ圧縮機は、クランクケースを備える。レシプロ圧縮機は、クランクシャフトと、クランクシャフトに配置された少なくとも１つのコネクティングロッド（コンロッド）とを含む。コネクティングロッドはクロスヘッドと動作連結（動作可能に連結）している。クロスヘッドはガイドピストン（案内ピストン）として形成されている。典型的には、コネクティングロッドはクロスヘッドと関節連結されている。レシプロ圧縮機は、少なくとも１つのシリンダと、シリンダ内に移動可能に配置されたピストンとを含む。クロスヘッドとピストンとは、連結ロッドによって互いに動作連結されている。連結ロッドは、クロスヘッドでは第１の強固な固定部（拘束部、例えば挟持部）と連結され、ピストンでは第２の強固な固定部（拘束部、例えば挟持部）と連結されている。
【０００７】
クロスヘッドは、概ね直線的に移動する連結ロッドとコネクティングロッドとのカップリングリンクであり、ここで、クロスヘッドは、コネクティングロッドの枢動を排除する。クロスヘッドの上手では、移動は直線的なもののみである。
【０００８】
ここで及び以下では、上とはピストンの圧縮室の方向を意味し、下とはクランクシャフト又はクランクケースの方向を意味する。
【０００９】
強固な固定（拘束、例えば挟持）とは、ここでは、自由度ｆ＝０の連結がなされることを意味する。
【００１０】
クロスヘッドにおける強固な固定及びピストンにおける強固な固定は、遊びのない連結をなすことを可能にする。また、そのような連結は作り出すのが容易であり、且つ様々な部品の総数は少ないままである。
【００１１】
これにより、連結ロッドは、ピストンせん断力（横方向力）が最小である場合のクロスヘッドとピストンとのアライメント誤差を許容するように設計され得る。
【００１２】
ピストン側の固定部は、好ましくはピストンの内部、好ましくはピストンの重心にあり、特に好適には、ピストンの、クランクシャフトに対向する下三分の一にある。
【００１３】
これにより、横力が固定部の上手及び下手で吸収可能となる。固定部における力の推移が促進される。
【００１４】
少なくとも１つの強固な固定部をプレスフィット（圧入嵌合）として製作することが特に考えられる。代替的には、例えばねじ連結が考えられる。
【００１５】
プレスフィットの場合、好ましくは固定部は、嵌め合わせの円筒状の収容部（受入部）が１．５：１の長さ対直径比を備えるように設計され、好ましくは２：１の長さ対直径比を備えるように設計され、特に好適には少なくとも２．５：１の長さ対直径比を備えるように設計される。これにより、堅固な連結が創出され得る。
【００１６】
もっとも、固定部のうち少なくとも１つがねじ山を備えて製作されていてもよい。その場合、連結ロッドには雄ねじが設けられることが考えられる。ここで、ピストンもしくはクロスヘッドは、対応する雌ねじを有する袋穴を備える。しかしながら、連結ロッドに袋穴を設け、それによって雄ねじと雌ねじとを交換することも考えられる。
【００１７】
連結ロッドは、クロスヘッドのための第１の接続領域と、ピストンのための第２の接続領域とを備えていてもよい。
【００１８】
この接続領域は、各構成要素（ピストン／クロスヘッド）に適合した連結ロッドの成形を可能にする。
【００１９】
連結ロッドは、第１の接続領域と第２の接続領域との間に、一定の横断面を備えた区域（以下、中央の区域という）を有していてもよい。
【００２０】
これによって、接続領域の間に接続領域の性質とは異なる性質を備えた連結ロッドが創出され得る。ここで、横断面は、例えば中央の区域において規定された変形が生じ得るように選択されてもよい。また、これによって、圧縮機全体が損傷した場合又は過度に負担をかけられた場合に、接続領域の負担を軽減することが可能である。
【００２１】
両接続領域のうち少なくとも一方は、固体ジョイント（solid joint）の形成のために、横断面が縮小された領域を備えていてもよい。
【００２２】
