DE3243165A1 - Einrichtung zum unterbrechen der foerderung eines hubkolben-verdichters - Google Patents

Einrichtung zum unterbrechen der foerderung eines hubkolben-verdichters

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Description

Hannover, den 18.11.82 WP 44/82 Sehr./Gr
WABCO Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Einrichtung zum Unterbrechen der Förderung, eines Hubkolben-Verdichters
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Unterbrechen der Förderung eines Hubkolben-Verdichters gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Als Antriebseinrichtung für derartige Hubkolben-Verdichter dient z.B. eine Nockenwelle, an der der Betätigungsstössel des Verdichter-Kolbens unter der Einwirkung der Kraft einer Rückstellfeder anliegt. Die den Betätigungsstössel antreibende Nocke kann den Betätigungsstössel also nur in Verdichtungs-Richtungdes Verdichter-Kolbens antreiben. Nach dem Verichtungs-Vorgang wird der Verdichter-Kolben von der Kraft der Rückstellfeder in Ansaug-Richtung bewegt.
Wenn ein derartiger Hubkolben-Verdichter z.B. in einer Druckluft-Erzeugungsanlage zum Komprimieren von Luft dient,
BAD ORIGINAL
dann ist es sinnvoll, den Hubkolben-Verdichter nach Erreichen des in der Druckluftanlage gewünschten Druckes nicht weiter unter Last laufen zu lassen. So kann man daran denken, die vom Hubkolben-Verdichter geförderte Druckluft nach Erreichen des gewünschten Druckes in einer entsprechenden Druckregel-Ventileinrichtung ins Freie strömen zu lassen. Da bei dieser Lösung der Hubkolben-Verdichter jedoch in dem beschriebenen Leerlauf weiterläuft und somit einem nicht zu vernachlässigenden Verschleiß unterliegt, besteht das Bedürfnis, den Hubkolben-Verdichter während der Leerlauf-Zeit ganz abzuschalten.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln und auf sichere Weise eine Unterbrechung der Förderung und damit einen Stillstand des Hubkolben-Verdichters ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Die Erfindung weist u.a. den Vorteil auf, daß der Hubkolben-Verdichter auf einfache Weise in eine Druckmittel-Erzeugungsanlage eingebaut werden kann, wobei dann das vom Hubkolben-Verdichter geförderte Druckmittel nach dem Erreichen eines vorgegebenen Druckes zum automatischen Stillsetzen des Hubkolben-Verdichters dienen kann. Durch die Wahl des Druckes des Steuer-Druckmittels bzw. der vom Steuer-Druckmittel beaufschlagten Wirkfläche des Hilfskolbens ist es leicht möglich, die gewünschte Kraft zum Festsetzen des Verdichter-Kolbens aufzubringen.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. 35
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt einen Hubkolben-Verdichter zur Erzeugung von Druckluft. Der Hubkolben-Verdichter besteht im wesentlichen aus einem Zylinderrohr 6, einem in diesem Zylinderrohr 6 abgedichtet geführten Verdichter-Kolben 8 sowie einem Zylinderkopf mit einer Ventileinrichtung. Der Zylinderkopf besteht seinerseits aus einem Zylinderkopfdeckel 14 und einer zwischen dem Zylinderkopfdeckel 14 und dem Zylinderrohr 6 angeordneten Ventilträgerplatte 9 mit einem Saugventil 18 und einem Druckventil 13. Der beschriebene Hubkolben-Verdichter ist an einem Motorgehäuse 23 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine befestigt.
Der in einer Bohrung 19 des Zylinderrohrs 6 geführte Verdichter-Kolben 8 begrenzt einen Verdichtungsraum 15. Auf der dem Verdichtungsraum 15 abgewandten Seite ist der Verdichter-Kolben 8 mit einer als Betätigungsstössel 22 dienenden Kolbenstange versehen. Der Betätigungsstössel 22 seinerseits dient zum Antrieb des Verdichter-Kolbens 8.
Der Verdichtungsraum 15 ist über das Saugventil 18, eine Bohrung 16 in der Ventilträgerplatte 9 und eine Einlaßbohrung 17 des Zylinderkopfdeckels 14 an die Atmosphäre angeschlossen. Bei Bedarf kann der Einlaßbohrung 17 ein nicht dargestellter Luftreinigungs-Filter vorgeschaltet werden. Der Verdichtungsraum 15 ist ferner über eine Bohrung 12 der Ventilträgerplatte 9, das Druckventil 13 und eine Auslaßbohrung 11 des Zylinderkopfdeckels 14 mit einem Druckluftkreis verbunden, der symbolisch durch einen Druckluft-Vorratsbehälter 10 dargestellt ist.
Bei einer Bewegung des Verdichter-Kolbens 8 nach unten, d.h. in Ansaug-Richtung wird über die Einlaßbohrung 17 und das dann geöffnete Saugventil 18 Luft in den Verdichtungsraum gesaugt. Bei einer anschließenden Bewegung des Verdichter-Kolbens 8 nach oben, d.h. in Verdichtungs-Richtung, wird das Saugventil 18 automatisch geschlossen. Die dann komprimierte Druckluft gelangt über das sich unter dem Druck der
