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TECHNISCHER
BEREICH
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für einen
Hubkolbenverdichter und insbesondere einen Zylinderkopf für einen
Hubkolbenverdichter, der in der Lage ist, Bauteile leicht zu kombinieren, einen
Zusammenbau-Luftspalt genau einzustellen, das Entweichen von in
einem Zylinder verdichtetem Gas zu minimieren und in einem Verdichtungsprozess
erzeugte Wärme
ausreichend abzukühlen.
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STAND DER
TECHNIK
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Allgemein
dient ein Kompressor dem Verdichten eines Fluids. Kompressoren können eingeteilt
werden in Rotationsverdichter, Hubkolbenverdichter und Spiralverdichter,
etc. je nach den Fluidverdichtungsarten. Ein Kompressor besteht
aus einem dichten Behälter,
einem innerhalb des Behälters angeordneten
Motorelement, das eine Antriebskraft erzeugt, und einem Verdichtungselement,
das mit der Antriebskraft von dem Motorelement versorgt wird und
Gas verdichtet.
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Wenn
Energie zugeführt
wird, wird der Motor in dem Kompressor angeschaltet und erzeugt
eine Antriebskraft, die Antriebskraft wird auf das Verdichtungselement übertragen
und dementsprechend saugt das Verdichtungselement Gas an, verdichtet es
und leitet es ab.
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1 ist
eine Längsschnittansicht,
welche das Verdichtungselement des konventionellen Kompressors illustriert.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Verdichtungselement des
Kompressors einen Rahmen 10 mit einem Durchgangsloch 11,
einen Zylinder 20 mit einem inneren Verdichtungsraum 21, der
mit dem Durchgangsloch 11 des Rahmens 10 verbunden
ist; einen Kolben 30 mit zylindrischer Form, der in den
Verdichtungsraum 21 eingesetzt und mit dem Motorelement
verbunden ist, eine Abzugshaube 40 zum Abdecken des Verdichtungsraumes 21 des
Zylinders 20, ein in die Abzugshaube 40 eingesetztes
Auslassventil 50, welches den Verdichtungsraum 21 des
Zylinders 20 durch einen Druckunterschied öffnet und schließt, und
eine Ventilfeder 51, die in der Abzugshaube 40 eingebaut
ist und das Auslassventil 50 trägt.
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Die
Abzugshaube 40 und der Zylinder 20 sind an dem
Rahmen 10 mit Hilfe von zahlreichen Bolzen 60 befestigt.
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Der
Rahmen 10 umfasst einen Körperbereich 12 mit
einer bestimmten Form, einen Plattenbereich 13, der sich
von einer bestimmten Seite des Körperbereiches 12 aus
erstreckt, so dass er eine bestimmte Größe hat, ein Durchgangsloch 11,
das an dem Körperbereich 12 ausgebildet
ist und mehrere, an dem Plattenbereich 13 ausgebildete
Schraubenlöcher 14.
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Der
Zylinder 20 umfasst einen Zylinderkörper 22 mit einem
Außendurchmesser,
der demjenigen des Durchgangsloches 11 des Rahmens 10 entspricht,
und mit einer gewissen Länge,
einen Flanschbereich 23, der sich von dem Ende des Zylinderkörpers 22 derart
erstreckt, dass er in derselben Ebene liegt wie der Zylinderkörper 22,
und der eine bestimmte Dicke und Breite aufweist, einen Verdichtungsraum 21,
der derart innerhalb des Zylinderkörpers 22 ausgebildet
ist, dass er einen bestimmten Innendurchmesser aufweist, und mehrere
an dem Flanschbereich 23 ausgebildete Befestigungslöcher 24.
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Die
Abzugshaube 40 umfasst eine Sammelkammer 41 mit
Kappenform, um einen bestimmten Innenraum aufzuweisen, einen Flanschbereich 42, der
sich in gebogener Weise von der Sammelkammer 41 aus derart
erstreckt, dass er eine bestimmte Breite aufweist, ein Abzugsloch 43,
das an einer bestimmten Seite der Sammelkammer 41 ausgebildet ist,
und mehrere Befestigungslöcher 44,
die an dem Flanschbereich 42 ausgebildet sind.
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Ein
Abzugsrohr (nicht gezeigt) zum Ableiten von Gas ist mit dem Abzugsloch 43 der
Abzugshaube 40 verbunden.
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Zunächst wird
der Körper 22 des
Zylinders 20 in das Durchgangsloch 11 des Rahmens 10 eingesetzt,
wobei der Flanschbereich 23 des Zylinders 20 mit
einer bestimmten Fläche
des Plattenbereiches 13 des Rahmens 10 in Berührung kommt
und dementsprechend wird der Zylinder 20 mit dem Rahmen 10 verbunden.
