DE19833286A1 - Verbesserter Gaskompressor - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft Gaskompressoren, und betrifft insbesondere einen zyklisch arbeitenden Kompressor, der ein Zungenventil aufweist, über das Gas während Ein­ saugtakte gefördert wird.

In an Nutzfahrzeugen eingerichteten Druckluftsystemen ist bekannt, einen zyklisch arbeitenden Luftkompressor vorzusehen, der durch einen Elektromotor oder die Ver­ brennungskraftmaschine des Fahrzeugs angetrieben wird, um Druckluft zu liefern, um einen oder mehrere Speicher zu befüllen. Solche Speicher bilden Druckluftquel­ len für pneumatische Bremssysteme und Hilfsausrüstung des Fahrzeuges. In den vergangenen 15 Jahren wurde die Leistungsfähigkeit solcher Kompressoren durch die Verwendung von Zungenventilen anstelle von Tellerventilen für Einlaß und För­ derung verbessert.

Zungenventile verwendende Luftkompressoren sind in zuvor veröffentlichten Patent­ beschreibungen, wie z. B. den britischen Patentschriften 2165317 und 2208180 und der Europäischen Patentschrift Nr. 0 372 154, beschrieben worden. In einem sol­ chen Kompressor wird Luft jeweils in einen Arbeitszylinder des Kompressors über eine Anzahl von Luftsaugöffnungen einer Ventilplatte gefördert, die durch eine ela­ stische Einlaßzunge an der nach innen gerichteten Oberfläche einer Ventilplatte ab­ gedichtet ist, und die durch Druckabsenkungen in der Druckkammer auslenkbar ist. Solche Luftsaugöffnungen sind üblicherweise um einen kreisförmigen Umfangsbo­ gen herum vorgesehen, wobei Luftförderkanäle im allgemeinen eher mittig angeord­ net sind und durch eine Förderzunge an der nach außen gerichteten Oberfläche der Ventilplatte abgedeckt werden.

Man hat herausgefunden, daß solche Kompressoren Beschränkungen hinsichtlich der möglichen Förderrate von Druckluft unterliegen. Insbesondere wurde erkannt, daß die Kompressorleistung durch den Schadraum eines Kompressors auf nachteili­ ge Weise beschränkt worden ist, und es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gaskompressor mit verbesserter Leistung zu schaffen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Gaskompressor geschaffen, der eine Kompressionskammer mit einer zyklisch beweglichen Wand aufweist, die den Raum der Kammer zwischen einem maximalen Sauggasraum und einem minimalen Druckluft-Schadraum ändert, und die eine Ventilplatte, einen Gasförderweg durch die Ventilplatte und eine elastische Förderzunge an der nach außen gerichteten Oberfläche der Ventilplatte in Bezug auf die Kammer aufweist, sowie einen Gas­ saugweg mit einer im allgemeinen elastischen Saugzunge, die in einer Aussparung der nach innen gerichteten Oberfläche der Ventilplatte angeordnet ist.

Vorzugsweise ist der Kompressor ein Kolben- und Zylinderkompressor, und die Saugfeder ist an einem Ende zwischen der Ventilplatte und dem Zylinder gelagert, um eine Anzahl von Saugöffnungen zu überdecken, die mit einer gegenüberliegen­ den Ebene des Zylinders ausgerichtet sind.

Die Ventilplatte kann ein Entlastungsventil aufweisen, das mit der nach außen ge­ richteten Oberfläche der Ventilplatte und einem Kanal zusammenwirkt, der durch die Ventilplatte und die Saugzunge hindurchführt.

Die Ventilplatte kann zusätzlich weitere durchbiegbare Förderzungen an ihrer nach außen gerichteten Oberfläche aufweisen, die an jeder Seite der Saugöffnung oder Saugöffnungen positioniert sind.

Damit die Erfindung besser verständlich ist und leicht ausgeführt werden kann, wird die Erfindung anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich­ nungen beschrieben werden, in denen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Einzylinder-Kolbenkompressors von einem Typ darstellt, der für eine Verwendung in dem Druckluftbremssystem ei­ nes schweren Nutzfahrzeuges vorgesehen ist, und

Fig. 2 eine Explosionsansicht des oberen Teils des Kompressors der Fig. 1 dar­ stellt.

