DE4138664A1 - Energiesparender kolbenverdichter - Google Patents
Energiesparender kolbenverdichterInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen energiesparenden
Kolbenverdichter, insbesondere für die Druckluftversorgung in
Kraftfahrzeugen, mit einer druckabhängig schaltbaren
Leerlaufeinrichtung für das mit einer Saugventillamelle versehene
Saugventil, wobei die Saugventillamelle rechtwinklig zur
Zylinderachse des ihr zugeordneten Zylinders des Kolbenverdichters
in eine die Saugventilöffnungen einer Ventilplatte überlappende und
die Druckventilöffnungen in der Ventilplatte freigebende
Arbeitsstellung und in eine die Saugventilöffnungen wenigstens
teilweise freigebende und die Druckventilöffnungen wenigstens
teilweise überdeckende Leerlaufstellung geradlinig verschieblich
ist, und mit einem pneumatischen Kolbenantrieb zum Verschieben der
Saugventillamelle gegen der Kraft einer Feder aus der Arbeits- in
die Leerlaufstellung.
Ein derartiger Kolbenverdichter ist aus der DE-OS-39 09 531 bekannt.
Bei dieser bekannten Ausführung ist die Saugventillamelle nahe ihres
kolbenantriebsseitigen Endes mit zwei spiegelbildlich zu einer
Mittelebene geordneten Langlöchern versehen, durch welche feste
Führungsbolzen greifen; die Saugventillamelle erfährt hierdurch nur
eine mangelhafte Parallelführung in ihrer Verschieberichtung. Der
Kolbenantrieb ist in Richtung der Zylinderachse versetzt zur
Saugventillamelle angeordnet und weist eine zur Zylinderachse und
zur Verschieberichtung der Saugventillamelle rechtwinklig
verlaufende Kolbenantriebsachse auf. Der einerseits
druckluftbeaufschlagbare und andererseits federbelastete Kolben des
Kolbenantriebes ist vermittels eines Stiftes mit einem Drehhebel
gekoppelt, der seinerseits vermittels eines weiteren Stiftes die
Saugventillamelle zu verschieben vermag. Die Koppelung des
Drehhebels mit der Saugventillamelle liegt nicht in der bereits
erwähnten Mittelebene, die Saugventillamelle erfährt dadurch einen
einseitigen Antrieb, welcher ein von der Sauglamellenführung
aufzunehmendes Drehmoment auf die Saugventillamelle ausüben kann.
Der bekannte Kolbenverdichter ist somit hinsichtlich des Antriebes
seiner Saugventillamelle baulich und kinematisch aufwendig.
Es ist Aufgabe der Erfindung, für einen Kolbenverdichter der
eingangs genannten Art eine baulich einfache und kinematisch
günstige Schiebeführung zu schaffen, welche in weiterer Ausbildung
der Erfindung mit einem ebenfalls einfach und kinematisch günstigen
Kolbenantrieb kombinierbar ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die
Saugventillamelle in ihrer Verschieberichtung gesehen nahe ihrer
beiden Enden parallel zur Verschieberichtung und zur Zylinderachse
verlaufende Führungsflächen aufweist, die mit an der Ventilplatte
oder an an dieser fest gehalterten Teilen angeordneten, zu ihnen
parallelen Gegenflächen in Schiebeeingriff stehen.
Nach der weiteren Erfindung vorteilhafte, weitere
Ausgestaltungsmöglichkeiten eines derartigen Kolbenverdichters sind
den Merkmalen der Unteransprüche entnehmbar.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel für die Erfindung ein
nach dieser ausgebildeter Kolbenverdichter in seinen für die
Erfindung wesentlichen Teilen schematisch dargestellt, und zwar
zeigt
Fig. 1 die zylinderseitige Ansicht einer Ventilplatte mit an
ihr gehalterter Saugventillamelle und
Fig. 2 eine Seitenansicht der Ventilplatte von seiten des
Kolbenantriebes.
In den Zeichnungen ist eine Ventilplatte 1 dargstellt, welche
vermittels einer Dichtscheibe 2, welche den in Fig. 1 strichpunktiert
eingezeichneten Umriß 3 aufweist, auf das Zylinderende des
Kolbenverdichters aufsetzbar und mittels die Bohrungen 4
durchgreifender Schraubbolzen zu haltern ist. Die Bohrung des
Zylinders entspricht der Linie 5, die Zylinderachse 6 verläuft
rechtwinklig zur Zeichenebene. Die Ventilplatte 1 ist mit einer
flachen Ausnehmung 7 versehen, deren Umriß der Linie 8 entspricht.
