DE3873352T2 - VALVE ARRANGEMENT FOR PUMP OR COMPRESSOR. - Google Patents
VALVE ARRANGEMENT FOR PUMP OR COMPRESSOR.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für eine Pumpe, einen Verdichter oder eine ähnliche Maschine (z.B. US-A-3 827 833) mit oszillierenden Kolbenflügeln, worin eine Reihe von zueinander winkelförmig versetzten Auslaßschlitzen in einer sich radial erstreckenden Endwand zwischen einer Arbeitskammer der Maschine und einer gegenüberliegend angeordneten Auslaßkammer angeordnet ist und die Auslaßschlitze durch deren jeweiliges federbelastetes Ventilelement gesteuert sind.The invention relates to a valve arrangement for a pump, compressor or similar machine (e.g. US-A-3 827 833) with oscillating piston vanes, in which a series of angularly offset outlet slots are arranged in a radially extending end wall between a working chamber of the machine and an oppositely arranged outlet chamber and the outlet slots are controlled by their respective spring-loaded valve element.
Die vorliegende Erfindung ist speziell konzipiert für die Anwendung in Maschinen eines mit besonderes hoher Geschwindigkeit arbeitenden (schnell oszillierenden) Typs, zum Beispiel mit einem Rotationsbereich für die Antriebs- oder Abtriebswelle von 10.000 bis 20.000 Umdrehungen pro Minute (das heißt einem Rotationsbereich von 111 bis 333 Umdrehungen pro Sekunde). Infolgedessen wird eine Ventilanordnung benötigt, die eine besonders schnelle Bewegung zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung erlaubt.The present invention is especially designed for use in machines of a particularly high speed (rapidly oscillating) type, for example with a rotation range for the input or output shaft of 10,000 to 20,000 revolutions per minute (i.e. a rotation range of 111 to 333 revolutions per second). Consequently, a valve arrangement is required which allows particularly rapid movement between an open position and a closed position.
Das Ziel ist in erster Linie eine Ventilanordnung, bei der das Ventilelement eine minimale Masse aufweist, aber dennoch mit Genauigkeit und großer Wirkung arbeitet. Dabei ist es von besonderer Bedeutung, daß das Ventil in seiner Schließstellung für einen minimalen toten Raum zwischen dem Ventilelement oder dem Ventilsitz und der Arbeitskammer sorgen kann.The primary goal is a valve arrangement in which the valve element has a minimal mass, but still works with precision and great efficiency. It is particularly important that the valve in its closed position can ensure a minimal dead space between the valve element or the valve seat and the working chamber.
Die erfindungsgemäße Ventilanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement in der Endwand in eine Vertiefung eingesetzt ist, die eine minimale, auf die Arbeitskammer gerichtete Öffnung und eine maximale, auf die Auslaßkammer gerichtete Öffnung und einen zwischen diesen Öffnungen angeordneten Ventilsitz aufweist, wobei die Innenfläche des Ventilelements mit der angrenzenden Innenfläche der Arbeitskammer fluchtet oder im wesentlichen fluchtet.The valve arrangement according to the invention is characterized in that the valve element is inserted in the end wall into a recess which has a minimum opening directed towards the working chamber and a maximum opening directed towards the outlet chamber and a valve seat arranged between these openings, wherein the inner surface of the valve element is flush or substantially flush with the adjacent inner surface of the working chamber.
Durch das erfindungsgemäße Einsetzen der Ventilelemente in die Endwand selbst zwischen der Auslaßkammer und den Arbeitskammern besteht die Möglichkeit, die Ventilsitze ziemlich dicht an der Arbeitskammer zu anzuordnen, wobei die Ventilsitze zwischen den genannten maximalen und minimalen Öffnungen angeordnet sind. In der Praxis kann dann der tote Raum zwischen den Ventilsitzen und der Arbeitskammer auf ein unbedeutendes Minimum reduziert werden.By inserting the valve elements in the end wall itself between the outlet chamber and the working chambers according to the invention, it is possible to arrange the valve seats fairly close to the working chamber, with the valve seats being arranged between the said maximum and minimum openings. In practice, the dead space between the valve seats and the working chamber can then be reduced to an insignificant minimum.
Wenn gemäß vorliegender Erfindung des weiteren die Innenfläche des Ventilelements mit der angrenzenden Innenfläche der Arbeitskammer in fluchtende Anordnung gebracht wird, kann das Ventilelement in seiner Schließstellung den Durchgang zwischen der minimalen und der maximalen Öffnung vollständig oder im wesentlichen vollständig ausfüllen. Dadurch wird die Möglichkeit des Entstehens toten Raumes zwischen der Arbeitskammer und dem Ventilelement oder dem Ventilsitz wesentlich reduziert.Furthermore, according to the present invention, if the inner surface of the valve element is aligned with the adjacent inner surface of the working chamber, the valve element in its closed position can completely or substantially completely fill the passage between the minimum and maximum openings. This significantly reduces the possibility of dead space occurring between the working chamber and the valve element or the valve seat.
