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Die Erfindung befasst sich mit einem Regler, insbesondere Ansaugregler, der für Kompressoren bestimmt ist.
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Regler, welche auch als Ansaugregler bezeichnet werden, werden bei Kompressoren eingesetzt, um im Zusammenwirken mit einem Ventilelement in einer Offenstellung eine kommunizierende Verbindung mit einem Druckraum eines Kompressors herzustellen. In Schließstellung des Ventilelements wird der Druckraum abgesperrt. Zum Abbau des verbleibenden Restdrucks wird üblicherweise eine gesonderte Entlastungseinrichtung, beispielsweise ein Entlastungsventil, eingesetzt. Der Ansaugregler wird im Start-Stop-Betrieb betrieben. Ein solcher Regler mit zusätzlichen Ansteuerungen, wie Steuerkolben, Proportionalregler, elektrisches Ventil, pneumatisches Ventil etc. ist aus
DE 29 44 053 C2 bekannt.
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Die Erfindung zielt darauf ab, einen für eine Massenproduktion geeigneten Regler bereitzustellen, welcher konstruktiv möglichst einfach ausgelegt ist und sowohl die Ansaugregelfunktion als auch die Entlastungsfunktion und ggfs. eine Rückschlagventilfunktion mit einer möglichst geringen Anzahl von Bauteilen realisiert werden können.
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Nach der Erfindung wird hierzu ein Regler, insbesondere ein Ansaugregler für Kompressoren, mit einem in einem Reglergehäuse bewegbaren, stangenförmigen Ventilelement, welches in Offenstellung eine kommunizierende Verbindung mit einem Druckraum herstellt und in Schließstellung denselben absperrt, bereitgestellt, welches sich dadurch auszeichnet, dass das stangenförmige Ventilelement an einem Ende ein mit einem Ventilsitz am Reglergehäuse zusammenarbeitenden Ventilteiler hat und das stangenförmige Ventilelement in Schließstellung derart mittels einer weichen Feder vorbelastet ist, dass bei Stillstand des Kompressores und dessen Entlastung der Ventilteller in leicht abgehobenem (offenem) Zustand verharrt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Regler hat dieser einbauteilarmen Aufbau und umfasst im wesentlichen ein Reglergehäuse, ein stangenförmiges Ventilelement mit einem am Ende desselben vorgesehenen Ventilteller und eine weiche Feder, welche das stangenförmige Ventilelement beaufschlagt. Somit können bei der erfindungsgemäßen Auslegung des Reglers zusätzliche Steuereinrichtungen, wie Proportionalregler, elektrisches Ventil, pneumatisches Ventil, Steuerkolben etc. ersatzlos entfallen, wodurch sich der Aufbau eines solchen Reglers wesentlich vereinfacht. Dadurch, dass zusätzliche Steuereinrichtungen ersatzlos entfallen können, ist der erfindungsgemäße Regler auch frei von möglichen Störungen, welche durch derartige. Steuereinrichtungen verursacht werden. Somit hat der erfindungsgemäße Regler eine verbesserte Betriebszuverlässigkeit.
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Da ferner bei dem erfindungsgemäßen Regler bei Stillstand des Kompressors und nach dessen Entlastung der Ventilteller in leicht abgehobenem Zustand verharrt und somit eine geringfügige Offenstellung einnimmt, kann ein Blockieren oder Zufrieren des Reglers bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen verhindert werden. Diese Eigenschaft ist insbesondere bei Bremskompressoren bei Eisenbahnen oder ähnlichem, wesentlich, die unter teilweise sehr niedrigen Betriebstemperaturen betriebszuverlässig arbeiten müssen. Da bei dem erfindungsgenmäßen Regler das stangenförmige Ventilelement an einem Ende einen Ventilteller besitzt, welcher mit einem Ventilsitz am Reglergehäuse zusammenarbeitet, hat der erfindungsgemäße Regler einen kompakten Aufbau und nimmt nur einen sehr geringen Bauraum in Anspruch. Insbesondere sind die funktionswesentlichen Elemente des Reglers in einer ineinandergeschachtelten Anordnung platzsparend konzipiert.
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Vorzugsweise hat der Regler zugleich eine Rückschlagventilfunktion, welche somit in den Regler integriert ist, ohne dass man eine zusätzliche Rückschlagventilanordnung vorzusehen braucht. Somit sind bei dem Regler nach der Erfindung mehrere Funktionen in einer Integralbauweise vereint.