In der Ausnehmung 7 befindet sich eine Saugventillamelle 9, welche
in bekannter Weise etwa ringförmig gestaltet ist. In ihrer im
rechten Teilbild der Fig. 1 dargestellten Arbeitsstellung überlappt
die Saugventillamelle 9 mit ihrem Schwingbereich 10, welcher
rechtwinklig zur Zeichenebene der Fig. 1 schwingfähig ist, die
Saugventilöffnungen 11 in der Ventilplatte 1, sie liegt in ihrem
Ruhezustand mit federnder Eigenspannung auf den Mündungen der
Saugventilöffnungen 11 auf. Andererseits, nahe des Einspannbereiches
12 der Saugventillamelle 9, münden die Druckventilöffnungen 13 der
Ventilplatte 1 in deren Arbeitsstellung offen in den freien, etwa
kreisförmigen Innenraum 14 der Saugventillamelle 9 unmittelbar am
einspannbereichsseitigen Ende des Innenraumes 14 ein. In ihrem
Einspannbereich 12 ist die Saugventillamelle 9 rechtwinklig zur
Zylinderachse 6 verschieblich, aber nicht von der Ventilplatte 1
abhebbar gelagert, sie kann in diesem Bereich in einem flachen,
durch die Ausnehmung 7 gebildeten Raum zwischen der Ventilplatte 1
und der oberen Begrenzung des Zylinders bzw. der Dichtscheibe 2
eingreifen.
Die Saugventillamelle 9 ist in der Ausnehmung 7 in Richtung einer
Verbindungslinie von ihrem Einspannbereich 12 zu ihrem
Schwingbereich 10 verschieblich, die Verschieberichtung verläuft
also in Richtung einer zur Zeichenebene rechtwinkligen, die
Zylinderachse 6 beinhaltenden Mittelebene 15. In ihrem
Schwingbereich 10 ist die Saugventillamelle 9 mit zwei
spiegelbildlich zur Mittelebene 15 angeordneten und zu dieser
seitlich versetzten, parallel zur Verschieberichtung vorspringenden
Laschen 16 versehen. Die einander abgewandten Seitenflächen der
Laschen 16 sind zu Führungsflächen 17 ausgebildet, welche parallel
zur Mittelebene 15, also parallel zur Verschieberichtung und zur
Zylinderachse 6, verlaufen. Die Führungsflächen 17 stehen mit
entsprechenden Gegenflächen 18 in Schiebeeingriff, welche einen Teil
des Umrisses gemäß Linie 8 der Ausnehmung 7 bilden.
Gegenüberliegend, im Einspannbereich 12, ist die Saugventillamelle 9
mit einer breiten, vorspringenden Lasche versehen, deren
Seitenflächen zu den Führungsflächen 17 parallele Führungsflächen
17′ bilden, welche ebenfalls in Schiebeeingriff mit ihnen
gegenüberstehenden Gegenflächen 18′ an der Seitenwandung der
Ausnehmung 7 stehen. Durch die Führungsflächen 17, 17′ und deren
Gegenflächen 18, 18′ erfährt die Saugventillamelle 9 eine exakte und
kinematisch günstige Schiebeführung mit großer Führungslänge
parallel zur Mittelebene 15, es besteht somit keine Dreh- und damit
Verklemmungsgefahr für die Saugventillamelle 9.
In Richtung der Zylinderachse 6 versetzt befinden sich in der
Ventilplatte 1 seitlich versetzt zur Mittelebene 15 zwei zu dieser
Mittelebene 15 parallel verlaufende Zylinder 19, in welchen Kolben
20 abgedichtet verschieblich geführt sind. Die auf ihrer der
Zylinderachse 6 abgewandten Seite über Druckmittelanschlüsse 21 mit
Druckluft beaufschlagbaren Kolben 20 sind seitens der Zylinderachse
6 mit im wesentlichen zylindrischen, ebenfalls in den Zylindern 19
geführten Führungsteilen 22 gekoppelt, welche kolbenabgewandt sich
vermittels eines Anschlages 23 zur Begrenzung ihrer Hubbewegung in
einer der linksseitig in Fig. 1 dargestellten Leerlaufstellung der
Saugventillamelle 9 entsprechenden Lage gegen die Böden der Zylinder
19 anzulegen vermögen. Die Führungsteile 22 tragen je einen parallel
zur Zylinderachse 6 verlaufenden Stift 24, welcher eine
langlochartige Öffnung 25 in der Wandung der Zylinder 19 durchragen
und an ihrem Ende mit der Saugventillamelle 9 verbunden sind.
