Kolbenkompressor Die Erfindung bezieht sich auf Kolbenkompressoren für hohe Umlaufzahlen mit in dem Kolbenboden eingebautem, freigängig wirkendem Saugorgan, dem der zu verdichtende Stoff (die Saugluft) durch in der Zylinderwandung angebrachte Öffnungen zufließt, die auch gegen Ende des Saughubes über das Saugorgan mit dem Saugraum in Verbindung stehen. Die bekannten Kompressoren haben den Nachteil, daß sie, selbst wenn sie mit hoher Drehzahl laufen könnten, nicht genügend großen freien Durchströmqüerschnitt im Kolbenboden aufweisen und daß die Saugorgane im Kolbenboden die gesamte Saugleistung nicht allein bewältigen können. Bei den bekannten schnellaufenden Kompressoren ist es aus dem gleichen Grunde erforderlich, daß am Saughubende zum Ausgleich des im Saugraum 'herrschenden Unterdruckes. vom Kolben besondere Schlitze in der Zylinderwand freigelegt- oder entsprechende Maßnahmen vorgesehen werden. Die Folge davon ist, daß von dem Kolbenhub nur der um die Schlitzhöhe verringerte Teil wirksam ist.

Alle diese Nachteile beseitigt die Erfindung, die auf dem Grundgedanken beruht, daß im Kolbenboden Saugorgane von möglichst großem Durchgangsquerschnitt angeordnet werden und demzufolge der Kolbenboden eine entsprechende Gestaltung erhält. Die Erfindung besteht in erster Linie in der Anwendung mehrerer im Kolbenboden nebeneinander angeordneter langgestreckter Saugschlitze, die durch dünne, frei bewegliche und voneinander unabhängige Metallstreifen abgedeckt sind, wobei diese Streifenventile z. B. durch an sich bekannte federnde Metallstreifen belastet sind.

Der Gegenstand der Erfindung bringt den weiteren Vorteil, daß der Hub des Saugorganes mit Rücksicht auf dessen großen Durchgangsquerschnitt äußerst klein gehalten werden kann. Dadurch wird eine weitere Steigerung der Kolbengeschwindigkeit ermöglicht und eine Verkleinerung des schädlichen Raumes erzielt, was wiederum eine Vergrößerung des volumetrischen Wirkungsgrades zur Folge hat. Endlich sei erwähnt, daß die dünnen, frei beweglichen, praktisch gewichtslosen Streifenventile, die sich ungefähr parallel zu ihrer Sitzfläche im Kolbenboden bewegen, außerordentlich verschleißfest sind, was besonders bei der Anwendung hoher Drehzahlen eine ausschlaggebende Rolle spielt. Dieser Eigenschaft der Streifenventile ist es wiederum zu danken, daß die Sitzfläche für die Ventile und das ihren Hub begrenzende 'Organ aus geschmiedetem oder gegossenem Werkstoff bestehen können.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung erläutert.

Es zeigen Abb. r eine Kolbenhälfte mit dem zugehörigen Teil des Arbeitszylinders im Längsschnitt, der nach der Linie A-B der Abb. 3 geführt ist, Abb. a eine der Abb. z entsprechende, jedoch um 9o° versetzte Darstellung iin Schnitt nach der Linie B-C der Abb. 3, Abb. 3 eine Ansicht des Kolbens von oben bei abgenommenen Ventilteilen, Abb. 4. und 5 Teilansichten einzelner Ventilteile von oben gesehen und Abb. 6 einen Ventilstreifen in der Draufsicht. Die Abb.7 veranschaulicht einen vergrößerten Teilquerschnitt durch das Ventil nach Abb. 2.

Bei der in Abb, i gekennzeichneten Kolbenstellung beginnt die Saugperiode. Der Kolben bewegt sich hierbei in Pfeilrichtung, so daß die Zylinderöffnungen i von der Kolbenkante 2 freigelegt werden. Die Luft strömt nun über die Einschnürung des Kolbenführungskörpers yt durch die Öffnungen t zu dein im Kolben gelagerten Saugventil und durch dieses in den Saugraum des Zylinders. Diese Strömung hält ununterbrochen bis zum Saughubende an. Am Ende des Saughubes hat die Kolbenkante 3 die Öffnungen i noch nicht abgedeckt, so daß eine ständige Verbindung zwischen den Öffnungen i mit dem Kolbenhohlraum und dem Saugraum bestehen bleibt. Eine Freilegung von oberhalb der Kante des Kolbenbodens a angeordneten Öffnungen in der Zylinderwand, etwa der Öffnungen i, ist ausgeschlossen.

