SCHRAUBENVERDICHTER MIT ENTLASTUNGSVENTIL

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdichteranordnung, insbesondere einen Schraubenverdichter zur Drucklufterzeugung, mit einem Verdichtergehäuse, welches einen Ansaugbereich aufweist und weiterhin einen Speisedruckanschluss zur Lieferung des verdichteten Druckmediums umfasst, wobei eine Einrichtung zur Entlüftung des Speisedruckanschlusses vorgesehen ist.

[0002] Aus der DE 29 44 053 C2 ist eine Ansaugsteuervorrichtung für einen Verdichter bekannt, insbesondere für einen Schraubenverdichter mit einer Öleinspritzung. Hierbei wird durch die in der Schließstellung mit der den Betriebdruck führenden Leitung in Verbindung stehende Bohrung im Verschlussstück nach Abschalten des Verdichters der Betriebsdruck aufgebaut, und es kann ein bei einem Schraubenverdichter mit Öleinspritzung üblicherweise vorhandenes Rückschlagventil entfallen, das nach dem Abschalten des Verdichters ein Austreten des Öls vom Ölbehälter verhindert. Durch die der Federkraft entgegengerichtete Druckfläche am Steuerkolben und deren Verbindung mit dieser den Betriebsdruck führenden Leitung wird im Zusammenwirken mit der Beaufschlagung der gegenüberliegenden Kolbenfläche mit dem Druck der Saugseite über eine Bohrung geringen Querschnitts das Verschlussstück beim Anlaufen des Verdichters geöffnet, worauf nach Unterbrechung der Entlüftungsleitung bereits ein geringerer Betriebsdruck ausreicht, um das Verschlussstück in die volle Offenstellung zu bringen. Durch die Beaufschlagung des Steuerkolbens mit dem Netzdruck in Schließrichtung wird schließlich eine Proportionalsteuerung erreicht, wobei der Netzdruck den Betriebsdruck auf der gegenüberliegenden Druckfläche am Kolben entgegenwirkt.

[0003] Weiterhin sind insbesondere bei Schraubenverdichtern mit einer kleinen Liefermenge Entlastungsventile bekannt, welche jedoch den Nachteil beinhalten, dass keine vollständige Entlastung bis auf Umgebungsdruck stattfindet, sondern lediglich entsprechend dem Druck eine Entlastung stattfindet, welche für die Funktion des Ventils ausreicht, insbesondere für den benötigten Federdruck im Ventil.

[0004] Dabei tritt das Problem auf, dass eine weitere Entlastung lediglich über eine Düse stattfindet, die mit dem massiven Nachteil behaftet ist, dass diese einen permanenten Druckluftverlust während des Betriebes des Verdichters verursacht, und somit die zur Verfügung stehende Liefermenge reduziert wird. Des Weiteren neigt die Düse zum Verstopfen, da diese möglichst klein ausgeführt wird, um den oben genannten Liefermengenverlust zu begrenzen. Letzteres führt wiederum zu relativ langen Entlastungsseiten auf Umgebungsdruck. Ein weiterer Nachteil der bekannten Entlastungsventile ist darin zu sehen, dass insbesondere bei einem Einsatz im Schienenfahrzeugbereich und anderen mobilen Anwendungen wie etwa Bussen Temperaturen von - 25° C nicht unterschritten werden können. Hinsichtlich des genannten Einsatzbereichs sind teilweise jedoch Einsatztemperaturen von bis zu - 40° C gefordert. Zu beachten ist, dass im Gegensatz zu einem Entlüftungsventil etwa an einem Tank bei Schraubenverdichtern die Entlastung erst im Falle des Abschaltens und dann nur auf der bereits vom Öl befreiten Druckluftseite stattfindet. Letzteres ist aus Umweltschutzgründen, insbesondere aber auch um die für den Betrieb unbedingt notwendigen Ölfüllung möglichst lange ungeschmälert zu erhalten, erforderlich. Ein einfaches, federbelastetes Rückschlagventil oder ein Überströmventil kann aus diesem Grund nicht zum Einsatz kommen. Zudem zeigen die bekannten Systeme einen komplizierten Aufbau, da diese federbelastet sind und häufig einer externen Steuerung der Ventilstellung bedürften.

