DE19833283A1 - Gaskompressor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Gaskompressoren, insbesondere einen Kolben- und Zylinder- Gaskompressor mit einem Zungenventil, über das Gas während Einsaugtakte geför­ dert wird.

Während der letzten zweieinhalb Jahrzehnte sind Kolben- und Zylinder-Gaskom­ pressoren vorgesehen worden, die eine Ventilplatte enthalten, die zwischen einem Zylinder und einem Zwischenzylinderkopf angeordnet ist, wobei die Ventilplatte unte­ re und obere Oberflächen aufweist, mit denen elastische, federnde, flache Ventil­ zungen abwechselnd zusammenwirken können, um Einsaug- bzw. Förderöffnungen zu schließen. Solche Ventilzungen sind üblicherweise auslenkbar an einem Ende angebracht, um eigenelastisch unter dem Einfluß von Gasdruck, der durch die Kol­ benbewegung erzeugt wird, bewegbar zu sein. Während ein Förder-Zungenventil üblicherweise an einem Ende und unterhalb einer geeigneten Sperreinrichtung an der unteren Oberfläche der Ventilplatte befestigt ist, ist eine Saugzunge üblicherwei­ se an einem Ende zwischen der Ventilplatte und dem Zylinder befestigt, wobei ein freies Ende durch einen Anschlag bei ihrer nach unten gerichteten Bewegung fort von der Ventilplatte beschränkt ist.

Ein Nachteil eines Kompressors, der eine solche Saugzunge verwendet, kann der Steifigkeit der befestigten Zunge zugeordnet werden, was in einer Verzögerung beim Beginn der Zuluftlieferung an den Kompressor während eines Einsaugtaktes resul­ tiert. Eine solche Verzögerung kann dadurch verringert werden, daß die Zunge et­ was dünner und daher elastischer ausgeführt wird, um eine frühere Biegung an dem befestigten Ende zu ermöglichen. Dies beseitigt jedoch nicht das Spannungsniveau an dem befestigten Ende, wohingegen es zu einer Verzögerung beim Schließen während der darauffolgenden Kompression oder des Fördertakts mit dazugehörigen Beschränkungen der Kompressorleistung führen kann.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine Zungenventilvorrichtung vorgese­ hen, die eine eigenelastische, flache, federnde, biegbare Zunge mit Endbereichen aufweist, die schrägstellbar gelagert sind, um einen Zwischenbereich in schließen­ der Beziehung mit wenigstens einer Öffnung einer Oberfläche der Ventilplatte zu halten, während ein Auslenken und Biegen des Zwischenbereiches ohne Biegen der Endbereiche ermöglicht ist.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ein Kolben- und Zylinder- Kompressor vorgesehen, der eine Ventilplatte einschließt, die zwischen dem Zylin­ der und dem Zylinderkopf angeordnet ist, wobei die Ventilplatte Einsaug- und För­ derkanäle mit jeweiligen Ventilgliedern aufweist, wobei die Einsaugventilglieder eine eigenelastische, flache, federnde Zunge mit Endbereichen und einem Zwischenbe­ reich umfassen, die sich über den Zylinder erstreckt, um den Einsaugkanal zu über­ decken, wobei die Endabschnitte schrägstellbar zwischen dem Zylinder und der Ventilplatte gelagert sind, um den Zwischenbereich in schließender Beziehung mit dem Saugkanal zu halten, während ein Auslenken und Biegen des Zwischenberei­ ches ohne Biegespannung der Endbereiche ermöglicht wird.

Damit die Erfindung gut verstanden wird und leicht ausgeführt werden kann, wird dieselbe anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnun­ gen beschrieben werden, in denen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht von unten einer Ventilplatte ohne die Einsaug­ ventilzunge eines Einzylinder-Luftkompressors gemäß der Erfindung ist,

Fig. 2 eine Ansicht von unten einer Einsaugventilzunge für die Ventilplatte der Fig. 1 ist,

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Abschnittes der Ventilplatte der Fig. 1 mit ihrer Einsaugventilzunge, und die an den Zylinder des Kompressors angebracht ist, darstellt und

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht des Teils der Fig. 3 ist.

