DE1102964B

DE1102964B - Luftverdichter

Info

Publication number: DE1102964B
Application number: DEM37798A
Authority: DE
Inventors: Walter Benz
Original assignee: Motoren Werke Mannheim AG
Current assignee: Caterpillar Energy Solutions GmbH
Priority date: 1958-05-29
Filing date: 1958-05-29
Publication date: 1961-03-23

Description

Luftverdichter Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftverdichter mit einem gebläsegekühlten Zylinderkopf, der die Ventile enthält, die durch Zwischenstücke auf ihre Anlageflächen im Zylinderkopf gepreßt werden, wobei die Zwischenstücke in gut wärmeleitender Verbindung mit den Ventilsitzen stehen und das Zwischenstück für das Druckventil von dem Fördermedium und von dem Kühlmittel bespült wird.
Die Aufgabe des Erfindungsgegenstandes besteht in einer wirksamen Kühlung des Auslaßventilsitzes. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß an einem Luftverdichter der eingangs erwähnten Bauart dadurch gelöst, daß das Fördermedium die Innenwand, die Kühlluft die Außenwand des am äußeren Rand des Druckventilsitzes aufliegenden Zwischenstückes bespült.
Bei den bekannten Luftverdichtern der eingangs erwähnten Bauart wird das Zwischenstück sowohl des Saugventils als auch des Druckventils an seiner Innenwand vom Kühlmittel und an seiner Außenwand vom Fördermittel, d. h. in diesem Falle von der Druckluft, bespült. Bei der bekannten Bauart ist es praktisch ausgeschlossen, einen für eine wirksame Kühlung ausreichenden Kühlluftstrom durch den Innenraum des Zwischenstückes bei einer noch vertretbaren Gebläseleistung zu fördern, da die Kühlmittelzufuhr lediglich über enge winklige Kanäle erfolgen kann. Die bekannte Anordnung zur Kühlung eines Zwischenstückes ist daher lediglich für Wasserkühlung geeignet und kann deshalb keine Hinweise zur Lösung der vorliegenden Aufgabe geben, bei der die Anwendung von Luftkühlung vorausgesetzt ist.
Ein weiterer bekannter luftgekühlter mit einem konzentrischen Saug- und Druckventil ausgerüsteter Luftverdichter weist ebenfalls die im Hinblick auf den Kühlluftdurchsatz ungünstige Innenkühlung eines Zwischenstückes auf, wodurch die obengenannten Schwierigkeiten eintreten. Bei beiden bekannten Ausführungen ist die Abdichtung des Druckraumes schwierig, da das Verschlußglied gleichzeitig auf zwei verschiedenen Flächen abdichtend aufliegen soll. Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind alle vorgenannten Schwierigkeiten vermieden worden.
Eine sichere Abdichtung ergibt sich mit der erfindungsgemäßenAusführung dadurch, daß das Zwischenstück zwischen dem Druckventil und dem Auslaßstutzen eingespannt ist.
Zur Verbesserung der Wärmeübertragung kann das Zwischenstück an der fördermittelbespülten Seite venturidüsenartig gestaltet sein und an der Kühlluftseite Kühlrippen tragen.
Bei Zylinderköpfen, bei denen das Zwischenstück des Druckventils von Leitwänden umgeben ist, die an einer Seite eine mit dem Gebläseaustritt verbundene Iiühllufteintrittsöffnung an der Außenseite des Zvlinderkopfes frei lassen, ergibt sich eine zweckmäßige Kühlluftführung dadurch, daß sich die Kühlluftaustrittsöffnungen etwa in der Mitte des Zylinderkopfes zwischen dem Zwischenstück und dem das ungekühlte, neben dem Druckventil angebrachte Saugventil einschließenden Gebäudeteil des Zylinderkopfes befinden.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Zylinderkopf in einer durch die Ventilachsen gelegten Ebene; Fig. 2 stellt einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1 dar; Fig. 3 ist eine Seitenansicht des Zylinderkopfes. Das Zwischenstück 1 mit der venturidüsenartigen Verengung 1 a und den Kühlrippen 1 b ist in den Zylinderkopf 2 eingesetzt, in dem sich das Druckventil 3 und das Saugventil 4 befinden. Der Zylinderkopf 2 sitzt auf dem Zylinder 6, in dem der Kolben 5 gleitet. Das Zwischenstück 7 dient zur Befestigung des Saugventils 4. Es wird durch den Deckel 8 angepreßt. Die Luft strömt durch die Saugöffnung 2a dem Saugventil 4 zu. Der Auslaßstutzen 9 mit der Dichtung 10 dient dazu, das Zwischenstück 1 auf den äußeren Rand des Ventilsitzes des Druckventils 3 zu pressen. Die Kühlluft tritt durch die Kühllufteintrittsöffnung 2 b in den Zylinderkopf 2 ein.
Fig. 2 zeigt die Kühlluftaustrittsöffnungen 2 c und die zwischen der Außenseite des Zwischenstückes 1 und dem Zylinderkopf 2 frei bleibenden Kühlluftkanäle 2 d, die durch die Leitwände 2 e begrenzt werden. Der Zylinder 6 liegt ebenfalls im Kühlluftstrom. Der Kanal 6 a, der die verdichtete Luft zu dem Druckventil führt, ist mit Kühlrippen 6 b besetzt. Der Zylinderkopf 2 ist mit Rippen 11 versehen, die sich in einer senkrecht zur Zylinderachse 12 verlaufenden Ebene erstrecken und aus den Leitwänden 2 e und dem das Zwischenstück 7 umgebende Gehäuseteil 13 herauswachsen. Diese Rippen werden im Bereich der Leitwände 2 e und des Gehäuseteiles 13 von einem außen um die Leitwände 2 e fließenden Kühlluftstrom durchströmt.
Die beim Arbeiten des Kolbens 5 durch die Saugöffnung 2 a und das Saugventil 4 angesaugte Luft wird durch das Druckventil 3 und durch die venturidüsenartige Verengung 1a in den Auslaßstutzen 9 gefördert. Beim Durchströmen der venturidüsenartigen Verengung 1 a wird die Luftgeschwindigkeit stark vergrößert, wodurch der Wärmeübergang von dem verdichteten Gas auf das Zwischenstück sehr verbessert wird. Durch die hühllufteintrittsöffnung 2 b tritt von einem nicht dargestellten, von dem Luftverdichter angetriebenen Gebläse geförderte Kühlluft in die Kühlluftkanäle 2 d ein, umspült die Kühlrippen 1 b des Zwischenstückes 1, kühlt das Zwischenstück 1 und strömt durch Kühlluftaustrittsöffnungen 2c wieder ab. Das Druckventil 3 wird dadurch gekühlt, daß das Zwischenstück 1 in metallischer Berührung mit ihm steht, wodurch die Wärme über die gekühlte Außenpartie des Zwischenstückes 1 abgeführt wird.