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Und
wenn das Auslassventil 50 und die Ventilfeder 51 in
den Innenraum der Sammelkammer 41 der Abzugshaube 40 eingesetzt
werden, so dass die Abzugshaube 40 den Verdichtungsraum 21 des
Zylinders 20 bedeckt, gelangt der Flanschbereich 42 der
Abzugshaube 40 mit dem Flanschber 23 des Zylinders 20 in
Kontakt.
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Hierbei
blockiert das innerhalb der Abzugshaube 40 angeordnete
Auslassventil 50 den Verdichtungsraum 21 des Zylinders 20,
indem es von der Ventilfeder 51 elastisch getragen ist.
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Und
das Verbindungsloch 24 des Zylinders 20 und das
Verbindungsloch 44 der Abzugshaube 40 stimmen
jeweils mit dem Schraubloch 14 des Rahmens 10 überein,
der Bolzen 60 wird jeweils in den übereinstimmenden Schraubloch 14 und
Verbindungslöchern 24, 44 befestigt
und dementsprechend werden der Zylinder 20 und die Abzugshaube 40 fest mit
dem Rahmen 10 verbunden.
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Der
Betrieb des Verdichtungselementes des konventionellen Kompressors
wird nunmehr beschrieben.
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Wenn
zunächst
die Antriebskraft des Motorelementes auf den Kolben 30 übertragen
wird, führt der
Kolben 30 eine lineare, hin und her laufende Bewegung in
dem Verdichtungsraum 21 des Zylinders 20 aus.
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Gemäß der linearen,
hin und her laufenden Bewegung des Kolbens 30 saugt das
Auslassventil 50 durch Öffnen/Schließen des
Verdichtungsraumes 21 des Zylinders 20 Gas an,
verdichtet es und leitet es ab.
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Das
aus dem Verdichtungsraum 21 des Zylinders 20 abgeleitete
Hochtemperatur-Hochdruckgas
durchströmt
den Innenraum der Sammelkammer 41 der Abzugshaube 40 und
wird durch das Abzugsloch 43 und das mit dem Abzugsloch 43 verbundene Abzugsrohr
nach draußen
abgeleitet. Allerdings ist bei dem Verdichtungsbereich des konventionellen Kompressors
der Zusammenbauvorgang der einzelnen Teile beim Verbinden des Zylinders 20 und
der Abzugshaube 40 mit dem Rahmen 10 kompliziert,
da das Verbindungsloch 24 des Zylinders 20 und
das Verbindungsloch 44 der Abzugshaube 40 jeweils durch
die Bolzen 60 mit dem Schraubloch 14 des Rahmens 10 verbunden
werden. Zusätzlich
ist es schwierig, den Mittelpunkt des Verdichtungsraumes 21 des
Zylinders mit dem Mittelpunkt des Innenraumes der Sammelkammer der
Abzugshaube 40 in Übereinstimmung
zu bringen.
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Und
aufgrund von Fabrikationsfehlern bei der Oberflächenbearbeitung des Flanschbereiches 41 der
Abzugshaube 40 und des Flanschbereiches 23 des
Zylinders 20 kann es zur Ausbildung eines Spaltes zwischen
dem Flanschbereich 41 der Abzugshaube 40 und dem
Flanschbereich 23 des Zylinders 20 kommen, wobei
in diesem Fall das aus dem Verdichtungsraum 21 des Zylinders 20 abgeleitete Hochtemperatur-Hochdruckgas
durch den Spalt zwischen dem Flanschbereich 41 der Abzugshaube 40 und
dem Flanschbereich 23 des Zylinders 20 entweichen
kann.
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Und
während
des Verdichtens und Ableitens des Gases in dem Verdichtungsraum 21 des
Zylinders 20 können
Bauteile verformt werden, da die sehr starke Hitze, die an der Ableitungsstelle
aus dem Zylinder 20 entsteht, nicht ausreichend abgekühlt werden
kann.