Bezug nehmend auf Fig. 1 weist der Einzylinder-Kompressor einen herkömmlichen Zylinder und einen kurbelangetriebenen Kolben auf, der sich darin hin- und herbe­ wegt, um in einem Takt atmosphärische Luft einzusaugen, die er unter Druck bei dem darauffolgenden Takt fördert. Einsaug- und Förderzungenventil sind auf einer steifen Ventilplatte 1 vorgesehen, wie dargestellt. Die Ventilplatte 1 ist mit Schrau­ benöffnungen 2 versehen, um Zylinderkopf-Befestigungsschrauben (nicht darge­ stellt) aufzunehmen, wodurch die Ventilplatte zwischen der Zylinderkopfdichtung (nicht dargestellt) und dem Zylinder dicht gehalten wird. Die Ventilplatte weist eine ringförmige O-Ringnut 3 auf, die einen O-Ring aufnimmt, was eine Dichtung mit der oberen Endoberfläche des Zylinders erzeugt. Diametral ausgerichtete Einsaugkanäle 4 durch die Ventilplatte sind zusammen mit dem Förderkanal 5 dargestellt, der an einer Seite derselben angeordnet ist. Die Unterseite der Ventilplatte ist mit einer fla­ chen Aussparung 6 versehen, die derart geformt ist, daß sie eine Ventilzunge 7 in Form einer federnden Metallamelle mit einer Form, wie in Fig. 2 dargestellt, auf­ nimmt, und die Paßöffnungen 8 aufweist, durch die die Lamelle verschiebbar auf Hartmetallstiften 9 angeordnet ist, die von der Ventilplatte 1 getragen werden. Die Abmessungen der Ventilzungenaussparung 6 in Bezug auf die Zylinderbohrung, welche durch Strichlinien in Fig. 1 angedeutet ist, ermöglichen Endbereichen der Zunge, sich über den Bohrungsdurchmesser an jedem Ende zu erstrecken und hier­ durch schrägstellbar bzw. ausschwenkbar zwischen dem Zylinder und der Ventilplat­ te, wie unten erklärt, angeordnet zu werden.

Nunmehr bezug nehmend auf Fig. 3 und 4, in denen die Ventilplatte dargestellt ist, die die obere Oberfläche der Zylinderbohrung 11 dichtend berührt, ist zu sehen, daß die Enden der im allgemeinen ebenen Aussparung 6, beginnend bei einer ge­ eigneten radial nach innen gerichteten Entfernung "d" relativ zu der Zylinderbohrung 11, nach oben hin gerichtet weiter ausgespart sind, wodurch die Endbereiche 7a und 7b der Zunge 7 schrägstellbar zwischen dem Zylinder und der Ventilplatte gehalten sind. Mit anderen Worten sind diese Endbereiche definitiv angeordnet, unterliegen jedoch einem vernachlässigbaren Biegen bei einer anfänglichen Druckdifferenz, die durch ein Auslenken hervorgerufen wird, und einem Biegen nur der Zwischenberei­ che 7c. Einer solchen vorbestimmten, nach unten gerichteten Auslenkung des Zwi­ schenbereichs 7c von einem normalen Ventil-Schließzustand folgend, kommen die nach oben gerichteten, schräg gestellten Enden der Zunge 7 in Eingriff mit den Be­ grenzungen der weiteren Aussparung, und jede weitere Auslenkung des Zwischen­ bereiches 7c erfolgt nur unter den resultierenden, zusätzlich eingeschränkten Biege­ bewegungen um die Schrägstellpunkte bzw. Schwenkpunkte. Durch solche Mittel ermöglicht die Erfindung ein frühes Anfangsöffnen eines Saugventils ohne nachfol­ gende übermäßige Auslenkung des Zwischenbereichs einer - wenn auch gering­ federnden Zunge, wobei ein übermäßiges Öffnen das darauffolgende Verschließen verzögern könnte, das sehr nahe beim Beginn des Kompressionshubes auftreten muß.

Während eine Zungenventilvorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung von besonderem Vorteil sein kann, wenn sie für ein Saugventil eines Kolben- und Zylin­ der-Gaskompressors verwendet wird, so kann eine solche Ventilvorrichtung zusätz­ lich oder alternativ als ein Förderventil eines solchen Kompressors eingesetzt wer­ den.

