DE102015011144A1

DE102015011144A1 - Compressor for compressing air, in particular for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102015011144A1
Application number: DE102015011144.2A
Authority: DE
Inventors: Dirk Zeimer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-08-25
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2016-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kompressor (10) zum Verdichten von Luft, insbesondere für einen Kraftwagen, mit wenigstens einem Verdichtungsraum (11), in welchem ein Kolben (12) zum Ansaugen der Luft in den Verdichtungsraum (11) und zum Verdichten der angesaugten Luft anordenbar ist, mit wenigstens einem Saugraum (22), über welchen die Luft mittels des Kolbens (12) in den Verdichtungsraum (11) ansaugbar ist, mit wenigstens einem dem Saugraum (22) zugeordneten Sauganschluss (26), über welchen die Luft in den Saugraum (22) einführbar ist, und mit einer Ventileinrichtung (28), welche zwischen einer den Verdichtungsraum (11) vom Saugraum (22) fluidisch trennenden Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung, in welcher der Verdichtungsraum (11) mit dem Saugraum (22) fluidisch verbunden ist, verstellbar ist, wobei der Sauganschluss (26) mit einem bezogen auf die Strömungsrichtung der durch den Sauganschluss (26) in den Saugraum (22) strömenden Luft stromauf des Saugraums (22) angeordneten und von der Luft durchströmbaren Volumen (34) fluidisch verbunden ist, welchem Luft über wenigstens eine von dem Sauganschluss (26) unterschiedliche Einströmöffnung (36) zuführbar ist, der ein Rückschlagventil (40) zugeordnet ist, welches ein Einströmen von Luft in das Volumen (34) über die Einströmöffnung (36) zulässt und ein Ausströmen von Luft aus dem Volumen (34) über die Einströmöffnung (36) verhindert.The invention relates to a compressor (10) for compressing air, in particular for a motor vehicle, with at least one compression chamber (11), in which a piston (12) for sucking the air into the compression space (11) and for compressing the sucked air can be arranged is, with at least one suction chamber (22) through which the air by means of the piston (12) in the compression space (11) is sucked, with at least one of the suction chamber (22) associated with the suction port (26) through which the air into the suction chamber (22) is insertable, and with a valve device (28) which between a compression space (11) from the suction chamber (22) fluidly closed position and at least one open position in which the compression space (11) to the suction chamber (22) fluidly connected is, is adjustable, wherein the suction port (26) with a respect to the flow direction of the suction port (26) in the suction chamber (22) flowing air upstream of the suction chamber (22) ang eordneten and traversed by the air volume (34) is fluidly connected to which air via at least one of the suction port (26) different inflow (36) can be fed, which is associated with a check valve (40), which is an inflow of air into the volume (34) via the inflow opening (36) permits and prevents outflow of air from the volume (34) via the inflow opening (36).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kompressor zum Verdichten von Luft, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a compressor for compressing air, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.

Ein solcher Kompressor zum Verdichten von Luft, insbesondere für einen Kraftwagen, wird auch als Luftkompressor oder Luftpresser bezeichnet und ist beispielsweise der DE 10 2014 014 140 A1 als bekannt zu entnehmen. Der Kompressor weist wenigstens einen Verdichtungsraum auf, in welchem ein Kolben translatorisch bewegbar anordenbar beziehungsweise angeordnet ist. Der Kolben dient dem Ansaugen der Luft in den Verdichtungsraum sowie zum Verdichten der angesaugten Luft. Ferner weist der Kompressor wenigstens einen Saugraum auf, über welchen die Luft mittels des Kolbens in den Verdichtungsraum ansaugbar ist. Außerdem weist der Kompressor wenigstens einen dem Saugraum zugeordneten Sauganschluss auf, über welchen die Luft in den Saugraum einführbar ist. Mit anderen Worten, befindet sich der Kolben in seiner Ansaugphase im Rahmen eines Förderbetriebs des Kompressors, so wird mittels des Kolbens Luft beispielsweise aus der Umgebung angesaugt. Die Luft strömt zunächst durch den Sauganschluss und über diesen in den Saugraum. Des Weiteren strömt die Luft aus dem Saugraum in den Verdichtungsraum. An die Ansaugphase schließt sich eine Verdichtungsphase des Kolbens an, in welcher die in den Saugraum eingesaugte Luft mittels des Kolbens verdichtet wird.Such a compressor for compressing air, in particular for a motor vehicle, is also referred to as an air compressor or air compressor and is for example the DE 10 2014 014 140 A1 to be known as known. The compressor has at least one compression space, in which a piston can be arranged or arranged in a translationally movable manner. The piston is used to suck the air into the compression chamber and to compress the sucked air. Furthermore, the compressor has at least one suction space, via which the air can be sucked into the compression space by means of the piston. In addition, the compressor has at least one suction connection associated with the suction port, via which the air is introduced into the suction chamber. In other words, if the piston is in its intake phase during a delivery operation of the compressor, air is drawn in, for example, from the environment by means of the piston. The air first flows through the suction connection and via this into the suction chamber. Furthermore, the air flows from the suction chamber into the compression chamber. The suction phase is followed by a compression phase of the piston, in which the air sucked into the suction chamber is compressed by means of the piston.