ここで、接続領域は、ひとつには、ピストン又はクロスヘッドへの接続の要件に対応して一体成形された領域として製作されていてもよい。この領域における、又は、この領域に直接接続する、例えばこの領域と中央の区域との間における断面減少は、弾性撓みもしくは弾性座屈、及び／又は中央の区域と各接続領域との間の角度の変更を可能にする。
【００２３】
これによって、例えば位置誤差又は角度公差が補償され得る。位置誤差はとりわけクロスヘッドが摩滅することによって生じ得るものであり、特にクロスヘッドのガイド領域（案内領域）には、耐用期間に亘ってある程度の摩耗が生じ得る。
【００２４】
また、これによって、接続領域の間の区域、すなわち中央の区域を、変形又は強度に関して、接続領域から分離することが可能である。ここで、この中央の区域は、接続領域とは実質的に独立して構成することが可能である。
【００２５】
接続領域は、好ましくは、有限要素法などのコンピュータ支援方法を用いて算出され、その際には全体のジオメトリ（形状）及び荷重が考慮されてもよい。
【００２６】
接続領域における断面縮小を有さない連結ロッドを形成する場合、設置された状態において長手方向で連結ロッドに荷重をかけると、オイラー（Euler）４による座屈ケースがもたらされる。一方の接続領域において断面減少を有する場合にはオイラー３による座屈ケースが、そして両方の接続領域において断面減少を有する場合にはオイラー２による座屈ケースがもたらされる。
【００２７】
クロスヘッドは好ましくはガイドピストンとして形成されている。つまり、クロスヘッドは、コネクティングロッドによって駆動され、円筒状の穴（シリンダボア）の内部で上下移動するか又は上下移動可能である。ガイドピストンは好ましくは１対１の直径対長さ比を備える。クロスヘッドは好ましくは直径よりも大きな長さを備える。
【００２８】
これは良好な力分配も可能にし、横力が減少する。
【００２９】
連結ロッドは、好ましくは、シリンダの中心軸に対して横向きの、第１の固定部と第２の固定部との最大偏差によって生じるせん断力が、予め決められた限界せん断力を上回らないように寸法決めされた、直径及び長さを備える。このずれ（偏差）は最大でピストン直径の３％、及び／又は好ましくは最大で０．５ｍｍである。結果的にもたらされる限界せん断力は、最大でピストン力の１／２００であり、好ましくは２０ニュートンを上回らない。ピストン力とは、本発明による動作時にピストン（ピストン基部）に作用する力である。
【００３０】
例えばクロスヘッド及びピストン、ならびにそれに対応して各固定部もが同様に、シリンダの軸と共線的な（つまり一直線上の）又は概ね共線的な中心軸を備えていてもよい。
【００３１】
例えば、製造欠陥もしくは組み立ての不正確さ又は摩耗及び摩滅に起因して、共線性の偏差又はアライメント誤差が発生し得る。この偏差（ずれ）は、例えばピストン軸と第１の固定部との間、第１又は第２の固定部、及び／又は第２の固定部とクロスヘッドとの間に出現し得る。このような変位／偏差の組み合わせ又は重畳もあり得る。
【００３２】
すべての偏差の組み合わせは、最大でピストン直径の３％でなければならない。その際に発生するせん断力は、前述の限界値を上回ってはならない。
【００３３】
従って、ピストンロッドの直径及び長さは、最小限の境界条件（制限）が満足されるように選択される。最終的な力の計算は容易に可能である。これによって、期待される耐用期間（寿命）を言明することができる。また、例えば摩耗部品の修正又は交換がいつ必要になるのかを決定することが可能である。
【００３４】
レシプロ圧縮機のシリンダはガイド区域（案内区域）と圧縮区域とを備えていてもよい。これは、例えば各区域について異なる表面仕上げ及び／又は異なる性質を有するシリンダの製造を可能にする。
【００３５】
圧縮区域は複数の部分から構成されていてもよく、好ましくはシリンダヘッドと、中央部分と、シリンダ基部とを含む。
【００３６】
これは、ひとつには、例えば各領域について異なる性質を有する圧縮区域の製造を可能にする。また、それぞれに摩耗が出現したときに、個々の部分のみを交換することも可能である。ここで説明する連結ロッドによって可能となる比較的高い許容差は、圧縮区域を複数の部品で製造することを可能にする。製造されなければならない要素が追加されるたびに、全体の許容差は増大する。ここで説明する連結ロッドは、そのような許容誤差をより一層補償することを可能にする。