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FR-1
430 466, US-A-3 058 649 und FR-A-764 881 legen einen Zylinderkopf
für einen Hubkolbenverdichter
dar mit : einem Rahmen, der einen Plattenbereich aufweist, der sich
von einem Rahmenkörper
aus erstreckt, und ein Durchgangsloch, das durch den Rahmenkörper hindurch
ausgebildet ist; einem Zylinder mit einem Flanschbereich, der an einem
Ende eines Zylinderkörpers
mit einem inneren Verdichtungsraum ausgebildet ist, wobei ein ringförmiger Vorsprung
an einer bestimmten Seite des Zylinderkörpers derart ausgebildet ist,
dass er eine bestimmte Breite und Höhe aufweist; einer Abzugshaube
mit einer kappenförmigen
Sammelkammer mit einem Innendurchmesser, der dem Außendurchmesser
des ringförmigen
Vorsprungs entspricht; einem Flanschbereich, der sich in gebogener
Weise von dem Ende der Sammelkammer aus erstreckt; mehrere Bolzen
zum Verbinden des Flanschbereiches der Abzugshaube mit dem Rahmenkörper; und
einem Ventilkörper,
der in die Sammelkammer der Abzugshaube eingesetzt ist und den Verdichtungsraum
des Zylinders öffnet/schließt.
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EP-A-0
745 773 und
US 3 374 944 legen
einen ähnlichen
Zylinderkopf für
einen Hubkolbenkompressor dar, der weiterhin aufweist: eine Einsatzrille mit
einem bestimmten Durchmesser und einer bestimmten Tiefe, so dass
sie einen konzentrischen Kreis ausbildet, wobei das Durchgangsloch
an einer Seitenfläche
des Rahmens ausgebildet ist, und der Flanschbereich des Zylinders
wird in die Einsatzrille eingesetzt.
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Es
ist daher das Ziel der Erfindung, einen verbesserten Zylinderkopf
für einen
Hubkolbenkompressor gemäß dem einleitenden
Teil des Anspruchs 1 bereitzustellen, der die oben erwähnten Nachteile überwindet.
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Die
oben dargelegten Ziele können
durch einen Zylinderkopf für
einen Hubkolbenkompressor gemäß dem einleitenden
Teil des Anspruchs 1 mit den Eigenschaften des kennzeichnenden Teils
des Anspruchs 1 erreicht werden. Vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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TECHNISCHER
KERN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Es
ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung einen Zylinderkopf
für einen
Hubkolbenverdichter bereitzustellen, der in der Lage ist, einen
Zylinder leicht mit einer Abzugshaube zu verbinden und einen Zusammenbau-Luftspalt
genau einzustellen.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung einen Zylinderkopf
für einen
Hubkolbenverdichter bereitzustellen, der in der Lage ist, das Entweichen
von in einem Zylinder verdichtetem Gas zu minimieren und in einem
Verdichtungsprozess erzeugte Wärme
ausreichend abzukühlen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die
anliegenden Zeichnungen, die beigefügt sind, um ein besseres Verständnis der
Erfindung herbeizuführen,
und die in diese Patentschrift integriert sind und einen Teil von
ihr bilden, illustrieren Ausführungsformen
der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung
der Prinzipien der Erfindung.
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In
den Zeichnungen:
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1 ist
eine Längsschnittansicht,
die einen Verdichtungsbereich des konventionellen Kompressors illustriert;
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2 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine Ausführungsform
eines Zylinderkopfes für
einen Hubkolbenkompressor in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung illustriert;
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3 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine andere Ausführungsform
eines Zylinderkopfes für
einen Hubkolbenkompressor in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung illustriert;
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4 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine noch andere Ausführungsform
eines Zylinderkopfes für
einen Hubkolbenkompressor in Übereinstimmung mit
der vorliegenden Erfindung illustriert;
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5 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine modifizierte Ausführungsform
eines Zylinderkopfes für
einen Hubkolbenkompressor in Übereinstimmung mit
der vorliegenden Erfindung illustriert; und
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6 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine modifizierte Ausführungsform
eines Zylinderkopfes für
einen Hubkolbenkompressor in Übereinstimmung mit
der vorliegenden Erfindung illustriert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Hiernach
werden die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben werden.
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2 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine Ausführungsform
eines Zylinderkopfes für
einen Hubkolbenkompressor in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung illustriert. Wie in 2 dargestellt,
umfasst die Ausführung
des Zylinderkopfes für
den Hubkolbenkompressor in Übereinstimmung mit
der vorliegenden Erfindung einen Zylinder 110 mit einem
Flanschbereich 113, der sich von dem Ende eines Zylinderkörpers 112 aus
erstreckt, welcher einen inneren Verdichtungsraum 111 mit
einer bestimmten Fläche
aufweist, und einen ringförmigen Vorsprungsbereich 114 an
einer bestimmten Seite des Zylinderkörpers 112, der eine
bestimmte Breite und Höhe
aufweist; eine Abzugshaube 120 mit einer kappenförmigen Sammelkammer 121,
die einen Innendurchmesser aufweist, der dem Außendurchmesser des Vorsprungsbereiches 114 entspricht,
und einem Flanschbereich 122, der sich in gebogener Weise
derart erstreckt, dass er eine bestimmte Fläche aufweist und den Innenraum
des Zylinders 110 abdeckt, indem der Innendurchmesser der
Sammelkammer 121 mit dem Vorsprungsbereich 114 des
Zylinders 110 kombiniert wird; und einen Ventilkörper 150,
der in die Sammelkammer 121 der Abzugshaube 120 eingesetzt
ist und den Verdichtungsraum 111 des Zylinders 110 öffnet/schließt.
