DE10257065B4

DE10257065B4 - compressor

Info

Publication number: DE10257065B4
Application number: DE10257065.5A
Authority: DE
Inventors: Dr. Deipenwisch Robert; Dr. Huster Andreas; Carsten Sczesny; Dr. Middelmann Volker
Original assignee: Magna Powertrain Hueckeswagen GmbH
Current assignee: Magna Powertrain Hueckeswagen GmbH
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2022-12-07
Also published as: DE10257065A1

Abstract

Kompressor oder Verdichter, insbesondere der Flügelzellenbauart, wobei der Kompressor Einrichtungen zur Drehrichtungsumkehr aufweist, so dass der Kompressor je nach Drehrichtung auf der einen oder auf der anderen Seite Hochdruck erzeugen kann und auf der jeweils entgegengesetzten Seite Niederdruck herrscht, wobei der Kompressor neben einer Einlassöffnung (6) und einer Auslassöffnung (7) auch über zwei Vorauslassöffnungen (9, 10) verfügt, welche mit Rückschlagventilen V1.1. und V1.2 versehen sind, wobei der Kompressor zusätzliche Einlassöffnungen (13, 14) für das Druckmedium mit Rückschlagventile V2.1 und V2.2 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile bei Niederdruck innerhalb der Kompressorkammer öffnen und bei Hochdruck innerhalb der Kompressorkammer schließen, wobei ein Steuerschieber die Rückschlagventile V2.1 und V2.2 der Einlassöffnungen (13, 14) auf ihre Rückseite mit Niederdruck beaufschlagt, so dass unabhängig von der Drehrichtung die Rückseiten der Rückschlagventile immer mit Niederdruck beaufschlagt sind und Druckmedium über die Einlassöffnung (6) und einen der zusätzlichen Einlassöffnungen (13, 14) in den Kompressor gelangt.Compressor or compressor, in particular of the vane type, wherein the compressor has means for reversing the direction of rotation, so that the compressor can generate high pressure on one side or the other depending on the direction of rotation and low pressure prevails on the respective opposite side, the compressor being arranged next to an inlet opening (FIG. 6) and an outlet opening (7) also has two Vorlassöffnungen (9, 10), which with check valves V1.1. and V1.2, the compressor having additional inlet openings (13, 14) for the pressure medium with check valves V2.1 and V2.2, characterized in that the check valves open at low pressure within the compressor chamber and close at high pressure within the compressor chamber , wherein a spool the check valves V2.1 and V2.2 of the inlet openings (13, 14) acted on their back with low pressure, so that regardless of the direction of rotation, the back sides of the check valves are always subjected to low pressure and pressure medium via the inlet opening (6) and one of the additional inlet openings (13, 14) enters the compressor.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kompressor oder Verdichter, insbesondere der Flügelzellenbauart, mit einer Einlassöffnung, mit einer Auslassöffnung und mit einer Vorauslassöffnung, wobei die Vorauslassöffnung mit einem Rückschlagventil versehen ist. Derartige Kompressoren sind bekannt. Sie saugen ein Druckmedium an, wie z. B. Luft, und verdichten es auf einen höheren Druck, wobei der Druckanstieg innerhalb des Kompressors bis zum Vorauslass auf einen bestimmten Wert PH1 und bei Weiterverdichtung bis zum zweiten Auslass auf einen höheren Druck PH2 zunimmt, wenn das Medium nicht durch den Vorauslass ausströmen kann. Ob das Medium durch den Vorauslass ausströmen kann, wird durch ein Rückschlagventil bestimmt, das mit einem am Verbraucher herrschenden Druck beaufschlagt ist. Ist der Verbraucherdruck so niedrig, dass er den zunächst durch die erste Kompressionsbewegung erreichten Druck PH1 nicht überschreitet, so kann bereits der Vorauslass öffnen und das Druckmedium zum Verbraucher strömen. Bei Weiterfahren des Kompressors wird dann in der restlichen Kompressionsbewegung weiteres Druckmedium über den Endauslass dem Verbraucher zugeführt. Ist der Verbraucherdruck höher als der in der ersten Kompressionsbewegung erzeugte Druck PH1, so bleibt das Rückschlagventil des Vorauslasses geschlossen, und in der Arbeitkammer des Kompressors wird das Medium weiter komprimiert bis auf den Druck PH2, bevor über den Endauslass das komprimierte Medium den Verbraucherkreis erreichen kann.The invention relates to a compressor or compressor, in particular of the vane type, with an inlet opening, with an outlet opening and with a Vorlassöffnung, wherein the Vorlassöffnung is provided with a check valve. Such compressors are known. They suck on a pressure medium, such as. As air, and compress it to a higher pressure, wherein the pressure increase within the compressor to the pre-discharge to a certain value PH1 and on further compression to the second outlet to a higher pressure PH2 increases, when the medium can not flow through the pre-discharge. Whether the medium can flow out through the pre-charge is determined by a check valve, which is acted upon by a pressure prevailing at the consumer. If the consumer pressure is so low that it does not exceed the pressure PH1 initially reached by the first compression movement, then the pre-discharge can already open and the pressure medium can flow to the consumer. As the compressor continues, additional pressure medium is then supplied to the consumer via the end outlet in the remaining compression movement. If the consumer pressure is higher than the pressure generated in the first compression movement PH1, the check valve of the pre-charge remains closed, and in the working chamber of the compressor, the medium is further compressed to the pressure PH2, before via the Endauslass the compressed medium can reach the consumer circuit ,

Derartige Kompressoren können bisher nur in einer Drehrichtung betrieben werden.So far, such compressors can only be operated in one direction of rotation.

