DE1962245A1

DE1962245A1 - Vorrichtung zum Liefern von komprimiertem Medium

Info

Publication number: DE1962245A1
Application number: DE19691962245
Authority: DE
Inventors: Jaspers Henrik Alphons; Abrahams Jacobus Hubertus
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1968-12-13
Filing date: 1969-12-11
Publication date: 1970-07-09
Also published as: DE1962245B2; DK131246C; NO741261L; JPS4949132B1; DE1962245C3; CA924275A; GB1291276A; SE371670B; DK131246B; SE356337B; BE743009A; NO132767C; AT297201B; CH505292A; FR2026102A1; NO132767B; US3620652A

Description

PHN. 3705.

Dlpl.-Iag. F.-.T. TvüPFERMANN JW/RV.

Pi .-I!l.!l:.v:;:t

Anmelder: N. γ. Philip:' CV-si'.cmpa

Akte No. PHH- 3703

Anmeldung vom; -]Q_t Dez. 1969

"Vorrichtung zum Liefern von komprimiertem Medium".

Die vorliegende EJrfindung bezieht sich auf eine Vorv

richtung zum Liefern von komprimiertem Medium, insbesondere auf einen hermetisch gegen den Umgebungsdruck abgediente ten Kompressor mit mindestens einem Zylinder mit einem darin axial hin- und her beweglichen

Il

Kolben zum Andern des "Volumens mindestens eines Arbeitsraumes, der mit einem Einlassventil und einem Auslassventil vergehen ist, wobei als Dichtung zwischen dem Kolben und dein Zylinder mindestens eine Rollmembrane dient, die zwei IiSume voneinander brennt, von denen der ernte Raum Medium enthält, wShrend sich im zweiten Raum eine Flüssigkeit zur Stützung der Rollnembrane befindet, und der j; weite Raum eine Flflnslg» keitszufuhr und eine Flüssii'keitsabfuhr betrit/,t, und wobei eine Regelvorrichtung im Betrieb der Vorrichtung ei non './enitfr; tens nahezu konijtanten Druckunterschied an der Rollmembrane

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Eine Vorrichtung der obengenannten Art ist aus der französischen Patentschrift 1.326.063 bekannt.Eine derartige Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass Volumen und Strömungswiderstand des Einlassventiles verhältriismässig grosz sind. Das verhältnismässig grosse schädliche Volumen kommt dadurch zustande, dass sich im allgemeinen der Ventilkörper bei Einlassventilen innerhalb des Arbeitsraumes befindet. Bei Auslassventilen, bei denen sich im allgemeinen der Ventilkörper ausserhalb des Arbeitsraumes befindet, ist damit naturgemäsz der schädliche Raum viel kleiner.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist, dass der Raum Über der Rollmenbrane zwischen der Kolben- und Zylinderwand ebenfalls ein schädlicher Raum von bedeutetem Einfluss ist.

Beide Faktoren, der verhältnismässig grosse schädliche

Raum im Arbeitsraum und der verhältnismässig grosse Strömungswiderstand des Einlassventils erniedrigen den volumenmässigon Wirkungsgrad und damit das Verdichtungsverhältnis. Weiter können, insbesondere bei Kompressoren mit einem hohen Druckverhältnis, infolge der Verdichtung hohe Temperaturen im Arbeitsraum auftreten. Dadurch wird auch die Rollmenbrane hohen Temperaturen ausgesetzt werden, was sich auf die Lebensdauer dieser Membrane ungünstig auswirkt und der Diffusion von Arbeitsmedium durch die Membrane förderlich ist.

Die Rollnembrane ist ferner schnellen υ jrossen Druckänderungen, die im Arbeitsraum auftreten, ausgesetzt. Insbesondere dann, wenn infolge von Diffusion von Arbeitsmedium durch die Hollmembrane die Flüssigkeit etwas kompresEsibel geworden ist, wirken sich diese Druckänderungen ungünstig auf die Lebensdauer der Rollmombraiie aus.

Schliesslich ist noch von Nachteil, dass insbesondere bei

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grosseren Kompressoren die Einlassventile verhältnismässig kompliziert und daher verhaltnismassig teuer sind.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die genannten Nachteile auszuschalten.