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Der
Verdichtungsraum 111 des Zylinders 110 besteht
aus einem Durchgangsloch mit einem bestimmten Innendurchmesser,
um den zylindrischen Kolben 30 aufzunehmen, wobei die Außendurchmesser
des Verdichtungsraumes 111 und des Vorsprungsbereiches 114 konzentrische
Kreise sind.
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Der
innere Umfang des Vorsprungsbereiches 114 und des Verdichtungsraumes 111 bilden konzentrische
Kreise. In einer modifizierten Ausführungsform kann der innere
Umfang des Vorsprungsbereiches nicht mit demjenigen des Verdichtungsraumes übereinstimmen.
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Eine
Verstärkungsrippe 105 zur
Erhöhung der
Festigkeit ist an einem Bereich ausgebildet, in welchem der Körper 101 auf
den Plattenbereich 102 des Rahmens 100 trifft.
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Die
Sammelkammer 121 der Abzugshaube 120 weist einen
kreisförmigen
Innenraum mit einer bestimmten offenen Seite auf, wobei der Innendurchmesser
des Innenraumes der gleiche ist wie der Außendurchmesser des Vorsprungsbereiches 114 des Zylinders 110,
und wobei ein Abzugsloch 123 an einer bestimmten Seite
der Sammelkammer 121 ausgebildet ist.
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Der
Ventilkörper 150 besteht
aus einem Auslassventil 151 zum Öffnen/Schließen des
Verdichtungsraumes 111 des Zylinders 110 und einer
Ventilfeder 152 zum elastischen Tragen des Auslassventils 151.
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Der
Zylinder 110 und das Auslassventil 120 sind durch
Befestigungsmittel (nicht gezeigt) fest mit dem Rahmen 100 verbunden,
und ein mit dem Motorelement verbundener Kolben 30 ist
in den Verdichtungsraum 111 des Zylinders 110 eingesetzt.
Die Befestigungsmittel können
aus Verschweißen
oder einer Bolzenverbindung bestehen, etc.
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Wie
in 3 gezeigt, umfasst zusätzlich eine weitere Ausführung des
Zylinderkopfes des Kompressors in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung einen Rahmen 200 mit einem Plattenbereich 202,
der sich von einem bestimmten Ende eines Körpers 201 derart erstreckt,
dass er eine bestimmte Fläche
aufweist, ein an dem Körper 201 ausgebildetes
Durchgangsloch 203 und eine Einsatzrille 204 mit
einem bestimmten Durchmesser und einer bestimmten Tiefe, die einen
konzentrischen Kreis des Durchgangsloches 203 bildet; einen
Zylinder 210 mit einem Flanschbereich 213, der
an einem bestimmten Ende eines Zylinderkörpers 212 mit einem inneren
Verdichtungsraum 211 derart ausgebildet ist, dass er eine
bestimmte Fläche
aufweist, wobei der Zylinderkörper 221 und
der Flanschbereich 213 jeweils das Durchgangsloch 203 und
die Einsatzrille 204 des Rahmens 200 verbinden;
eine Abzugshaube 220 mit einem Flanschbereich 222,
der sich in gebogener Weise von einer kappenförmigen Sammelkammer 221,
die einen bestimmten Innenraum aufweist, aus erstreckt, so dass
er eine Größe hat,
die dem Innendurchmesser der Einsatzrille 204 des Rahmens 200 entspricht,
und der Verdichtungsraum 211 des Zylinders 210 abgedeckt
wird, indem der Flanschbereich 222 in die Einsatzrille 204 des
Rahmens 200 eingesetzt wird; und einen in die Sammelkammer 221 der
Abzugshaube 220 eingesetzten Ventilkörper 250, der den
Verdichtungsraum 211 des Zylinders 210 öffnet/schließt.
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Der
Plattenbereich 202 des Rahmens 200 liegt in der
gleichen Ebene wie eine bestimmte Ebene des Rahmenkörpers 201,
der Innendurchmesser der Rahmeneinsatzrille 204 ist größer als
derjenige des Durchgangsloches 203 und die Rahmeneinsatzrille 204 ist
an der bestimmten Seite des Rahmenkörpers 201 ausgebildet,
an welcher der Plattenbereich 202 ausgebildet ist.