Bei Fahrzeugen mit einem Fahrwerk mit einer Anti-Wank-Funktion sollen zum Ausgleich der Wankbewegung aufgrund von Querkräften (z. B. bei Kurvenfahrt) die Luftfedern der einen Seite des Fahrzeuges mit einem erhöhten Druck versorgt werden, gleichzeitig soll aber der Druck in den Federn der anderen Seite abgesenkt werden, um so eine stabile Lage des Fahrzeugs zu gewährleisten. Dazu soll mittels eines Kompressors die Druckluft aus den Luftfedern der entlasteten Seite in die Luftfedern der belasteten Seite gefördert werden. Da sich die Förderrichtung je nach Bedarf umkehrt, muss auch der Kompressor entsprechend ausgelegt sein.In vehicles with a chassis with an anti-roll function to compensate for the rolling motion due to lateral forces (eg when cornering), the air springs on one side of the vehicle to be supplied with an increased pressure, at the same time but the pressure in the springs be lowered on the other side, so as to ensure a stable position of the vehicle. For this purpose, the compressed air from the air springs of the relieved side in the air springs of the loaded side to be promoted by means of a compressor. Since the direction of flow reverses as needed, the compressor must be designed accordingly.

Aus der DE 361 59 83 A1 ist eine Flügelzellenpumpe bekannt, die wahlweise in zueinander entgegengesetzten Richtungen eintreibbar ist. Rückschlagventile sind dabei mit zusätzlichen Ein/Auslässen verbunden. Die Ventile öffnen mit Überdruck.From the DE 361 59 83 A1 is a vane pump known, which is selectively retractable in opposite directions. Check valves are connected with additional inlets / outlets. The valves open with overpressure.

Aus der DE 196 31 974 C2 ist eine Flügelzellenpumpe mit einer kontrollierten Steuerung des Flügelanpressdrucks über eine Unterflutnut und ein Schieberventil bekannt. Dabei wird er Druck zwischen Systemdruck und dem abgesenkten Druck in der Arbeitskammer der Pumpe konstant gehalten.From the DE 196 31 974 C2 is a vane pump with a controlled control of the Flügelanpressdrucks via a Unterflutnut and a slide valve known. In doing so, the pressure between the system pressure and the lowered pressure in the working chamber of the pump is kept constant.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Kompressor zu schaffen, der sowohl unterschiedliche Druckverhältnisse bedienen kann als auch mit diesen Eigenschaften zusätzlich reversierbar sind.It is an object of the invention to provide a compressor which can serve both different pressure conditions and are additionally reversible with these properties.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Kompressor, insbesondere der Flügelzellenbauart, mit einer Einlassöffnung, mit einer Auslassöffnung, und mit einer Vorauslassöffnung, wobei die Vorauslassöffnung mit einem Rückschlagventil versehen ist, wobei erfindungsgemäß der Kompressor besondere Einrichtungen zur Drehrichtungsumkehr aufweist, so dass er in beiden Drehrichtungen jeweils auf der einen oder anderen Seite Hochdruck erzeugt und auf der jeweils gegenüberliegenden Seite Niederdruck herrscht.The object is achieved by a compressor, in particular of the vane type, with an inlet opening, with an outlet opening, and with a Vorlassöffnung, the Vorlassöffnung is provided with a check valve, according to the invention, the compressor has special means for reversing the direction of rotation, so that it in both directions of rotation each generates high pressure on one side or the other and low pressure prevails on the opposite side.

Dabei weist der erfindungsgemäßer Kompressor zusätzliche Einlassöffnungen 13 und 14 auf. Erfindungsgemäß weisen die zusätzlichen Einlässe jeweils ein Rückschlagventil V2.1 und V2.2 auf. Der Kompressor ist so ausgelegt, dass die Rückschlagventile V2.1 und V2.2 bei Niederdruck innerhalb der Kompressorkammer öffnen und beim Hochdruck innerhalb der Kompressorkammer schließen.In this case, the inventive compressor has additional inlet openings 13 and 14 on. According to the invention, the additional inlets each have a check valve V2.1 and V2.2. The compressor is designed so that the check valves V2.1 and V2.2 open at low pressure inside the compressor chamber and close at high pressure inside the compressor chamber.

Weiterhin hat der Kompressor einen Steuerschieber, welcher die Rückschlagventile V2.1 und V2.2 auf ihre Rückseite mit Niederdruck beaufschlagt, so dass unabhängig von der Drehrichtung die Rückseiten der Rückschlagventile immer mit Niederdruck beaufschlagt sind.Furthermore, the compressor has a spool, which acts on the low pressure of the check valves V2.1 and V2.2 on their back, so that regardless of the direction of rotation, the backs of the check valves are always subjected to low pressure.

Weiterhin wird ein Kompressor bevorzugt, bei welchem der Steuerschieber bei Drehrichtungsumkehr durch den Hochdruck umgeschaltet wird, so dass der Steuerschieber pneumatisch betätigt wird. Auch wird ein Kompressor bevorzugt, bei welchem der Steuerschieber bei oder kurz vor der Drehrichtungsumkehr elektromagnetisch oder mechanisch betätigt werden kann.Furthermore, a compressor is preferred in which the spool is reversed when reversing the direction of rotation by the high pressure, so that the spool is pneumatically actuated. Also, a compressor is preferred in which the spool can be actuated electromagnetically or mechanically at or shortly before the reversal of rotation.

