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EP 0 093 705 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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25.03.1987 Patentblatt 1987/13 |
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Anmeldetag: 28.04.1983 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC)4: F04B 49/02 |
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Kolbenverdichter
Piston compressor
Compresseur à piston
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB IT |
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Priorität: |
04.05.1982 AT 1735/82
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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09.11.1983 Patentblatt 1983/45 |
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Anmelder: HOERBIGER VENTILWERKE AKTIENGESELLSCHAFT |
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1110 Wien (AT) |
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Erfinder: |
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- Riedel, Albert, Dipl.-Ing.
D-8920 Schongau/Lech (DE)
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Vertreter: Klein, Adam, Dipl.Ing. |
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Patentanwälte Klein & Pinter OEG
Fasangasse 49 1030 Wien 1030 Wien (AT) |
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Entgegenhaltungen: :
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenverdichter mit einem zwischen dem Zylinder
und dem Zylinderkopf angeordneten Saugventil und einer Einrichtung zum Abheben des
Verschlußstückes desselben vom Ventilsitz zur Regelung der Liefermenge, wobei die
Abhebeeinrichtung mit wenigstens einem Abhebestift versehen ist, der einen Durchgangskanal
des Ventilsitzes durchsetzt und durch den das Verschlußstück in den Zylinder hinein
verschiebbar ist.
[0002] Es ist bekannt, die Liefermenge von Kolbenverdichtern dadurch zu regeln, daß das
Saugventil des Verdichters durch eine Abhebeeinrichtung offengehalten wird, so daß
das angesaugte Medium beim Druckhub des Verdichters in die Saugleitung zurückgeschoben
wird, ohne verdichtet zu werden. Bei den bekannten Ausführungen wird das Verschlußstück
des Saugventils durch einen Greifer (FR-A-1 371 889) oder durch Abhebestifte (US-A-1
462 301 u. 1 741-426), die pneumatisch, hydraulisch, elektrisch oder auch von Hand
über eine mechanische Stelleinrichtung betätigt werden, an den Fänger des Saugventils
angedrückt und an diesem in einer stabilen Lage festgehalten. Diese Regelungseinrichtungen
sind deshalb nur bei Verdichtern mit verhältnismäßig aufwendigen Saugventilen angewendet
worden.
[0003] Aus der US-A-2 095 842 ist ein Kolbenverdichter bekannt, dessen Saugventil mit einer
flexiblen Zunge als Verschlußstück versehen ist. Die Abhebeeinrichtung wirkt über
einen U-förmigen Bügel auf die Ventilzunge, der diese mit einem stiftförmig ausgebildeten
Schenkel gegen einen Fängeranschlag drückt, der durch eine Ausnehmung in der Zylinderwand
gebildet ist. Der stiftförmige Schenkel des Abhebebügels befindet sich mit etwa der
Hälfte seines Querschnittes außerhalb des Zylinderumfanges im Bereich dieser Ausnehmung
in der Zylinderwand. Der andere Schenkel des U-förmigen Bügels ist von einer Feder
umgeben, die den Bügel ständig gegen die Ventilzunge belastet und diese gegen den
Fängeranschlag drückt. Mit Hilfe eines von Drucköl beaufschlagten Kolbens kann der
U-förmige Bügel gegen die Kraft der Feder von der Ventilzunge abgezogen werden. Wenn
aber der Stellkolben druckentlastet wird, drückt die Feder den stiftförmigen Schenkel
des U-förmigen Bügels wieder gegen die Ventilzunge und hält diese am Fängeranschlag
fest. Die Ventilzunge ragt in dieser Stellung in den oberen Teil des Zylinders hinein.
Der Verdichtungshub des Kolbens ist üblicherweise so bemessen, daß er vor in den Zylinderraum
ragenden Ventilteilen - endet. Bekannte Kolbenverdichter weisen deshalb einen verhältnismäßig
großen schädlichen Raum auf.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolbenverdichter mit einer Abheberegelung
anzugeben, die auch für kleine Verdichter angewendet werden kann, ohne den schädlichen
Raum zu vergrößern.
