DE2826744A1

DE2826744A1 - Verdichter-zylinderkopf

Info

Publication number: DE2826744A1
Application number: DE19782826744
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Gelse; Werner Heger; Manfred Kramer
Original assignee: Wabco Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 1978-06-19
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1980-01-03
Also published as: DE2826744C2

Description

Verdichter-Zylinderkopf
Die Erfindung betrifft einen Verdichter-Zylinderkopf entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei derartigen Zylinderköpfen besteht das Problem, die hohen Temperaturen der verdichteten Luft soweit zu senken, daß ein störungsfreier Betrieb gewährleistet ist. Vor allem sind es die bei hohen lemperaturen entstehenden Ablagerungen von Ölkohle im Bereich der Ventile, welche einen außerordentlich störenden Einfluß haben.
Die DE-OS 26 42 454 macht mit einer Lösung bekannt, welche eine bessere Kühlung der verdichteten Luft bewirkt.
Der zunehmend größere Druckluftbedarf in modernen Fahrzeug-Lruckluftbremsanlagen sowie die immer zahlreicher werdenden Nebenverbraucher in diesen Fahrzeugen zur Erhöhung der Sicherheit und des Fahrkomfort zwingt die Hersteller von Druckluftanlagen zu Maßnahmen, die Kapazitäten der Drucklufterzeugung zu erhöhen. Der hierfür notwendigen einfachsten Methode dieses Ziel zu erreichen, nämlich die Verwendung von Luftpressern mit größerem Hubvolumen oder von zweistufigen Luftpressern bzw.
der Einbau von mehr oder größeren Vorratsbehältern sind insofern Grenzen gesetzt, daß es in einem Fahrzeug an Platz mangelt.
Da Luft andererseits die angenehme Eigenschaft hat kompressibel zu sein und in gleich große Behälter umso mehr Luft paßt, je höher der Druck gewählt wird, war es der einfachste Weg, sogenannte Hochdruck-Bremsanlagen zu entwickeln, d. h. das Druckniveau anzuheben, was jedoch wiederum zu Schwierigkeiten auf der Lufterzeugerseite führte, da nunmehr die Druckstutzentemperaturen im Luftpresser bzw. im Zylinderkopf noch höher wurden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Temperatur der verdichteten Luft im Zylinderkopf so weit zu senken, daß ein reibungaloser Betrieb gewährleistet ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeftihrten Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprtichen zu entnehmen.
Durch die Ausgestaltung des Druckraumes im Verdichter-Zylinderkopfdeckel mit Stegen, deren Anordnung von der Druckventilöffnung ausgehend Kammern oder Kanäle bilden, wird der Hauptanteil der geförderten Luft zwangsläufig durch ein- oder mehrmaliges Umlenken dem Druckstutzen zugeführt. Durch die somit erreichte ZwangsfUhrung der Luft wird infolge vergrößerter Strömungsgeschwindigkeit, hervorgerufen durch engere Durchgänge und längere Wege, und infolge vergrößerter Wärmeaustauschfläche eine intensive Kühlung erreicht.
Anhand der Abbildungen wird nachfolgend Aufbau und Funktion des Erfindungsgegenstandes näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen flüssigkeitsgekühlten Zylinderkopf mit Lamellensaug- und lellerdruckventil, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 4, Fig. 4 einen Schnitt durch einen luftgekUhlten Zylinderkopf mit separater Ventilplatte.
In den in Fig. 1 und 2 dargestellten Schnittzeichnungen ist der Zylinder eines Verdichters mit 1 und dessen Zylinderkopf mit 2 bezeichnet. Der mit 3 bezeichnete Deckel ist in bezug auf die Erfindung ohne Bedeutung, d. h. Kopf 2 und Deckel 3 können auch aus einem leil bestehen.
Der Zylinderkopf 2 weist einen Saugraum 4 mit einem Sauganschluß 5 und einem Druckraum 6 mit einem Druckanschluß 7 auf. Unterhalb des Zylinderkopfes 2 befindet sich im Zylinder 1 ein Verdichtungsraum 8, welcher über im Boden 9 des Zylinderkopfes 2 befindlichen Bohrungen 10 und einem mit einer Sauglamelle 11 gebildeten Saugventil 10, 11 mit dem Saugraum 4 und über in einem in den Boden 9 eingelassenen Ventilsitz 12 befindlichen Bohrungen 13 und einem mit einer Feder 14 belasteten Ventilplättchen 15 gebildeten Druckventil 13, 15 mit dem Druckraum 6 Verbindung hat. Ein Ventilfänger 16 ist im Zylinderkopf 2 oberhalb des Druckventilsitzes 12 angeordnet. Zur Kühlung von Wänden 17 mittels KUhlflüssigkeit sind im Zylinderkopf KUhlkanäle 18 vorgesehen, deren Beaufschlagung mit KUhlflüssigkeit über Anschlußöffnungen 19 erfolgt.
Zwischen den KEhlwänden 17 sind am Boden 9 angegossene, in den Druckraum 6 hineinragende Stege 20 in einer Lage angeordnet, daß diese entsprechend der Erfindung den Hauptanteil der über das Druckventil 13, 15 und Öffnungen 21 einströmenden verdichteten Luft auf dem Wege zum Druckanschluß 7 umlenken.
Eine Schraube 22 dient der Befestigung von Zylinderkopf 2 und Deckel 3 mit dem Druckventilsitz 12 und Ventilfänger 16.
Die Fig. 3 und 4 stellen einen mittels Luft gekühlten, aus Zylinderdeckel 32 und Ventilplatte 39 bestehenden Zylinderkopf und Teil eines Zylinders 31 dar. Saugraum 34 mit Sauganschluß 35 stehen mit dem Verdichtungsraum 38 über Saugbohrungen 40 und dem mit Lamelle 41 gebildeten Saugventil 40, 41 in Verbindung, und Druckbohrungen 43 stellen über das mit Lamelle 45 gebildeten Druckventil 43, 45 die Verbindung zwischen dem Verdichtungsraum 38 und dem mit Druckanschluß 37 versehenen Druckraum 36 her.
Oberhalb der Druckventillamelle 45 befindet sich der Ventilfänger 46.
In diesem Anwendungsbeispiel eines luftgekühlten Zylinderkopfes sind die Stege 50 derart an den Zylinderdeckel 32 angegossen, daß diese in den Druckraum 36 bis zu einem Berührungspunkt 51 mit der Ventilplatte 39 hineinragen und der Hauptanteil der durch das Druckventil 43, 45 eindringenden und normalerweise direkt zum DruckanschluB 37 strömenden verdichteten Luft umgelenkt wird. Dabei können die Berührungspunkte 51 der Stege 50 mit der Ventilplatte 39 abgedichtet oder nicht abgedichtet sein oder aber auch ohne Berührung einen Spalt bilden, um somit den Anteil der umgeleiteten Luft zu variieren.
Funktionsmäßig wird die zu verdichtende Luft von einem sich im Zylinder 1 bzw. 31 abwärts bewegenden Eolben über den Sauganschluß 5 bzw. 35, den Saugraum 4 bzw. 34 und durch das Saugventil 10, 11 bzw. 40, 41 in den Verdichtungsraum 8 bzw. 38 angesaugt. Bei Aufwärtebewegung des Kolbens schließt das Saugventil 10, 11 bzw. 40, 41 und die sich nunmehr verdichtende Luft wird durch das Druckventil 13, 15 bzw.
43, 45 in den Druckraum 6 bzw. 36 gepreßt und dabei in Strömungsrichtung zum Druckanschluß 7 bzw. 37 durch die Stege 20 bzw. 50 umgelenkt.