Ein erfindungsgemäßer Kompressor zeichnet sich dadurch aus, dass die Rückschlagventile V1.1 und V1.2 für die Vorauslässe mit jeweils einem zylindrischen Kolben, der einen im wesentlichen zylindrischen Vorsprung aufweist, und mit einem Kolbensitz und einer Feder ausgeführt sind. Weiterhin wird ein Kompressor bevorzugt, bei dem die Rückschlagventile V2.1 und V2.2 für den zusätzlichen Einlass mit einem stiftförmigen Kolben und zwei clipförmigen Haken ausgeführt sind oder einen stiftförmigen Ventilkörper aufweisen, der durch eine Feder in einen Sitz gepresst wird. An inventive compressor is characterized in that the check valves V1.1 and V1.2 are designed for the Vorlässe each with a cylindrical piston having a substantially cylindrical projection, and with a piston seat and a spring. Furthermore, a compressor is preferred in which the check valves V2.1 and V2.2 are designed for the additional inlet with a pin-shaped piston and two clip-shaped hooks or have a pin-shaped valve body which is pressed by a spring into a seat.

Ein erfindungsgemäßer Kompressor zeichnet sich dadurch aus, dass die Ventile bzw. die Ventiltechnik in eine Steuerplatte integriert sind. Weiterhin wird ein Kompressor bevorzugt, bei welchem die Luftkanäle als Oberflächennuten in der Steuerplatte ausgebildet sind. Auch wird ein Kompressor bevorzugt, bei welchem die Lage der Ventile und der Einlass- und der Auslassöffnungen entsprechend den bei der Anwendung auftretenden Druckverhältnissen PH1/PN bzw. PH2/PN angepasst werden können.An inventive compressor is characterized in that the valves or the valve technology are integrated in a control plate. Furthermore, a compressor is preferred in which the air channels are formed as surface grooves in the control plate. Also, a compressor is preferred in which the position of the valves and the inlet and outlet ports can be adjusted according to the pressure ratios PH1 / PN and PH2 / PN occurring in the application.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben.The invention will now be described with reference to the figures.

1 zeigt eine Prinzipskizze eines Reversierkompressors. 1 shows a schematic diagram of a reversing compressor.

2 zeigt einen Querschnitt durch den Gesamtaufbau eines Reversierkompressors. 2 shows a cross section through the overall structure of a reversing compressor.

3 zeigt eine Aufsicht auf eine Steuerplatte. 3 shows a plan view of a control plate.

4 zeigt einen Schnitt durch eine Steuerplatte mit pneumatischem Steuerschieber. 4 shows a section through a control plate with pneumatic spool.

5 zeigt die Auslassventile im Schnitt. 5 shows the exhaust valves in section.

6 zeigt die Einlassventile im Schnitt. 6 shows the intake valves in section.

7 zeigt einen Querschnitt durch den Steuerschieber. 7 shows a cross section through the spool.

8 zeigt eine weitere Prinzipskizze eines Reversierkompressors. 8th shows a further schematic diagram of a reversing compressor.

In 1 ist ein reversierbarer Flügelzellenkompressor im Prinzip dargestellt.In 1 a reversible vane compressor is shown in principle.

Ein Rotor 1 ist mit vorzugsweise drei radial verschiebbaren Flügeln 2 versehen (es sind aber auch andere Anzahlen von Flügeln denkbar) und rotiert innerhalb eines zum Rotor exzentrisch angeordneten Hubrings 3, so dass sich in Drehrichtung zunächst eine vergrößernde Arbeitskammer 4 zum Ansaugen eines Druckmediums und danach sich eine verkleinernde Arbeitskammer 5 zum Komprimieren des angesaugten Druckmediums bildet. Der Kompressor besitzt zwei Einlass- oder Auslassöffnungen 6 und 7, die je nach Drehrichtung eine dieser beiden Funktionen wahrnehmen können. In der hier dargestellten Drehrichtung 8 dient die Öffnung 6 als Einlass und die Öffnung 7 als Auslass. Der Kompressor besitzt zusätzlich zwei sog. Vorauslassöffnungen 9 und 10, welche mit Rückschlagventilen 11 (V1.1) und 12 (V1.2) versehen sind. Außerdem besitzt der Kompressor zwei zusätzliche Einlassöffnungen 13 und 14, welche mit zwei Rückschlagventilen 15 (V2.1) und 16 (V2.2) versehen sind. Diese Rückschlagventile sind durch eine Niederdruckleitung 17 verbunden, welche zu einem Steuerschieber 18 führt. In Drehrichtung 8 des Kompressors wird in der Leitung 19, welche zum Verbraucher führt, ein Hochdruck erzeugt, welcher über die Leitung 20 der Kolbenfläche 21 des Steuerschiebers zugeführt wird und diesen Steuerschieber damit in die dargestellte Position drückt. Das führt dazu, dass der Steuerschieber die Niederdruckleitung 22, die vom Verbraucher oder einem Reservoir kommt und zum Ansaugbereich 6 des Kompressors führt, über eine Leitung 23 mit der Leitung 17 verbindet, so dass die Ventile 15 und 16 auf ihrer Rückseite mit Niederdruck beaufschlagt sind. Das heißt, dass in der dargestellten Drehrichtung 8 der Kompressor über den Einlass 6 und zusätzlich über den Einlass 13 Druckmedium ansaugen kann. Wenn in dieser Drehrichtung 8 im Verdichtungsbereich 5 Hochdruck herrscht, ist das Rückschlagventil 16 geschlossen, und das Druckmedium kann über den Auslass 10 mittels des Rückschlagventils 12 (V1.2) und letztendlich über den Auslass 7 dem Hochdruckbereich zugeführt werden, wenn der Hochdruck im Auslassbereich 19 nicht den Druck in der Förderkammer 3 im Bereich des Ventils 12 überschreitet. Sollte der Druck im Bereich 19, das heißt am Verbraucher, höher sein als der Druck in der Kammer 3 im Bereich des Auslassventils 12 (V1.2), so hält der Hochdruck im Bereich 19 das Rückschlagventil 12 (V1.2) geschlossen, und die Kompressionsarbeit geht mit einer weiteren Druckerhöhung bis zum Erreichen des endgültigen Auslasses 7 weiter.A rotor 1 is preferably with three radially movable wings 2 provided (but there are also other numbers of wings conceivable) and rotated within a eccentrically arranged to the rotor cam 3 , so that in the direction of rotation initially a magnifying working chamber 4 for aspirating a pressure medium and then a decreasing working chamber 5 forms for compressing the sucked pressure medium. The compressor has two inlet or outlet openings 6 and 7 which, depending on the direction of rotation, can perform one of these two functions. In the direction of rotation shown here 8th serves the opening 6 as inlet and the opening 7 as an outlet. The compressor also has two so-called. Vorlassöffnungen 9 and 10 , which with check valves 11 (V1.1) and 12 (V1.2) are provided. In addition, the compressor has two additional inlet openings 13 and 14 , which with two check valves 15 (V2.1) and 16 (V2.2) are provided. These check valves are through a low pressure line 17 connected, which to a spool 18 leads. In the direction of rotation 8th the compressor is in the line 19 , which leads to the consumer, generates a high pressure, which over the line 20 the piston surface 21 the spool is fed and thus pushes this spool in the position shown. This causes the spool to be the low pressure line 22 that comes from the consumer or a reservoir and to the intake area 6 the compressor leads, over a line 23 with the line 17 connects, so the valves 15 and 16 on its back are subjected to low pressure. That is, in the illustrated direction of rotation 8th the compressor over the inlet 6 and additionally via the inlet 13 Can suck in pressure medium. If in this direction of rotation 8th in the compression area 5 High pressure prevails, is the check valve 16 closed, and the pressure medium can through the outlet 10 by means of the check valve 12 (V1.2) and finally over the outlet 7 be supplied to the high pressure area when the high pressure in the outlet 19 not the pressure in the delivery chamber 3 in the area of the valve 12 exceeds. Should the pressure in the range 19 that is, at the consumer, be higher than the pressure in the chamber 3 in the area of the exhaust valve 12 (V1.2), so the high pressure in the range 19 the check valve 12 (V1.2) is closed and the compression work continues with a further pressure increase until the final outlet is reached 7 further.