Schließlich umfasst der Kompressor eine Ventileinrichtung, welche zwischen einer den Verdichtungsraum vom Saugraum fluidisch trennenden Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung, in welcher der Verdichtungsraum mit dem Saugraum fluidisch verbunden ist, verstellbar ist. Die Ventileinrichtung ist dabei zusätzlich zu einem Einlassventil vorgesehen, über welches die Luft aus dem Saugraum im Förderbetrieb des Kompressors und in der Ansaugphase des Kolbens in den Verdichtungsraum einströmen kann. Das Einlassventil ist beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildet, welches in Richtung des Verdichtungsraums öffnet und somit ein Strömen der Luft aus dem Saugraum in den Verdichtungsraum zulässt, jedoch in Richtung des Saugraums sperrt und somit ein Strömen der Luft aus dem Verdichtungsraum in den Saugraum unterbindet.Finally, the compressor comprises a valve device which is adjustable between a closing position fluidically separating the compression chamber from the suction chamber and at least one open position in which the compression chamber is fluidically connected to the suction chamber. The valve device is provided in addition to an inlet valve, via which the air from the suction chamber in the conveying operation of the compressor and in the suction phase of the piston can flow into the compression space. The inlet valve is formed, for example, as a check valve which opens in the direction of the compression chamber and thus allows a flow of air from the suction chamber in the compression chamber, but blocks in the direction of the suction chamber and thus prevents a flow of air from the compression chamber into the suction chamber.

Während des Förderbetriebs des Kompressor ist und bleibt die Ventileinrichtung in ihrer Schließstellung, so dass die Luft mittels des Kolbens über das Einlassventil in den Verdichtungsraum eingesaugt und anschließend verdichtet werden kann, wobei das Einlassventil in der Ansaugphase des Kolbens öffnet und ein Strömen der Luft aus dem Saugraum in den Verdichtungsraum zulässt. Während der Verdichtungsphase des Kolbens sperrt das Einlassventil, so dass die Luft nicht aus dem Verdichtungsraum in den Saugraum strömen kann, sondern mittels des Kolbens verdichtet werden kann. Da während des Förderbetriebs auch die Ventileinrichtung geschlossen ist, wird die Luft mittels des Kolbens effektiv verdichtet und kann beispielsweise einem Drucklufttank zugeführt und in dem Drucklufttank gespeichert werden.During the conveying operation of the compressor, the valve device is and remains in its closed position, so that the air can be sucked by means of the piston via the inlet valve in the compression chamber and then compressed, wherein the inlet valve in the suction phase of the piston opens and a flow of air from the Suction chamber in the compression chamber allows. During the compression phase of the piston locks the inlet valve, so that the air can not flow from the compression chamber into the suction chamber, but can be compressed by means of the piston. Since during the conveying operation, the valve device is closed, the air is effectively compressed by means of the piston and can for example be supplied to a compressed air tank and stored in the compressed air tank.

In einem Leerlaufbetrieb des Kompressor ist die Ventileinrichtung beispielsweise geöffnet, das heißt die Ventileinrichtung befindet sich während des Leerlaufbetriebs in ihrer Offenstellung, so dass die Luft über die geöffnete Ventileinrichtung aus dem Saugraum in den Verdichtungsraum von dem Kolben angesaugt wird sowie aus dem Verdichtungsraum in den Saugraum ausströmt beziehungsweise mittels des Kolbens ausgeschoben wird. Hierbei bleibt das Einlassventil jeweils geschlossen, da beispielsweise ein durch das Ansaugen der Luft aus dem Saugraum in den Verdichtungsraum mittels des Kolbens bewirkter Unterdruck hier nicht ausreicht, um das Einlassventil zu öffnen.In an idling operation of the compressor, the valve device is opened, for example, that is, the valve means is in idle mode in its open position, so that the air is sucked through the open valve means from the suction chamber into the compression chamber of the piston and from the compression chamber into the suction chamber flows out or is pushed out by means of the piston. In this case, the inlet valve remains closed in each case, since, for example, a vacuum caused by the suction of the air from the suction space into the compression space by means of the piston is not sufficient here to open the inlet valve.

Der Kompressor kann eine sogenannte Open-Inlet-Architektur aufweisen, so dass der Kompressor in seinem Leerlaufbetrieb besonders energiegünstig angetrieben werden kann. Der Kompressor wird beispielsweise von einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftwagens angetrieben. Da im Leerlaufbetrieb die Ventileinrichtung geöffnet ist, kann der Kompressor von der Verbrennungskraftmaschine besonders energiegünstig angetrieben werden, so dass der Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden kann. Mit anderen Worten lässt sich durch die Open-Inlet-Architektur ein guter beziehungsweise geringer Leerlaufverbrauch des Kompressors realisieren.The compressor may have a so-called open-inlet architecture, so that the compressor can be driven particularly energiegünstig in its idle mode. The compressor is driven for example by an internal combustion engine of the motor vehicle. Since the valve device is open in idle mode, the compressor of the internal combustion engine can be driven particularly energiegünstig, so that the fuel consumption of the internal combustion engine can be kept very low. In other words, a good or low idle consumption of the compressor can be realized by the open-inlet architecture.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kompressor der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Kompressor, insbesondere in dessen Leerlaufbetrieb, besonders energiegünstig betrieben werden kann.Object of the present invention is to develop a compressor of the type mentioned in such a way that the compressor, in particular in its idle operation, can be operated particularly energiegünstig.