[0005] Die EP 0 684 385 A1 offenbart eine Verdichteranordnung, deren Ansaugbereich durch ein Ansaugventil gebildet ist. Nach Ausschalten der Verdichteranordnung erfolgt eine Entlüftung des systemseitigen Druckspeichers, indem ein federrückgestelltes monostabiles Entlastungsventil durch einen aus dem Ansaugbereich entnommenen Überdruck von einer Sperrstellung in eine Durchlassstellung überführt wird, um den Druckspeicher über ein Leitungssystem mit der Atmosphäre zu verbinden. Durch das verwendete mehrgliedrige Druckleitungssystem sowie die Ventiltechnik erscheint diese technische Lösung recht aufwendig.

[0006] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zur Entlüftung bei einer Verdichteranordnung zu schaffen, welche eine vollständige Entlüftung des Speisedruckanschlusses nach dem Abschalten der Verdichteranordnung erlaubt, einen einfachen Aufbau aufweist und den erforderlichen Schaltvorgang selbsttätig ausführt.

[0007] Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Verdichteranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0008] Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Einrichtung ein federloses Entlastungsventil umfasst, welches einen Steuerkolben aufweist, der im Betrieb der Verdichteranordnung eine erste Schaltstellung einnimmt und den Speisedruckanschluss gegen zumindest ein Dichtelement verschließt und der Steuerkolben im abgeschalteten Zustand der Verdichteranordnung über ein mit dem Ansaugbereich kommunizierenden Steuerdruckanschluss durch einen Anstieg des Druckes im Ansaugbereich beaufschlagbar ist und hierdurch eine zweite Schaltstellung einnimmt, in der der Speisedruckanschluss über einen Entlüftungsanschluss entlüftet.

[0009] Das erfindungsgemäße Entlastungsventil zeichnet sich dadurch aus, dass dieses weder eine Rückstellfeder noch eine externe Steuerung benötigt. Zudem ist keine Düse erforderlich, und die Entlüftung der Speisedruckseite erfolgt in kurzer Zeit ausschließlich über das Entlastungsventil. Aus der vorgeschlagenen Einrichtung zur Entlüftung des Speisedruckanschlusses geht hervor,dass das Ventil lediglich während des kurzen Schaltvorgangs des Schließens geringe Liefermengenverluste verursacht, während des Betriebes jedoch nicht. Dies bedeutet, dass insbesondere bei kleineren Kompressoren, bei denen jeder weitere Liefermengenverlust besonders spürbar wird, der Vorteil zu verzeichnen ist, dass die komplette Liefermenge des Verdichters ohne Einschränkung dem zumindest einen Verbraucher zur Verfügung steht.

[0010] Weiterhin ergibt sich der Vorteil einer äußerst geringen Teileanzahl und einer einfachen Ausführungsform des Entlastungsventils mit entsprechend angeordneten Dichtelementen, was den Aufwand hinsichtlich der Herstellung, der Lagerung und der Montagezeiten senkt. Letzteres wird auch durch eine einfache Montage des Ventils, welches lediglich eingelegt und befestigt werden muss, erreicht. Darüber hinaus sind insbesondere bei Anwendungen im mobilen Bereich Verunreinigungen sowie ein Wasseranfall kritische Faktoren. Durch den axialen Dichtsitz der Ventilfunktion wird die Möglichkeit der Ablagerung von Schmutz oder der Ansammlung von Wasser spürbar reduziert, insbesondere, da auch die Gegenfläche bei jedem Schaltvorgang vollständig von Luft überströmt wird. Die Reduzierung des Wasseranfalls spielt insbesondere bei niedrigen Temperaturen eine wichtige Rolle und stellt einen entscheidenden Schutz vor Anfrieren insbesondere der Dichtstellen dar.

[0011] Durch den Entfall einer Rückstellfeder zur Bewegung des Steuerkolbens erhöht sich die Betriebssicherheit des Entlastungsventils, da eine Ermüdung bzw. ein direktes Versagen der Feder nicht weiter betrachtet werden muss. Weiterhin ergibt sich durch den Entfall der Feder der Vorteil, dass keine Federkraft zu überwinden ist, die entsprechende Schaltverzögerungen, Druckverluste oder eine unvollständige Entlastung zur Folge hätte.

[0012] Der Steuerkolben weist zwei Schaltstellungen auf, wobei die erste Schaltstellung im Betrieb der Verdichteranordnung und die zweite Schaltstellung im abgeschalteten Zustand vorliegt. Im Normalbetrieb des Verdichters drückt die Luft mit Überdruck aus dem Verdichtergehäuse von der Reinseite des Luftentölelements durch den Speisedruckanschluss auf eine ringförmige Speisedruckfläche, so dass der Steuerkolben den Speisedruckanschluss gegen das Dichtelement verschließt. Solange der Betrieb des Verdichters aufrechterhalten wird, verbleibt der Steuerkolben in der ersten Schaltstellung, während im Ansaugbereich, und damit mit diesem im fluidisch kommunizierenden Steuerdruckanschluss ein erheblich niedrigerer Druck des entsprechenden Druckmediums als im Speisedruckanschluss vorhanden ist.