Zwischen das anschlagseitige Ende der Führungsteile 22 und den Boden
der Zylinder 19 ist jeweils eine Feder 26 eingespannt. Die
Druckmittelanschlüsse 21 sind in nicht dargestellter, üblicher Weise
an eine Steuerleitung angeschlossen, deren Druckbeaufschlagung von
einem Druckregler schaltbar ist, der seinerseits vom Druck in einem
vom Kolbenverdichter aufzuladenden Luftbehälter geschaltet wird,
derart, daß bei Unterschreiten einer unteren Druckschwelle im
Luftbehälter die Druckmittelanschlüsse 21 entlüftet, bei
Überschreiten einer oberen Druckschwelle dagegen mit Druckluft
beaufschlagt werden.
Bei drucklosen Druckmittelanschlüssen 21 befinden sich die Kolben 20
sowie Führungsteile 22 unter der Kraft der Federn 26 in ihrer der
Zylinderachse 6 abgewandten Endstellung, wie sie in Fig. 1, rechte
Hälfte, dargestellt ist. Die Saugventillamelle 9 befindet sich dabei
in ihrer kolbenantriebsseitigen Endstellung, welche die
Arbeitsstellung ist: Unter Abheben des Schwingbereiches 10 der
Saugventillamelle 9 von den Mündungen der Saugventilöffnungen 11 ist
in den Zylinderraum des Kolbenverdichters während des Saughubes Luft
einsaugbar und sodann während des Verdichtungshubes durch die
offenen Druckventilöffnungen 13 verdichtet wieder ausschiebbar. Der
Kolbenverdichter arbeitet hierbei in üblicher Weise.
Werden die Druckmittelanschlüsse 21 mit Druckluft beaufschlagt, so
werden die Kolben 20 entgegen die Kraft der Federn 26 in Richtung
zur Zylinderachse 6 bis zum Anlegen der Anschläge 23 an den Boden
des jeweiligen Zylinders 19 verschoben, wie es linksseitig in Fig. 1
dargestellt ist. Über die Stifte 24 wird dabei die Saugventillamelle
9 mitgenommen, sie erfährt also eine Linearverschiebung in ihre
Leerlaufstellung, in welcher sie die Saugventilöffnungen 11
zumindest z. T. ständig freigibt und die Druckventilöffnungen 13
wenigstens teilweise, im gezeichneten Ausführungsbeispiel
vollständig abdeckt. Vom Kolbenverdichter ist in dieser
Leerlaufstellung praktisch keine Druckluft mehr förderbar, beim Auf-
und Niedergang seines Kolbens wird Luft lediglich aus seiner
Saugkammer in den Zylinderraum eingesaugt wieder ausgeschoben.
Beim nachfolgenden Entlüften der Druckmittelanschlüsse 21 kehrt die
Saugventillamelle 9 unter der Kraft der Federn 26 in ihre
Arbeitsstellung zurück. Wie bereits erwähnt, erfährt die
Saugventillamelle 9 über ihre Führungsflächen 17, 17′ und die
Gegenflächen 18, 18′ eine sie gegen Schrägstellungen und Verkanten
bei den Verschiebebewegungen sichernde, gute Führung.
Selbst bei Ausfall eines der jeweils von den Kolben 20,
Führungsteilen 22 und Stiften 24 gebildeten Kolbenantriebe 27 und
somit drehmomenterzeugendem, einseitigen Antrieb der
Saugventillamelle 9 gewährleistet diese Führung verklemmungsfreie
Linearverschiebungen der Saugventillamelle 9.
In Abänderung zum dargestellten Ausführungsbeispiel können die
Führungsteile 22 mit den zugeordneten Kolben 20 einteilig bzw.
einstückig ausgebildet sein, weiterhin können die beiden
Beaufschlagungsräume für beide Kolben 20 durch einen in der
Ventilplatte 1 verlaufenden Luftführungskanal an einen gemeinsamen
Druckmittelanschluß 21 angeschlossen sein, der zweite
Druckmittelanschluß kann dabei entfallen. Weiterhin kann es zum
Verbilligen zweckmäßig sein, die Ausnehmung 7 nicht in der
Ventilplatte 1 anzubringen, sondern als Durchbrechung einer zur
Ventilplatte 1 parallelen und auf dieser aufliegenden Metall- oder
Dichtungsmaterial-Platte auszubilden. Dabei läßt sich die größere
Höhe der Ausnehmung 7 im Schwingbereich 10 durch eine die Stärke der
Saugventillamelle 9 übersteigende, entsprechende Dicke der erwähnten
Platte erreichen, im Einspannbereich 12 kann diese Höhe dabei durch
ein Einlegeteil auf einen der Stärke der Saugventillamelle 9
entsprechenden Wert verringert werden. Es ist möglich, anstelle der
beiden Laschen 16 nur eine zur Mittelebene 15 zweckmäßig
symmetrische Lasche vorzusehen, die beidseitig mit Führungsflächen
versehen ist. Weiterhin ist es möglich, nur einen Kolbenantrieb für
die Saugventillamelle 9 vorzusehen, dessen Achse zweckmäßig in der
Mittelebene 15 verläuft. Auch kann die Ventilplatte 1 einen Teil des
Zylinderkopfes bilden, wobei letzterer, wie bekannt,
Montagemöglichkeiten für das Druckventil aufweisen muß.