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Vorzugsweise ist der Regler nach der Erfindung derart ausgelegt, dass zur Bildung der Rückschlagventilfunktion beim Abschalten des Kompressors der im Ansaugbereich des Kompressors ansteigende Druck den Ventilteller des stangenförmigen Ventilelements als Schließdruck beaufschlagt. Somit wird beim erfindungsgemäßen Regler der Druckanstieg im Ansaugbereich unmittelbar genutzt, um über den Ventilteller das stangenförmige Ventilelement wirksam mit einem ansteigenden Schließdruck beaufschlagen.
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Vorzugsweise ist der Reglers nach der Erfindung derart ausgelegt, dass ohne zusätzliche Ansteuerung seine Schließstellung selbsttätig einnimmt. Hierzu werden das Gewicht des Ventilelements und die Federkraft in entsprechender Weise aufeinander abgestimmt, und es lassen sich zusätzliche die Betriebszuverlässigkeit beeinträchtigende Störquellen ausschalten.
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Vorzugsweise ist der Regler nach der Erfindung derart ausgelegt, dass ein Entlastungsventil in den Regler integriert ist. Durch diese bauliche Vereinigung von Regler, insbesondere Ansaugregler für Kompressoren, und Entlastungsventil als Entlastungseinrichtung in Schließstellung des Ventilelements erhält man einen Regler, welcher eine wesentliche konstruktive Vereinfachung einer Gesamtauslegung hat, da gesonderte Maßnahmen für die Druckentlastung in Schließstellung des Ventilelements entfallen können.
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Vorzugsweise ist die Auslegung nach der Erfindung des Reglers derart getroffen, dass das Entlastungsventil automatisch in Schließstellung des Ventilelements des Reglers aktiviert ist und automatisch in Offenstellung des Ventilelements des Reglers deaktiviert ist. Bei einer derartigen Auslegung benötigt man auch keine zusätzlichen Steuerelemente zum Öffnen und Schließen des Entlastungsventils, und es ist zwangsläufig sichergestellt, dass in Schließstellung des Ventilelements des Reglers das Entlastungsventil offen ist und in Offenstellung des Ventilelements des Reglers zwangsläufig das Entlastungsventil geschlossen ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist zur Bildung des Entlastungsventils das stangenförmige Ventilelement des Reglers wenigstens eine Abflachung mit vorbestimmter Länge und Breite und eine sich daran anschließende Umfangsnut auf, welche in Schließstellung des Ventilelements des Reglers in kommunizierender Verbindung mit einer zur Umgebung führenden Entlastungsbohrung steht. Bei dieser Ausgestaltungsform des Reglers wird das stangenförmige Ventilelement des Reglers selbst genutzt, um einen Teil des Entlastungsventils zu bilden, wobei das stangenförmige Ventilelement des Reglers wenigstens eine Abflachung mit vorbestimmter Länge und Breite entsprechend dem Hub des Ventilelements des Reglers zum Öffnen und Schließen hat. Hieran schließt sich dann eine Umfangsnut an dem Ventilelement des Reglers an, die entsprechend der Stellung des Ventilelements des Reglers eine kommunizierende Verbindung mit einer zur Umgebung führenden Entlastungsbohrung herstellt oder diese absperrt. In Schließstellung des Ventilelements des Reglers ist diese kommunizierende Verbindung mit der zur Umgebung führenden Entlastungsbohrung hergestellt. Somit kann zwangsläufig und automatisch eine Druckentlastung des geschlossenen Ansaugreglers erfolgen.
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Vorzugsweise ist die Entlastungsbohrung im Reglergehäuse ausgebildet. Somit sind alle wesentlichen Bauteile des Entlastungsventils im Regler selbst verwirklicht, ohne dass man zusätzliche Bauteile hierfür benötigt. Hierdurch vereinfacht sich die Herstellung nennenswert, und insbesondere wird hierdurch eine für die Massenproduktion geeignete Fertigung ermöglicht.
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Insbesondere bestimmt die Größe der Entlastungsbohrung, d. h. deren Durchmesser, die Entlastungszeit.
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Bei der erfindungsgemäßen Auslegung des Reglers ist es insbesondere von Bedeutung, dass der Regler einen konzeptionell einfachen Grundaufbau hat und im wesentlichen nur drei Bauteile umfasst, nämlich ein Reglergehäuse, ein stangenförmiges Ventilelement mit einem Ventilteller an einem Ende und eine weiche Feder, welche derart aufeinander abgestimmt sind, dass bei Stillstand des Kompressors und dessen Entlastung der Ventilteller im leicht abgehobenen Zustand verharrt und somit geringfügig offen ist. Hierdurch lassen sich insbesondere Funktionsstörungen durch Vereisen bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen oder auch ein Festsetzen vermeiden.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines nicht beschränkenden Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung. Darin gilt:
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Regler in Schnittdarstellung als erste Ausführungsform, und
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2 eine zweite Ausführungsform eines Reglers, nach der Erfindung in Schnittdarstellung.