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Eine
Verstärkungsrippe 205 zur
Erhöhung der
Festigkeit ist an einem Bereich ausgebildet, in welchem der Körper 201 auf
den Plattenbereich 202 des Rahmens 200 trifft.
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Der
Außendurchmesser
des Körpers 212 des
Zylinders 210 ist gleich dem Innendurchmesser des Durchgangsloches 203 des
Rahmens 200.
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Der
Außendurchmesser
des Zylinderflanschbereiches 213 ist kleiner als der Innendurchmesser der
Einsatzrille 204 und ein Ölfließkanal (F) ist von dem äußeren Umfang
des Zylinderflanschbereiches 213, dem inneren Umfang der
Einsatzrille 204, der Unterseite der Einsatzrille 204 und
dem Flanschbereich 222 der Abzugshaube 220 ausgebildet.
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Der
Innendurchmesser des Innenraumes der Sammelkammer 221 und
der Außendurchmesser des
Flanschbereiches 222 bilden konzentrische Kreise. Ein Abzugsloch 223 zum
Ableiten von Gas ist an einer bestimmten Seite der Sammelkammer 221 der Abzugshaube 220 ausgebildet.
Der in die Sammelkammer 221 eingesetzte Ventilkörper 250 umfasst ein
Auslassventil 251 zum Öffnen/Schließen des
Verdichtungsraumes 211 des Zylinders 210 und eine Ventilfeder 252 zum
elastischen Tragen des Auslassventils 251.
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Vorzugsweise
werden der Flanschbereich 222 und der Rahmen 200 zur
festen Verbindung von Zylinder 210 und Abzugshaube 220 miteinander
verschweißt.
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Ein
mit dem Motorelement verbundener Kolben 30 ist in den Verdichtungsraum 211 des
Zylinders 210 eingesetzt.
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Wie
in 4 gezeigt, umfasst zusätzlich eine noch weitere Ausführung des
Zylinderkopfes des Kompressors in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung einen Rahmen 300 mit einem Plattenbereich 302,
der sich von einem Körper 301 aus derart
erstreckt, dass er eine bestimmte Größe aufweist, ein an dem Körper 301 ausgebildetes
Durchgangsloch 303 und eine Einsatzrille 304,
die an einer bestimmten Fläche
des Körpers 301 derart
ausgebildet ist, dass sie einen konzentrischen Kreis des Durchgangsloches 303 bildet;
einen Zylinder 310 mit einem Flanschbereich 313,
der an einem bestimmten Ende eines Zylinderkörpers 312 mit einem
inneren Verdichtungsraum 311 ausgebildet ist, einen ringförmigen Vorsprung 314,
der an einer bestimmten Seite des Zylinderkörpers 312 derart ausgebildet
ist, dass er eine bestimmte Breite und Höhe aufweist, wobei der Zylinderkörper 312 und
der Flanschbereich 313 jeweils mit dem Durchgangsloch 303 und
der Einsatzrille 304 des Rahmens 300 verbunden
sind; eine Abzugshaube 320, die eine kappenförmige Sammelkammer 321 mit
einem Innendurchmesser aufweist, der dem Außendurchmesser des ringförmigen Vorsprungs 314 entspricht,
einen Flanschbereich 322, der sich in gebogener Weise von
dem Ende der Sammelkammer 321 derart erstreckt, dass er
eine bestimmte Größe aufweist,
wobei der Innendurchmesser des Flanschbereiches 322 in
den ringförmigen Vorsprung 314 eingeschoben
ist und der Flanschbereich 322 mit einer abgestuften Fläche der
Rahmeneinsatzrille 304, nämlich einer bestimmten Seite
des Rahmenkörpers 301 in
Kontakt gebracht ist; mehreren Bolzen 330 zur Befestigung
des Flanschbereiches 322 der Abzugshaube 320 an
dem Körper 301 des
Rahmens 300; und einen Ventilkörper 350, der in die
Sammelkammer 321 der Abzugshaube 320 eingesetzt
ist und den Verdichtungsraum 311 des Zylinders 310 öffnet/schließt.
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Der
Plattenbereich 302 des Rahmens 300 ist an einer
bestimmten Seite des Rahmenkörpers 301 ausgebildet,
so dass er in der gleichen Ebene liegt; die Einsatzrille 304 weist
einen Innendurchmesser und eine Tiefe auf, die größer sind
als diejenigen des Durchgangsloches 303, so dass sie einen
konzentrischen Kreis des Durchgangsloches 303 des Körpers 301 bildet.