Bei Drehrichtungsumkehr werden entsprechend die gegenüberliegenden Ventile die entsprechende Funktionen übernehmen, wobei der Steuerschieber sich automatisch durch den auf der Gegenseite jetzt auftretenden Hochdruck umschaltet.When reversing the direction of rotation corresponding to the opposite valves take over the corresponding functions, the spool automatically switches by the now occurring on the opposite side high pressure.

2 zeigt einen teilweisen Querschnitt durch den Aufbau des Reversierkompressors. Ein Elektromotor treibt über eine Welle 32 den Rotor 1 an, welcher innerhalb eines Hubrings 3 exzentrisch gelagert ist und somit Ansaugräume 4 bzw. Druckräume 5 bilden kann. Die Rotationsgruppe ist auf der Seite des Elektromotors durch einen Gehäuseteil 33 abgeschlossen und auf der anderen Seite durch eine Steuerplatte 34, welche die Ventile enthält. Ein Abschlußdeckel 35 und entsprechende Schrauben 36 halten die gesamte Rotationsgruppe und die Ventilplatte zusammen. In einer anderen Ausführung kann der Kompressor auch direkt auf eine verlängerte Welle des Elektromotors montiert werden. 2 shows a partial cross section through the structure of the reversing compressor. An electric motor drives over a shaft 32 the rotor 1 which is within a cam ring 3 is mounted eccentrically and thus Ansaugräume 4 or pressure chambers 5 can form. The rotation group is on the side of the electric motor through a housing part 33 completed and on the other side by a control plate 34 containing the valves. A cover 35 and appropriate screws 36 hold the entire rotation group and the valve plate together. In another embodiment, the compressor can also be mounted directly on an extended shaft of the electric motor.

3 zeigt eine Aufsicht auf die Steuerplatte, in der die Ventiltechnik enthalten ist. Gleiche Elemente wie aus der Prinzipskizze in 1 werden hier mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die je nach Drehrichtung wirkenden Einlass- oder Auslassöffnungen 6 (E/A1) und 7 (E/A2) sind über Kanäle 35 und 36, welche hier als Nuten in der Steuerplatte ausgezeichnet sind, mit den zusätzlich als Vorauslassöffnung dienenden Öffnungen 11 und 12 mit den Ventilen V1.1 und V1.2 verbunden. Zusätzlich sind Kanalbereiche 37 und 38 erkennbar, welche zu dem hier noch nicht dargestellten Steuerschieber führen. Ein Kanalbereich 39 und ein Kanalbereich 40 verbindet die beiden zusätzlichen Einlässe 13 und 14 mit den Rückschlagventilen 15 (V2.1) und 16 (V2.2). 3 shows a plan view of the control plate, in which the valve technology is included. Same elements as from the schematic diagram in 1 are here provided with the same reference numerals. Depending on the direction of rotation acting inlet or outlet openings 6 (E / A1) and 7 (E / A2) are via channels 35 and 36 , which are here as grooves in the control panel are excellent, with the addition of Vorlassöffnung serving openings 11 and 12 connected to the valves V1.1 and V1.2. In addition, there are channel areas 37 and 38 recognizable, which lead to the control slide, not shown here. A channel area 39 and a channel area 40 connects the two additional inlets 13 and 14 with the check valves 15 (V2.1) and 16 (V2.2).