[0013] Vorteilhafterweise ist gegenüberliegend zur Speisedruckfläche am Steuerkolben eine ringförmige Steuerdruckfläche ausgebildet, welche über den Steuerdruckanschluss beaufschlagbar ist, wobei der Steuerkolben über die Druckbeaufschlagung der Steuerdruckfläche die zweite Schaltstellung einnimmt. Diese wird erreicht, sobald der Verdichter abgeschaltet ist. Dabei schlägt die verdichtete, mit Öl vermischte Luft zurück in den Ansaugbereich, so dass gleichermaßen der Steuerdruckanschluss druckbeaufschlagt wird. Ein Rückschlagventil sorgt dabei für eine Aufrechterhaltung des Druckes im Ansaugbereich, so dass der Steuerkolben über die Steuerdruckfläche druckbeaufschlagt wird, und dieser die zweite Schaltstellung einnimmt. Hierdurch wird das Dichtelement freigegeben, so dass die Luft von der Reinseite, d.h. vom Speisedruckanschluss über das Entlastungsventil abströmen kann.

[0014] Dabei ist der Steuerkolben derart vorteilhaft ausgebildet, dass die Steuerdruckfläche größer ist als die Speisedruckfläche, so dass der Steuerkolben bei etwa gleichem Druck des Speisedruckes im Speisedruckanschluss und des Steuerdruckes im Steuerdruckanschluss die zweite Schaltstellung einnimmt. Somit wird die Schaltbewegung des Steuerkolbens erst dadurch möglich, dass die wirksamen Flächen unterschiedlich groß sind, da sowohl am Speisedruckanschluss als auch am Steuerdruckanschluss Gehäusedruck anliegt. Nach erfolgter Schaltung entlüftet der Verdichter auf der Seite des Speisedruckanschlusses bis auf Umgebungsdruck.

[0015] Wird der Verdichter wieder in Betrieb genommen, so strömt kurzzeitig weiter Luft über das Entlastungsventil ab. Da jedoch der Druck im Speisedruckanschluss schneller aufgebaut wird, als dieser über das Entlastungsventil abströmen kann, und gleichzeitig nach Öffnung des Rückschlagventils im Ansaugbereich ein leichter Unterdruck erzeugt wird, bewegt sich der Steuerkolben nach kurzer Zeit wieder zurück in die erste Schaltstellung, so dass dieser erneut auf dem Dichtelement aufliegt und das Ventil schließt.

[0016] Aus konstruktiven Gründen ist es von besonderem Vorteil, dass das Entlastungsventil direkt vom Gehäuse der Verdichteranordnung aufgenommen ist, wobei das Gehäuse den Ventilsitz bildet. Der Steuerkolben ist dabei ringförmig, und ein Führungselement erstreckt sich koaxial durch den Steuerkolben, wobei das Führungselement über ein Gewinde im Gehäuse einschraubbar ist und das Dichtelement aufnimmt. Vorteilhafterweise ist dabei das Entlastungsventil nicht als Einzelteil ausgebildet, sondern unmittelbar im Gehäuse der Verdichteranordnung integriert. Die geometrische Ausbildung des Ventilsitzes umfasst mehrere konzentrische Bohrungen, welche derart koaxial zueinander angeordnet sind, dass diese aus einer Bearbeitungsrichtung vorzugsweise durch Bohren gefertigt werden können.

[0017] Das Führungselement ist schraubenartig ausgeführt, welches einen zylindrischen Führungsabschnitt sowie einen Schraubenschaftabschnitt umfasst, so dass dieser in ein Gewinde einschraubbar ist, und somit entweder fest definiert bis zum Anschlag eingeschraubt oder in der Einschraubtiefe variiert werden kann. Der die Ventilkomponente bildende Teil des Führungselements weist entsprechend bearbeitete Außenrundflächen auf, wobei dieses weiterhin das Dichtelement aufnimmt, gegen das der Steuerkolben in der ersten Schaltstellung abdichtet. Zugleich dient das Führungselement über eine Außenzylinderfläche zur Führung des Ringkolbens, wobei sich der Ringkolben axial über dem Führungselement auf seiner Hublänge bewegt. Der Steuerkolben ist dabei mit radial verlaufenden Bohrungen versehen, welche Entlüftungskanäle zwischen dem Ringspalt und dem Entlüftungsanschluss bilden. Der Ringspalt ist als Entlüftungsquerschnitt zwischen dem Steuerkolben und dem Führungselement ausgebildet. In der zweiten Schaltstellung, in der der Ringkolben gegenüber dem Dichtelement einen ringförmigen Strömungsquerschnitt zur Entlüftung freigibt, kann nunmehr das Druckmedium aus dem Speisedruckanschluss über den Ringspalt zwischen dem Führungselement und dem Ringkolben durch die Radialbohrungen in einen Entlüftungsanschluss entlüften. Der Entlüftungsanschluss führt vorzugsweise in den Ansaugfilter des Verdichters, da das Druckmedium mit Öl behaftet sein kann und dieses somit nicht in die Atmosphäre gelangt.