Druckluft automatisch öffnende Druckventil 13 und die Auslaßbohrung 11 in den Vorratsbehälter 10.
Zur Erzeugung der erwähnten Bewegungen des Verdichter-Kolbens 8 in Verdichtungs-Richtung ist eine oszillierende Antriebseinrichtung vorgesehen, die eine z.B. von einer Brennkraftmaschine angetriebene Nockenwelle 27 mit einer Nocke umfaßt. Zur Erzeugung der Bewegung des Verdichter-Kolbens in Ansaug-Richtung ist eine als Rückstellkraft dienende Druckfeder 2 vorgesehen, die zwischen dem Zylinderrohr 6 und einem am Betätigungsstössel 22 mittels eines Sicherungsringes 26 befestigten Federteller 25 angeordnet ist. Unter der Kraft der Druckfeder 2 wird der Betätigungsstössel 22 gegen die Nocke 1 gedruckt, so daß der Verdichter-Kolben 8 bei einer Drehbewegung der Nockenwelle 27 eine oszillierende Bewegung ausübt. Die auf der dem Verdichtungsraum 15 abgewandten Seite des Verdichter-Kolbens 8 liegende Kammer ist über eine Bohrung 24 mit der Atmosphäre verbunden, so daß diese Kammer problemlos ent- und belüftet werden kann, wenn sich der Verdichter-Kolben 8 bewegt.
In der Bohrung 19 des Zylinderrohres 6 auf der dem Verdichtungsraum 15 abgewandten Seite des Verdichter-Kolbens 8 ist ein den Betätigungsstössel 22 umgebender abgedichtet geführter Hilfskolben 4 vorgesehen, der ringförmig ausgebildet ist und den Betätigungsstössel 22 umgibt. Zwischen dem Hilfskolben 4 und dem Betätigungsstössel 22 befindet sich ein Führungsrohr 5, das am Zylindergehäuse befestigt ist und zur Führung des Betätigungsstössels 22 dient. Unterhalb des Hilfskolbens 4 befindet sich eine vom Hilfskolben 4 begrenzte Steuerkammer 21, die über einen Steuereingang 3 mit einem Steuer-Druckmittel beaufschlagt werden kann.
Wenn die Steuerkammer 21 mit einem Steuer-Druckmittel, im vorliegenden Fall ist dies Druckluft, beaufschlagt wird, bewegt sich der Hilfskolben 4 nach oben auf den Verdichter-Kolben 8 zu. Dabei legt sich dann ein am Hilfskolben 4 be-
_ y _ ο
festigter, den Betätigungsstössel 22 und das Führungsrohr 5 umgebender hülsenförmiger Anschlag 20 an den Verdichter-Kolben 8 an und bewegt diesen gegen die Kraft der Druckfeder 2 nach oben in Verdichtungs-Richtung, bis der Verdichter-Kolben 8 den dem Verdichtungs-Vorgang entsprechenden Totpunkt, d.h. den oberen Totpunkt erreicht.
Die vom Steuer-Druckmittel beaufschlagte Wirkfläche des Hilfskolbens 4 sowie der Druck des Steuer-Druckmittels sind so bemessen, daß der Verdichter-Kolben 8 vom Hilfskolben sicher solange in seinem oberen Totpunkt festgehalten wird, wie die Steuerkammer 21 mit dem Steuer-Druckmittel beaufschlagt ist. Dies bedeutet, daß der Hubkolben-Verdichter während dieser Zeit abgeschaltet ist und keine Druckluft mehr fördern kann. Es wird während dieser Zeit, in der die Druckluft-Förderung unterbrochen ist, auch nicht der Verdichter-Kolben 8 bewegt, d.h. es tritt kein Verschleiß durch eine Kolben-Bewegung auf. Zusätzlich ist die Nockenwelle 27 von den bei Druckluft-Förderung auf sie einwirkenden Kräften entlastet.
Nach dem Entlüften der Steuerkammer 21 wird der Verdichter-Kolben 8 und damit der.Hilfskolben 4 durch die Kraft der Druckfeder 2 wieder nach unten bewegt. Damit wird dann der Verdichter-Kolben 8 wieder von der Nockenwelle 27 zwecks Förderung von Druckluft angetrieben.
Um zu verhindern, daß der Verdichter-Kolben 8 in seinem unteren Totpunkt an dem Hilfskolben 4 anschlägt, ist der Anschlag 20 entsprechend kurz ausgebildet oder es ist ein Anschlag 7 am Verdichter-Kolben 8 oder am Betätigungsstössel 22 vorgesehen, der an dem Führungsrohr 5 oder einem entsprechenden anderen Gegen-Anschlag des Zylindergehäuses zur Anlage kommt, bevor der Verdichter-Kolben 8 an dem Hilfskolben 4 anschlägt.
Zur Regelung des in dem Vorratsbehälter 10 herrschenden Druckes ist eine nicht dargestellte Druckregeleinrichtung
mit einem Druckregler vorgesehen. Das Umschaltsignal des Druckreglers bei Erreichen des vorgegebenen Druckes im Vorratsbehälter 10 dient zur Steuerung des Steuer-Druckmittels für den Hilfskolben 4. Auf diese Weise wird der Hubkolben-Verdichter nach Erreichen des gewünschten Druckes im Vorratsbehälter 10 automatisch durch Stillsetzen des Verdichter-Kolbens 8 in seinem oberen Totpunkt ausgeschaltet. Wenn der erwähnte Druck im Vorratsbehälter 10 sinkt, wird die Steuerkammer 21 durch das Umschalten des erwähnten Druckreglers entlüftet, so daß dann wieder Druckluft nachgespeist wird.
AQ
Leerseite