In 4 ist die Steuerplatte 34 in der Ebene des pneumatischen Steuerschiebers geschnitten. Der pneumatische Steuerschieber besitzt einen Kolben 41, welcher innerhalb einer Kolbenbüchse 42 bis zu einer Anschlagshülse 43 bewegbar ist. Der Steuerschieber kann über den Einlass/Auslass 7 mittels des Kanals 37 auf der unteren Seite mit Hochdruck beaufschlagt werden oder über den Einlass/Auslass 6 mittels des Kanals 38 auf der oberen Seite mit Hochdruck beaufschlagt werden, je nach Drehrichtung des Kompressors. In der in dieser Figur dargestellten Position ist der Steuerschieber über den Auslass 7 mit Hochdruck beaufschlagt und stellt dadurch eine Verbindung zwischen dem mit Niederdruck beaufschlagten Kanal 17 und den beiden Rückschlagventilen 15 und 16 da, so dass diese Rückschlagventile auf ihrer Rückseite mit Niederdruck beaufschlagt sind. Sollte die Drehrichtung wechseln, so wird jetzt der Anschluss 6 als Hochdruckauslass den Steuerschieber in die Position nach unten verschieben, wodurch der Steuerschieber die Rückschlagventile 15 und 16 über die Leitung 39 und 40 mit dem jetzt als Einlass mit Niederdruck wirkendem Anschluss 7 verbindet, so dass auch jetzt wieder die Rückschlagventile 15 und 16 auf ihrer Rückseite mit Niederdruck beaufschlagt sind.In 4 is the control plate 34 cut in the plane of the pneumatic spool. The pneumatic spool has a piston 41 which is inside a piston sleeve 42 up to a stop sleeve 43 is movable. The spool can via the inlet / outlet 7 by means of the channel 37 be pressurized on the lower side or via the inlet / outlet 6 by means of the channel 38 High pressure is applied to the upper side, depending on the direction of rotation of the compressor. In the position shown in this figure, the spool is above the outlet 7 subjected to high pressure and thereby provides a connection between the acted upon by low pressure channel 17 and the two check valves 15 and 16 there, so that these check valves are acted upon on their back with low pressure. If the direction of rotation changes, so now the connection 6 As a high-pressure outlet, move the spool valve down to the position, causing the spool to open the check valves 15 and 16 over the line 39 and 40 with the now acting as inlet with low pressure port 7 connects, so that again now the check valves 15 and 16 on its back are subjected to low pressure.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Kompressors soll hier noch einmal erläutert werden. Die Erfindung betrifft das Prinzip eines Flügelzellenkompressors, bei dem mittels Drehrichtungsumkehr des antreibenden Elektromotors die Förderrichtung für das Druckmedium geändert wird. Durch geeignete Verschaltung der Eintritts- und Austrittsöffnungen wird dabei erreicht, dass bei unterschiedlichen Drücken, Druckverhältnissen und Volumenströmen die jeweils benötigten Öffnungsquerschnitte bereit gestellt werden (Siehe 1). Die Öffnungen E/A1 und E/A2 sind drehrichtungsabhängig als Einlass- und als Auslassöffnungen wirksam. Über den Steuerschieber werden die Einlassventile V2.1 und V2.2 auf der Rückseite immer mit dem Niederdruck beaufschlagt. Das jeweilige Ventil ist somit offen, wenn in der Arbeitskammer der Niederdruck anliegt, und dient als zusätzliche Einlassöffnung. Ist der Arbeitskammerdruck höher als der Niederdruck, ist das jeweilige Ventil geschlossen. In der hier skizzierten Ausführung ist der Steuerschieber pneumatisch betrieben. Er kann aber auch elektrisch oder mechanisch angesteuert werden. Die Ventile V1.1 und V1.2 sind Rückschlagventile, die öffnen, sobald der Arbeitskammerdruck den Druck hinter dem jeweiligen Ventil übersteigt. Sie dienen als Vorauslassöffnung und setzen die erforderliche Kompressorleistung herab, wenn Druckverhältnisse außen am Kompressor anliegen, die kleiner sind als das „eingebaute Druckverhältnis”. Das „eingebaute Druckverhältnis” ergibt sich durch die Lage der Ein- und Auslasssteuerkanten und bedeutet, dass im Kompressor immer unabhängig von den Drücken vor und nach dem Kompressor ein bestimmtes Druckverhältnis erreicht wird. Man spricht hier von einer „inneren Verdichtung”. Die Vorauslassöffnung stellt also eine vorgezogene Auslasssteuerkante dar. Die Ventiltechnik ist in einer Steuerplatte integriert. Die Luftkanäle sind als Oberflächennuten in dieser Platte ausgeführt. Die Lage der Ventile und der Ein- Auslassöffnungen kann abhängig von den bei der Anwendung auftretenden Druckverhältnissen gewählt werden.The function of the compressor according to the invention will be explained again here. The invention relates to the principle of a vane compressor in which the direction of rotation of the pressure medium is changed by reversing the direction of rotation of the driving electric motor. By suitable interconnection of the inlet and outlet openings is achieved that at different pressures, pressure ratios and flow rates each required opening cross-sections are provided (see 1 ). The openings E / A1 and E / A2 are dependent on the direction of rotation as an inlet and outlet openings effective. The inlet valves V2.1 and V2.2 on the rear side are always supplied with the low pressure via the spool valve. The respective valve is thus open when the low pressure is applied in the working chamber, and serves as an additional inlet opening. If the working chamber pressure is higher than the low pressure, the respective valve is closed. In the embodiment sketched here, the spool is operated pneumatically. But it can also be controlled electrically or mechanically. The valves V1.1 and V1.2 are check valves which open as the working chamber pressure exceeds the pressure behind the respective valve. They serve as a pre-discharge opening and reduce the required compressor capacity when pressure conditions are outside the compressor, which are smaller than the "built-in pressure ratio". The "built-in pressure ratio" is determined by the position of the inlet and outlet control edges and means that a certain pressure ratio is always achieved in the compressor regardless of the pressures before and after the compressor. This is called an "inner condensation". The Vorlassöffnung thus represents a preferred Auslasssteuerkante. The valve technology is integrated in a control plate. The air channels are designed as surface grooves in this plate. The location of the valves and inlet ports may be selected depending on the pressure conditions encountered in the application.