【００３７】
圧縮区域の中央部分はシリンダライナ（スリーブ）を備えていてもよい。
【００３８】
これによって、圧縮区域における所望の滑り性（減摩性）が追加的に調整可能となる。ピストンとシリンダとの間には、摩擦の低減のための滑り層（減摩層）が設けられてもよい。滑り層は、クロスヘッドとシリンダとの間の摩擦の低減のためにも設けられ得る。クロスヘッドには、滑り層の代わりに、ガイドリング（案内リング）が設けられていてもよい。ここで、滑り層はそれぞれ、ピストンに、クロスヘッドに、又はシリンダの各領域に配置されてもいてもよい（取り付けられていてもよい）。これは摩擦力の低減を可能にする。このことは、オイルフリー（oil-free）の乾式（dry-running）圧縮機として形成されているピストン圧縮機の場合、特に有利である。
【００３９】
また、適切な滑り層によって、ピストン及び／又はシリンダ及び／又はクロスヘッドの摩耗が減少する。
【００４０】
レシプロ圧縮機は空冷式又は水冷式であってもよい。これにより、様々な適用領域が可能となる。
【００４１】
好ましくはレシプロ圧縮機は乾式である。ここで乾式とは、少なくともピストンもガイドピストンも潤滑されていないことを意味する。つまり、圧縮機はこれら領域においてはオイルフリー（オイルなし）である。好ましくは圧縮機は完全に乾式、すなわち完全にオイルフリーである。これは、圧縮機がクランクシャフトの領域及びコネクティングロッド用軸受の領域においても潤滑されていないことを意味する。連結ロッドの寸法決めは、摩耗及び／又は横力／せん断力を小さく保つために追加的な潤滑を必要とすることなく、ピストン及びシリンダの直径を非常に狭い領域内にて互いに適合させることを可能にする。
【００４２】
代替的にはオイル潤滑も考えられる。しかしながらこれは、例えば圧縮（加圧）される媒体の清浄度に特別な要求が課されない場合のみである。
【００４３】
乾式の圧縮機は、プロセスガスが圧縮後に別個にフィルタ処理又は清浄化されなければならないことを必要としない圧縮プロセスを可能にするか、又は、潤滑式の圧縮機と比較してプロセスガス中の不純粒子（埃など）がはっきりと低減されることを可能にする。
【００４４】
本発明の更なる一態様は、レシプロ圧縮機のため、好ましくはここで説明するようなレシプロ圧縮機のための後付けキット（レトロフィットキット）に関する。この後付けキットは、コネクティングロッドと、クロスヘッドと、ピストンと、連結ロッドとを含む。クロスヘッドとピストンとは、連結ロッドによって互いに動作連結可能である。クロスヘッドとピストンとは、連結ロッドによって強固な固定部と連結されているか又は連結可能である。好ましくは、クロスヘッドとピストンとはそれぞれ、連結ロッドを強固に固定するための収容部（受入部）を備える。
【００４５】
これは、既存のレシプロ圧縮機のアップグレードを可能にする。また、従来のレシプロ圧縮機の摩耗した部品を点検修理又は保守の際に後付けキットの部品と取り換えること、及び、それによってレシプロ圧縮機を全体的に改良することも可能である。
【００４６】
後付けキットに、完全なシリンダを追加的に提供することが想定されていてもよい。その場合、このシリンダは、ここで説明するように複数の部品からなっていてもよい。
【００４７】
個々の要素の連結のために追加的な部品を用いないことで、例えば、圧縮される媒体又はプロセスガスを圧縮するピストンの直径を先行技術よりも縮小することが可能になる。強固に固定された連結ロッドによって、固定部品の数が減少する。強固な連結は、ピストンの横断面が非常に小さい場合でも創出され得る。
【００４８】
ここで説明するようなレシプロ圧縮機、及び／又はピストンと、クロスヘッドと、連結ロッドとの配置は、とりわけ高圧用途の場合に、空気、窒素、酸素、二酸化炭素、一酸化炭素、天然ガス、水素、冷媒ガス、ＳＦ６混合物、ヘリウム、及び他の不活性ガス（希ガス）のようなプロセスガスの圧縮に際して特に有利である。そのようなレシプロ圧縮機は多段式に構成されていてもよい。