[0018] Aus konstruktiven Gründen ist es von besonderem Vorteil, dass die den Ventilsitz bildenden Bohrungen nach außen hin mit einem Verschlusselement verschlossen sind, wobei das Verschlusselement im Gehäuse lösbar angeordnet ist. Das Verschlusselement umfasst dabei weiterhin eine Dichtung, um gegenüber der Außenseite des Gehäuses des Verdichters druckdicht zu dichten. Das Verschlusselement kann als deckelförmige Platte ausgebildet sein, welche mit einem Sprengring in einer entsprechenden Bohrung bzw. einer Nut angeordnet wird, wohingegen das Verschlusselement ebenso als ein einschraubbarer Deckel oder als ein Verschlusselement ausgeführt sein kann, welches mit einer Mehrzahl von einzelnen Verbindungselementen am Gehäuse druckdicht befestigt wird. Die Notwendigkeit des Verschlusselements ergibt sich insbesondere aus der Fertigung des Ventilsitzes, da aus einer vom Gehäuse außenseitig zugeführten Bearbeitungsrichtung die einzelnen Konturen im Gehäuse erzeugt werden müssen, so dass anschließend ein druckdichter Verschluss erforderlich ist.

[0019] Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben oder werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1

einen Ausschnitt aus einer Verdichteranordnung mit einer Schnittansicht eines Entlastungsventils, wobei sich der Steuerkolben in einer ersten Schaltstellung befindet; und

Fig. 2

einen Ausschnitt aus einer Verdichteranordnung mit einer Schnittansicht eines Entlastungsventils, wobei sich der Steuerkolben in einer zweiten Schaltstellung befindet.

[0020] Die in Fig.1 dargestellte Verdichteranordnung 1 umfasst zunächst ein Verdichtergehäuse 2, welches einen Ansaugbereich 3 aufweist, aus dem die zu verdichtende Luft angesaugt wird. Diese wird als Speisedruckluft den entsprechenden Verbrauchern zugeführt, wobei der Speisedruck ebenfalls im Speisedruckanschluss 4 anliegt.

[0021] In der Schnittebene ist ein Entlastungsventil 5 dargestellt, wobei das Entlastungsventil in einer ersten Schaltstellung vorliegt. Das Entlastungsventil dient zur Entlüftung des Speisedruckanschlusses 4, wenn die Verdichteranordnung 1 außer Betrieb gesetzt wird. Der Speisedruckanschluss 4 ist dabei mit der Reinseite des Luftentölelements verbunden, und weist im Betrieb einen Gehäuseüberdruck auf, wobei dieser Überdruck beim Abschalten der Verdichteranordnung 1 mittels des Entlastungsventils auf Umgebungsdruck abgesenkt wird.

[0022] Das dargestellte Entlastungsventil 5 umfasst weiterhin einen Steuerkolben 6, welcher sich in der ersten Schaltstellung befindet. Dabei dichtet der Steuerkolben 6 den Speisedruckanschluss 4 gegen ein Dichtelement 7 ab. Der Speisedruck im Speisedruckanschluss 4 weist im Betrieb einen Druck auf, welcher höher ist als der Umgebungsdruck. Mit dem Speisedruck wird eine Speisedruckfläche 8 beaufschlagt, so dass sich der Steuerkolben 6 - in der Bildebene - nach oben bewegt. Der Steuerkolben 6 ist ringförmig ausgebildet, wobei eine Dichtfläche so angeordnet ist, dass sich diese bei einer Bewegung des Steuerkolbens 6 nach oben gegen das Dichtelement 7 bewegt und dadurch abdichtet. Der Speisedruckanschluss 4 ist damit druckdicht verschlossen, da dieser im unteren Bereich des Steuerkolbens 6 außenseitig gegen den Ventilsitz im Verdichtergehäuse 2 ebenfalls mit einem Dichtelement abgedichtet ist.