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Gleiche oder ähnliche Teile in den Figuren der Zeichnung sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Insgesamt in 1 mit 1 bezeichnet ist ein Regler gezeigt, bei dem es sich vorzugsweise um einen Ansaugregler für Kompressoren oder Kompressoranlagen handelt. Der Kompressor und die weiteren Einzelheiten der Kompressoranlage sind in der Figur der Zeichnung nicht näher dargestellt.
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Der Regler 1 umfasst ein Reglergehäuse 2, in welchem ein stangenförmiges Ventilelement 3 bewegbar angeordnet ist. Das stangenförmige Ventilelement 3 hat an einem Ende einen Ventilteller 4, welcher gegen eine entsprechende Sitzfläche des Reglergehäuses 2 in der in 1 dargestellten Schließstellung zur Sitzanlage in Schließstellung kommen kann. In dieser Schließstellung ist eine kommunizierende Verbindung mit einem schematisch dargestellten Ansaugraum 5 eines Kompressors abgesperrt. Mittels einer Feder 6 ist das stangenförmige Ventilelement 3 in Schließstellung vorbelastet. Vorzugsweise sind das Gewicht des Ventilelements 3 und die Kraft der Feder so abgestimmt, dass im Stillstand des Kompressors und nach Entlastung der Ventilteiler 4 des Ventilelements 3 im gering vom Ventilsitz abgehobenen Zustand verharrt und das Ventil 3, 4 daher einen geringfügig offenen Zustand einnimmt.
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Der Regler 1 hat zugleich eine Rückschlagventilfunktion. Zur Realisierung dieser Rückschlagventilfunktion ist der erfindungsgemäße Regler derart ausgelegt, dass beim Abschalten des Kompressors der im Ansaugbereich 5 des Kompressors ansteigende Druck den Ventilteller 4 des stangenförmigen Ventilelements 3 als Schließdruck beaufschlagt. Somit wird der im Ansaugbereich ansteigende Druck unmittelbar für die Ventilanordnung umfassend das stangenförmige Ventilelement 3 und den Ventilteller 4 als Schließdruck genutzt, so dass auf diese Weise der Regler 1 zuverlässig auch eine Rückschlagventilfunktion verwirklicht.
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Ferner ist die Auslegung des Reglers 1 derart getroffen, dass der Regler 1 ohne zusätzliche Ansteuerungen seine Schließstellung selbsttätig einnimmt.
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Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, umschließt das Reglergehäuse 2 einen Innenraum 7, welcher bei geschlossenem Ventilelement 3 des Reglers 1 unter Atsmosphärendruck steht. Zur Druckentlastung enthält der Regler 1 ein insgesamt mit 8 bezeichnetes Entlastungsventil. Dieses Entlastungsventil 8 wird dadurch gebildet, dass das stangenförmige Ventilelement 3 des Reglers 1 über eine vorbestimmte Länge und Breite hinweg wenigstens eine Abflachung 9 besitzt, so dass ein spaltförmiger Zwischenraum 10 zwischen dem Außenumfang des stangenförmigen Ventilelements 3 und der Längsführung 11 des Reglers 1 gebildet ist. Ferner ist am stangenförmigen Ventilelement 3 des Reglers eine mit 12 bezeichnete Umfangsnut ausgebildet, und zwar an einer solchen Stelle, dass diese Umfangsnut in Schließstellung des stangenförmigen Ventilelements 3 des Reglers 1 eine kommunizierende Verbindung mit einer Entlastungsbohrung 13 herstellt, welche im Reglergehäuse 2 ausgebildet ist. Die Größe bzw. der Durchmesser der Entlastungsbohrung 13 bestimmt die zur Druckentlastung bestimmte und gewünschte Entlastungszeit.
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Wie aus 1 der Zeichnung zu ersehen ist, wird nach der Erfindung ein Regler 1 geschaffen, dessen Ventilelement 3 nicht nur einen Start-Stop-Betrieb zulässt, sondern zugleich auch eine Entlastungseinrichtung und einer Rückschlagventilfunktion baulich vereint enthält. Hierdurch lassen sich nennenswerte konstruktive Vereinfachungen erzielen.