In 5 ist in einem Schnitt der Bereich des Kompressors mit den Auslassventilen V1.2, also Ventil 12, und V1.1, also Ventil 11, dargestellt.In 5 is in a section the area of the compressor with the exhaust valves V1.2, so valve 12 , and V1.1, so valve 11 represented.

Die Auslassventile bestehen jeweils aus einem becherförmigen Zylinderkolben 50 mit einer vorsprungsartigen Verlängerung 51, die im geschlossen Zustand bis kurz vor die Rotationsgruppe mit dem Rotor 1 bzw. dem Saug- und Druckraum 4, 5 in der Maschine reicht. Der Kolben 50 wird durch eine Feder 52 oder nur durch den außen anliegenden Druck gegen einen stufenförmigen Sitz 53 in der Steuerplatte 34 gepresst. Die Auslassventile sind auf ihrer Kolbenrückseite, das heißt im Federraum 55, je nach Drehrichtung des Kompressors, entweder mit Niederdruck oder mit Hochdruck beaufschlagt (vgl. 1). Erreicht z. B. in der Kammer 5 der im Kompressor erzeugte Druck den hinter den Kolben wirksamen Druck 55 bzw. überschreitet ihn, so wird der Kolben 50 aus seinem Sitz gegen die Federkraft gedrückt, und das komprimierte Gas kann über das Rückschlagventil in den Verbraucherdruckbereich 19 (vergleiche 1) strömen. Dabei ist durch die Form des Vorsprungs 51 entsprechend ein Strömungsquerschnitt mit der den Vorsprung 51 umgebenden Bohrung 56 festlegbar. Die Kolben sind vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt, denkbar ist natürlich auch jeder andere geeignete Werkstoff für die Anwendung.The exhaust valves each consist of a cup-shaped cylinder piston 50 with a projection-like extension 51 in the closed state until just before the rotation group with the rotor 1 or the suction and pressure chamber 4 . 5 in the machine is enough. The piston 50 is by a spring 52 or only by the externally applied pressure against a stepped seat 53 in the control panel 34 pressed. The exhaust valves are on their piston back, that is in the spring chamber 55 , depending on the direction of rotation of the compressor, either with low pressure or high pressure applied (see. 1 ). Achieved z. B. in the chamber 5 the pressure generated in the compressor the effective pressure behind the piston 55 or exceeds it, then the piston 50 pressed out of its seat against the spring force, and the compressed gas can through the check valve in the consumer pressure range 19 (see 1 ) stream. It is characterized by the shape of the projection 51 corresponding to a flow cross-section with the projection 51 surrounding hole 56 fixable. The pistons are preferably made of plastic, conceivable of course is any other suitable material for the application.

In 6 ist die Ausführungsform der zusätzlichen Einlassventile V2.2 und V2.1 aus 1, also der Ventile 15 und 16, dargestellt. Die Ventile besitzen einen stiftförmigen Kolben 60 mit einer scheibenförmigen Sitzplatte 61, welcher in einer Öffnung 62 verschiebbar gelagert ist. In der Öffnung 62 ist weiterhin ein zylinderförmiger gestufter Ventilkörper 63 eingesetzt, der wiederum dem Stift 60 als Führung dient und zusätzlich eine Feder 64 enthält, welche den Kolben 60, 61 gegen einen Anschlag 65 drückt. Der Anschlag 65 dient dabei gleichzeitig als dichtender Ventilsitz, so dass die Sitzplatte 61 die mit dem Niederdruck verbundene Leitung 17 gegenüber den zusätzlichen Ansaugöffnungen 13 und 14, die der Rotationsgruppe zugewandt sind, abdichtet. Solange entsprechend der Drehrichtung des Kompressors in der Kompressorkammer 4 oder 5 Überdruck herrscht gegenüber dem Niederdruck, bleibt das Ventil in dieser geschlossenen Position. Wenn aber entsprechend der Drehrichtung in den Arbeitskammern 4 oder 5 ein Saugdruck herrscht, so wird der Ventilkolben 60, 61 gegen die Federkraft nach innen gesogen, und aus dem Niederdruckbereich 17 kann das Druckmedium in die Arbeitskammer 4 oder 5 des Kompressors gesogen werden. Die Ansaugöffnungen 13 bzw. 14 sind von ovaler Form, so dass die parallelen geraden Flächen des Ovals, in Drehrichtung des Rotors und der Flügel gesehen, klar definierte Steuerkanten darstellen. Die Ventilteile 60, 61 und 63 können auch in diesem Fall aus Kunststoff hergestellt sein, was sowohl der Gewichtsminimierung als auch der Reibungsminimierung der beweglichen Teile dient. 6.1 zeigt eine andere Einlassventilausführung, bei der die Sitzplatte 61 durch zwei clipsförmige Haken 66 geführt wird.In 6 is the embodiment of the additional intake valves V2.2 and V2.1 off 1 So the valves 15 and 16 represented. The valves have a pin-shaped piston 60 with a disc-shaped seat plate 61 which is in an opening 62 is slidably mounted. In the opening 62 is still a cylindrical stepped valve body 63 used, in turn, the pin 60 serves as a guide and in addition a spring 64 contains which the piston 60 . 61 against a stop 65 suppressed. The stop 65 at the same time serves as a sealing valve seat, so that the seat plate 61 the line connected to the low pressure 17 opposite the additional intake openings 13 and 14 , which faces the rotation group, seals. As long as according to the direction of rotation of the compressor in the compressor chamber 4 or 5 Overpressure prevails over the low pressure, the valve remains in this closed position. But if according to the direction of rotation in the working chambers 4 or 5 a suction pressure prevails, then the valve piston 60 . 61 sucked in against the spring force, and from the low pressure area 17 can the pressure medium in the working chamber 4 or 5 sucked the compressor. The intake openings 13 respectively. 14 are oval in shape, so that the parallel straight surfaces of the oval, seen in the direction of rotation of the rotor and the wings, are clearly defined control edges. The valve parts 60 . 61 and 63 can also be made in this case of plastic, which serves both the weight minimization and the friction minimization of the moving parts. 6.1 shows another intake valve design, in which the seat plate 61 through two clip-shaped hooks 66 to be led.