[0005] Diese Aufgabe wird mit der Erfindung bei einem Kolbenverdichter der eingangs angeführten
Bauart dadurch gelöst, daß jeder vorgesehene Abhebestift innerhalb des Umfangs des
Zylinders ohne ihm gegenüberliegenden Fängeranschlag angeordnet ist, und daß das Verschlußstück,
das vorzugsweise als flexible Zunge oder Ringplatte ausgebildet ist, durch den Abhebestift
bis in den Bewegungsbereich des Kolbens verschiebbar und bei jedem Kolbenhub durch
den Kolbenboden gegen den Ventilsitz zurückschiebbar ist. Beim Betätigen der Abhebeeinrichtung
wird hierbei das Verschlußstück des Saugventils in den Zylinderraum hinein offengehalten,
ohne daß im Bereich des Abhebestiftes oder der Abhebestifte ein eigener Fänger vorhanden
ist. Obwohl die vorgesehenen Abhebestifte das Verschlußstück bis in den Bewegungsbereich
des Kolbens verschieben, werden in überraschender Weise keine Beschädigungen des Ventiles
oder der Abhebeeinrichtung verursacht. Auch ergeben sich durch diese Arbeitsweise
keine funktionellen Nachteile. Wenn der Kolben auf das Verschlußstück auftrifft, befindet
er sich schon in der Nähe seines oberen Totpunktes und bewegt sich entsprechend langsam.
Außerdem besitzt das Verschlußstück samt den auf es einwirkenden Abhebestiften eine
verhältnismäßig kleine Masse, die beim Zurückschieben zu beschleunigen ist. Insgesamt
ist die erfindungsgemäß vorgesehene Abhebeeinrichtung somit einfach aufgebaut und
verursacht keine Vergrößerung des schädlichen Raumes des Verdichters, so daß sie auch
für kleine und einfache Ventile gut geeignet ist.
[0006] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann für die Abhebestifte ein Endanschlag
vorgesehen sein, der den Verschiebeweg der Abhebestifte in Abheberichtung begrenzt.
Diese Endanschläge verhindern, daß die Abhebestifte aufgrund der auf sie einwirkenden
Abhebekraft zu weit in den Zylinderraum vorgeschoben werden, wobei sie das Verschlußstück
des Saugventils übermäßig belasten könnten. Aufgrund der Endanschläge erübrigt sich
daher auch eine Begrenzung der Abhebekraft.
[0007] Die erfindungsgemäß vorgesehene Abhebeeinrichtung kann pneumatisch, hydraulisch,
elektrisch oder auch über eine mechanische Stelleinrichtung, z. B. von Hand, betätigt
werden. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, zwischen die Abhebestifte und die
diese in Abheberichtung verstellende Betätigungseinrichtung, z. B. ein pneumatischer
oder hydraulischer Kolben, Federn einzuschalten. Diese Federn ermöglichen ein Zurückschieben
der Abhebestifte gegen den Zylinderkopf des Verdichters ohne Verstellung der Betätigungseinrichtung,
was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn der Kolben in seiner oberen Endlage auf
das Verschlußstück des Saugventils auftrifft. Bei Betätigung der Haltestifte mittels
eines Elektromagneten ist die Zwischenschaltung einer Feder jedoch nicht erforderlich,
weil der Magnetanker durch die auf den Abhebestift wirkenden Rückstellkräfte vom Haltemagnet
losgerissen werden kann. Der Haltemagnet kann zugleich auch einen Endanschlag für
die Begrenzung der Abhebebewegung der Abhebeeinrichtung bilden.
[0008] Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kolbenverdichters mit einer Abhebeeinrichtung
ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt einen axialen Mittelschnitt durch den
oberen Teil des Verdichters mit der Abhebeeinrichtung.
[0009] Der dargestellte Verdichter besitzt einen Zylinder 1, in dessen Zylinderraum 2 ein
Kolben 2 verschiebbar ist. Auf die Stirnseite des Zylinders 1 ist ein Zylinderkopf
4 aufgesetzt, der den Zylinderraum 2 an der dem Kolben gegenüberliegenden Seite abschließt.