Durch Einsetzen des Ventilelements in die Endwand wird mit einfachen Mitteln auch die Möglichkeit geschaffen, die Bewegungen des Ventilelements innerhalb der Vertiefung in der Endwand zu begrenzen, und zwar mit entsprechend einfacher Steuerung der Bewegungen des Ventilelements mit einfachen Mitteln.By inserting the valve element into the end wall, it is also possible to limit the movements of the valve element within the recess in the end wall using simple means, with correspondingly simple control of the movements of the valve element using simple means.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist die Ventilanordnung dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz zwischen einander gegenüberliegenden Öffnungen (Einlaßöffnung und Auslaßöffnung) des Auslaßschlitzes angeordnet ist und daß das Ventilelement und der dazugehörige Auslaßschlitz äquivalente konische Form zwischen dem Ventilsitz und der Einlaßöffnung des Auslaßschlitzes aufweisen.According to a particular embodiment, the valve arrangement is characterized in that the valve seat is arranged between opposing openings (inlet opening and outlet opening) of the outlet slot and that the valve element and the associated outlet slot have an equivalent conical shape between the valve seat and the inlet opening of the outlet slot.
Dadurch besteht die Möglichkeit, das Ventilelement auf einfache und effektive Weise zwischen der Öffnungs- und Schließstellung zu bewegen, und zwar hauptsächlich gesteuert durch die äquivalenten konischen Flächen des Ventilelements und des Auslaßschlitzes. Gleichzeitig kann das Ventilelement den Auslaßschlitz in der Schließstellung des Ventils fast vollständig ausfüllen. Darüber hinaus können die Ventilelemente mit geringem Gewicht und mit einem relativ niedrigen Volumen ausgebildet werden.This makes it possible to move the valve element between the open and closed positions in a simple and effective manner, mainly controlled by the equivalent conical Areas of the valve element and the outlet slot. At the same time, the valve element can almost completely fill the outlet slot in the closed position of the valve. In addition, the valve elements can be designed with low weight and a relatively low volume.
Bevorzugt wird die Steuerung der Ventilelemente durch eine elastisch nachgebende, das heißt federbelastete Ventileinrichtung. Dadurch lassen sich die Ventilelemente mit einer gemeinsamen Ventileinrichtung in ihrer Lage sichern, wobei diese Ventileinrichtung auf einfache Weise und sofort befestigt werden und dadurch die Ventilelemente geringen Gewichts und niedrigen Volumens effektiv in ihrer Lage in dazugehörigen Auslaßschlitzen sichern bzw. festlegen kann.The control of the valve elements is preferably carried out by an elastically yielding, i.e. spring-loaded valve device. This allows the valve elements to be secured in their position with a common valve device, whereby this valve device can be attached in a simple and immediate manner and can thus effectively secure or fix the valve elements of low weight and volume in their position in the associated outlet slots.
Eine Ventilanordnung gemäß vorliegender Erfindung ist besonders vorteilhaft in einer Ausbildung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Auslaßschlitze durch ihre jeweiligen Ventilelemente gesteuert werden, die mit einer gemeinsamen Ventileinrichtung permanent verbunden sind, daß die Ventilelemente relativ zur Ventileinrichtung getrennt federnd sind und daß die Ventileinrichtung in die Endwand eingesetzt ist, und zwar zusammen mit den Ventilelementen in einer gemeinsamen Vertiefung.A valve arrangement according to the present invention is particularly advantageous in an embodiment characterized in that the outlet slots are controlled by their respective valve elements which are permanently connected to a common valve means, that the valve elements are separately resilient relative to the valve means and that the valve means is inserted into the end wall together with the valve elements in a common recess.
Vorzugsweise weist die Ventileinrichtung einen ringförmigen Bereich mit fingerförmigen Ventilelementen auf, die auf einer gemeinsamen Ebene mit dem ringförmigen Bereich angeordnet sind und sich radial von einer der Seitenkanten des ringförmigen Bereichs aus erstrekken.Preferably, the valve device comprises an annular region with finger-shaped valve elements arranged on a common plane with the annular region and extending radially from one of the side edges of the annular region.
Dadurch ist es möglich, die Ventilelemente relativ zueinander auf effektive Weise zu steuern, derart, daß nur minimale zusätzliche Steuereinrichtungen nötig sind, um die Ventilelemente genau in die Position relativ zu dem Ventilsitz in der geschlossenen Stellung des Ventils zu führen und in eine Position, die in der geöffneten Stellung des Ventils von dem Ventilsitz weg versetzt ist.This makes it possible to control the valve elements relative to each other in an effective manner such that only minimal additional control devices are required to guide the valve elements precisely into the position relative to the valve seat in the closed position of the valve and into a position offset from the valve seat in the open position of the valve.