Diese Aufgabe wird durch einen Kompressor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a compressor having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um einen Kompressor der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass der Kompressor, insbesondere in dessen Leerlaufbetrieb, besonders energiegünstig angetrieben werden kann, ist der Sauganschluss mit einem bezogen auf die Strömungsrichtung der durch den Sauganschluss in den Saugraum strömenden Luft stromauf des Saugraums angeordneten und von der Luft durchströmbaren Volumen fluidisch verbunden. Mit anderen Worten strömt die Luft, wenn diese über den Sauganschluss in den Saugraum strömt und dabei den Sauganschluss durchströmt, in eine Strömungsrichtung durch den Sauganschluss in den Saugraum. Bezogen auf diese Strömungsrichtung der in den Saugraum einströmenden und den Sauganschluss durchströmenden Luft ist das Volumen stromauf des Saugraums angeordnet. Dem Volumen ist dabei Luft über wenigstens eine von dem Sauganschluss unterschiedliche Einströmöffnung zuführbar. Die Einströmöffnung ist von der Luft durchströmbar, so dass die die Einströmöffnung durchströmende Luft in das Volumen einströmen kann. Somit kann dem Volumen Luft aus einem vom Saugraum unterschiedlichen Bereich zugeführt werden, so dass die über die Einströmöffnung in das Volumen eingeströmte Luft beispielsweise bei einer Ansaugphase des Kolbens den Sauganschluss durchströmen und schließlich über den Sauganschluss in den Saugraum einströmen kann.To further develop a compressor specified in the preamble of claim 1 type such that the compressor, in particular in its idling operation, can be driven particularly energiegünstig, the suction port with respect to the flow direction of the suction through the suction port into the suction chamber flowing air upstream of the suction chamber arranged and can be traversed by the air volume fluidly connected. In other words, when the air flows via the suction connection into the suction chamber and thereby flows through the suction connection, it flows in a flow direction through the suction connection into the suction chamber. Based on this flow direction of the air flowing into the suction chamber and the suction port flowing through the air, the volume upstream of the suction chamber is arranged. In this case, air can be supplied to the volume via at least one inflow opening that is different from the suction connection. The inflow opening can be traversed by the air, so that the air flowing through the inflow opening can flow into the volume. Thus, the volume of air from a different area from the suction chamber can be supplied, so that the flowed into the volume via the inflow air, for example, in a suction phase of the piston flow through the suction port and finally can flow into the suction chamber via the suction port.

Der Einströmöffnung ist ein Rückschlagventil zugeordnet, welches ein Einströmen von Luft in das Volum über die Einströmöffnung zulässt und ein Ausströmen von Luft aus dem Volumen über die Einströmöffnung verhindert. Mit anderen Worten gibt das Rückschlagventil die Einströmöffnung frei, wenn Luft in eine Einströmrichtung durch die Einströmöffnung und in der Folge in das Volumen strömt. Bezogen auf diese Einströmrichtung versperrt das Rückschlagventil die Einströmöffnung in eine der Einströmrichtung entgegengesetzte Richtung. Durch dieses fluidische Versperren kann in dem Volumen aufgenommene Luft nicht in eine der Einströmrichtung entgegengesetzte Richtung durch die Einströmrichtung hindurchströmen, so dass die Luft nicht über die Einströmöffnung aus dem Volumen ausströmen kann.The inflow opening is associated with a check valve, which allows an inflow of air into the volume via the inflow opening and prevents outflow of air from the volume via the inflow opening. In other words, the check valve releases the inflow opening when air flows in an inflow direction through the inflow opening and subsequently into the volume. Based on this inflow direction, the check valve obstructs the inflow opening in a direction opposite to the inflow direction. As a result of this fluidic obstruction, air taken up in the volume can not flow through the inflow direction in a direction opposite to the inflow direction, so that the air can not flow out of the volume via the inflow opening.

Durch den Einsatz des Volumens und des Rückschlagventils kann der Energieverbrauch beziehungsweise der Energiebedarf des Kompressors, insbesondere in dessen Leerlaufbetrieb, besonders gering gehalten werden. Der Energieverbrauch des Kompressors kann insbesondere dann gering gehalten werden, wenn der Kompressor gemäß der sogenannten Open-Inlet-Architektur ausgestaltet ist. Durch den Einsatz des Rückschlagventils können die Luft und somit Energie in dem System, das heißt in dem Volumen, gehalten werden, so dass auch die Energie, die erforderlich ist, dass die Luft zurück in den Saugraum beziehungsweise in den Verdichtungsraum strömt, besonders gering gehalten werden kann. In der Folge kann der Energieverbrauch des Kompressors insgesamt gering gehalten werden, so dass der Kompressor besonders energiegünstig, beispielsweise von einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftwagens, angetrieben werden kann.Through the use of the volume and the check valve, the energy consumption or the energy consumption of the compressor, especially in its idle operation, can be kept particularly low. The energy consumption of the compressor can be kept low especially when the compressor is designed according to the so-called open-inlet architecture. Through the use of the check valve, the air and thus energy in the system, that is held in the volume, so that the energy required that the air flows back into the suction chamber or in the compression chamber, kept particularly low can be. As a result, the total energy consumption of the compressor can be kept low, so that the compressor can be particularly energiegünstig, for example, driven by an internal combustion engine of the motor vehicle.