Claims

Patentansprüche 9 Verdichter-Zylinderkopf mit einem Saug- und einem Druckraum bzw. mit Saug- und Druckräumen, wobei ein Saugventil und ein Druckventil über den Zylinder-Sompressionsraum eine Verbindung zwischen dem Saug- und Druckraum bzw. den Saug- und Druckräumen herstellen, dessen Druckraum bzw. Druckräume zwecks Kühlung der direkt aus dem Druckventil zum Druckanschluß strömenden verdichteten heißen Luft mit einem Eühlflüssigkeitsmantel oder Kühlluftkanälen umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckraum bzw. in den Druckräumen (6 bzw. 36) Stege (20 bzw. 50) derart in den Druckraum bzw. in die Druckräume (6 bzw. 36) hineinragend angeordnet sind, daß die über das Druckventil (13, 15 bzw. 43, 45) einströmende verdichtete Luft in ihrer zum Druckanschluß (7 bzw. 37) gerichteten Strömungsrichtung umgelenkt wird.
2. Verdichter-Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Druckraum hineinragenden Stege (20) an dem das Saugventil (in, 11) und das Druckventil (13, 15) tragenden Boden (9) angeordnet sind.
3. Verdichter-Zylinderkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (9) aus einer separaten Ventilplatte bestehen kann.
4. Verdichter-Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Druckraum (36) hineinragenden Stege (50) am Zylinderdeckel (32 oder 3) angeordnet sind.