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Der in 1 der Zeichnung dargestellte Regler 1 arbeitet wie nachstehend angegeben ist. Wird das stangenförmigen Ventilelement 3 des Reglers 1 entgegen der Vorbelastung der Feder β in der 1 der Zeichnung beispielsweise gemäß der eingetragenen Pfeilrichtung nach unten bewegt, so hebt sich das stangenförmige Ventilelement 3 und der Ventilteller 4 vom Ventilsitz des Reglers 1 ab und es wird eine kommunizierende Verbindung zum Ansaugraum 5 des nicht näher dargestellten Kompressors hergestellt. In dieser Offenstellung des Ventilelements 3 des Reglers 1 ist bedingt durch die bauliche Konstruktion das insgesamt mit 8 bezeichnete Entlastungsventil zwangsläufig geschlossen, da die Umfangsnut 12 des stangenförmigen Ventilelements 3 keine kommunizierende Verbindung mit der Entlastungsbohrung 13 hat. Demnach ist also das Entlastungsventil 8 in der Offenstellung des Ventilelements 3 des Reglers 1 zwangsläufig abgesperrt. Bewegt sich das Ventilelement 3 des Reglers 1 mit dem Ventilteller 4 in Gegenrichtung und kommt dieser gegen den Ventilsitz des Reglergehäuses 2 zur Anlage, so ist das Ventilelement 3 des Reglers 1 geschlossen. Der unter Atmosphärenbedingungen stehende Innenraum 7 steht über den spaltförmigen Zwischenraum 10 in kommunizierender Verbindung mit dem von der Umfangsnut 12 gebildeten Ringraum, welcher wiederum in kommunizierender Verbindung mit der Entlastungsbohrung 13 im Reglergehäuse 2 steht. In der in 1 dargestellten Schließstellung des Ventilelements 3 des Reglers 1 ist daher zwangsläufig eine Entlastung des Druckraums des Kompressors zum Innenraum 7 über den spaltförmigen Zwischenraum 10, die Umfangsnut 12 und der Entlastungsbohrung 13 realisiert. Somit sind beim dargestellten Regler 1 auch die Funktionen zur Druckentlastung bei geschlossenem Regler 1 vereint.
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Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, ist das stangenförmige Ventilelement 3 in Schließstellung derart mittels einer weichen Feder 6 federvorbelastet, dass bei Stillstand des Kompressors und dessen Entlastung der Ventilteller 4 in leicht abgehobenem (offenem) Zustand verharrt. Hierdurch lassen sich Funktionsstörungen wie ein Einfrieren des Reglers oder ein Blockieren desselben, beispielsweise bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen wirksam verhindern. Diese Eigenschaft ist insbesondere für Bremskompressoren bei Eisenbahnen oder ähnlichem von funktionswesentlicher Bedeutung.
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Ferner nimmt der Regler 1 ohne zusätzliche externe Ansteuerung seine Schließstellung selbsttätig ein, so dass der Regler 1 von zusätzlichen Steuereinrichtungen autark oder unabhängig auf rein mechanische Weise arbeiten kann. Hierdurch erhält man eine verbesserte Betriebszuverlässigkeit.
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Anhand von 2 wird eine weitere, alternative Ausführungsform eines Reglers gezeigt, welcher in 2 insgesamt mit dem Bezugszeichen 1' versehen ist.
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In Abweichung von der Ausführungsform nach 1 ist dort eine Variante des insgesamt mit 8 bezeichneten Entlastungsventils verdeutlicht. Dieses Entlastungsventil 8' umfasst eine Umfangsnut 12 am stangenförmigen Ventilelement 3. Diese Nut 12 ist zur Entlastung mit einem Entlastungskanal mit dem unter Atmosphärenbedingungen stehenden Innenraum 7 des Reglers 1' kommunizierend verbunden. Für die Entlastungsbohrung 13 wird somit eine Druckentlastung über die Umfangsnut 12 den Entlastungskanal 14 des Entlastungsventils 8' in Richtung zum unter Atmosphärendruck stehenden Innenraum des Reglers 1' verwirklicht.
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In Abweichung zu der Ausführungsform nach 1 wird eine konstruktiv und einfach ausgelegte Entlastungsventilanordnung 8 bereit gestellt, da auf eine Abflachung 9 und damit eine zusätzliche Bearbeitung des stangenförmigen Ventilelements 3 verzichtet werden kann. Hierdurch vereinfacht sich die Fertigung und Herstellung des Reglers 1' nach 2 gegenüber jenem nach 1. Ansonsten stimmt die Konstruktionsweise mit jener überein, die in Zusammenhang mit 1 bereits erörtert worden ist.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Einzelheiten der bevorzugten Ausführungsform beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1'
- Regler (Ansaugregler)
- 2
- Reglergehäuse
- 3
- stangenförmiges Ventilelement
- 4
- Ventilteller
- 5
- Ansaugraum
- 6
- Feder
- 7
- Innenraum
- 8 8'
- Entlastungsventil insgesamt
- 9
- Abflachung
- 10
- spaltförmiger Zwischenraum
- 11
- Längsführung
- 12
- Umfangsnut
- 13
- Entlastungsbohrung
- 14
- Entlastungskanal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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