Darüber hinaus kann, obwohl die beschriebene Zungenventilvorrichtung eine fe­ dernde, im allgemeinen längliche Zungenlamelle verwendet, die Erfindung auch bei einem Zungenventil mit anderem geometrischen Aufbau angewendet werden. Ein solcher Aufbau kann beispielsweise aus kreisförmigen oder bogenartigen ebenen Formen bestehen, wobei die Zunge wieder schrägstellbar bzw. schwenkbar in End­ bereichen gelagert ist, was eine Auslenkung und ein Biegen nur in einem Zwischen­ bereich erlaubt.

Solche alternativen Vorrichtungen können, in Übereinstimmung mit der beschriebe­ nen Ausführungsform, die Vorteile der Vermeidung von Spannungskonzentrationen an den Endbereichen der Ventilzunge bieten.

Abriß:
Ein Kolben- und Zylinder-Luftkompressor weist ein Saug-Zungenventil auf, das eine flache, federnde Zunge mit Endabschnitten hat, die schrägstellbar gelagert sind, um die Zunge in einer Verschluß-Beziehung mit einem Luft-Einsaugkanal einer Ventil­ platte zu halten; während ein Auslenken und Biegen eines Zwischenbereiches ohne Biegespannungen in den Endbereichen ermöglicht ist, wobei die Ventilplatte Ausspa­ rungen aufweist, die ein begleitendes Schrägstellen der Endbereiche ermöglicht.

Claims (7)

1. Zungenventilanordnung die eine eigenelastische, flache, federnde Zunge aufweist, deren Endbereiche schrägstellbar gelagert sind, um einen Zwi­ schenbereich in Verschluß-Beziehung mit wenigstens einer Öffnung einer Ventiloberfläche anzuordnen und ein Auslenken und Biegen des Zwischenbe­ reiches durch Fluiddruck ohne Biegen der Endbereiche zu ermöglichen.

2. Kolben- und Zylinder-Gaskompressor mit einem Zylinderkopf und einer zwi­ schen dem Zylinder und einem Zylinderkopf befindlichen Ventilplatte, wobei die Ventilplatte Saug- und Förderkanäle mit jeweiligen Ventilvorrichtungen aufweist, und wobei die Saugventileinrichtung eine eigenelastische, flache, federnde Zunge mit zwei Endbereichen und einem Zwischenbereich aufweist, der sich über den Zylinder erstreckt, um den Einsaugkanal abzudecken, wo­ bei wenigstens ein Endbereich auslenkbar zwischen dem Zylinder und der Ventilplatte gelagert ist, um den Zwischenbereich in schließender Beziehung mit dem Einlaßkanal zu halten und ein Auslenken und Biegen des Zwischen­ bereiches durch Fluiddruck in den Einlaßkanal ohne Biegespannung des we­ nigstens einen Endbereiches zu ermöglichen.

3. Kolben- und Zylinder-Gaskompressor gemäß Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zunge an jedem der beiden Endbereiche auslenkbar gela­ gert ist.

4. Kolben- und Zylinder-Gaskompressor gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Enden der Ventilzunge über eine begrenzte Auslenk­ strecke während des Auslenkens bewegbar sind, wonach für ein weiteres Auslenken des Zwischenbereiches über die Strecke hinaus, die die begrenzte Auslenkstrecke ausmacht, die Steifigkeit an dem oder jedem Endbereich eine entgegengesetzte Wirkung zusätzlich zu dem Widerstand gegen Biegen des Zwischenbereiches verursacht.

5. Kolben- und Zylinder-Gaskompressor gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge in einer im wesentlichen ebenen Aussparung an der jeweiligen, nach innen gerichteten Oberfläche der Ventil­ platte untergebracht ist, und die begrenzte Auslenkstrecke durch die Tiefe der Aussparungen in den Endbereich begründet ist, der an einer vorbestimmten, nach innen gerichteten Strecke (d) von dem jeweiligen Auslenkpunkt aus be­ ginnt.

6. Zungenventilanordnung, wie sie in einer der beigefügten Zeichnungen be­ schrieben ist.

7. Kolben- und Zylinder-Gaskompressor, wie er in einer der beigefügten Zeich­ nungen beschrieben ist.