【００４９】
一実施例に基づき、本発明を以下の図面において詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】４つのシリンダを有する本発明によるレシプロ圧縮機を示す。
【図２】図１からの断面詳細図を示す。
【図３ａ】連結ロッドの詳細を示す。
【図３ｂ】連結ロッドの詳細を示す。
【図４】連結ロッドを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図１はレシプロ圧縮機１００を示す。レシプロ圧縮機１００はここでは４つのシリンダ２０を備えており、その内部にそれぞれ１つのピストンが存在している。レシプロ圧縮機１００は多段ピストン圧縮機として製作されている。
【００５２】
図２は図１からのレシプロ圧縮機１００の詳細を示す。図示されているのは、図１からのレシプロ圧縮機１００の高圧段の断面図である。
【００５３】
クランクケース１０の中にクランクシャフト１１が配置されており、そのクランクシャフト１１にコネクティングロッド１２が枢動可能に取り付けられている。コネクティングロッド１２はクロスヘッド１３と連結されている。コネクティングロッド１２とクロスヘッド１３との連結は、関節式のボルト結合として製作されている。連結部には対応する軸受が設けられている（ここでは詳細には説明しない）。クロスヘッド１３は円形の横断面を有するピストンとして製作されている。クロスヘッド１３の上端には開口が存在しており、その開口内では連結ロッド２４が固定部Ａによって固定されている。連結ロッド２４はピストン２３でも固定部Ｂによって強固に固定されている。ピストン２３も対応する開口を備える。連結ロッド２４の両側には接続領域２４１及び２４２が設けられている。接続領域２４１及び２４２は１つの基部に合流している。つまり、これら接続領域は、ピストンへの接続の領域とクロスヘッドへの接続の領域とにおいては太くなった横断面を備えており、また、太くなっていく横断面を備えている。ここでは固定部Ａ及びＢはプレスフィット（圧入嵌合）として製作されている。連結ロッドは、固定部Ａと固定部Ｂとの間（換言すれば、接続領域２４１と接続領域２４２との間）に、中央の区域２４３を備える。この中央の区域２４３は、区域２４１及び２４２と比較して、直径が縮小されている。
【００５４】
シリンダ２０は、ガイド区域（案内区域）２１と圧縮区域２２とに分けられている。ガイド区域２１は一体的に（１つのピースで）製作されている。クロスヘッド１３はその中に存在している。圧縮区域２２は、ここでは３つの部分で製作されている。圧縮区域２２は、シリンダヘッド２２１と、中央部分２２２と、シリンダ基部２２３とを備える。中央部分２２２の内部には、シリンダ基部２２３内まで延びるシリンダライナ２２２１が配置されている。シリンダライナ２２２１はここでは高合金ニッケル鋼で製造されている。代替的には、超硬合金又は高強度プラスチックが用いられてもよい。好ましくは、これら材料は、ゼロ又はおおよそゼロの熱膨張係数を有し、耐摩耗性を有する。ピストン２３には、好ましくは同じ材料が用いられる。シリンダヘッド２２１、中央部分２２２、及びシリンダ基部２２３は、ねじによって互いに固定されている。中央部分２２２は、熱を周囲に放出するのに役立つ冷却リブを備えている。
【００５５】
ピストン２３は、シリンダライナ２２２１の内部で上下に動くと共に、摩擦の低減のための滑り層（減摩層）を備える。滑り層は高強度強化プラスチック、ここではＰＥＥＫで製造されている。代替的には炭素繊維入りのＰＴＦＥが用いられてもよい。連結ロッド２４は、ここでは、圧縮室の方向からピストンに荷重を加えた場合にオイラー４による座屈が生じるように形成されている。連結ロッド２４は高強度調質鋼からなるが、チタン又はチタン合金が考えられるであろう。クロスヘッド１３、コネクティングロッド１２、及びガイド区域２１は、ここではアルミニウムで製造されている。もっとも、チタン及びその合金ならびに鋼が考えられる。