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Der
innere Umfang des ringförmigen
Vorsprungs 314 des Zylinders 310 weist die gleiche
Ebene auf wie der innere Umfang des Verdichtungsraumes 311.
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Der
Außendurchmesser
des Körpers 312 des
Zylinders 310 ist gleich dem Innendurchmesser des Durchgangsloches 303 des
Rahmens 300.
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Der
Außendurchmesser
des Flanschbereiches 313 ist kleiner als der Innendurchmesser
der Einsatzrille 304 und ein Ölfließkanal (F) ist von dem äußeren Umfang
des Flanschbereiches 313, dem inneren Umgang der Einsatzrille 304,
der Unterseite der Einsatzrille 304 und dem Flanschbereich 322 der Abzugshaube 320 ausgebildet.
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Ein
Dichtungselement 340 ist zwischen dem Flanschbereich 313 des
Zylinders 310 und dem Flanschbereich 322 der Abzugshaube 320 angeordnet.
Das Dichtungselement 340 weist eine bestimmte Dicke und
eine Ringform auf, die gleich der Form des Zylinderflanschbereiches 313 ist,
und vorzugsweise besteht das Dichtungselement 340 aus elastischem Material.
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Da
die zusammengenommene Dicke des Flanschbereiches 313 und
des Dichtungselementes 340 größer ist als eine Tiefe der
Einsatzrille 304, wird das Dichtungselement durch Festziehen
des Bolzens 330 zusammengedrückt und dementsprechend wird eine
Dichtung erzielt.
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Eine
Verstärkungsrippe 305 ist
an der Innenfläche,
an welcher der Körper 201 des
Rahmens 300 auf den Flanschbereich 302 trifft,
ausgebildet, um die Festigkeit durch Festziehen des Bolzens 330 zu
erhöhen.
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In 4 bezeichnet
die nicht erläuterte
Bezugszahl 351 ein Auslassventil und 352 bezeichnet eine
Ventilfeder.
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Wie
in 5 gezeigt, wird, da die Dicke 11 des
Flanschbereiches 313 des Zylinders 310 in einem
modifizierten Beispiel der Dichtungsstruktur größer ist als die Tiefe 12 der
Einsatzrille 304 des Rahmens 300, der Flanschbereich 322 der
Abzugshaube 320 elastisch verformt, wenn die Abzugshaube 320 durch
den Bolzen 330 mit dem Rahmen 300 verbunden wird.
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Da
der Flanschbereich 322 der Abzugshaube 320 bei
der Verbindung elastisch verformt wird, wird eine Dichtung zwischen
dem Flanschbereich 322 und dem Rahmen 300 sowie
zwischen dem Flanschbereich 322 der Abzugshaube 320 und
dem Flanschbereich 313 des Zylinders 310 hergestellt. Dementsprechend
ist es möglich,
das Dichtungselement nicht einzusetzen.
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Vorzugsweise
weist der Flanschbereich 322 der Abzugshaube 320 eine
Dicke t3 in einem Bereich von 2 mm bis ungefähr 4 mm auf.
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Die
Abzugshaube 320 besteht aus Stahl. Und wenn die Dicke t3
des Flanschbereiches 322 in einem Bereich von 2 mm bis
ungefähr
4 mm liegt und der Flanschbereich 322 durch den Bolzen 330 mit dem
Rahmen 300 verbunden wird, wird der Flanschbereich 322 elastisch
verformt ohne eine Verformung des Rahmens 300 zu bewirken
und dementsprechend kann er eine Dichtungsfunktion erfüllen.
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Wie
als modifiziertes Beispiel für
den Rahmen 300 in 6 gezeigt,
ist der Plattenbereich 302 mit einer bestimmten Größe an einer
bestimmten Seite des Körpers 301 ausgebildet,
das Durchgangsloch 303 ist an dem Körper 301 ausgebildet
und der ringförmige
Vorsprung 306 mit einer bestimmten Breite und Höhe ist an
einer bestimmten Seite des Körpers 301 ausgebildet.
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Der
Plattenbereich 302 des Rahmens 300 liegt in der
gleichen Ebene wie die bestimmte Seite des Körpers 301, der ringförmige Vorsprung 306 ist an
der bestimmten Seite des Körpers 301 ausgebildet,
an welcher der Plattenbereich 302 ausgebildet ist, die
Einsatzrille 304 mit einem bestimmten Durchmesser und einer
bestimmten Tiefe ist von dem ringförmigen Vorsprung 306 gebildet
und der Innendurchmesser der Einsatzrille 304 ist ein konzentrischer
Kreis des Durchgangsloches 303.