Bezug nehmend auf Fig. 1 und 2 weist der Kompressor einen zusammengesetz­ ten Gußzylinder, ein Kurbelgehäuse 1 und einen Befestigungsflansch 2 an der An­ triebsseite auf. Eine Kurbelwelle 3 ist drehbar in zwei Lagern 4 und 5 gehalten, wo­ bei das Lager 4 an der Antriebsseite des Kurbelgehäuses, und Lager 5 in einer Ver­ schlußplatte 6 getragen wird, die entfernbar ist, um Zugang für Zusammenbau und Wartung zu schaffen. Die Kurbelwelle ist über ein Verbindungsglied 7 auf herkömm­ liche Art an einem Kolben 8 für eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in der Zy­ linderbohrung 9 verbunden. Eine Ventilplatte ist durch Schrauben 12 zwischen dem oberen, ringförmigen, ebenen Ende des Zylinders und einem Zylinderkopf 11 befe­ stigt, der Einlaß- und Förderkammer sowie eine pneumatisch betätigbare Entla­ stungsventileinheit 13 aufnimmt. Eine Dichtung 14 ist zwischen dem Zylinderkopf 11 und der oberen Oberfläche der Ventilplatte 10 vorgesehen, während eine luftdichte Abdichtung zwischen der Unterseite der Ventilplatte 10 und dem Zylinder durch ei­ nen ausgesparten O-Ring 15, vorzugsweise aus einem Elastomermaterial, das durch die Marke "Viton" bekannt ist und gute thermische Stabilität bietet, vorgesehen ist.

Wie genauer in Fig. 2 dargestellt ist, ist die Unterseite der Ventilplatte 10 zusätzlich dazu, daß sie mit einer ringförmigen Aussparung zur Aufnahme des O-Rings 15 ver­ sehen ist, mit einer im allgemeinen gegenüberliegenden Aussparung 16 von nur aus­ reichender Tiefe in der nach innen gerichteten Oberfläche versehen, um eine nach unten biegbare Saugventilzunge 17 bzw. Lamelle aufzunehmen, welche ein relativ breiteres Ende aufweist, das zwischen der Ventilplatte und dem oberen Ende des Zylinders durch in Öffnungen 17a eingreifende Hartmetall-Paßstifte (nicht dargestellt) fest gehalten wird. Die Ventilzunge 17 überdeckt eine Reihe von gegenüberliegend ausgerichteten Öffnungen 18, die mit einer Einlaßkammer 19 des Zylinderkopfes in Verbindung stehen, die mit einer Einlaßöffnung 31 in Verbindung stehen. Die Ventil­ zunge 17 ist auch mit einer weiteren Öffnung 20 versehen, die mit dem Entlastungs­ ventil 13 über einen Kanal 20a in der Ventilplatte in Verbindung steht.

Die Ventilplatte 10 ist weiter mit zwei Reihen von Förderöffnungen 21 und 22 verse­ hen, wobei sich eine Reihe an jeder Seite der Öffnungen 18 befindet, und oberhalb derer an ihrer nach außen gerichteten Oberfläche jeweils Förder-Zungenventile 23 und 24 in miteinander verbundenen Luftförderkammern 24 und 25 des Zylinderkop­ fes untergebracht sind, wobei letztere eine Förderöffnung 30 aufweist.