Claims (9)

  1. Patentansprüche
    Einrichtung zum Unterbrechen der Förderung eines Hubkolben-Verdichters, der folgende Merkmale aufweist: 5
    a) Zum Antrieb des in einem Zylinder (6) geführten Verdichter-Kolbens (8) ist ein Betatigungsstössel (22) vorgesehen;
    b) zum Antrieb des Verdichter-Kolbens (8) in Verdichtungs-Richtung ist eine auf den Betatigungsstössel (22) wirkende oszillierende Antriebseinrichtung (1, 27) vorgesehen;
    c) zum Antrieb des Verdi'chtungs-Kolbens (8) in Ansaug-Richtung ist eine federnde Rückstellkraft (2) vorgesehen;
    gekennzeichnet durch folgende Merkmale: 20
    d) es ist ein von einem Steuer-Druckmittel beaufschlagbarer Hilfskolben (4) vorgesehen, der zum Festsetzen des Verdichter-Kolbens (8) im Bereich des dem Verdichtungs-Vorgang entsprechenden Totpunktes dient;
    e) der auf den Verdichter-Kolben (8) und/oder den Be-Betätigungsstössel(22) wirkende Hilfskolben (4) ist auf der dem Verdichtungsraum (15) abgewandten Seite des Verdichter-Kolbens (8) angeordnet.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (4) in der den Verdichter-Kolben (8) aufnehmenden Zylinderkammer angeordnet ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (4) als Ringkolben ausgebildet ist, der den Betätigungsstössel (22) umgibt.
    OZ.HOIOQ
  4. 4. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (4) einen den Betätigungsstössel (22) umgebenden rohrförmigen Anschlag (20) für den Verdichter-Kolben (8) aufweist.
  5. 5. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hilfskolben (4) und dem Betätigungsstössel (22) ein Führungsrohr (5) für den Betätigungsstössel (22) vorgesehen ist.
  6. 6. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als federnde Rückstellkraft eine zwischen dem Verdichtergehäuse (6) und dem Betätigungsstössel (22) angeordnete Druckfeder (2) angeordnet ist.
  7. 7. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden
    Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuer-Druckmittel das von dem Verdichter-Kolben (8) geförderte Druckmittel dient.
  8. 8. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a) Das von dem Verdichter-Kolben (8) geförderte Druckmittel wird in einem Druckmittel-Speicher (10) gespeichert;
    b) zur Überwachung des im Druckmittel-Speicher (10) befindlichen Druckmittels ist ein Druckregler vorgesehen;
    c) das Umschaltsignal des Druckreglers bei Erreichen eines vorgegebenen Druckes im Druckmittel-Speicher (10) dient zur Steuerung des Steuer-Druckmittels für den
    BAD ORIGINAL
    Hilfskolben (4).
  9. 9. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden
    Ansprüche, gekenzeichnet durch folgende Merkmale: 5
    a) Es ist ein Anschlag für den Verdichter-Kolben vorgesehen, an dem der Verdichter-Kolben (8) bei einer Bewegung in Ansaug-Richtung zur Anlage kommt;
    b) der Anschlag (7) ist so angeordnet, daß der Verdichter-Kolben (8) an dem in seiner Ausgangslage befindlichen Hilfskolben (4) nicht zur Anlage kommen kann.
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