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Und
eine Verstärkungsrippe 305 zur
Erhöhung
der Festigkeit ist an einem Bereich ausgebildet, in welchem der
Körper 301 auf
den Plattenbereich 302 des Rahmens 300 trifft.
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Die
Verbindung des Zylinders 310 mit der Abzugshaube 320 durch
den Bolzen 330 ist die gleiche wie in der oben beschriebenen
Ausführung.
In größeren Einzelheiten
werden der Körper 312 und der
Flanschbereich 313 des Zylinders 310 jeweils in das
Durchgangsloch 303 und die Einsatzrille 304 des Rahmens 300 eingesetzt
und dementsprechend wird der Zylinder 310 mit dem Rahmen 300 verbunden.
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Und
der Innendurchmesser der Sammelkammer der Abzugshaube 320 wird
in den Vorsprung 314 des Zylinders 310 eingesetzt,
der Flanschbereich 322 wird mit der Oberseite des Vorsprungs 306 des
Rahmens 300 in Kontakt gebracht und der Flanschbereich 322 der
Abzugshaube 320 wird mit Hilfe mehrerer Bolzen 330 mit
dem Vorsprung 306 des Rahmens 300 verbunden.
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Hiernach
werden die Vorteile des Zylinderkopfes für einen Hubkolbenverdichter
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Zunächst wird
die Antriebskraft des Motorelementes auf den Kolben 30 übertragen,
der Kolben 30 führt
eine lineare, hin und her gehende Bewegung in dem Verdichtungsraum 111, 211, 311 des
Zylinders aus, gleichzeitig öffnet/schließt der Ventilkörper 150, 250, 350 den
Verdichtungsraum 111, 211, 311 und dementsprechend
wird Gas angesaugt, verdichtet und abgeleitet.
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Das
aus dem Verdichtungsraum 111, 211, 311 des
Zylinders abgeleitete Hochtemperatur-Hochdruck-Gas durchströmt den Innenraum
der Sammelkammer 121, 221, 321 der Abzugshaube
und wird durch das Abzugsloch 123, 223, 323 nach
draußen abgeleitet.
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Während dieses
Prozesses wird an dem Ende der Auslassseite des Zylinders 110, 210, 310 sehr
starke Hitze erzeugt.
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In
der Ausführung
der vorliegenden Erfindung bildet der Vorsprung 114 des
Zylinders 110 den konzentrischen Kreis des Verdichtungsraumes 111 des
Zylinders 110, wenn der Zylinder 110 mit dem Rahmen 100 verbunden
wird, und da der Innendurchmesser der Sammelkammer 121 der
Abzugshaube 120 in den Vorsprung 114 des Zylinders 110 eingesetzt
wird, stimmt der Verdichtungsraum 111 des Zylinders 110 mit
dem Innenraum der Sammelkammer 121 der Abzugshaube 120 überein,
und dementsprechend kann die Genauigkeit des Zusammenbaus verbessert
und der Zusammenbau erleichtert werden.
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Und
da der Verdichtungsraum 111 des Zylinders 110 genau
mit dem Innenraum der Sammelkammer 121 der Abzugshaube 120 übereinstimmt,
kann der innerhalb des Innenraumes der Sammelkammer 121 der
Abzugshaube 120 angeordnete Ventilkörper 150 den Verdichtungsraum 111 in
Betrieb akkurat öffnen/schließen.
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Da
zusätzlich
der innere Umfang der Sammelkammer 121 der Abzugshaube 120 mit
dem äußeren Umfang
des Vorsprungs 114 des Zylinders 110 in Kontakt
steht und gleichzeitig der Flanschbereich 113 des Zylinders 110 den
Flanschbereich 122 der Abzugshaube 120 berührt, kann
das Entweichen des aus dem Verdichtungsraum 111 des Zylinders 110 abgeleiteten
Hochtemperatur-Hochdruck-Gases minimiert werden.
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In
einer weiteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung ist der Innendurchmesser der Einsatzrille 204 des
Rahmens 200 gleich dem Außendurchmesser des Flanschbereiches 222 der
Abzugshaube 220, das Durchgangsloch 203 des Rahmens 200 bildet
den konzentrischen Kreis des Innendurchmessers der Einsatzrille 204 und
der Außendurchmesser des
Flanschbereiches 222 der Abzugshaube 220 bildet
den konzentrischen Kreis des Innendurchmessers des Innenraumes der
Sammelkammer 221. Wenn der Zylinder 210 in das
Durchgangsloch 203 des Rahmens 200 eingeschoben
ist, stimmt der Verdichtungsraum 211 des Zylinders 210 mit
dem Innenraum der Sammelkammer 221 der Abzugshaube 220 überein,
und dementsprechend ist es möglich,
die Zusammenbaugenauigkeit zu verbessern und den Zusammenbau zu
erleichtern.