【００５６】
図３ａには図２の連結ロッド２４の一端が示されている。連結ロッドは固定のための領域Ａと、接続領域２４１と、中央の区域２４３とを含む。連結ロッド２４の直径は中央の区域２４３においては概ね一定である。この連結ロッドは接続領域２４１においては先端に向かって太くなり、その先端には引き続いて固定のための栓又はピンＡが設けられている。接続領域２４１の横断面は、固定部Ａに向かう方向で一貫して拡大する。
【００５７】
それに対し、比較用として、図３ｂには図３ａの連結ロッドが示されているが、この連結ロッドは、横断面狭窄部２４１１を有する接続領域２４１を備えている。この狭窄部は周方向に形成されており、固体ジョイントを構成する。狭窄部２４１１は、ここでは中央の区域２４３と接続領域２４１との間に存在しており、中央の区域２４３に向かう接続領域２４１の終端部を構成する。同じ形態が固定部Ｂ及びそれに付属する接続領域２４２にも当てはまる。
【００５８】
図４は、ピストン２３及びクロスヘッド１３において固定された連結ロッド２４を概略的に示す。クロスヘッド１３の中心軸とピストン２３の中心軸との間には、ずれ（オフセット）ｆが描かれており、このずれは例えば製造公差によって生じ得るものである。もっとも、ずれｆは経時的にも出現し得る。例えば、クロスヘッドのところのガイド部は摩耗し得る。この危険は、例えば乾式のオイルフリーピストン圧縮機の場合に、増大する。
【００５９】
様々な直径及びピストン圧（ピストン力）の連結ロッドの例示的な計算を以下の表に示す。ここでは、繰り返し曲げ強度がσ＝４２０Ｎ／ｍｍ＾２、降伏点Ｒｅが９００Ｎ／ｍｍ＾２、弾性率が２１０ｋＮ／ｍｍ＾２、起こり得る最大の変位（オフセット）ｆが０．５ｍｍである材料が採用された。特定の材料定数については特定の限界細長比が計算され得る。ここで説明する材料の限界細長比は６６である。座屈は、この細長比よりも小さければテトマイヤー（Tetmajer）によって、すなわち塑性的に算出され、この限界細長比よりも大きければオイラーによって、すなわち弾性的に算出されなければならない。
【００６０】
計算は、オイラーケース３及び４について、一定の最大許容せん断力、すなわちある絶対値を超過しないせん断力の条件下で行われた。第二段階では、この最大許容せん断力がピストン力とは独立して百分率によって計算され、この値が基準とされた。
【００６１】
ピストン力Ｆ＝４ｋｎ、８ｋＮ、及び１２ｋＮについて計算が行われた。せん断力Ｑは、一方ではすべてのピストン力について２０Ｎに限定され、他方では比例的に（Ｆ／２００）計算に用いられた。
【００６２】
その際、σ＿座屈からσ＿圧縮までの（換言すればσ＿圧縮に対するσ＿座屈の）、４という安全性を下回ってはならなかった。
【００６３】
この計算はすべてテトマイヤーによって行うことができた。以下の直径Ｄ、長さＬ、及び細長比λは、反復的に算出することができた。
【００６４】
次表では、連結ロッド２４の両方の接続領域が図３ａのように製作されている場合の応力が計算された。
【００６５】
【表１】
0006758379.tif 000002
【００６６】
次の表では、連結ロッド２４が一方側には図３ａに図示の接続領域を備え、他方側には図３ｂに図示の接続領域（固体ジョイント）を備えるという想定の下で、応力が計算された。
【００６７】
【表２】
0006758379.tif 000003
【００６８】
ここで示される応力σ＿圧縮と臨界座屈応力σ＿座屈とを考慮すると、Ｌ及びＤが選択された値である場合、少なくとも４という安全性Ｓがもたらされる。この計算は無論、ある特定の、要求される又は所望の安全性の値に基づいて計算されてもよい。
尚、出願当初の請求項は以下の通りであった。
［請求項１］
クランクケース（１０）を有するレシプロ圧縮機（１００）であって、
クランクシャフト（１１）と、
前記クランクシャフト（１１）に配置された少なくとも１つのコネクティングロッド（１２）であって、ガイドピストンとして形成されたクロスヘッド（１３）と動作連結している前記コネクティングロッド（１２）と、