Wesentlich für die Erfindung ist, daß auch der mittlere Teil des Kolbenbodens a. (Abb. i ) vollkommen unbehindert zur Unterbringung von Ventileinströmquerschnitten nutzbar gemacht ist. Das wird dadurch erreicht, daß der Kolbenboden a nur am äußeren Rande durch den dinnwandigen, rohrartigen Dichtungsltörper b abgestützt wird. Innerhalb der freien Bodenkreisfläche befinden sich schmale, zweckmäßig parallel zueinander angeordnete Schlitze (Abb. 2 und 3) in sehnenartiger Lage, deren Länge durch den inneren Bodenrand d (Abb. i und 2) begrenzt wird. Die Bodenfläche wird also, völlig unbehindert von irgendwelchen Verschraubungen, Stegen, einem Kolbenstangenansatz o. dgl., in weitest möglichem Maße für Unterbringung von Ventildurchgangsquerschnitt ausgenutzt. Für einen Zvlinder von 130 mm -e' werden bei der Verwendung der beschriebenen Schlitzanordnung 25 cm= freier Durchgangsquerschnitt im Kolbenboden a und bei nur 2,5 mm Ventilhub schon 18,5 cm=, bei 3 min Hub aber 22 cm= freier Manteldurchgangsquerschnitt erreicht. Die Schlitze c werden durch sehr dünne, schmale und äußerst leichte 'Metallstreifen e (Abb. i, q. und 7) auf der äußeren Bodenfläche abgedeckt. Da diese Streifen infolge ihres überaus geringen Beharrungsvermögens besonders bei einsetzender Ölverharzung am Saughubende leicht am Ventilhubbegrenzungsfänger i klebenbleib.en könnten und damit Spätscbluß bewirken, werden die Streifen e durch Barübergelegte, schwach gekrümmte, etwas vorgespannte Blattfederstreifen f o. dgl. (Abb. i und 7) belastet. Die Ventilabschlußstreifen e und die Federn f sind an ihren Enden in Ausschnitten g (Abb. .4 und 7) eines schmalen Führungsringes h (vgl. noch Abb. 2) geführt, dessen Stärke gleich der Summe aus dein Ventilhub, der Dicke der Ventilabschlußstreifen e und der Dicke der Federn f ist. Dieser Ring Ja sowie die über ihn gedeckte Hubbegrenzungsplatte i (Abb. i , 2, 5 und 7) werden von dem sehr dünnen Kolbenbodenkragen k (Abb. i und 3) zentrisch zur Mitte des Kolbens gehalten. Die Begrenzungsplatte i ist mit Schlitzen l (Abb. 2 und 5) zum Durchtritt des geförderten Stoffes, z. B. der Luft, versehen und ebenfalls sehr dünn gehalten, da die inasselosen Federstreifen e und f praktisch weder eine zerstörende noch verschleißende Wirkung auf die Platte i (Fänger) ausüben können. Uin ein Ablösen des Führungsringes lt. und der Fängerplatte i zu verhindern, sind einige kleine, von außen zu bedienende und gesicherte Schrauben m (Abb. i, 2 und 3) vorgesehen, deren Gewinde in Gewindelöcher der Ventilsitzfläche eingreift. Die Gesamthöhe der auf den Ventilsitz aufgelegten Einzelteile beträgt für das erwähnte Beispiel von i3o mm Zylinderdurchmesser nur etwa 7,5 mm. Eine sehr starke Minderung des Kolbengewichtes, der Massenbeschleunigungskräfte und des schädlichen Raumes sind die technisch neuen Wirkungen davon. Da die Ventilbewegung das Material trotz der hohen Hubzahl nicht fühlbar beansprucht, ergibt sich der besondere Vorteil, den als Ventilsitz dienenden Kolbenboden a finit dem Kolbenführuhgskörper 7t (Abb. i) in einem Stück aus geschmiedetem oder gegossenem Baustoff halten zu können. Der mit Kolbenringen versehene zvlindrische, rohrartige Dichtungskörper b verjüngt sich kegelartig und geht in den in der 1Zitte stark eingeschnürten, den Kolbenbolzen haltenden Teil des Führungskörpers n. über. Inder kegelförmigen, dünnen Wandung s sind die Löcher t für den Durchtritt der Saugluft vorgesehen (Abb. i und 2).