[0023] Ein Führungselement 9 verläuft koaxial durch den ringförmigen Steuerkolben 6. Dieser wird in einer Gewindebohrung im unteren Bereich des Ventilsitzes im Gehäuse 2 eingeschraubt, so dass das Führungselement 9 in der vertikalen Position entweder fest definiert bis zum Anschlag eingeschraubt oder abhängig von der Einschraubtiefe variabel angeordnet werden kann. Je tiefer das Führungselement 9 im Verdichtergehäuse 2 eingeschraubt ist, desto kleiner wird die mögliche Hubbewegung des Steuerkolbens 6. Bei einer großen Hubbewegung ist der mögliche Strömungsquerschnitt zur Entlüftung des Speisedruckanschlusses 4 entsprechend größer. Das Dichtelement 7 ist im Führungselement 9 aufgenommen und ist als O-RingDichtung ausgebildet. Zwischen dem Steuerkolben 6 und dem Führungselement 9 sowie zwischen dem Steuerkolben 6 und dem Ventilsitz im Verdichtergehäuse 2 sind weitere Dichtelement angeordnet, welche ebenfalls als O-Ring-Dichtungen ausgeführt sind. Der Ansaugbereich 3 ist über einen Steuerdruckanschluss 10 mit dem Entlastungsventil 5 verbunden, wobei oberhalb des Steuerkolbens 6 eine Steuerdruckkammer 11 ausgebildet ist. Da im Betrieb der Verdichteranordnung 1 der Druck im Ansaugbereich 3 und damit in der Steuerdruckkammer 11 gering ist und etwa dem Umgebungsdruck entspricht, verbleibt der Steuerkolben 6 in der ersten Position, und dichtet den Speisedruckanschluss 4 gegen das Dichtelement 7 ab. Zwei neben dem Schaftabschnitt des Führungselementes 9 eingezeichnete Pfeile deuten die Bewegungsrichtung bzw. die Halterichtung des Steuerkolbens 6 in der ersten Schaltstellung an.

[0024] Das Entlastungsventil 5 ist im Verdichtergehäuse 2 eingebracht, wobei das Verdichtergehäuse 2 selbst den Ventilsitz bildet. Das Entlastungsventil 5 ist im Wesentlichen aus zwei Komponenten aufgebaut, welche lediglich dem Steuerkolben 6 sowie dem Führungselement 9 entsprechen. Diese Komponenten sind im Ventilsitz aufgenommen, wobei dieser aus konzentrisch angeordneten Bohrungsabschnitten ausgebildet ist, so dass die Bearbeitung der Bohrungsabschnitte aus einer Bearbeitungsrichtung erfolgen kann.

[0025] Oberhalb der Komponenten Steuerkolben 6 sowie Führungselement 9 des Entlastungsventils 5 ist ein Verschlusselement 13 eingesetzt, welches die Steuerdruckkammer 11 druckdicht abschließt. Das Verschlusselement 13 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als kreisförmiger Deckel ausgebildet, welcher mittels eines O-Ringes gegen das Gehäuse 2 der Verdichteranordnung 1 abdichtet. Zur Sicherung des Verschlusselements 13 ist dieses mittels eines Sicherungsringes axial in der Aufnahmebohrung fixiert. Um das Verschlusselement 13 zu entnehmen, weist dieses eine zentrale Bohrung auf, in welche ein Gewinde eingeschraubt werden kann, um das Verschlusselement 13 bei einer Demontage aus der Bohrung herauszuziehen.

[0026] Fig. 2 zeigt die Verdichteranordnung 1 mit einer Schnittansicht eines Entlastungsventils 5, wobei sich der Steuerkolben 6 in einer zweiten Schaltstellung befindet. Diese Schaltstellung entspricht dem abgeschalteten Zustand des Verdichters, so dass sich die Notwendigkeit ergibt, den Speisedruckanschluss 4 auf Umgebungsdruck zu entlüften. Wird der Verdichter 1 abgeschaltet, so sinkt der Druck im Speisedruckanschluss 4 geringfügig ab, da die verdichtete Luft zurück in den Ansaugbereich 3 schlägt. Somit wird über den Steuerdruckanschluss 10 der Druck in der Steuerdruckkammer 11 erhöht, so dass die Steuerdruckfläche 12 mit einem höheren Druck beaufschlagt wird. Da die Steuerdruckfläche 12 größer als die Speisedruckfläche 8 ausgebildet ist resultiert daraus eine vertikale Bewegung des Steuerkolbens 6 nach unten, so dass das Dichtelement 7 von der Dichtfläche des Steuerkolbens 6 gelöst wird, und der Speisedruckanschluss 4 entlüftet wird. Bei einer angenommenen Druckgleichheit im Speisedruckanschluss 4 sowie im Steuerdruckanschluss 10 im abgeschalteten Zustand verbleibt der Steuerkolben 6 in der zweiten Position, da die Steuerdruckfläche 12 größer ist als die Speisedruckfläche 8, so dass die auf den Steuerkolben 6 wirkende axiale Kraft in vertikaler Richtung nach unten gerichtet größer ist als die Kraft, welche über die Speisedruckfläche 8 nach oben gerichtet ist. Zwei neben dem Schaftabschnitt des Führungselementes 9 eingezeichnete Pfeile deuten die Bewegungsrichtung bzw. die Halterichtung des Steuerkolbens 6 in der zweiten Schaltstellung an.