Zwischen dem Zylinder 1 und dem Zylinderkopf 4 ist unter Zwischenschaltung von Dichtungen
eine Ventilsitzplatte 5 eingespannt, in der Durchgangskanäle vorgesehen sind, u. zw.
ein Saugkanal 6 und ein Druckkanal 7. Die beiden Durchgangskanäle 6, 7 werden durch
Ventilverschlußstücke gesteuert. Dem Saugkanal 6 ist eine Sauglamelle 8 zugeordnet,
die mit einem Ende zwischen dem Zylinder 1 und der Ventilsitzplatte 5 eingespannt
ist und am anderen Ende eine Anschlagnase 9 aufweist, die in eine Aussparung 10 in
der Stirnseite des Zylinders 1 hineinragt. Das Druckventil besteht aus einer Drucklamelle
11 und einem Fänger 12, die im Druckraum 13 des Zylinderkopfes 4 angeordnet sind.
[0010] Das Saugventil ist mit einer Einrichtung zum Abheben seines Verschlußstückes vom
Ventilsitz versehen. Die Abhebeeinrichtung besteht aus einem Abhebestift 14, der mit
einem Ende auf die Sauglamelle 8 wirkt und am anderen Ende einen Kopf 15 aufweist,
der im Hohlraum 16 eines Abhebekolbens 17 verschiebbar geführt ist. Eine Feder 18
belastet den Abhebestift 14 in Richtung gegen die Sauglamelle 8. Ein Endanschlag 19,
der von einem Federring gebildet ist, begrenzt die Bewegung des Abhebestiftes 15.
Der Abhebekolben 17 ist in einer Zylinderbohrung 20 geführt und von einer Rückstellfeder
21 beaufschlagt. Die Zylinderbohrung 20 ist durch einen Deckel 22 abgeschlossen, in
dem eine Anschlußbohrung 23 für die Zuführung des Druckmittels zur Betätigung des
Abhebekolbens 17 vorgesehen ist. Die Saugleitung 24 mündet in die Zylinderbohrung
20 und die Druckleitung für die Abführung des verdichteten Mediums geht seitlich vom
Druckraum 13 aus und ist in der dargestellten Schnittzeichnung nicht zu sehen.
[0011] Zur Regelung der Liefermenge des dargestellten Verdichters wird die Sauglamelle 8
durch den Abhebestift 14 vom Saugkanal 6 abgehoben und zwangsweise offengehalten,
so daß das angesaugte Medium durch den offenen Saugkanal 6 wieder in die Saugleitung
24 zurückgeschoben wird. Zum Betätigen des Abhebestiftes 14 wird der Abhebekolben
17 mit einem durch die Anschlußbohrung 23 zugeführten Druckmittel beaufschlagt und
dadurch gegen die Kraft der Rückstellfeder 21 in die in der Zeichnung dargestellte
untere Endlage verschoben. Die Feder 18 drückt dadurch den Abhebestift 14 nach unten
und hält dessen Kopf 15 am Endanschlag 19 fest. Die Sauglamelle 8 wird dadurch in
der Offenstellung gehalten, wobei die Anschlagsnase 9 am Grund der Aussparung 10 anliegt.
Die Sauglamelle 8 liegt hiebei im Bewegungsbereich des Kolbens 3. Wenn dieser in die
Nähe seiner oberen Totpunktlage kommt, trifft der Kolbenboden 25 auf die Sauglamelle
8 auf und schiebt diese zusammen mit dem Abhebestift 14 gegen den Zylinderkopf 4 nach
oben. Die Feder 18 ermöglicht diese Verschiebung des Abhebestiftes 14, auch wenn der
Abhebekolben 17 durch das auf ihn einwirkende Druckmittel in seiner unteren Endlage
festgehalten wird. Der Saugkanal 6 wird hiebei fast zur Gänze geschlossen. Sobald
der Kolben 3 sich wieder nach unten bewegt, verschiebt der Abhebestift 14 unter Einwirkung
seiner Feder 18 die Sauglamelle 8 wieder in die dargestellte Offenstellung. Wenn der
Verdichter wieder fördern soll, wird die Zylinderbohrung 20 druckentlastet, worauf
der Abhebekolben 17 durch die Rückstellfeder 21 in die obere Endlage verschoben wird
und hiebei den Abhebestift 14 mitnimmt. Die Sauglamelle 8 kann hierauf wieder ungehindert
arbeiten.
[0012] Die Sauglamelle 8 kann zungenförmig ausgebildet sein. Es kann aber auch eine ringförmige
Sauglamelle mit einer oder auch mehreren Anschlagnasen vorgesehen sein. Die Abhebeeinrichtung
kann dann zwei oder auch mehrere Abhebestifte aufweisen, die durch eigene Abhebekolben
oder aber auch durch einen gemeinsamen Abhebekolben betätigt werden können. An Stelle
des in der Zeichnung dargestellten Abhebekolbens kann auch ein Elektromagnet für die
Betätigung des Abhebestiftes vorgesehen sein.