少なくとも１つのシリンダ（２０）と、
前記シリンダ（２０）内に移動可能に配置されたピストン（２３）と、
を含み、
前記クロスヘッド（１３）と前記ピストン（２３）とは連結ロッド（２４）によって互いに動作連結されており、
前記連結ロッド（２４）は、前記クロスヘッド（１３）とは強固な固定部（Ａ）で連結されており、また、前記ピストン（２３）とは強固な固定部（Ｂ）で連結されていることを特徴とする、レシプロ圧縮機。
［請求項２］
前記固定部（Ａ）又は（Ｂ）の少なくとも一方がプレスフィットとして製作されている、請求項１に記載のレシプロ圧縮機（１００）。
［請求項３］
前記連結ロッド（２４）は、前記クロスヘッドのための第１の接続領域（２４１）と、前記ピストンのための第２の接続領域（２４２）とを備える、請求項１又は請求項２に記載のレシプロ圧縮機（１００）。
［請求項４］
前記連結ロッド（２４）は、前記第１の接続領域（２４１）と前記第２の接続領域（２４２）との間に一定の横断面を有する区域（２４３）を備える、請求項３に記載のレシプロ圧縮機（１００）。
［請求項５］
前記接続領域（２４１，２４２）の少なくとも一方は、固体ジョイントの形成のために、横断面が縮小された領域（２４１１）を備える、請求項３又は請求項４に記載のレシプロ圧縮機（１００）。
［請求項６］
前記連結ロッド（２４）は、前記固定部（Ｂ）の軸に対する前記固定部（Ａ）の軸の偏差によって生じるせん断力が限界せん断力を上回らないように寸法決めされた直径（Ｄ）及び長さ（Ｌ）を備え、
前記限界せん断力が最大でピストン力Ｆの１／２００であって好ましくは２０Ｎを上回らない場合に、前記ずれは、最大でピストン直径の３％であるか又は好ましくは０．５ｍｍを上回らない、請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のレシプロ圧縮機。
［請求項７］
前記シリンダはガイド区域（２１）と圧縮区域（２２）とを備える、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のレシプロ圧縮機。
［請求項８］
前記圧縮区域（２２）は複数の部分から構成されており、好ましくはシリンダヘッド（２２１）と、中央部分（２２２）と、シリンダ基部（２２３）とを含む、請求項７に記載のレシプロ圧縮機（１００）。
［請求項９］
前記中央部分（２２２）は複数の部分から構成されており、好ましくはシリンダライナ（２２２１）を含む、請求項８に記載のレシプロ圧縮機（１００）。
［請求項１０］
前記レシプロ圧縮機（１００）は空冷式であることを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載のレシプロ圧縮機（１００）。
［請求項１１］
前記レシプロ圧縮機（１００）は水冷式であることを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載のレシプロ圧縮機（１００）。
［請求項１２］
前記レシプロ圧縮機（１００）は乾式であることを特徴とする、請求項１〜請求項１１のいずれか１つに記載のレシプロ圧縮機（１００）。
［請求項１３］
特に請求項１〜請求項１３のいずれか１つに記載のレシプロ圧縮機のための後付けキットであって、コネクティングロッド（１２）と、クロスヘッド（１３）と、ピストン（２３）と、連結ロッドとを含み、前記クロスヘッド（１３）と前記ピストン（２３）とは前記連結ロッド（２４）によって互いに動作連結可能であり、
前記クロスヘッド（１３）と前記ピストン（２３）とはそれぞれ前記連結ロッドを強固に固定するための収容部を備えることを特徴とする、後付けキット。
［請求項１４］
シリンダを含み、前記シリンダは好ましくはガイド区域と圧縮区域とを備える、請求項１３に記載の後付けキット。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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