Darüber hinaus kann ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten des Kompressors, insbesondere während seines Leerlaufbetriebs, realisiert werden, da mittels des Rückschlagventils die übermäßige Entstehung von Geräuschen vermieden werden kann. Ferner wurde gefunden, dass sich durch den Einsatz des Rückschlagventils ein vorteilhafter Gegendruck für den Kolben aufbaut, wodurch ein übermäßiges, unerwünschtes Überströmen von Öl, insbesondere im Bereich von Kolbenringen, vermieden werden kann. Insgesamt lässt sich somit eine besonders vorteilhafte Leistungsfähigkeit des Kompressors realisieren.In addition, a particularly advantageous noise behavior of the compressor, in particular during its idling operation, be realized, since by means of the check valve, the excessive generation of noise can be avoided. Furthermore, it has been found that the use of the non-return valve builds up an advantageous back pressure for the piston, as a result of which excessive, undesirable overflow of oil, in particular in the region of piston rings, can be avoided. Overall, thus, a particularly advantageous performance of the compressor can be realized.

Das zuvor genannte Schmiermittel wird beispielsweise verwendet, um den Kolben zu schmieren. Da erfindungsgemäß das Rückschlagventil zum Einsatz kommt, kann der Kompressor gemäß der Open-Inlet-Architektur ausgestaltet werden, wobei gleichzeitig ein übermäßiger Schmiermittelübertritt und somit ein übermäßiger Schmiermittelverbrauch vermieden werden können.The aforementioned lubricant is used, for example, to lubricate the piston. Since according to the invention the check valve is used, the compressor can be configured in accordance with the open-inlet architecture, wherein at the same time an excessive lubricant transfer and thus excessive lubricant consumption can be avoided.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Kompressors zum Verdichten von Luft; und 1 a schematic sectional view of a compressor according to the invention for compressing air; and

2 eine weitere schematische Schnittansicht des Kompressors. 2 another schematic sectional view of the compressor.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht einen Kompressor 10 zum Verdichten von Luft, wobei der Kompressor 10 beispielsweise in einer Druckluftanlage eines Kraftwagens, insbesondere eines Nutzkraftwagens, zum Einsatz kommt. Die mittels des Kompressors 10 verdichtete Luft kann beispielsweise in wenigstens einem Drucklufttank gespeichert und zum Betätigen einer Bremse, insbesondere einer Betriebsbremsanlage, des Kraftwagens verwendet werden. 1 shows a schematic sectional view of a compressor 10 for compressing air, the compressor 10 For example, in a compressed air system of a motor vehicle, especially a commercial vehicle, is used. The means of the compressor 10 compressed air can be stored, for example, in at least one compressed air tank and used to actuate a brake, in particular a service brake system of the motor vehicle.

Der Kompressor 10 weist wenigstens einen Verdichtungsraum 11 sowie einen Kolben 12 auf, welcher in dem Verdichtungsraum 11 translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Dem Kolben 12 ist ein in 1 ausschnittsweise erkennbares Pleuel 14 zugeordnet, welches über einen Kolbenbolzen 16 gelenkig mit dem Kolben 12 verbunden ist. Das Pleuel 14 ist ferner an einem Hubzapfen einer Welle drehbar gelagert, wobei die Welle – wie in 1 durch einen Richtungspfeil 18 veranschaulicht ist – um eine Drehachse drehbar ist. Durch diese gelenkige Kopplung des Kolbens 12 über das Pleuel 14 mit der Welle werden rotatorische Bewegungen der Welle in translatorische Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Kolbens 12 im Verdichtungsraum 11 umgewandelt.The compressor 10 has at least one compression space 11 and a piston 12 on, which in the compression space 11 is recorded translationally movable. The piston 12 is an in 1 partially recognizable connecting rod 14 assigned, which via a piston pin 16 articulated with the piston 12 connected is. The connecting rod 14 is further rotatably mounted on a crank pin of a shaft, wherein the shaft - as in 1 by a directional arrow 18 is illustrated - is rotatable about a rotation axis. Through this articulated coupling of the piston 12 over the connecting rod 14 with the shaft, rotational movements of the shaft become translational upward and downward movements of the piston 12 in the compression room 11 transformed.

Die Welle ist beispielsweise mit einem Antriebsaggregat insbesondere in Form einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftwagens gekoppelt, so dass die beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Welle und über diese der Kolben 12 beziehungsweise der Kompressor 10 insgesamt von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar sind.The shaft is coupled, for example, with a drive unit, in particular in the form of an internal combustion engine of the motor vehicle, so that the shaft, which is designed, for example, as a crankshaft, and via this the piston 12 or the compressor 10 are driven in total by the internal combustion engine.

Der Verdichtungsraum 11 ist beispielsweise zylinderförmig ausgebildet und weist ein Dach 20 auf. In seiner Ansaugphase bewegt sich der Kolben 12 translatorisch von dem Dach 20 weg. An die Ansaugphase schließt sich eine Verdichtungsphase des Kolbens 12 an, in deren Rahmen sich der Kolben 12 translatorisch auf das Dach 20 zu bewegt.The compression space 11 For example, is cylindrical and has a roof 20 on. In its suction phase, the piston moves 12 translatory from the roof 20 path. The suction phase is followed by a compression phase of the piston 12 in whose frame the piston 12 translatory to the roof 20 too moved.

Während der Ansaugphase wird die zu verdichtende Luft mittels des Kolbens 12 in den Verdichtungsraum 11 angesaugt. Im Rahmen der Verdichtungsphase wird die angesaugte Luft mittels des Kolbens 12 komprimiert, das heißt verdichtet, insbesondere wenn sich der Kompressor 10 in seinem Förderbetrieb befindet.During the intake phase, the air to be compressed by means of the piston 12 in the compression room 11 sucked. As part of the compression phase, the sucked air by means of the piston 12 compressed, that is compressed, especially when the compressor 10 located in its production operation.