Um eine Steuerung der Ventileinrichtung und der dazugehörigen Ventilelemente zu erreichen, die so vorteilhaft wie möglich ist, ist die Ventilanordnung dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Bereich radial ganz innen und Fingerelemente radial ganz außen angeordnet sind, wobei der ringförmige Bereich so ausgelegt ist, daß er in axialer Richtung unbeweglich oder im wesentlichen unbeweglich festgelegt werden kann, während die Fingerelemente durch den ringförmigen Bereich getrennt über einer radialen Ebene schwenkbar sind.In order to achieve control of the valve device and the associated valve elements which is as advantageous as possible, the valve arrangement is characterized in that the annular region is arranged radially inwardly and finger elements are arranged radially outwardly, the annular region being designed such that it can be fixed immovably or substantially immovably in the axial direction, while the finger elements are pivotable over a radial plane separated by the annular region.
Durch die erfindungsgemäß besonders dünnwandige Ausbildung der Ventileinrichtung mit den dazugehörigen Ventilelementen läßt sich für die Ventileinrichtung und die dazugehörigen Ventilelemente ein besonders geringes Gewicht erreichen, derart, daß die Ventilelemente auf besonderes schnelle und speziell gesteuerte Weise relativ zur Ventileinrichtung bewegt werden können.Due to the particularly thin-walled design of the valve device with the associated valve elements according to the invention, a particularly low weight can be achieved for the valve device and the associated valve elements, such that the valve elements can be moved relative to the valve device in a particularly fast and specially controlled manner.
Weiterhin wird bevorzugt, daß die Ventilelemente in der Öffnungsstellung des Ventils an einer zusätzlichen Stütz- bzw. Haltevorrichtung abgestützt werden können, deren Form jener der Ventileinrichtung mit den dazugehörigen Ventilelementen entsprechen kann, deren Steifigkeit und Festigkeit jedoch wesentlich größer sind als jene der Einheit aus Ventileinrichtung und Ventilelementen. Mittels der Stützvorrichtung können die Ventileinrichtung und die Ventilelemente auch effektiv in ihrer Lage relativ zu der Vertiefung in der Endwand gesichert bzw. festgelegt werden.It is further preferred that the valve elements can be supported in the open position of the valve on an additional support or holding device, the shape of which can correspond to that of the valve device with the associated valve elements, but whose rigidity and strength are significantly greater than those of the unit consisting of the valve device and the valve elements. By means of the support device, the valve device and the valve elements can also be effectively secured or fixed in their position relative to the recess in the end wall.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Darin zeigt:Further features of the invention will become apparent from the following description in conjunction with the drawings. In them:
Eine vertikale Schnittansicht eines Verdichters gemäß vorliegender Erfindung nach einer ersten Ausführungsform;A vertical sectional view of a compressor according to the present invention according to a first embodiment;
Eine perspektivische Darstellung der wichtigsten Teile des Verdichters gemäß Figur 1, und zwar in axial auseinandergezogener Form zur Einzeldarstellung der Teile;A perspective view of the most important parts of the compressor according to Figure 1, in axially exploded form to show the parts individually;
Eine Figur 2 entsprechende perspektivische Darstellung eines Verdichters gemäß vorliegender Erfindung nach einer zweiten Ausführungsform;A perspective view corresponding to Figure 2 of a compressor according to the present invention according to a second embodiment;
Eine Draufsicht auf eine Ventilanordnung gemäß Figur 3;A plan view of a valve arrangement according to Figure 3;
Eine Endwand gemäß der zweiten Ausführungsform, von zwei gegenüberliegenden Seiten her betrachtet;An end wall according to the second embodiment, viewed from two opposite sides;
Eine vertikale Teilschnittansicht der Ventileinrichtung gemäß Figur 4 zusammen mit einer Stütz- bzw. Haltevorrichtung, die in ihrer Lage in der Endwand befestigt ist, wie in Figur 5 gezeigt, wobei die Ventileinrichtung in der Schließstellung und Öffnungsstellung dargestellt ist;A partial vertical sectional view of the valve assembly of Figure 4 together with a support or retaining device secured in position in the end wall as shown in Figure 5, the valve assembly being shown in the closed position and the open position;