In 7 ist eine detaillierte Darstellung des Steuerschiebers 41 dargestellt. Der Kolben des Schiebers besteht hier aus zwei Teilen, einem Teil 70, der mit einem Stiftfortsatz 72 in dem zweiten Teil 71 befestigt ist. Als Befestigungsart können Verbindungen wie Gewinde, Kleben, Presssitze oder andere Befestigungsarten ausgewählt werden. Der Kolben ist an seinen beiden Enden mit je einem dichtenden Bund 73 und 74 versehen, wobei jeder Bund noch zusätzlich einen O-Ring 75 und 76 enthält. Weiterhin enthält der Steuerschieber eine Büchse 77, deren beide Enden als Dichtsitze für die O-Ring-Dichtungen 75 dienen, je nachdem, welche Position der Steuerschieber gerade einnimmt. In der hier gezeigten Position dichtet der Steuerschieber gerade den Leitungsbereich 37, in dem sich in diesem Fall der Hochdruck befindet, gegen den Leitungsbereich 39, der durch Öffnungen in der Büchse 77 mit dem Schieberinnenraum verbunden ist, und den Leitungsbereich 38, in welchen in diesem Fall Niederdruck herrscht, ab. Der Niederdruck ist außerdem wirksam auf die Kolbenfläche des Kolbenbundes 73. Bei einer Drehrichtungsumkehr des Kompressors wird der Hochdruck im Leitungsbereich 38 wirksam, so dass auf der Fläche 73 Hochdruck herrscht und der Kolben nach links in den zweiten Sitz der Büchse 77 gepresst wird. Dadurch wird der nun unter Niederdruck stehende Bereich 37 mit dem Bereich 39 verbunden. Der Bereich 39 führt immer über den Leitungsbereich 40 auf die Rückseite der zusätzlichen Einlassventile 15 und 16, also V2.1 und V2.2.In 7 is a detailed illustration of the spool valve 41 shown. The piston of the slide here consists of two parts, one part 70 that with a pin extension 72 in the second part 71 is attached. As a type of attachment connections such as threads, gluing, press fits or other types of fastening can be selected. The piston is at its two ends, each with a sealing collar 73 and 74 Each collar also has an O-ring 75 and 76 contains. Furthermore, the spool contains a sleeve 77 , whose both ends serve as sealing seats for the O-ring seals 75 serve, depending on which position the spool is currently occupying. In the position shown here, the spool just seals the line area 37 , in which the high pressure is in this case, against the line area 39 passing through openings in the bush 77 is connected to the slider interior, and the line area 38 , in which in this case low pressure prevails, from. The low pressure is also effective on the piston surface of the piston collar 73 , When the direction of rotation of the compressor reverses the high pressure in the line area 38 effective, so on the surface 73 High pressure prevails and the piston to the left in the second seat of the sleeve 77 is pressed. As a result, the now under low pressure area 37 with the area 39 connected. The area 39 always leads over the line area 40 on the back of the additional intake valves 15 and 16 So V2.1 and V2.2.

Dadurch wird sichergestellt, dass die Rückseiten dieser Ventile mit Niederdruck beaufschlagt sind. Mit seiner linken Seite läuft der Ventilkolben in einer Anschlaghülse 43, die eine Laufbüchse 78 für den linken Kolbenbund enthält, so wie es die Ventilbohrung 42 für den rechten Kolbenbund darstellt.This ensures that the backs of these valves are pressurized with low pressure. With its left side, the valve piston runs in a stop sleeve 43 holding a liner 78 for the left piston collar, as well as the valve bore 42 represents for the right piston collar.