Aus 1 ist erkennbar, dass der Kompressor 10 ferner einen Saugraum 22 aufweist, welcher über eine als Durchgangsöffnung ausgebildete Überströmöffnung 24 fluidisch mit dem Verdichtungsraum 11 verbunden ist. Ferner weist der Kompressor 10 wenigstens einen dem Saugraum 22 zugeordneten Sauganschluss 26 auf, über welchen die Luft mittels des Kolbens 12 in den Saugraum 22 ansaugbar ist beziehungsweise angesaugt wird.Out 1 it can be seen that the compressor 10 Furthermore, a suction chamber 22 which has an overflow opening formed as a passage opening 24 fluidic with the compression space 11 connected is. Furthermore, the compressor has 10 at least one of the suction room 22 associated suction port 26 on, over which the air by means of the piston 12 in the suction room 22 is sucked or sucked.

Der Überströmöffnung 24 ist eine Ventileinrichtung 28 mit einem Ventilelement 30 zugeordnet. Das Ventilelement 30 ist zwischen einer in 2 dargestellten Schließstellung und wenigstens einer in 1 dargestellten Offenstellung, insbesondere relativ zu dem Dach 20, bewegbar. In der Schließstellung ist die Überströmöffnung 24 mittels des Ventilelements 30 fluidisch versperrt, so dass der Saugraum 22 von dem Verdichtungsraum 11 fluidisch getrennt ist. In der Offenstellung gibt das Ventilelement 30 die Überströmöffnung 24 frei, so dass der Saugraum 22 mit dem Verdichtungsraum 11 über die Überströmöffnung 24 fluidisch verbunden ist.The overflow opening 24 is a valve device 28 with a valve element 30 assigned. The valve element 30 is between a in 2 illustrated closed position and at least one in 1 illustrated open position, in particular relative to the roof 20 , movable. In the closed position is the overflow 24 by means of the valve element 30 fluidly obstructed, leaving the suction chamber 22 from the compression room 11 is fluidically isolated. In the open position, the valve element 30 the overflow opening 24 free, leaving the suction chamber 22 with the compression space 11 over the overflow opening 24 is fluidically connected.

Während eines Förderbetriebs des Kompressors 10, wobei der Förderbetrieb auch als Förderphase oder Lastlauf bezeichnet wird, ist das Ventilelement 30 geschlossen. Der Kompressor 10 umfasst beispielsweise wenigstens ein von der Ventileinrichtung 28 unterschiedliches und zusätzlich zu der Ventileinrichtung 28 vorgesehenes Einlassventil 31. In dem Förderbetrieb, während welchem das Ventilelement 30 geschlossen ist, wird mittels des Kolbens 12 Luft angesaugt, indem sich der Kolben 12 vom Dach 20 wegbewegt, wobei die Luft zunächst über den Sauganschluss 26 in den Saugraum 22 einströmt. Da während des Förderbetriebs die Überströmöffnung 24 mittels des Ventilelements 30 geschlossen ist, kann die in den Saugraum 22 eingeströmte Luft die Überströmöffnung 24 nicht durchströmen.During a conveying operation of the compressor 10 , wherein the conveying operation is also referred to as a delivery phase or load run, is the valve element 30 closed. The compressor 10 includes, for example, at least one of the valve device 28 different and in addition to the valve device 28 provided inlet valve 31 , In the conveying operation, during which the valve element 30 is closed, by means of the piston 12 Air sucked in by the piston 12 from the roof 20 moved away, with the air initially through the suction port 26 in the suction room 22 flows. Since during the conveying operation, the overflow 24 by means of the valve element 30 closed, the can in the suction room 22 inflowing air the overflow 24 do not flow through.

Das Einlassventil 31 ist beispielsweise als Rückschlagventil ausgebildet und öffnet in Richtung des Saugraums 11, so dass die Luft aus dem Saugraum 22 in eine erste Strömungsrichtung über das Einlassventil 31 in den Verdichtungsraum 11 einströmen kann, wenn sich der Kolben 12 in seiner Ansaugphase befindet. Das Einlassventil 31 sperrt jedoch in Richtung des Saugraums 22, so dass die Luft nicht in eine der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzte zweite Strömungsrichtung aus dem Verdichtungsraum 11 über das Einlassventil 31 zurück in den Saugraum 22 strömen kann. Dadurch wird die sich in dem Verdichtungsraum 11 befindende Luft mittels des Kolbens 12 verdichtet, wenn sich der Kolben 12 in Richtung des Dachs 20 bewegt, das heißt wenn sich der Kolben 12 in seiner Verdichtungsphase befindet.The inlet valve 31 is designed for example as a check valve and opens in the direction of the suction chamber 11 so that the air from the suction chamber 22 in a first flow direction via the inlet valve 31 in the compression room 11 can flow in, when the piston 12 is in its suction phase. The inlet valve 31 but locks in the direction of the suction chamber 22 such that the air does not flow in a second flow direction from the compression space opposite the first flow direction 11 via the inlet valve 31 back to the suction room 22 can flow. This will be reflected in the compression space 11 located air by means of the piston 12 compressed when the piston 12 in the direction of the roof 20 moved, that is, when the piston 12 is in its condensation phase.