Einen Schnitt nach der Linie 9-9 in Figur 5;A section along the line 9-9 in Figure 5;
Eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Ventilanordnung gemäß vorliegender Erfindung;A perspective view of a third embodiment of the valve arrangement according to the present invention;
Eine den Figuren 7 und 8 entsprechende Teildarstellung der Ventilanordnung gemäß Figur 10 in der Schließstellung und Öffnungsstellung;A partial representation of the valve arrangement according to Figure 10 in the closed position and the open position, corresponding to Figures 7 and 8;
Schnitte durch das Maschinengehäuse mit einem Oszillatorelement, das in zwei äquivalenten äußeren Positionen dargestellt ist;Sections through the machine housing with an oscillator element shown in two equivalent external positions;
Eine detaillierte Schnittansicht des Oszillatorelements gemäß Figur 13.A detailed sectional view of the oscillator element according to Figure 13.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, weist der Verdichter 10 einen aus einem Verteilergehäuse 11 bestehenden Stator, eine Ventileinrichtung 12, eine erste Endwand 13, ein Verdichtergehäuseelement 14 mit Trennwänden 14a und eine zweite Endwand 15 und ein Oszillatorelement auf, das aus einem sich hin und her bewegenden Kolbenelement 16 besteht, welches einen zylindrischen, hülsenförmigen Nabenbereich 16a und mehrere Kolbenflügel 16b aufweist, die von diesem ausgehend radial nach außen gerichtet sind. Es können zum Beispiel vier Kolbenflügel 16b und dementsprechend vier Arbeitskammerpaare verwendet werden, wie dargestellt, oder aber eine kleinere oder größere Anzahl von Kolbenflügelbereichen mit einer entsprechenden Anzahl von Arbeitskammerpaaren, wenn dies unbedingt gewünscht wird.According to a first embodiment of the invention, shown in Figures 1 and 2, the compressor 10 comprises a stator consisting of a distributor housing 11, a valve device 12, a first end wall 13, a compressor housing element 14 with partition walls 14a and a second end wall 15 and an oscillator element consisting of a reciprocating piston element 16 having a cylindrical, sleeve-shaped hub region 16a and a plurality of piston vanes 16b directed radially outwardly therefrom. For example, four piston vanes 16b and correspondingly four working chamber pairs can be used, as shown, or a smaller or larger number of piston vane regions with a corresponding number of working chamber pairs, if this is absolutely desired.
In einer Ausführungsform können zum Beispiel drei Kolbenflügelbereiche zur Bildung von drei Arbeitskammerpaaren verwendet werden, beispielsweise von zwei Niederdruckkammerpaaren und einem Hochdruckkammerpaar, das auf der Versorgung mit einem Druckmedium aus den beiden Niederdruckkammerpaaren basiert.In one embodiment, for example, three piston vane regions can be used to form three working chamber pairs, for example two low-pressure chamber pairs and one high-pressure chamber pair based on the supply of a pressure medium from the two low-pressure chamber pairs.
Wie Figur 1 zeigt, ist das Verteilergehäuse 11 mit einem radial ganz innen gelegenen mittleren Einlaß bzw. Ansaugstutzen 11a versehen, der direkt mit einer sich axial erstreckenden Durchführung 17 innen in dem Nabenbereich 16a kommuniziert, der mit vier Paaren (wovon in Figur 2 nur zwei Paare gezeigt sind) sich axial erstreckender Mundlöcher eines ersten Typs in Form von länglichen und schmalen Einlaßschlitzen 18 versehen ist, die radial durch den Körper des Nabenbereichs hindurchführen und gesteuert sind durch die Bewegung des Nabenbereichs 16a relativ zu den Trennwänden 14a des Verdichtergehäuses. Sofern gewünscht, können die Mundlöcher eine andere als die gezeigte Form aufweisen, zum Beispiel kreisrund ausgebildet sind.As shown in Figure 1, the distributor housing 11 is provided with a radially innermost central inlet or intake port 11a, which communicates directly with an axially extending passage 17 inside the hub portion 16a, which is provided with four pairs (only two pairs of which are shown in Figure 2) of axially extending mouth holes of a first type in the form of elongated and narrow inlet slots 18, which pass radially through the body of the hub portion and are controlled by the movement of the hub area 16a relative to the partition walls 14a of the compressor housing. If desired, the mouth holes can have a shape other than that shown, for example they can be circular.