Claims

PATE\TA\SPRUCHE: 1. Luftverdichter mit einem gebläsegekühlten Zylinderkopf, der die Ventile enthält, die durch Zwischenstücke auf ihre Anlageflächen im Zylinderkopf gepreßt werden und wobei die Zwischenstücke in gut wärmeleitender Verbindung mit den Ventilsitzen stehen und das Zwischenstück für das Druckventil von dem Fördermedium und von dem Kühlmittel bespült wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermedium die Innenwand, die Kühlluft die Außenwand des am äußeren Rand des Druckventils (3) aufliegenden Zwischenstückes (1) bespült.
2. Luftverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (1) zwischen dem Druckventil (3) und dem Auslaßstutzen (9) eingespannt ist.
3. Luftverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung des Zwischenstückes, durch welche das Fördermittel strömt, venturidüsenartig geformt ist.
4. Luftverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (1) an der mit Kühlluft bespülten Außenseite mit Kühlrippen (1b) versehen ist.
5. Luftverdichter nach Anspruch 1, bei dem das Zwischenstück des Druckventils von Leitwänden umgeben ist, die an einer Seite eine mit dem Gebläseaustrittverbundene Kühllufteintrittsöffnung an der Außenseite des Zylinderkopfes frei lassen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kühlluftaustrittsöffnungen (2 c) etwa in der Mitte des Zylinderkopfes zwischen dem Zwischenstück (1) und dem das ungekühlte neben dem Druckventil angebrachte Saugventil einschließenden Gehäuseteil (13) des Zylinderkopfes befinden. In Betracht gezoene Druckschriften-;Z Deutsche Patentschriften Nr. 809 841, 945 345.