In einem Leerlaufbetrieb des Kompressors 10, wobei der Leerlaufbetrieb auch als Leerlaufphase oder Nicht-Förderphase bezeichnet wird, befindet sich das Ventilelement 30 in seiner Offenstellung. Während des Leerlaufbetriebs und in der Offenstellung der Ventileinrichtung 28 beziehungsweise des Ventilelements 30 wird mittels des Kolbens 12 infolge seiner Aufwärts- und Abwärtsbewegungen Luft über den Sauganschluss 26 in den Saugraum 22 und über die Überströmöffnung 24 in den Verdichtungsraum 11 angesaugt sowie aus dem Verdichtungsraum 11 über die offene Überströmöffnung 24 in den Saugraum 22 und weiter in den Sauganschluss 26 beziehungsweise durch diesen hindurch geschoben. Diese durch den Kolben 12 bewirkten Strömungen der Luft sind in 1 durch Richtungspfeile 32 veranschaulicht.In an idle mode of the compressor 10 Wherein idling operation is also referred to as idling phase or non-conveying phase, the valve element is located 30 in its open position. During idle operation and in the open position of the valve device 28 or of the valve element 30 is by means of the piston 12 due to its upward and downward movements air over the suction port 26 in the suction room 22 and over the overflow opening 24 in the compression room 11 sucked in and out of the compression chamber 11 over the open overflow opening 24 in the suction room 22 and further into the suction connection 26 or pushed through it. These by the piston 12 caused currents of air are in 1 by directional arrows 32 illustrated.

Insgesamt ist aus 1 und 2 erkennbar, dass der Kompressor 10 nach der sogenannte Open-Inlet-Architektur ausgebildet ist, so dass der Kompressor 10 von der Verbrennungskraftmaschine während des Leerlaufbetriebs besonders energiegünstig und somit kraftstoffverbrauchsarm angetrieben werden kann.Overall is off 1 and 2 recognizable that the compressor 10 designed according to the so-called open-inlet architecture, allowing the compressor 10 from the internal combustion engine during idle operation, especially energy-efficient and thus fuel-efficient can be driven.

Um nun den Kompressor 10, insbesondere während der Leerlaufphase, besonders energiegünstig antreiben zu können sowie einen übermäßigen Ölübertritt, insbesondere aus dem Verdichtungsraum 11 in den Sauganschluss 26, zu vermeiden und somit den Schmiermittelverbrauch besonders gering zu halten, ist ein zusätzlich zu dem Verdichtungsraum 11 und zusätzlich zu dem Saugraum 22 vorgesehenes und von der Luft durchströmbares Volumen 34 vorgesehen, welches bezogen auf die Strömungsrichtung der durch den Sauganschluss 26 in den Saugraum 22 strömenden Luft stromauf des Saugraums 22 angeordnet ist.To now the compressor 10 , Especially during the idling phase, to be able to drive particularly energiegünstig and excessive oil transfer, especially from the compression chamber 11 in the suction connection 26 , to avoid and thus to keep the lubricant consumption particularly low, is an addition to the compression chamber 11 and in addition to the suction room 22 provided and traversed by the air volume 34 provided, which related to the flow direction through the suction port 26 in the suction room 22 flowing air upstream of the suction chamber 22 is arranged.

Das Volumen 34 weist dabei eine von dem Sauganschluss 26 unterschiedliche Einströmöffnung 36 auf, über welche dem Volumen 34 Luft zuführbar beziehungsweise Luft in das Volumen 34 einführbar ist. Im Förderbetrieb wird die Luft während der Ansaugphase des Kolbens 12 mittels des Kolbens 12 angesaugt und dabei beispielsweise über die Einströmöffnung 36 zunächst in das Volumen 34 eingesaugt, woraufhin die über die Einströmöffnung 36 in das Volumen 34 eingesaugte beziehungsweise eingeströmte Luft den Sauganschluss 26 durchströmen und somit in den Saugraum 22 einströmen kann. Ferner kann die in den Saugraum 22 eingeströmte Luft – wie zuvor beschrieben – über das Einlassventil 31 weiter aus dem Saugraum 22 in den Verdichtungsraum 11 einströmen, wobei diese Strömung der Luft durch die Einströmöffnung 36 in das Volumen 34 sowie durch den Sauganschluss 26 in den Saugraum 22 und über das Einlassventil 31 in den Verdichtungsraum 11 in 2 durch Richtungspfeile 38 veranschaulicht ist.The volume 34 has one of the suction port 26 different inflow opening 36 on, over which the volume 34 Air can be supplied or air into the volume 34 is insertable. In the conveying mode, the air is during the intake phase of the piston 12 by means of the piston 12 aspirated and, for example, via the inlet opening 36 first in the volume 34 sucked in, whereupon the over the inflow opening 36 in the volume 34 sucked or inflowed air the suction port 26 flow through and thus into the suction chamber 22 can flow in. Furthermore, in the suction chamber 22 inflowing air - as described above - via the inlet valve 31 further from the suction room 22 in the compression room 11 inflow, this flow of air through the inlet opening 36 in the volume 34 as well as through the suction connection 26 in the suction room 22 and over the inlet valve 31 in the compression room 11 in 2 by directional arrows 38 is illustrated.