Die Endwand 13 ist mit vier Paaren sich radial erstreckender Mundlöcher eines anderen Typs in Form von länglichen und schmalen Auslaßschlitzen 19 versehen, die axial durch den Körper den Endwand 13 hindurchführen. Die Ventileinrichtung 12 weist einen ringförmigen Stütz- bzw. Haltebereich 12a auf, von welchem vier Paare von Ventilelemente bildenden Klappen 12b radial nach innen vorspringen, die so ausgelegt sind, daß sie die Mundlöcher oder die Auslaßschlitze 19 stationär überlappen, wobei die Auslaßschlitze 19 so ausgelegt sind, daß sie durch die Klappen 12b mittels des Drucks des Mediums auf der stromabwärtigen Seite des Mediumauslasses oder mittels des inhärenten Federdrucks in den Klappen 12b geschlossen werden. Die Auslaßschlitze 19 sind so ausgelegt, daß sie durch den Arbeitsdruck geöffnet werden, der sich axial innerhalb der Endwand 13 aufbaut. In der Praxis ist die Ventileinrichtung 12 aus einem besonders dünnwandigen, etwas federelastischem Material hergestellt, wobei die Ventileinrichtung ortsfest zwischen dem radial äußeren Umfangsbereich der Endwand 13 und dem radial äußeren Umfangsbereich des Verteilergehäuses 11 angeordnet ist. Dabei ist ein gewisser Spielraum vorgesehen, damit sich die Klappen 12b von den Mundlöchern 19 wegbewegen können.The end wall 13 is provided with four pairs of radially extending mouth holes of a different type in the form of elongated and narrow outlet slots 19 which pass axially through the body of the end wall 13. The valve device 12 has an annular support or holding area 12a from which four pairs of valve element forming flaps 12b project radially inwardly, which are designed to overlap the mouth holes or the outlet slots 19 in a stationary manner, the outlet slots 19 being designed to be closed by the flaps 12b by means of the pressure of the medium on the downstream side of the medium outlet or by means of the inherent spring pressure in the flaps 12b. The outlet slots 19 are designed to be opened by the working pressure which builds up axially within the end wall 13. In practice, the valve device 12 is made of a particularly thin-walled, somewhat spring-elastic material, with the valve device being arranged in a fixed position between the radially outer circumferential area of the end wall 13 and the radially outer circumferential area of the distributor housing 11. A certain amount of play is provided so that the flaps 12b can move away from the mouth holes 19.
In den Figuren 3 bis 9 ist eine zweite Ausführungsform des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Verdichters gezeigt.Figures 3 to 9 show a second embodiment of the compressor shown in Figures 1 and 2.
Figur 3 zeigt eine starre und relativ dickwandige Stütz- bzw. Haltevorrichtung 100, die so ausgelegt ist, daß sie eine Stütze und einen Anschlag für eine relativ dünnwandige Ventileinrichtung 112 bildet.Figure 3 shows a rigid and relatively thick-walled support or holding device 100 which is designed to form a support and a stop for a relatively thin-walled valve device 112.
Die in den Figuren 3 und 4 gezeigte Ventileinrichtung 112 weist einen ringförmigen radial inneren Sütz- bzw. Haltebereich 112a auf, von welchem vier Paare von ventilbildenden Klappen 112b radial nach außen abspringen, die so ausgelegt sind, daß sie entsprechend vier Paare von Auslaßschlitzen 119 in einer Endwand 113 stationär überlappen.The valve device 112 shown in Figures 3 and 4 has an annular radially inner support or holding area 112a, from which four pairs of valve-forming flaps 112b extend radially which are designed to stationary overlap four pairs of outlet slots 119 in an end wall 113.
Die Stütz- bzw. Haltevorrichtung 100 hat eine der Ventileinrichtung 112 entsprechende Form und ist mit einem ringförmigen radial inneren Stütz- bzw. Haltebereich 100a und vier Paaren von Klappen 100b versehen, die von dem Stützbereich 100a radial nach außen vorspringen. Wie in den Figuren 7 und 8 dargestellt, sind Klappen 100b der Stütz- bzw. Haltevorrichtung von der Hauptebene des Stützbereichs 100a nach außen schräg abweichend gezeigt, derart, daß die Klappen 100b der Stützvorrichtung Klappen 112b der Ventileinrichtung in der Öffnungsstellung der Ventileinrichtung stützen können, wie das in Figur 8 gezeigt ist.The support or holding device 100 has a shape corresponding to the valve device 112 and is provided with an annular radially inner support or holding region 100a and four pairs of flaps 100b that project radially outward from the support region 100a. As shown in Figures 7 and 8, flaps 100b of the support or holding device are shown diverging obliquely outward from the main plane of the support region 100a, such that the flaps 100b of the support device can support flaps 112b of the valve device in the open position of the valve device, as shown in Figure 8.
In einer dem vorstehend Beschriebenen entsprechenden Weise sind Auslaßschlitze 119 derart ausgelegt, daß sie durch die Klappen 112b mittels des Drucks des Mediums auf der stromabwärtigen Seite des Mediumauslasses oder mittels des inhärenten Federdrucks in den Klappen 112b geschlossen werden. Durch Anordnen des Stützbereichs 112a gemäß der zweiten Ausführungsform radial ganz innen statt radial ganz außen, wie in Figur 2 gezeigt, wird erstens eine einfachere und effektivere Festlegung der Ventileinrichtung unabhängig von dem Verteilergehäuse erreicht. Zweitens läßt sich dadurch sicherstellen, daß der Stützbereich 112a gemäß Figur 3 und 4 mit einem weitaus kleineren Oberflächenbereich und damit einer entsprechend kleineren Masse ausgebildet werden kann.In a manner corresponding to that described above, outlet slots 119 are designed such that they are closed by the flaps 112b by means of the pressure of the medium on the downstream side of the medium outlet or by means of the inherent spring pressure in the flaps 112b. By arranging the support area 112a according to the second embodiment radially inwards instead of radially outwards as shown in Figure 2, firstly a simpler and more effective fixing of the valve device independently of the distributor housing is achieved. Secondly, this ensures that the support area 112a according to Figures 3 and 4 can be designed with a far smaller surface area and thus a correspondingly smaller mass.