In 8 ist eine weitere Schaltungsvariante eines erfindungsgemäßen Reversierkompressors dargestellt. Die Teile, die schon in 1 erläutert wurden, sind hier mit gleichen Bezugszeichen versehen und sollen nicht noch einmal zusätzlich erläutert werden. Der Unterschied zu der Schaltungsanordnung in 1 besteht darin, dass die Haupt-Ein- und Auslassöffnungen E/A1 bzw. E/A2 aus 1 jetzt durch 4 Öffnungen mit unterschiedlichen Rückschlagventilen versehen sind. Der Auslass E/A2 aus 1 ist jetzt durch eine Öffnung mit einem Rückschlagventil 80 versehen, welches bei der Drehrichtung 8 des Kompressors als Druckauslass in den Verbraucherdruckraum 19 wirksam ist. Der Vorteil dieser Schaltung gegenüber der 1 besteht darin, dass durch dieses Rückschlagventil der Kompressor gegen beliebige Drücke fahren kann, weil nicht bei Erreichen der Auslassöffnung E/A2 z. B. ein höherer Verbraucherdruck aus dem Leitungssystem 19 in den Kompressor zurückschlagen würde, da ja das Rückschlagventil 80 in dieser Situation so lange sperrt, bis innerhalb des Kompressors dieser Auslassdruck auch erreicht ist. Bei Reversieren des Kompressors in die andere Richtung muss deswegen ein zusätzliches Saugrückschlagventil 81 vorgesehen werden, was in diesem Fall dann mit der Niederdruckleitung 17 verbunden ist, durch die jetzt gemeinsam mit dem zweiten Einlass 16 der gesamte anzusaugende Volumenstrom fließt. Analog zu den eben erläuterenden Ventilen sind an der anderen Seite des Kompressors ein Auslassrückschlagventil 82 und ein Einlassrückschlagventil 83 angeordnet, um die entsprechenden Funktionen nach dem Reversieren zu gewährleisten. Der Steuerschieber 18 ist in dieser Darstellung nicht mehr automatisch pneumatisch durch den jeweiligen Hochdruckbereich verstellbar, sondern besitzt hier eine externe Stellvorrichtung 84, welche z. B. durch einen Elektromagneten oder irgend eine andere mechanische Vorrichtung betätigt werden kann. Das kann den Vorteil haben, dass die Umschaltung des Steuerschiebers nicht mehr von dem Zeitverhalten des Hochdruckaufbaus im System abhängig ist, sondern z. B. über Sensoren, elektronische Regelvorrichtungen und Steuerprogramme erfolgt.In 8th a further circuit variant of a reversing compressor according to the invention is shown. The parts that are already in 1 have been explained, here are provided with the same reference numerals and should not be explained again in addition. The difference to the circuit in 1 is that the main inlet and outlet openings E / A1 or E / A2 off 1 are now provided by 4 openings with different check valves. The outlet E / A2 off 1 is now through an opening with a check valve 80 provided, which in the direction of rotation 8th the compressor as a pressure outlet in the consumer pressure chamber 19 is effective. The advantage of this circuit over the 1 is that through this check valve, the compressor can drive against any pressures, because not on reaching the outlet opening E / A2 z. B. a higher consumer pressure from the piping system 19 would hit back into the compressor, since the check valve 80 in this situation blocks until within the compressor this outlet pressure is reached. When reversing the compressor in the other direction, therefore, an additional suction check valve 81 be provided, which in this case then with the low pressure line 17 connected by the now common with the second inlet 16 the entire volume flow to be sucked flows. Analogous to the just-explanatory valves are on the other side of the compressor, an outlet check valve 82 and an inlet check valve 83 arranged to ensure the corresponding functions after reversing. The spool 18 is no longer automatically pneumatically adjustable in this illustration by the respective high pressure area, but here has an external actuator 84 which z. B. can be actuated by an electromagnet or any other mechanical device. This can have the advantage that the switching of the spool is no longer dependent on the timing of the high-pressure build-up in the system, but z. B. via sensors, electronic control devices and control programs.

Bei einer weiteren Schaltungsvariante kann der Steuerschieber entfallen, wenn die Ventile 11 (V1.1), 12 (V1.2), 15 (V2.1) und 16 (V2.2) als schaltbare Ventile, z. B. mit elektromagnetischer oder piezoelektrischer Betätigung, ausgeführt werden.In a further circuit variant, the spool can be omitted if the valves 11 (V1.1), 12 (V1.2), 15 (V2.1) and 16 (V2.2) as switchable valves, z. B. with electromagnetic or piezoelectric actuation, running.

Claims

Compressor or compressor, in particular the vane type, wherein the compressor has means for reversing the direction of rotation, so that the compressor depending on the direction of rotation on the one or on the other side can produce high pressure and prevails on the opposite side low pressure, the compressor next to an inlet port ( 6 ) and an outlet opening ( 7 ) also via two prefill openings ( 9 . 10 ), which with check valves V1.1. and V1.2, the compressor having additional inlet openings ( 13 . 14 ) for the pressure medium with check valves V2.1 and V2.2, characterized in that the check valves open at low pressure within the compressor chamber and close at high pressure within the compressor chamber, wherein a spool the check valves V2.1 and V2.2 of the inlet openings ( 13 . 14 ) are acted upon on their back with low pressure, so that regardless of the direction of rotation, the back sides of the check valves are always subjected to low pressure and pressure medium via the inlet port ( 6 ) and one of the additional inlet openings ( 13 . 14 ) gets into the compressor.

Compressor according to claim 1, characterized in that the spool is reversed in direction reversal by the high pressure, so that the spool is pneumatically operated.

A compressor according to claim 1, characterized in that the spool is actuated electromagnetically at or shortly before the reversal of rotation.

Compressor according to claim 1, with a spool, wherein the spool is mechanically actuated at or shortly before the reversal of rotation.

Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that in the respective Vorlass check valves V1.1 and V1.2 are arranged, wherein the check valves have a cylindrical piston, a piston seat, a spring and a projection on the cylindrical piston end.

Compressor according to claim 5, characterized in that the check valves V2.1 and V2.2 in the additional inlet, a pin-shaped valve body which can be pressed onto a valve seat and having two clip-shaped hooks, or a pin-shaped valve body by a spring in a seat is pressed.

Compressor according to claim 6, characterized in that the valves or the valve technology are integrated in a control plate.

Compressor according to claim 7, characterized in that the air ducts are designed as surface grooves in the control plate.

Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the position of the valves and the inlet and outlet openings are adapted according to the pressure ratios occurring in the application PH1 / PN or PH2 / PN.