Da die Saugventilzunge 17 in einer ansonsten ebenen Unterseitenoberfläche der Ventilplatte 10 derart ausgespart ist, daß die Zunge ausreichend aufgenommen wer­ den kann, ist der Schadraum - das ist das komprimierte Luftvolumen oberhalb des Kolbens 8 in dessen oberster Stellung - minimiert, der nur Betriebstoleranzen und dem entsprechenden Luftweg um die Ventilzunge 17 herum unterliegt. Ein solcher Luftkanal ist der Kanal 20, und in dem vorliegenden Beispiel kann der Raum des Ka­ nals dadurch begrenzt werden, daß er in einem dicht abschließenden Einsatz 27 vorgesehen ist, der einen ausgesparten Sitz für das Entlastungsventil darstellt. Sol­ che Mittel, um den Beitrag eines Entlastungsventils in einem Gaskompressor zu mi­ nimieren, sind weiter in den Beschreibungen der britischen Patentanmeldung Nr. 9624384.0 und der Anmeldung Nr. 9625971.8 beschrieben. Schließlich kann fest­ gestellt werden, daß, während die minimale Dicke einer relativ weichen Gußmetall- Ventilplatte 10 durch deren mögliche Verformung bestimmt wird, die bei hohen Druckdifferenzen über ihr auftreten können, der Einsatz 27 aus relativ härteren Ma­ terial besteht; die Dicke kann in vorteilhafter Weise im Hinblick auf den Ventilsitz ge­ ringer sein als die der Ventilplatte. Der Beitrag des Raumes bzw. Volumens in dem Gebiet der Öffnung 20 selbst kann hierdurch minimiert werden.

Die Verwendung eines wie zuvor beschriebenen ausgesparten O-Ringes 15 in dem Kompressor ist vorteilhaft, weil dies ermöglicht, daß die Ventilplatte in einen direkten Kontakt mit einer flachen, oberen Umfangsoberfläche 28 des Zylinders durch Schrauben 12 gezogen wird, und es besteht während der Montage oder einer dar­ auffolgenden Wartung ein merklich verringertes Risiko des Aufbringens einer Ver­ formung oder eines zusätzlichen Schadraumes aufgrund der Dichtungsdicke.

Abriß:
Ein Kolben- und Zylinder-Luftkompressor weist eine Ventilplatte zwischen einem oberen Ende des Zylinders und einem Zylinderkopf auf, wobei die Ventilplatte eine im allgemeinen diametral angeordnete Aussparung aufweist, die eine Saug- Ventilzunge aufnimmt, wobei das Ventil oberhalb von Öffnungen zumindest an einer Seite der Aussparung angeordnet ist, und wobei die Vorrichtung derart ausgestaltet ist, daß sie den Betriebs-Schadraum des Kompressors minimiert.

Claims (7)

1. Gaskompressor, der eine Kompressionskammer mit einer zyklisch bewegba­ ren Wand aufweist, die den Raum der Kammer zwischen einem maximalen Sauggasraum und einem minimalen Druckluft-Saugraum ändert, und die eine Ventilplatte, einen Gasförderweg durch die Ventilplatte und eine elastische Förderzunge an der nach außen gerichteten Oberfläche der Ventilplatte in Bezug auf die Kammer aufweist, sowie einen Gassaugweg mit einer im all­ gemeinen elastischen Saugzunge, die in einer Aussparung der nach innen gerichteten Oberfläche der Ventilplatte angeordnet ist.

2. Gaskompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saug­ zunge in einer Aussparung innerhalb der nach innen gerichteten Oberfläche der Ventilplatte angeordnet ist.

3. Gaskompressor gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Dich­ tung zwischen der Ventilplatte und dem Zylinder, wobei die Dichtung derart ausgebildet ist, daß sie die Aussparung an der nach innen gerichteten Ober­ fläche der Ventilplatte bildet.

4. Gaskompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Saugzunge ein integrales, jedoch bewegliches Teil eines Plat­ tengliedes ist, das zwischen der Kammer und der Ventilplatte positioniert ist, wobei das Plattenglied selbst die Aussparung an der nach innen gerichteten Oberfläche ausbildet.

5. Gaskompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Kolben und ein Zylinder vorgesehen sind, wobei die Saugzunge an einem Ende zwischen der Ventilplatte und einem Zylinder gelagert ist, um eine Anzahl von Saugöffnungen, die im allgemeinen mit einer gegenüberlie­ genden Ebene des Zylinders ausgerichtet sind, abzudecken.

6. Gaskompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Entlastungsventil vorgesehen ist, das mit der nach außen gerich­ teten Oberfläche der Ventilplatte zusammenwirkt und einen Druckentla­ stungskanal aufweist, der durch die Ventilplatte und durch die Saugzunge verläuft.

7. Gaskompressor, wie er durch die beigefügten Zeichnungen beschrieben ist.