Wenn man darüber hinaus in der Öffnungsstellung die Klappen 112b der Ventileinrichtung sich an den Klappen 100b der Stützvorrichtung abstützen läßt, so kann eine besonders geringe Dicke für die Ventileinrichtung gewählt und diese dadurch in einfacher und unkomplizierter Weise hergestellt werden.If, in the open position, the flaps 112b of the valve device are allowed to rest on the flaps 100b of the support device, a particularly small thickness can be selected for the valve device and this can thus be manufactured in a simple and uncomplicated manner.
Die Auslaßschlitze 119 in der Endwand 113 sind örtlich auf eine Schicht axial ganz innen in der Endwand 113 festgelegt, genau am Übergang zu den Arbeitskammern des Verdichters. Genauer ausgedrückt befinden sich die Auslaßschlitze 119 zwischen der Fläche der den Arbeitskammern zugewandten Hauptseite und einer axial im wesentlichen innerhalb der Fläche der Hauptseite der der Auslaßkammer zugewandten Endwand 113 gelegenen Ebene.The outlet slots 119 in the end wall 113 are locally fixed to a layer axially inward in the end wall 113, exactly at the Transition to the working chambers of the compressor. More precisely, the outlet slots 119 are located between the surface of the main side facing the working chambers and a plane located axially substantially within the surface of the main side of the end wall 113 facing the outlet chamber.
Auf der der Auslaßkammer zugewandten Seite ist eine radial innere Ringnut 120 angeordnet, mit Nutbereichen 121, die von dort radial nach außen abführen. Die Ringnut 120 und die Nutbereiche 121 haben eine Form, die der Form des Stützbereichs 112a und der Klappen 112b und des Stützbereichs 100a und der Klappen 100b entspricht. In den Nutbereichen 121 ist zentral eine Einlaßöffnung zu den länglichen Auslaßschlitzen 119 ausgebildet, und seitlich der Einlaßöffnung ist in dem Nutbereich 121 ein Ventilsitz 121a definiert, der eine Stützfläche für die dazugehörige ventilelementbildende Klappe 112b bildet. Der Ventilsitz 121a ist, wie Figur 9 zeigt, durch eine ringförmige Verdickung bzw. einen ringförmigen Wulst in dem Boden des Nutbereichs 121 gebildet, wobei die Verdickung bzw. der Wulst mittels einer zusätzlichen ringförmigen Austiefung in dem Boden des Nutbereichs 121 erzeugt wird.On the side facing the outlet chamber, a radially inner annular groove 120 is arranged, with groove areas 121 that lead radially outwards from there. The annular groove 120 and the groove areas 121 have a shape that corresponds to the shape of the support area 112a and the flaps 112b and the support area 100a and the flaps 100b. An inlet opening to the elongated outlet slots 119 is formed centrally in the groove areas 121, and to the side of the inlet opening, a valve seat 121a is defined in the groove area 121, which forms a support surface for the associated valve element-forming flap 112b. The valve seat 121a is, as shown in Figure 9, formed by an annular thickening or an annular bead in the bottom of the groove area 121, wherein the thickening or the bead is produced by means of an additional annular depression in the bottom of the groove area 121.