[0027] Die Entlüftung des Speisedruckanschlusses 4 erfolgt zunächst über einen Ringspalt 14, welcher sich zwischen dem Führungselement 9 sowie dem Steuerkolben 6 vertikal erstreckt. Die Bohrung, durch welche das Führungselement 9 hindurchläuft, ist im Durchmesser größer ausgebildet als der Schaft des Führungselements 9. Da nunmehr das Dichtelement 7 nicht auf der Dichtfläche des Steuerkolbens 6 anliegt, entweicht der Druck aus dem Speisedruckanschluss 4 zunächst über den Ringspalt 14 durch Radialbohrungen 15, welche innerhalb des Steuerkolbens 6 angelegt sind, um die Innenseite des Steuerkolbens 6 mit einem Entlüftungsanschluss 16 fluidisch zu verbinden. Der Entlüftungsanschluss 16 kann dabei mit dem Ansaugfilter der Verdichteranordnung verbunden sein, um in diesen zu entlüften. Dabei kann vorteilhafterweise die eventuell immer noch leicht mit Öl verunreinigte Luft gereinigt werden, so dass das Öl aus der Schmierung des Schraubenverdichters nicht in die Umgebung gelangen kann.

[0028] Die Schaltbewegung des Steuerkolbens wird bei Druckgleichheit zwischen dem Speisedruckanschluss 4 sowie dem Ansaugbereich 3 dadurch möglich, dass die wirksamen Flächen unterschiedlich groß sind, so dass die Entlüftungsposition gemäß Fig. 2 auch dann beibehalten wird, wenn nach erfolgter Schaltung der Verdichter auf Umgebungsdruck entlüftet ist. Wird der Verdichter wieder in Betrieb genommen, strömt kurzzeitig weiter Luft über den Speisedruckanschluss 4, den Ringspalt 14 und die Radialbohrungen 15 in den Entlüftungsanschluss 16. Da jedoch schneller Luft nachgefördert wird, als abströmen kann, und gleichzeitig nach Öffnung des Rückschlagventils im Ansaugbereich 3 ein leichter Unterdruck erzeugt wird, bewegt sich der Steuerkolben 6 nach kurzer Zeit wieder nach oben und dichtet erneut gegen das Dichtelement 7 ab. Somit ist das Ventil wieder geschlossen und der Verdichter kann ohne einen ventilbedingten Druckverlust betrieben werden.

Bezugszeichenliste

[0029] 

1

Verdichteranordnung

2

Verdichtergehäuse

3

Ansaugbereich

4

Speisedruckanschluss

5

Entlastungsventil

6

Steuerkolben

7

Dichtelement

8

Speisedruckfläche

9

Führungselement

10

Steuerdruckanschluss

11

Steuerdruckkammer

12

Steuerdruckfläche

13

Verschlusselement

14

Ringspalt

15

Radialbohrung

16

Entlüftungsanschluss

Ansprüche

1. Verdichteranordnung (1), insbesondere ein Schraubenverdichter zur Drucklufterzeugung, mit einem Verdichtergehäuse (2), welches einen Ansaugbereich (3) aufweist und weiterhin einen Speisedruckanschluss (4) zur Lieferung des verdichteten Druckmediums umfasst, wobei eine Einrichtung zur Entlüftung des Speisedruckanschlusses (4) vorgesehen ist, die ein Entlastungsventil (5) umfasst, welches einen Steuerkolben (6) aufweist, der im Betrieb der Verdichteranordnung (1) eine erste Schaltstellung einnimmt, um den Speisedruckanschluss (4) gegen zumindest ein Dichtelement (7) zu verschließen und in einer zweiten Schaltstellung den Steuerkolben (6) im abgeschalteten Zustand der Verdichteranordnung (1) über ein mit dem Ansaugbereich (3) kommunizierenden Steuerdruckanschluss (10) durch einen Anstieg des Druckes im Ansaugbereich (3) beaufschlagt, so dass der Speisedruckanschluss (4) über einen Entlüftungsanschluss (16) entlüftet, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (6) des federlosen Entlastungsventils (5) eine ringförmige Speisedruckfläche (8) umfasst, welche über den Speisedruckanschluss (4) beaufschlagbar ist, um die erste Schaltstellung bei Druckbeaufschlagung einzunehmen.

2. Verdichteranordnung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (6) eine ringförmige Steuerdruckfläche (12) umfasst, welche über den Steuerdruckanschluss (10) beaufschlagbar ist, um die zweite Schaltstellung einzunehmen.

3. Verdichteranordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerdruckfläche (12) größer ist als die Speisedruckfläche (8), sodass der Steuerkolben (6) bei etwa gleichem Druck des Speisedruckes im Speisedruckanschluss (4) und des Steuerdruckes im Steuerdruckanschluss (10) die zweite Schaltstellung einnimmt.

4. Verdichteranordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Entlastungsventil (5) derart im Gehäuse (2) der Verdichteranordnung (1) aufgenommen ist, dass das Gehäuse (2) den Ventilsitz bildet.

5. Verdichteranordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Führungselement (9) koaxial durch den ringförmigen Steuerkolben (6) erstreckt, wobei das Führungselement (9) über ein Gewinde im Gehäuse (2) einschraubbar ist und das Dichtelement (7) aufnimmt.

6. Verdichteranordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die den Ventilsitz bildenden im Gehäuse (2) eingebrachten Bohrungen konzentrisch zueinander ausgebildet sind.

7. Verdichteranordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die den Ventilsitz bildenden Bohrungen mit einem Verschlusselement (13) verschlossen sind, wobei das Verschlusselement (13) im Gehäuse (2) lösbar angeordnet ist.

8. Verdichteranordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungsquerschnitt als Ringspalt (14) zwischen dem Steuerkolben (6) und dem Führungselement (9) ausgebildet ist.

9. Verdichteranordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (6) Radialbohrungen (15) aufweist, welche Entlüftungskanäle zwischen dem Ringspalt (14) und dem im Gehäuse (2) angeordneten Entlüftungsanschluss (16) bilden.

10. Verdichteranordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungsanschluss (16) mit einem Ansaugfilter der Verdichteranordnung (1) verbunden ist.

11. Verdichteranordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das verdichtete Medium Druckluft ist und der Speisedruckanschluss (10) mit der Reinseite eines Luftentölelements verbunden ist.

Claims

1. Compressor arrangement (1), in particular screw compressor for compressed air generation, comprising a compressor housing (2) which has an intake region (3) and, furthermore, comprises a feed pressure port (4) for delivering the compressed pressure medium, a device for venting the feed pressure (4) being provided, which device comprises a relief valve (5) having a control piston (6) which, when the compressor arrangement (1) is in operation, assumes a first switching position in order to close the feed pressure port (4) against at least one sealing element (7) and which, in a second switching position, when the compressor arrangement (1) is in the switched-off state, acts upon the control piston (6) by means of a rise in pressure in the intake region (3) via a control pressure port (10) communicating with the intake region (3), so that the feed pressure (4) is vented via a venting port (16) characterised in that the control piston (6) of the springless relief valve (5) comprises an annular feed pressure face (8) which can be acted upon via the feed pressure port (4) in order to assume the first switching position under the action of pressure.

2. Compressor arrangement (1) according to claim 1,
characterised in that the control piston (6) comprises an annular control pressure face (12) which can be acted upon via the control pressure port (10) in order to assume the second switching position.

3. Compressor arrangement (1) according to any of the preceding claims,
characterised in that the control pressure face (12) is larger than the feed pressure face (8), so that, in the case of an approximately equal pressure of the feed pressure in the feed pressure port (4) and of the control pressure in the control pressure port (10), the control piston (6) assumes the second switching position.

4. Compressor arrangement (1) according to any of the preceding claims,
characterised in that the relief valve (5) is accommodated in the housing (2) of the compressor arrangement (1) in such a way that the housing (2) forms the valve seat.

5. Compressor arrangement (1) according to any of the preceding claims,
characterised in that a guide element (9) extends coaxially through the annular control piston (6), the guide element (9) being capable of being screwed in via a thread in the housing (2) and accommodating the sealing element (7).

6. Compressor arrangement (1) according to any of the preceding claims,
characterised in that the bores forming the valve seat and introduced in the housing (2) are designed concentrically to one another.

7. Compressor arrangement (1) according to any of the preceding claims,
characterised in that the bores forming the valve seat are closed by means of a closing element (13), the closing element (13) being arranged releasably in the housing (2).

8. Compressor arrangement (1) according to any of the preceding claims,
characterised in that the venting cross section is designed as an annular gap (14) between the control piston (6) and the guide element (9).

9. Compressor arrangement (1) according to any of the preceding claims,
characterised in that the control piston (6) has radial bores (15) which form venting ducts between the annular gap (14) and the venting port (16) located in the housing (2).

10. Compressor arrangement (1) according to any of the preceding claims,
characterised in that the venting port (16) is connected to an intake filter of the compressor arrangement (1).

11. Compressor arrangement (1) according to any of the preceding claims,
characterised in that the compressed medium is compressed air, and the feed pressure port (10) is connected to the clean side of an air-deoiling element.

Revendications

1. Agencement (1) de compresseur, notamment compresseur à vis pour produire de l'air comprimé, comprenant un corps (2) de compresseur, qui a une partie (3) d'aspiration et qui comprend en outre un raccord (4) de refoulement d'alimentation pour fournir le fluide de refoulement comprimé, dans lequel il est prévu un dispositif de mise à l'atmosphère du raccord (4) de refoulement d'alimentation, qui comprend une soupape (5) de décompression, laquelle a un piston (6) de commande, qui, lorsque l'agencement (1) de compresseur fonctionne, prend une première position de commutation pour fermer le raccord (4) de refoulement d'alimentation sur au moins un élément (7) d'étanchéité et, dans une deuxième position de commutation, charge, par une élévation de la pression dans la partie (3) d'aspiration, le piston (6) de commande, alors que l'agencement (1) de compresseur est à l'état arrêté, par l'intermédiaire d'un raccord (10) de pression de commande communiquant avec la partie (3) d'aspiration, de manière à mettre le raccord (4) de refoulement d'alimentation à l'atmosphère par un raccord (16) de mise à l'atmosphère, caractérisé en ce que le piston (6) de commande de la soupape (5) de décompression sans ressort comprend une surface (8) de pression d'alimentation annulaire, qui peut être chargée par le raccord (4) de refoulement d'alimentation pour prendre la première position de commutation lors d'une alimentation en pression.

2. Agencement (1) de compresseur suivant la revendication 1,
caractérisé en ce que le piston (6) de commande comprend une surface (12) de refoulement de commande annulaire, qui peut être chargée par le raccord (10) de pression de commande pour prendre la deuxième position de commutation.

3. Agencement (1) de compresseur suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la surface (12) de pression de commande est plus grande que la surface (8) de pression d'alimentation de sorte que le piston de commande prend la deuxième position de commutation pour à peu près la même pression de la pression d'alimentation dans le raccord (4) de refoulement d'alimentation et de la pression de commande dans le raccord (10) de pression de commande.

4. Agencement (1) de compresseur suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la soupape (5) de décompression est logée dans le corps (2) de l'agencement (1) de compresseur, de manière à ce que le corps (2) forme le siège de la soupape.

5. Agencement (1) de compresseur suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'un élément (9) de guidage s'étend coaxialement dans le piston (6) de commande annulaire, l'élément (9) de guidage pouvant se visser par un filetage dans le corps (2) et recevoir l'élément (7) d'étanchéité.

6. Agencement (1) de compresseur suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que les trous formant le siège de la soupape et ménagés dans le corps (2) sont concentriques l'un à l'autre.

7. Agencement (1) de compresseur suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que les trous formant le siège de la soupape sont fermés par un élément (13) d'obturation, l'élément (13) d'obturation étant monté amovible dans le corps (2).

8. Agencement (1) de compresseur suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la section transversale de mise à l'atmosphère est constituée sous la forme d'une fente (14) annulaire entre le piston (6) de commande et l'élément (9) de guidage.

9. Agencement (1) de compresseur suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le piston (6) de commande a des trous (15) radiaux, qui forment des canaux de mise à l'atmosphère entre la fente (14) annulaire et le raccord (16) de mise à l'atmosphère prévu dans le corps (2).

10. Agencement (1) de compresseur suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le raccord (16) de mise à l'atmosphère est relié à un filtre d'aspiration de l'agencement (1) de compresseur.

11. Agencement (1) de compresseur suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le fluide comprimé est de l'air comprimé et le raccord (10) de refoulement d'alimentation communique avec le côté propre d'un élément de déshuilage d'air.

Zeichnung