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Zusätzlich ist
der Flanschbereich 213 des Zylinders 210 in Kontakt
mit dem Flanschbereich 222 der Abzugshaube 220,
der äußere Umfang
des Flanschbereiches 222 berührt den inneren Umfang der
Einsatzrille 204 des Rahmens 200 und daher ist es
möglich,
das Entweichen des aus dem Verdichtungsraum 211 des Zylinders 210 nach
draußen
abgeleiteten Hochtemperatur-Hochdruck-Gases zu minimieren.
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Zusätzlich ist
ein Ölfließkanal (F)
zwischen dem äußeren Umfang
des Flanschbereiches 213 des Zylinders 210, der
Innenfläche
der Einsatzrille 204 und dem Flanschbereich 222 der
Abzugshaube 220 ausgebildet, und dementsprechend kann die
an der Auslassseite des Zylinders 210 erzeugte Hitze durch Öl abgekühlt werden,
das in dem Ölfließkanal (F) fließt.
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In
noch einer weiteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung bildet der Vorsprung 314 des
Zylinders 310 den konzentrischen Kreis des Verdichtungsraumes 311 des
Zylinders 310, wenn der Zylinder 310 in das Durchgangsloch 303 des
Rahmens 300 eingesetzt ist, und wenn der Innendurchmesser der
Sammelkammer 321 der Abzugshaube in den Vorsprung 314 des
Zylinders 310 eingesetzt ist, stimmt der Verdichtungsraum 311 des
Zylinders 310 mit dem Innenraum der Sammelkammer 321 der
Abzugshaube 320 überein
und dementsprechend ist es möglich,
die Zusammenbaugenauigkeit zu verbessern und den Zusammenbau zu
erleichtern.
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Zusätzlich steht
der innere Umfang der Sammelkammer 321 der Abzugshaube 320 mit
dem äußeren Umfang
des Vorsprungs 314 des Zylinders 310 in Kontakt,
der Flanschbereich 313 des Zylinders 310 berührt den
Flanschbereich 322 der Abzugshaube 320 und dementsprechend
ist es möglich,
das Entweichen des aus dem Verdichtungsraum 311 des Zylinders 310 nach
draußen
abgeleiteten Hochtemperatur-Hochdruck-Gases
zu minimieren.
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Ein Ölfließkanal (F)
ist zwischen dem äußeren Umfang
des Flanschbereiches 313 des Zylinders 310, der
Innenfläche
der Einsatzrille 304 des Rahmens 300 und dem Flanschbereich 322 der
Abzugshaube 320 ausgebildet, und dementsprechend kann die
an der Auslassseite des Verdichtungsraumes 311 des Zylinders 310 erzeugte
Hitze durch Öl
abgekühlt werden,
das in dem Ölfließkanal (F)
fließt.
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Und
wenn das Dichtungselement 340 zwischen den Flanschbereich 322 der
Abzugshaube 320 und den Flanschbereich 313 des
Zylinders 310 eingesetzt wird, ist es möglich das Entweichen von Gas
und ÖL
zu minimieren.
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Wenn
zusätzlich
der Flanschbereich 322 der Abzugshaube 320 durch
elastische Verformung die Dichtungsfunktion erfüllt, wird die Kontaktkraft
erhöht und
dementsprechend ist es möglich
das Entweichen von Gas und ÖL
zu minimieren.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Wie
oben beschrieben, kann mit Hilfe des Zylinderkopfes des Hubkolbenverdichters
gemäß der vorliegenden
Erfindung durch Erleichterung und Vereinfachung des Zusammenbauverfahrens
von Bauteilen und durch die Verbesserung der Zusammenbaugenauigkeit
die Produktivität
erhöht
werden. Zusätzlich
kann durch die Minimierung des Entweichens von aus einem Verdichtungsraum
eines Zylinders nach draußen
abgeleitetem Hochtemperatur-Hochdruck-Gas die Gasverdichtungsleistung
verbessert werden.
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Zusätzlich kann
beim Verdichten und Ableiten von Gas in dem Verdichtungsraum des
Zylinders durch ausreichende Kühlung
der an der Auslassseite des Zylinders erzeugten, sehr starken Hitze
eine Verformung und Beschädigung
von Bauteilen verhindert werden, und dementsprechend kann die Verlässlichkeit
eines Produktes verbessert werden.