Die Ringnut 120 und die Nutbereiche 121 haben eine Dicke (axial in der Endwand 113 gerechnet), die größer ist als die Kombinaton der Dicke des Stützbereichs 112a und der Klappe 112b zusammen mit dem Stützbereich 100a. Wie die Figuren 7 und 8 zeigen, sind der Stützbereich 112a und der Stützbereich 100a durch ein Stoppelement 112a radial ganz innen in der Ringnut 120 gesichert. Die Klappen 112 sind so ausgelegt, daß sie unabhängig voneinander geschwenkt werden, wie das in den Figuren 7 und 8 angedeutet ist, doch durch den Umriß des Stützelements 100 begrenzt sind. In der Praxis werden alle Klappen 112b im Schritt miteinander zwischen einer in Figur 7 gezeigten Schließstellung und einer in Figur 8 gezeigten Öffnungsstellung geschwenkt. Ausgehend von den Nutbereichen 121 erstrecken sich schräg nach außen Führungsflächen 121b, die verdichtete Luft über eine Durchführung zwischen dem Ventilsitz 121a und der Klappe 112b in deren geöffneter Stellung effektiv zur angrenzenden Auslaßkammer leiten. Bei Position 121c sind Schulterbereiche gezeigt, welche die Klappen 112 während deren Schwenkbewegung zwischen den beiden in den Figuren 7 und 8 gezeigten Positionen in ihre Lage führen, derart, daß eine unbeabsichtigte Drehung des Stützbereichs 112a und des Stützbereichs 100a in der dazugehörigen Nut bzw. Vertiefung 120 in der Endwand 113 vermieden wird.The annular groove 120 and the groove portions 121 have a thickness (calculated axially in the end wall 113) which is greater than the combination of the thickness of the support portion 112a and the flap 112b together with the support portion 100a. As shown in Figures 7 and 8, the support portion 112a and the support portion 100a are secured by a stop member 112a radially inwardly in the annular groove 120. The flaps 112 are designed to pivot independently of one another, as indicated in Figures 7 and 8, but limited by the outline of the support member 100. In practice, all of the flaps 112b are pivoted in step with one another between a closed position shown in Figure 7 and an open position shown in Figure 8. Starting from the groove areas 121, guide surfaces 121b extend obliquely outwards, which guide compressed air via a passage between the valve seat 121a and the flap 112b in their open position to the adjacent outlet chamber. At position 121c shoulder areas are shown which guide the flaps 112 into position during their pivoting movement between the two positions shown in Figures 7 and 8, such that unintentional rotation of the support area 112a and the support area 100a in the associated groove or recess 120 in the end wall 113 is avoided.
In den Figuren 10 bis 12 ist eine dritte Ausführungsform gezeigt, mit einer Endwand 213 mit vier Paaren von Auslaßschlitzen 219. In Figur 10 ist die Anordnung schematisch, in den Figuren 11 und 12 dagegen detaillierter dargestellt. Es sind vier Paare von Ventilelementen 212b gezeigt, die durch ein gemeinsames separates Stützteil 212 gestützt bzw. gehalten sind. Die Ventilelemente 212b und das Stützteil 212 sind in einer Ringnut 220 und in Nutbereichen 221 befestigt, und zwar in einer Weise, die der in der Ausführungsform gemäß den Figuren 3 bis 9 gezeigten Weise entspricht. Jedes Ventilelement 212b ist, wie in den Figuren 11 und 12 gezeigt, mit einem Ventilkopfbereich 212b' versehen, der eine stützende Gegenlagerung an dem Ventilsitz 221a seitlich außerhalb des Auslaßschlitzes 219 bildet und mit einem Vorsprung 212b" ausgestattet ist, der eine äquivalente Form (konische Gestalt) und im wesentlichen äquivalente oder etwas kleinere Abmessungen als der Auslaßschlitz besitzt. Dadurch kann der Vorsprung 212b" in der geschlossenen Stellung des Ventils den zwischen der Arbeitskammer und dem Ventilsitz vorhandenen Totraum fast vollständig ausfüllen. Durch Ausbildung des Vorsprungs 212b" und des Auslaßschlitzes 219 mit im wesentlichen entsprechenden konischen Formen hat der Vorsprung die Möglichkeit einer relativ freien Bewegung in dem Auslaßschlitz während des Öffnens und Schließens des Ventils und dann mit einer selbstzentrierenden Justierung des Vorsprungs in dem Auslaßschlitz.Figures 10 to 12 show a third embodiment, with an end wall 213 with four pairs of outlet slots 219. Figure 10 shows the arrangement schematically, while figures 11 and 12 show it in more detail. Four pairs of valve elements 212b are shown, which are supported or held by a common separate support part 212. The valve elements 212b and the support part 212 are fastened in an annular groove 220 and in groove areas 221, in a manner corresponding to that shown in the embodiment according to figures 3 to 9. Each valve element 212b is, as shown in Figures 11 and 12, provided with a valve head region 212b' which forms a supporting counter bearing on the valve seat 221a laterally outside the outlet slot 219 and is equipped with a projection 212b" which has an equivalent shape (conical shape) and substantially equivalent or slightly smaller dimensions than the outlet slot. As a result, the projection 212b" can almost completely fill the dead space between the working chamber and the valve seat in the closed position of the valve. By forming the projection 212b" and the outlet slot 219 with substantially corresponding conical shapes, the projection has the possibility of relatively free movement in the outlet slot during opening and closing of the valve and then with a self-centering adjustment of the projection in the outlet slot.
Gemäß den Figuren 11 und 12 ist ein Stützteil 212' in Form einer elastisch federnden, für die separaten Ventilelemente 212b gemeinsamen Stützvorrichtung gezeigt. Das Stützteil 212' zeigt einen ringförmigen Stützbereich 212a', der mittels eines Stoppelements 222 in der Ringnut 220 festgelegt ist, während Klappen 212 c' des Stützteils mit einer S-Form in einer Ebene im rechten Winkel zur Hauptebene des Stützteils 212' ausgebildet sind.According to Figures 11 and 12, a support part 212' is shown in the form of an elastically springy support device common to the separate valve elements 212b. The support part 212' has an annular support area 212a', which is fixed in the annular groove 220, while flaps 212 c' of the support part are formed with an S-shape in a plane at right angles to the main plane of the support part 212'.