1. Kolbenverdichter mit einem zwischen dem Zylinder (1) und dem Zylinderkopf (4) angeordneten
Saugventil und einer Einrichtung zum Abheben des Verschlußstückes (8) desselben vom
Ventilsitz (5) zur Regelung der Liefermenge, wobei die Abhebeeinrichtung mit wenigstens
einem Abhebestift (14) versehen ist, der einen Durchgangskanal (6) des Ventilsitzes
(5) durchsetzt und durch den das Verschlußstück (8) in den Zylinder (1) hinein verschiebbar
ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder vorgesehene Abhebestift (14) innerhalb des
Umfangs des Zylinders (1) ohne ihm gegenüberliegenden Fängeranschlag angeordnet ist,
und daß das Verschlußstück (8), das vorzugsweise als flexible Zunge oder Ringplatte
ausgebildet ist, durch den Abhebestift (14) bis in den Bewegungsbereich des Kolbens
(3) verschiebbar und bei jedem Kolbenhub durch den Kolbenboden (25) gegen den Ventilsitz
(5) zurückschiebbar ist.
2. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abhebestifte
(14) ein Endanschlag (19) vorgesehen ist, der den Verschiebeweg der Abhebestifte (14)
in Abheberichtung begrenzt.
3. Kolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die
Abhebestifte (14) und die diese in Abheberichtung verstellende Betätigungsvorrichtung,
z. B. ein pneumatischer oder hydraulischer Kolben (17), Federn (18) eingeschaltet
sind.
1. A piston compressor having a suction valve disposed between the cylinder (1) and
the cylinder head (4) and a device for lifting the closure member (8) of the suction
valve from the valve seating (5) in order to regulate the quantity delivered, the
lifting device being provided with at least one lifting pin (14) which traverses a
through duct (6) of the valve seating (5) and by which the closure member (8) is displaceable
into the cylinder (1), characterized in that each lifting pin (14) provided is disposed
within the periphery of the cylinder (1) without a catching stud opposite it, and
the closure member (8), which is preferably formed as a flexible tongue or an annular
plate, is displaceable by the lifting pin (14) into the area of movement of the piston
(3) and at each stroke of the piston can be displaced back by the piston head (25)
towards the valve seating (5).
2. A piston compressor according to Claim 1, characterized in that an end stop (19),
which limits the path of displacement of the lifting pins (14) in the lifting direction,
is provided for the lifting pins (14).
3. A piston compressor according to Claim 1 or 2, characterized in that springs (18)
are introduced between the lifting pins (14) and the actuating apparatus, e. g. a
pneumatic or hydraulic piston (17), displacing the said lifting pins (14) in the lifting
direction.
1. Compresseur à piston comportant une soupape d'admission disposée entre le cylindre
(1) et la culasse (4) ainsi qu'un dispositif pour faire décoller son obturateur (8)
d'avec le siège de soupape (5) pour régler le débit, étant précisé que le dispositif
de décollage comprend au moins une tige de décollage (14) qui traverse un canal de
passage (6) du siège de soupape (5) et qui peut faire coulisser l'obturateur (8) dans
le cylindre (1), caractérisé en ce que chaque tige de décollage prévue (14) est disposée
à l'intérieur de la périphérie du cylindre (1) sans butée réceptrice disposée en face
d'elle ; et en ce que l'obturateur (8), qui de préférence est conçu sous forme de
languette ou de plaque annulaire souple, peut coulisser, sous l'action de la tige
de décollage (14), jusque dans la zone de déplacement du piston (3) et peut être repoussé
en direction du siège de soupape (5) par le fond de piston (25) lors de chaque course
du piston.
2. Compresseur à piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour les tiges
de décollage (14) est prévue une butée d'extrémité (19) qui limite la course de coulissement
des tiges de décollage (14) dans la direction du décollage.
3. Compresseur à piston selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé
en ce qu'entre les tiges de décollage (14) et le dispositif de manoeuvre qui les déplace
en direction du décollage sont par exemple montés un piston pneumatique ou hydraulique
(17), des ressorts (18).