Dabei ist der Einströmöffnung 36 ein im Ganzen mit 40 bezeichnetes Rückschlagventil zugeordnet, welches ein Einströmen von Luft in das Volumen 34 über die Einströmöffnung 36 zulässt und ein Ausströmen von Luft aus dem Volumen 34 über die Einströmöffnung 36 verhindert. Mit anderen Worten gibt das Rückschlagventil 40 die Einströmöffnung 36 während der Ansaugphase des Kolbens 12 und beispielsweise im Förderbetrieb frei. Während des Förderbetriebs und in der Ansaugphase des Kolbens strömt die mittels des Kolbens 12 angesaugte Luft in eine Einströmrichtung durch die Einströmöffnung 36 und somit in das Volumen 34, da das Rückschlagventil 40 in diese Einströmrichtung öffnet und somit die Einströmöffnung 36 freigibt. Diese Einströmrichtung ist in 2 durch einen Richtungspfeil 42 veranschaulicht, welche auch eine Bewegungsrichtung veranschaulicht, in die sich das Rückschlagventil 40 bewegt, um die Einströmöffnung 36 freizugeben.In this case, the inflow opening 36 a whole with 40 associated check valve associated, which is an influx of air into the volume 34 over the inflow opening 36 allows and an outflow of air from the volume 34 over the inflow opening 36 prevented. In other words, the check valve gives 40 the inflow opening 36 during the intake phase of the piston 12 and free, for example in the production mode. During the delivery operation and in the intake phase of the piston flows through the piston 12 sucked air in an inflow direction through the inlet opening 36 and thus in the volume 34 because the check valve 40 opens in this inflow and thus the inflow opening 36 releases. This inflow direction is in 2 by a directional arrow 42 which also illustrates a direction of movement in which the check valve 40 moved to the inlet opening 36 release.

Das Rückschlagventil 40 sperrt jedoch in eine der Einströmrichtung entgegengesetzte Richtung und versperrt somit die Einströmöffnung 36 derart, dass die im Volumen 34 aufgenommene Luft nicht entgegen der Einströmrichtung die Einströmöffnung 36 durchströmen und somit entgegen der Einströmrichtung über die Einströmöffnung 36 aus dem Volumen 34 ausströmen kann. Die der Einströmrichtung entgegengesetzte Richtung ist in 1 durch einen Richtungspfeil 44 veranschaulicht. 2 zeigt somit beispielsweise eine Freigabestellung, in der sich das Rückschlagventil 40 befindet, wenn das Rückschlagventil 40 die Einströmöffnung 36 freigibt. Bewegt sich der Kolben 12 in der Förderphase translatorisch auf das Dach 20 zu, so kehrt sich beispielsweise die Strömungsrichtung der Luft um, so dass die Luft in die zuvor genannte, entgegen der Einströmrichtung verlaufende Richtung strömt.The check valve 40 However, it locks in a direction opposite to the inflow direction and thus blocks the inflow opening 36 such that in volume 34 absorbed air is not against the inflow the inlet opening 36 flow through and thus against the inflow direction via the inlet opening 36 out of the volume 34 can flow out. The direction opposite to the inflow direction is in 1 by a directional arrow 44 illustrated. 2 Thus, for example, shows a release position in which the check valve 40 located when the check valve 40 the inflow opening 36 releases. Moves the piston 12 in the funding phase translationally on the roof 20 For example, the flow direction of the air is reversed, so that the air flows in the aforementioned direction, which is opposite to the direction of inflow.

Dann bewegt sich das Rückschlagventil 40 in eine durch den Richtungspfeil 44 veranschaulichte Bewegungsrichtung aus der Freigabestellung in eine in 1 gezeigte Sperrstellung, in welcher die Einströmöffnung 36 mittels des Rückschlagventils 40 fluidisch versperrt ist. Dadurch kann die im Volumen 34 aufgenommene Luft nicht über die Einströmöffnung 36 aus dem Volumen 34 ausströmen. Wie in 1 durch einen Doppelpfeil 46 veranschaulicht ist, kann die Luft lediglich durch den Sauganschluss 26 und in das Volumen 34 strömen, jedoch kann die Luft nicht über die Einströmöffnung 36 aus dem Volumen 34 ausströmen. Dadurch können die Luft und somit Energie in dem Volumen 34 gehalten werden, so dass eine nur geringe Energie erforderlich ist, dass die Luft wieder zurück in den Saugraum 22 beziehungsweise den Verdichtungsraum 11 strömt. Dadurch kann der Energieverbrauch des Kompressors 10 insgesamt gering gehalten werden.Then the check valve moves 40 in one by the directional arrow 44 illustrated movement direction from the release position into an in 1 shown blocking position in which the inflow opening 36 by means of the check valve 40 is fluidly locked. This can be done in volume 34 absorbed air not through the inlet opening 36 out of the volume 34 flow out. As in 1 by a double arrow 46 is illustrated, the air can only through the suction port 26 and in the volume 34 flow, however, the air can not through the inlet opening 36 out of the volume 34 flow out. This allows the air and thus energy in the volume 34 be held so that only a small amount of energy is required to return the air back to the suction chamber 22 or the compression space 11 flows. This can reduce the energy consumption of the compressor 10 be kept low overall.