Kurzfassung:
Der Kolbenverdichter ist mit einer linearverschieblichen Saugventillamelle (9) ausgestattet, welche durch Linearverschiebung in eine die Saugventilöffnungen (11) überlappende und die Druckventilöffnungen (13) freigebende Arbeitsstellung und eine die Saugventilöffnungen (11) zumindest teilweise freigebende und die Druckventilöffnungen (13) wenigstens teilweise überdeckende Leerlaufstellung einstellbar ist. Zur sicheren Führung der Saugventillamellen (9) bei ihren Verschiebebewegungen sind an dieser an den beiden, in Bewegungsrichtung liegenden Enden parallel zur Verschieberichtung verlaufende Führungsflächen (17, 17′) vorgesehen, welche mit entsprechenden Gegenflächen an der Ventilplatte (1) oder mit dieser verbundenen Teilen in Schiebeeingriff stehen. Zum Verschieben der Saugventillamelle (9) sind Kolbenantriebe (27) vorgesehen, deren Achsrichtung parallel zur Verschieberichtung verlaufen und welche vermittels Stifte (24) mit der Saugventillamelle (9) gekoppelt sind.
Der Kolbenverdichter ist mit einer linearverschieblichen Saugventillamelle (9) ausgestattet, welche durch Linearverschiebung in eine die Saugventilöffnungen (11) überlappende und die Druckventilöffnungen (13) freigebende Arbeitsstellung und eine die Saugventilöffnungen (11) zumindest teilweise freigebende und die Druckventilöffnungen (13) wenigstens teilweise überdeckende Leerlaufstellung einstellbar ist. Zur sicheren Führung der Saugventillamellen (9) bei ihren Verschiebebewegungen sind an dieser an den beiden, in Bewegungsrichtung liegenden Enden parallel zur Verschieberichtung verlaufende Führungsflächen (17, 17′) vorgesehen, welche mit entsprechenden Gegenflächen an der Ventilplatte (1) oder mit dieser verbundenen Teilen in Schiebeeingriff stehen. Zum Verschieben der Saugventillamelle (9) sind Kolbenantriebe (27) vorgesehen, deren Achsrichtung parallel zur Verschieberichtung verlaufen und welche vermittels Stifte (24) mit der Saugventillamelle (9) gekoppelt sind.
Bezugszeichenliste
1 Ventilplatte
2 Dichtscheibe
3 Umriß
4 Bohrung
5 Linie
6 Zylinderachse
7 Ausnehmung
8 Linie
9 Saugventillamelle
10 Schwingbereich
11 Saugventilöffnung
12 Einspannbereich
13 Druckventilöffnung
14 Innenraum
15 Mittelebene
16 Lasche
17, 17′ Führungsfläche
18, 18′ Gegenfläche
19 Zylinder
20 Kolben
21 Druckmittelanschluß
22 Führungsteil
23 Anschlag
24 Stift
25 Öffnung
26 Feder
27 Kolbenantrieb
2 Dichtscheibe
3 Umriß
4 Bohrung
5 Linie
6 Zylinderachse
7 Ausnehmung
8 Linie
9 Saugventillamelle
10 Schwingbereich
11 Saugventilöffnung
12 Einspannbereich
13 Druckventilöffnung
14 Innenraum
15 Mittelebene
16 Lasche
17, 17′ Führungsfläche
18, 18′ Gegenfläche
19 Zylinder
20 Kolben
21 Druckmittelanschluß
22 Führungsteil
23 Anschlag
24 Stift
25 Öffnung
26 Feder
27 Kolbenantrieb
Claims (7)
1. Energiesparender Kolbenverdichter, insbesondere für die
Druckluftversorgung in Kraftfahrzeugen, mit einer druckabhängig
schaltbaren Leerlaufeinrichtung für das mit einer Saugventillamelle
(9) versehene Saugventil, wobei die Saugventillamelle (9)
rechtwinklig zur Zylinderachse (6) des ihr zugeordneten Zylinders
des Kolbenverdichters in eine die Saugventilöffnungen (11) einer
Ventilplatte (1) überlappende und die Druckventilöffnungen (13) in
der Ventilplatte (1) freigebende Arbeitsstellung und eine die
Saugventilöffnungen (11) wenigstens teilweise freigebende und die
Druckventilöffnungen (13) wenigstens teilweise überdeckende
Leerlaufstellung geradlinig verschieblich ist, und mit einem
pneumatischen Kolbenantrieb (27) zum Verschieben der
Saugventillamelle (9) entgegen der Kraft einer Feder (26) aus der
Arbeits- in die Leerlaufstellung, dadurch gekennzeichnet, daß die
Saugventillamelle (9) in ihrer Verschieberichtung gesehen nahe ihrer
beiden Enden parallel zur Verschieberichtung und zur Zylinderachse
(6) verlaufende Führungsflächen (17, 17′) aufweist, die mit an der
Ventilplatte (1) oder an an dieser fest gehalterten Teilen
angeordneten, zu ihnen parallelen Gegenflächen (18, 18′) in
Schiebeeingriff stehen.
2. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an
den beiden Enden der Saugventillamelle (9) je zwei Führungsflächen
(17, 17′) und diesen zugeordnete Gegenflächen (18, 18′) vorgesehen
sind, die, bezogen auf eine in Verschieberichtung verlaufende, die
Zylinderachse (6) beinhaltende Mittelebene (15), zueinander
spiegelbildlich angeordnet sind.
3. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
wie an sich bekannt im wesentlichen ringförmig ausgebildete
Saugventillamelle (9) im Bereich ihrer Einspannung (Einspannbereich
12) mit wenigstens einem Kolbenantrieb (27) mit zur
Verschieberichtung paralleler Kolbenantriebsachse gekoppelt ist und
gegenüberliegend, in ihrem Schwingbereich (10), mit wenigstens einer
vorspringenden Lasche (16) versehen ist, wobei die Lasche (16)
wenigstens einseitig eine Führungsfläche (17) aufweist.
4. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Saugventillamelle (9) mit zwei Kolbenantrieben (27) gekoppelt ist
und zwei Laschen (16) aufweist, die jeweils spiegelbildlich zur
Mittelebene angeordnet sind.
5. Kolbenverdichter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Kolbenantrieb (27) ein mit einem Kolben (20) verbundenes
Führungsteil (22) aufweist, das in der Ventilplatte (1)
verschieblich geführt ist, mit der Saugventillamelle (9) gekoppelt
ist, von der Feder (26) in Bewegungsrichtung zur Arbeitsstellung der
Saugventillamelle (9) belastet ist und in entgegengesetzter
Bewegungsrichtung in einer der Leerlaufstellung der
Saugventillamelle (9) entsprechenden Stellung durch einen Anschlag
(23) abgefangen ist.
6. Kolbenverdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kolben (20) gleichachsig zum im wesentlichen zylindrischen,
gegebenenfalls mit ihm einteiligen Führungsteil (22) angeordnet und
in einem in der Ventilplatte (1) angeordneten Zylinder (19) geführt
ist.
7. Kolbenverdichter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Führungsteil (22) mit der in Richtung der Zylinderachse (6)
versetzt zur Kolbenantriebsachse angeordneten Saugventillamelle (9)
mittels eines parallel zur Zylinderachse (6) verlaufenden Stiftes
(24) gekoppelt ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4138664A DE4138664A1 (de) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | Energiesparender kolbenverdichter |
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EP92118157A EP0544105B1 (de) | 1991-11-25 | 1992-10-23 | Energiesparender Kolbenverdichter |
ES92118157T ES2069361T3 (es) | 1991-11-25 | 1992-10-23 | Compresor alternativo que ahorra energia. |
RU92004410A RU2101569C1 (ru) | 1991-11-25 | 1992-11-25 | Поршневой компрессор, работающий с низкими затратами энергии |
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Publications (1)
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DE4138664A1 true DE4138664A1 (de) | 1993-05-27 |
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DE1628173A1 (de) * | 1968-01-17 | 1971-08-05 | Licentia Gmbh | Kompressorantrieb |
DE3909531A1 (de) * | 1988-12-08 | 1990-06-13 | Knorr Bremse Ag | Einrichtung zur leistungseinsparung bei kolbenverdichtern, insbesondere fuer die drucklufterzeugung in kraftfahrzeugen |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KNORR-BREMSE SYSTEME FUER NUTZFAHRZEUGE GMBH, 8080 |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |