DE1061475B - Einstufiger Kompressor mit zwei parallelen Zylindern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen einstufigen Kompressor mit zwei parallelen Zylindern, welche mit Entlastungsstößeln versehen sind, die in Öffnungsrichtung der Einlaßventile bewegbar sind, um die Einlaßventile nach Zuführung eines unter Druck stehenden StrÖ-mungsmittels zu Hilfszylindern zu öffnen, in denen mit den Entlastungsstößeln verbundene Hilfskolben hin- und herbewegbar angeordnet sind.

Bei diesen Kompressoren wird eine selbsttätige Regelung durch das Offenhalten der Einlaßventile erreicht, wodurch sich ein Leerlauf des Kompressors ergibt, bis der die Öffnung der Einlaßventile über Hilfskolbenzylinder bewirkende Druck entsprechend abgenommen hat.

Bei den bekannten Ausführungen ist es für erforderlich angesehen worden, für jedes Einlaßventil eine gesonderte Vorrichtung vorzusehen, die mit jeweils einer Rückführfeder ausgestattet ist, welche der Bewegung des Hilfskolbens zur Öffnung des betreffenden Einlaßventils entgegenwirkt. Diese Ausführung ermöglichte bei der Anwendung an Kompressoren mit mehreren Zylindern keine gleichmäßige Regelung des Betriebes aller Zylinder, da die genannten Federn nicht völlig gleichmäßig einstellbar sind. Hinzu kommt, daß im Betriebe auch verschiedene Temperatureinflüsse auftreten können, wodurch sich ebenfalls die jeweiligen Kennlinien einer Feder ändern können. Andere Einflüsse beruhen darauf, daß bei einzelnen Federn nach längerer Betriebsdauer andere Materialermüdungserscheinungen auftreten können als in anderen Federn, so daß sich auch hierdurch eine Unregelmäßigkeit des Betriebes ergibt.

Der Erfindung liegt die, Aufgabe zugrunde, die Schwierigkeiten der bekannten Ausführungen zu beseitigen, indem ein Brückenglied vorgesehen ist, das an entgegengesetzten Enden gegabelt ist und so auf an den Enlastungsstößeln vorgesehenen Schultern aufgesetzt ist, daß es verschwenkbar aufgesetzt ist, wobei eine Druckfeder mit einem Ende an einem feststehenden Wandteil und mit ihrem anderen Ende auf dem Brückenglied zwischen den Entlastungsstößeln abgestützt ist, um die Entlastungsstößel normalerweise außer Eingriff mit den scheibenförmig ausgebildeten Einlaßventilen zu halten.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels hervor, das in den Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 eine senkrechte Seitenansicht eines Zweizylinder-Kompressors, zum Teil in Ansicht, zum Teil im Schnitt, die den nächstgelegenen Zylinder und Kolben — letzteren teilweise gebrochen — sowie die strömungsmittelbetätigte Entlastungseinrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt,

Einstufiger Kompressor
mit zwei parallelen Zylindern

Anmelder:

Bendix - Westinghouse

Automotive Air Brake Company,

Elyria, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. November 1954

Harry McWalter Valentine, Elyria, Ohio (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

Fig. 2 eine senkrechte Teilseitenansicht der Entlastungseinrichtung im Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig.l,

Fig. 3 eine waagerechte Teilansicht des Einlasses für den Strömungsmitteldruck in die Enlastungseinrichtung, im wesentlichen im Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 eine waagerechte Teilansicht der Kompressoreinlaßöffnungen und -ventile, im wesentlichen im Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 2,

Fig. 5 eine waagerechte Teilansicht der Entlastungseinrichtung der vorliegenden Erfindung im Schnitt, im wesentlichen nach Linie 5-5 der Fig. 2,

Fig. 6 eine schematische Ansicht des Strömungsmittelsystems bei Verwendung eines Kompressors mit Benutzung einer Entlastungseinrichtuing nach der vorliegenden Erfindung.

Es wird auf die Zeichnungen, besonders Fig. 1, verwiesen, in denen ein Kompressor 10 dargestellt ist, der eine Zweizylinder-Einstufenausführung ist, in der beide Zylinder im wesentlichen identisch sind, wobei je ein Zylinder 11 vorhanden ist, in dem ein Kolben 12 so eingebaut ist, daß er gleiten kann, und der von einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle bewegt wird, mit

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der er mittels einer Pleuelstangel3 üblicher Art verbunden ist. Die oberen Enden der Zylinder sind je mit einem aus einem Stück bestehenden Zylinderkopf 14 versehen, der ein federbelastetes Auslaßventil 15 üblicher Bauart besitzt, das in jeden der genannten Zylinder eingebaut ist. Die Auslaßventile werden beim Kompressionshub der Kolben 12 geöffnet, um das komprimierte Strömungsmittel zu dem Auslaßstutzen 16 zu leiten, der mit einer Aüslaßleitung 17 verbunden ist, die zu einem Vorratsdruckbehälter führen kann. Die rechte Wand jedes Zylinders ist an ihrem oberen Ende mit einer Einlaßöffnung 18 versehen, an deren rechtem Ende ein Einlaßhohlraum 19 vorgesehen ist, der einen waagerecht angeordneten Ventilsitz 20 mit einer durch diesen gehenden Einlaßbohrung 21 enthält. Ein Einlaßventil 22 in Scheibenform wird normalerweise gegen den Sitz mittels einer verhältnismäßig -schwachen Feder 23 gedruckt, die zwischen der Oberseite des Einlaßventils 22 und dem Zylinderkopf 14 liegt, in dem die Feder von dem als Anschlag für das Einlaßventil dienenden Teil 24 einer ringförmigen Ausnehmung 25 im Zylinderkopf 14 gehalten wird. Eine zinnenartige ringförmige Ventilführung 26 (s. Fig. 4), befindlich zwischen dem Zylinderkopf 14 und dem Grund einer ringförmigen Rinne 27, die den Ventilsitz umgibt, ist für das Einlaßventil 22 vorgesehen.

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, geht die Einlaßbohrung 21 jedes Einlaßventils nach unten und steht in Verbindung mit einer Einlaßkammer 28, die als Einlaßstutzen wirkt, um jedem der Kompressorzylinder Luft zu liefern. An der rechten Seite der Einlaßkammer 28 ist ein Filter 29 üblicher Art befestigt, durch den die gesamte in den Kompressor eintretende Luft zunächst gehen muß. Es zeigt sich, daß bei jedem Abwärtsgang eines der Kolben 12 der Druck in seinem Zylinder kleiner wird als der Luftdruck, so daß das Einlaßventil 22 gegen den Druck der schwachen Feder 23 vom Sitz abgehoben wird und veranlaßt, daß die Luft durch den Filter 29 in die Einlaßkammer 28 und danach über das Einlaßventil 22 durch die zinnenartige ringförmige Ventilführung 26 in den Zylinder strömt, wo beim Aufwärtshub des Kolbens die Luft zusammengepreßt wird und zuerst bewirkt, daß das Einlaßventil 22 wieder schließt, und danach zum Behälter ausgelassen wird, wenn das Auslaßventil 15 in der üblichen Weise von seinem Sitz abhebt.

Wenn ein vorgegebener Höchstdruck im Behälter vorhanden ist, muß der Kompressor 10 entlastet werden, und in der vorliegenden Erfindung sind dafür verhältnismäßig einfache und billige Einrichtungen vorgesehen. Besonders Fig. 2 stellt die Entlastungseinrichtung der vorliegenden Erfindung dar und zeigt, daß sie für jedes der Einlaßventile einen Hilfskolben

30 aufweist, der sich gleitend in einem Hilfszylinder

31 befindet, welcher in axialer Flucht mit den Einlaßbohrungen 21 angeordnet ist. Die Hilfskolben sind an ihren unteren Enden 30 a abgeschrägt und sitzen normalerweise auf dem Boden der Hilfszylinder 31 auf. Dichtringe 32 sind um jeden Hilfskolben vorgesehen, um das Entweichen des betätigenden Strömungsmittels zu verhindern, das in die Hilfszylinder 31 durch gebohrte Kanäle 33, die im besonderen in Fig. 3 gezeigt sind, eintritt. Die gebohrten Kanäle stehen in Verbindung mit einem Einlaßrohr 34, das intermittierend mit Druckluft von den Regeleinrichtungen her beaufschlagt wird, wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird. Es ist zu bemerken, daß es die Abschrägung am unteren Ende der Hilfskolben 30 mög

lich: macht, die Dichtringe 32 leichter und daß sie außerdem einen Druckluft aufnehmt Raum am Grunde der Hilfszylinder 31 schafft.

Die oberen Enden der Hilfskolben 30 sind in der Achsenrichtung aufgebohrt, um die unteren Enden der Entlastungsstößel 35 aufzunehmen, welche schwächere obere Enden 36 haben, so daß sie Schultern 37 bilden, die etwas über den Hilfszylindern 31 stehen, wenn sich die Hilfskolben 30 in ihrer normalen Sitzstellung der Fig. 2 befinden. Die oberen Enden 36 der Entlastungsstößel 35 reichen in die Einlaßbohrungen 21 hinein, wobei sie mit ihren oberen Endungen einen geringen Abstand von den Einlaßventilen 22 halten, wenn die Hilfskolben 30 in ihrer normalen Stellung sind.

Die Hilfskolben 30 sind in ihrer normalen Stellung der Fig. 2 mittels einer einzigen Druckfeder 38 nachgiebig gehalten; diese befindet sich zwischen einem oberen Federsitz 39, der zentral in der oberen Wand der Einlaßkammer 28 angebracht ist, und einem durchgehenden Brückenglied 40, das eine zentral angeordnete Federführung 41 hat. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, stellt das Brückenglied 40 ein rechtwinkliges Glied dar, dessen entgegengesetzten Enden 40 a, die auf den Schultern 37 der Entlastungsstößel 35 aufsitzen, gegabelt sind, derart, daß die schwächeren Enden 36 der Entlastungsstößel 35 umfaßt werden, um jede relative Seitenbewegung des Brückengliedes gegenüber den Entlastungsstößeln zu verhindern. Es wird aus der beschriebenen Anordnung der Entlastungseinrichtung vorliegender Erfindung ersichtlich, daß dann, wenn Druckluft in den Hilfszylinder 31 gelassen wird, der Hilfskolben 30 aufwärts geht und mit den schwächeren Enden 36 der Entlastungsstößel 35 die Einlaßventile 22 berührt, womit diese vom Sitz abgehoben werden und die Zylinder 11 der Außenluft ausgesetzt werden, so daß eine weitere Verdichtung aufhört und so der Kompressor entlastet wird. Wenn die Hilfskolben 30 mit den Einlaßventilen 22 weiter aufwärts gehen, bringen die Enden 36 der Entlastungsstößel 35 die Einlaßventile 22 in Berührung mit dem Zylinderkopf 14, der einen Anschlag für die Einlaßventile darstellt, wenn die Enden 36 der Entlastungsstößel 35, gegen die Unterseiten der Einlaß ventile in ihre Haltstellung an der Stelle anstoßen, die dem Punkt gegenüberliegt, an dem die obere Seite den als Anschlag für die Einlaßventile dienenden Teil 24 der ringförmigen Ausnehmung 25 berührt, so daß die Einlaßventile 22 beim Entlastungsvorgang keinen vom Druck des Hilfskolbens 30 herrührenden Verformungskräften unterworfen sind. Es zeigt sich auch, daß dann, wenn die Hilfskolben 30 aufwärts gehen, um die schwächeren Enden 36 der Entlastungsstößel 35 mit den Einlaßventilen 22 in Berührung zu bringen, das eine oder das andere Einlaßventil dem Druck des Kompressorzylinders ausgesetzt ist, je nachdem, welcher der Kolben 12 im Aufwärtshub ist, während das andere Einlaßventil in der normalen Art teilweise geöffnet ist, wenn sein Kolben abwärts geht. Unter diesen Bedingungen kann das unter Kompression befindliche Einlaßventil nicht geöffnet werden, bis sein Kolben seine Abwärtsbewegung begonnen hat und so der Entlastungsstößel 35, der das Einlaßventil hält, seine weitere Bewegung anhält, bis der Abwärtsgang einsetzt, während das andere, bereits geöffnete Einlaßventil durch die fortgesetzte Aufwärtsbewegung seines Entlastungsstößels 35 offen gehalten wird. Das Brückenglied 40 erlaubt dieses aufeinanderfolgende öffnen der Einlaßventile, indem es mit seinen Enden leicht auf den Schultern 37 der Entlastungsstößel 35

schaukelt, da ein Enlastungsstößel dem anderen in seiner diesbezüglichen Öffnungsbewegung vorausgeht. Wenn der Luftdruck in den Hilfszylindern 31 erschöpft ist, dient die Wirkung der einzigen Druckfeder 38 auf das Brückenglied 40 dazu, beide Hilfskolben 30 zugleich auf ihre normale Sitzstellung der Fig. 2 zurückzubringen.

Es wird auf Fig. 6 Bezug genommen, die ein Verdichtersystem für Strömungsmittel mit einem Kompressor zeigt, der die Entlastungseinrichtung der vorliegenden Erfindung benutzt. Der Kompressor 10 saugt Luft aus der Atmosphäre durch den Filter 29 und führt die Druckluft durch die Auslaßleitung 17 zum Behälter 42, von welchem die Druckluft über eine Leitung 43 zu ihrem Verwendungsort abgezogen wird. Eine dritte Leitung 44 führt vom Behälter 42 zu einem Druckregler 45 des in der Technik bekannten Typs, der eine normalerweise geschlossene Ventileinrichtung enthält, welche das Abströmen von Druckluft durch die Leitung 44 so lange verhindert, bis im Behälter 42 ein bestimmter Druck erreicht ist, worauf auf Druck ansprechende Einrichtungen im Regler veranlassen, daß das normalerweise geschlossene Ventil geöffnet wird und so den Druck der Luft in das Einlaß rohr 34 eintreten läßt, die mit den gebohrten Kanälen 33 (Fig. 3) in Verbindung steht, welche ihrerseits mit den Hilfszylindern 31 in Verbindung stehen, worauf die Hilfskolben 30 gehoben werden, um die Einlaßventile 22 vom Sitz zu heben und den Kompressor, wie vorher beschrieben, zu entlasten. Wenn der Druck der Luft im Behälter 42 auf den bestimmten Mindestdruck fällt, so schließt die auf den Druck der Luft ansprechende Einrichtung im Regler die vorerwähnten Ventile, während gleichzeitig der Druck der Luft in dem Einlaßrohr 34 abgelassen wird, so daß die Hilfskolben 30 wiederum in ihre normale Lage zurückkehren und so erlauben, daß die Einlaßventile wieder aufsitzen und die Kompression wieder beginnt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einstufiger Kompressor mit zwei parallelen Zylindern, weiche mit Entlastungsstößeln versehen sind, die in Öffnungsrichtung der Einlaßventile bewegbar sind, um die Einlaßventile nach Zuführung eines unter Druck stehenden Strömungsmittels zu Hilfszylindern zu öffnen, in denen mit den Entlastungsstößeln verbundene Hilfskolben hin-und herbewegbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brückenglied (40) vorgesehen ist, das an entgegengesetzten Enden (40 a) gegabelt und auf an den Enlastungsstößeln (36) vorgesehenen Schultern (37) verschwenkbar aufgesetzt ist, wobei eine Druckfeder (38) mit einem Ende an einem feststehenden Wandteil und mit dem anderen Ende auf dem Brückenglied (40) zwischen den Entlastungsstößeln (36) abgestützt ist, um die Entlastungsstößel normalerweise außer Eingriff mit den scheibenförmig ausgebildeten Einlaßventilen (22) zu halten.

2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (22) von einer zylindrischen Ventilführung (26) umgeben ist und daß der Zylinderkopf (14) einen als Anschlag für das Einlaßventil dienenden herabhängenden Teil (24) aufweist.

3. Kompressor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Entlastungsstößel (35) und der zugehörigen Hilfszylinder (31) parallel zu den Achsen der Zylinder (11) des Kompressors vorgesehen sind und daß die Entlastungsstößel und Hilfszylinder in der Einlaßkammer (28) des Kompressors angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 497 831, 650 096,
739;

USA.-Patentschrift Nr. 1 820 732.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©909 577/107 7.59