1 veranschaulicht somit den Leerlaufbetrieb des Kompressors 10, wobei 2 den Förderbetrieb des Kompressors 10 veranschaulicht. Das Rückschlagventil 40 umfasst dabei einen Ventilkörper 48 in Form einer Kugel sowie eine Feder 50, an welcher der Ventilkörper 48 abgestützt beziehungsweise abstützbar ist. Die Kugel (Ventilkörper 48) ist zwischen der Freigabestellung und der Sperrstellung bewegbar. Wird der Ventilkörper 48 durch die entlang der Einströmrichtung durch die Einströmöffnung 36 strömende und somit in das Volumen 34 einströmende Luft aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegt, so wird die Feder 50 gespannt und vorliegend komprimiert, so dass die Feder 50 in der Freigabestellung eine Federkraft bereitstellt, welche auf den Ventilkörper 48 wirkt. Lässt die Strömung der Luft durch die Einströmöffnung 36 in die Einströmrichtung nach beziehungsweise kehrt sich die Strömungsrichtung der Luft gar um, so kann sich die Feder 50 entspannen, so dass der Ventilkörper 48 mittels der Feder 50 beziehungsweise mittels der Federkraft aus der Freigabestellung zurück in die Sperrstellung bewegt wird. Das Rückschlagventil kann auch einer andere beliebige Bauart sein, z. B. eine Klappe. 1 thus illustrates the idling operation of the compressor 10 , in which 2 the conveying operation of the compressor 10 illustrated. The check valve 40 includes a valve body 48 in the form of a ball and a spring 50 at which the valve body 48 supported or supportable. The ball (valve body 48 ) is movable between the release position and the blocking position. Will the valve body 48 along the inflow direction through the inflow opening 36 flowing and thus into the volume 34 incoming air moves from the blocking position to the release position, then the spring 50 clamped and compressed in the present, so that the spring 50 in the release position provides a spring force, which on the valve body 48 acts. Leaves the flow of air through the inlet 36 in the direction of inflow to or the direction of flow of the air even reverses, so can the spring 50 relax, leaving the valve body 48 by means of the spring 50 or by means of the spring force from the release position back into the blocking position is moved. The check valve may also be of any other type, for. B. a flap.

Aus 1 und 2 ist erkennbar, dass der Sauganschluss 26 durch ein weiteres, von der Luft durchströmbares Volumen gebildet ist, wobei das erste Volumen 34 wesentlich größer als das weitere Volumen ist. Das erste Volumen 34 ist beispielsweise durch einen Tank oder eine Leitung gebildet und fungiert als Resonanzvolumen, mittels welchem der Energieverbrauch des Kompressors 10 besonders gering gehalten werden kann. Ferner baut sich durch den Einsatz des Rückschlagventils 40 ein vorteilhafter Gegendruck für den Kolben 12 auf, so dass ein übermäßiger Übertritt von Schmiermittel beziehungsweise Öl vermieden werden kann. Außerdem kann ein vorteilhaftes Geräuschverhalten des Kompressors 10 durch den Einsatz des Rückschlagventils 40 realisiert werden.Out 1 and 2 it can be seen that the suction connection 26 is formed by a further, can be traversed by the air volume, wherein the first volume 34 much larger than the other volume. The first volume 34 is formed, for example, by a tank or a pipe and acts as a resonance volume, by means of which the energy consumption of the compressor 10 can be kept very low. It also builds up through the use of the check valve 40 an advantageous back pressure for the piston 12 so that excessive transfer of lubricant or oil can be avoided. In addition, a favorable noise behavior of the compressor 10 through the use of the check valve 40 will be realized.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Kompressorcompressor
1111: Verdichtungsraumcompression chamber
1212: Kolbenpiston
1414: Pleuelpleuel
1616: Kolbenbolzenpiston pin
1818: Richtungspfeilarrow
2020: Dachtop, roof
2222: Saugraumsuction
2424: Überströmöffnungoverflow
2626: Sauganschlusssuction
2828: Ventileinrichtungvalve means
3030: Ventilelementvalve element
3131: Einlassventilintake valve
3232: Richtungspfeilarrow
3434: Volumenvolume
3636: Einströmöffnunginflow
3838: Richtungspfeilarrow
4040: Rückschlagventilcheck valve
4242: Richtungspfeilarrow
4444: Richtungspfeilarrow
4646: Doppelpfeildouble arrow
4848: Ventilkörpervalve body
5050: Federfeather

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014014140 A1 [0002]

Claims

Compressor ( 10 ) for compressing air, in particular for a motor vehicle, with at least one compression space ( 11 ), in which a piston ( 12 ) for sucking the air into the compression space ( 11 ) and for compressing the sucked air can be arranged, with at least one suction chamber ( 22 ), via which the air by means of the piston ( 12 ) into the compression chamber ( 11 ) is sucked, with at least one of the suction chamber ( 22 ) associated suction port ( 26 ), through which the air in the suction chamber ( 22 ) is insertable, and with a valve device ( 28 ), which between one the compression space ( 11 ) from the suction chamber ( 22 ) fluidically closing position and at least one open position, in which the compression space ( 11 ) with the suction space ( 22 ) is fluidically connected, is adjustable, characterized in that the suction port ( 26 ) with respect to the flow direction through the suction port ( 26 ) in the suction chamber ( 22 ) flowing air upstream of the suction chamber ( 22 ) and can be flowed through by the air volume ( 34 ), which air via at least one of the suction port ( 26 ) different inflow opening ( 36 ), which is a check valve ( 40 ), which is an inflow of air into the volume ( 34 ) via the inflow opening ( 36 ) and an outflow of air from the volume ( 34 ) via the inflow opening ( 36 ) prevented.

Compressor ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the suction connection ( 36 ) formed by a further volume through which the air can flow, the first volume ( 34 ) is greater than the additional volume.

Compressor ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the check valve ( 40 ) in the volume ( 34 ) is arranged.