In den Figuren 13 und 14 ist ein Querschnitt eines Verdichtergehäuseteils 114 mit dazugehörigen Trennwänden 114a und einer Endwand 115 (gegenüber der Auslaßkammer) zusammen mit einem sich hin und her bewegenden Kolbenelement 116 gezeigt, das einen zylindrischen, hülsenförmigen zentralen Bereich 116a und vier Kolbenflügel 116b aufweist, die von dort radial nach außen gerichtet sind. Die Kolbenflügel 116b sind von besonders dünnwandiger Ausbildung, um die kleinst mögliche Masse in dem Oszillatorelement und damit eine besonders schnelle oszillatorische Bewegung sicherzustellen. Aus Gründen der Festigkeit weisen die Kolbenflügel 116b einen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt auf. Der Schaftbereich 116c der T-Form, der in sich aus einer relativ dünnwandingen Konstruktion besteht, ist am breitesten an dem inneren Ende und am schmalsten an dem äußeren Ende, wo der Schaftbereich übergeht in einen Quersteg oder in Klappen 135, 136. Die Klappen 135, 136 ihrerseits sind ebenfalls am breitesten an dem inneren Ende und am schmalsten an dem äußeren Ende. In den Trennwänden 114a sind an einander gegenüberliegenden Seiten Austiefungen 137, 138 mit einem den Klappen 135, 136 entsprechenden Querschnitt ausgebildet, derart, daß in diesen Austiefungen vorhandene Luft während der Bewegung des Kolbenflügelbereichs in die jeweilige äußere Lage in den dazugehörigen Arbeitskammern durch die Klappen verdrängt wird. Dadurch läßt sich ein wirksamer Puffer- bzw. Dämpfungseffekt zwischen dem Oszillatorelement und den dazugehörigen Trennwänden 114a und einer großen Endfläche entsprechend den Bedingungen erreichen. In den Endflächen des Querstegs ist ein Paar länglicher Schmierrillen 135a, 136a ausgebildet, wie in Figur 15 gezeigt.In Figures 13 and 14, a cross-section of a compressor housing part 114 with associated partition walls 114a and an end wall 115 (opposite the discharge chamber) is shown together with a reciprocating piston element 116 which has a cylindrical, sleeve-shaped central region 116a and four piston vanes 116b which are directed radially outwards from there. The piston vanes 116b are of particularly thin-walled design in order to ensure the smallest possible mass in the oscillator element and thus a particularly rapid oscillatory movement. For reasons of strength, the piston vanes 116b have a substantially T-shaped cross-section. The shaft portion 116c of the T-shape, which in itself consists of a relatively thin-walled construction, is widest at the inner end and narrowest at the outer end, where the shaft portion merges into a crosspiece or flaps 135, 136. The flaps 135, 136 in turn are also widest at the inner end and narrowest at the outer end. In the partition walls 114a, recesses 137, 138 with a cross section corresponding to the flaps 135, 136 are formed on opposite sides, such that air present in these recesses is displaced by the flaps in the associated working chambers during the movement of the piston vane portion into the respective outer position. This makes it possible to achieve an effective buffering or damping effect between the oscillator element and the associated partition walls 114a and a large end surface according to the conditions. A pair of elongated lubricating grooves 135a, 136a are formed in the end surfaces of the crossbar, as shown in Figure 15.
In den Trennwänden 114a ist eine sich schräg erstreckende Führungsnut bzw. Führungsrille 140 ausgeschnitten, die an Endflächen der Trennwände eine Schlitzen 119 der Endwand 113 (siehe Figur 5) entsprechende Form und Größe besitzt und sich fluchtend damit axial nach außen öffnet. Sofern gewünscht, kann der Schaftbereich der Kolbenflügel mit einem entsprechenden Vorsprung (nicht weiter dargestellt) versehen werden, der bei Schwenken des Kolbenflügels in die äußere Lage nach innen in die Austiefung geschwenkt werden kann, nämlich zur Verdrängung des Druckmediums, das in derselben abgeschnitten ist.In the partition walls 114a, an obliquely extending guide groove or guide channel 140 is cut out, which has a slot 119 of the end wall 113 (see Figure 5) on the end faces of the partition walls and is axially aligned therewith. opens outwards. If desired, the shaft area of the piston wings can be provided with a corresponding projection (not shown further) which can be pivoted inwards into the recess when the piston wing is pivoted into the outer position, namely to displace the pressure medium which is cut off in the recess.
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