Dazu weist die erfindungsgemSsse Vorrichtung das Kennzeichen auf, dass wenigstens das Einlassventil durch mindestens einen Kolbenring gebildet ist, der in eine Nut in dem Teil der Kolben- bzw. Zylinderwand zwischen der Rollmembrane und dem Arbeitsraum aufgenommen ist, und dadurch den ersten Raum vom Arbeitsraum trennt, wobei immer A eine offene Verbindung zwischen dem Raum in der Nut hinter dem Kolbenring und dem Arbeitsraum vorhanden ist, und wobei der erste Raum mit

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mindestens einer Öffnung für die Zufuhr von Medium versehen ist.

Auf diese Weise ist eine Vorrichtung erhalten, bei der das schädliche Volumen des Arbeitsraumes beträchtlich verringert ist. Dies wird durch Verwendung des Kolbenringes und dadurch, weil der Raum über der Rollmembrane jetzt keinen Teil des Arbeitsraumes mehr bildet erreicht.

Ausserdem ist infolge des grossen Durchganges der Strörr.unap·

widerstand zwischen der mit grossem Spielraum zur Zylinderwand angeord- ™ neten Kolbenwand und zwischen der Nut und dem Kolbenring gering. Dadurch sind der volumenmässige Wirkungsgrad und das Verdichtungsverhältnis wesentlich verbessert worden.

Die Verwendung von Kolbenringen ist verhEltnismässig billig und. in konstruktiver Hinsicht verhältnismSssig einfach durchführbar. Die offene Verbindung zwischen dem Raum in der Nut hinter dem Kolbenring und dem Arbeitsraum kann beispielsweise durch Bohrungen im Kolben oder durch sich radial erstreckende Nuten in der dem Arbeite-·

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raum zugewandten Ringfläche des Kolbenringes gebildet werden.

Da der Raum über der Rollmembrane vom Arbeitsraum getrennt ist, unterliegt die Rollmembrane nicht mehr dem Einfluss der durch die insbesondere bei Kompressoren mit einem grossen Verdichtungsverhältnis im Arbeitsraum auftretenden hohen Temperaturen und den grossen Druckänderungen. .Die Rollmembrane bleibt kühl, was die Diffusion von Arbeitsmedium herabsetzt und die Lebensdauer der Rollmembrane wesentlich verlängert.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, bei der der Kolben im Bereich zwischen der Befestigung der Rollmembrane am Kolbenumfang und dem Arbeitsraum aus zwei oder mehr Kolbenteilen mit in Richtung des Arbeitsraumes abgestuften Durchmessern besteht, und bei der die durch die Übergänge dieser Kolbenteile gebildeten Ringflächen je das Volumen eines weiteren Arbeitsraumes ändern können, weist das Kennzeichen auf, dass zwischen dem ersten Raum und dem nächsten weiteren Arbeitsraum mindestens ein Kolbenring vorhanden ist und zwischen den weiteren Arbeitsräumen untereinander und zwischen dem Arbeitsraum und dem nächsten weiteren Arbeitsraum jeweils wenigstens zwei Kolbenringe vorhanden sind, welche die genannten Räume paarweise voneinander trennen, wobei die Kolbenringe in je eine Nut in demjenigen Teil der Kolben- bzw. Zylinderwand aufgenommen sind, der sich zwischen jedem Paar der genannten Räume befindet und wobei die ringförmigen Räume zwischen den Kolbenringen, die jedes Paar weiterer Arbeitsräume bzw. den Arbeitsraum und den nächsten weiteren Arbeitsraum voneinander trennen mit mindestens je einem Pufferraum in Verbindung stehen, wobei weiter bei jedem Kolbenring immer eine offene Verbindung zwischen dem Raum in der zugehörenden Nut hinter dem Kolben-

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ring und dem Raum an der dem Arbeitsraum zugewandten Seitenwand des Kolbenrings vorhanden ist. Auf diese Weise lSsst sich durch eine verhältnismSssig einfache Konstruktion ein Mehrstufenkompressor mit einem wesentlich besseren Verdichtungsverhältnis als bei den bekannten Vorrichtungen erhalten, da jede Stufe an sich bereits aus obengenannten Gründen ein verbessertes VerdichtungsverhSltniB aufweist. Auch bleibt die Rollmembrane im Betrieb der Vorrichtung kühl und leidet nicht unter den grossen Druckänderungen in den ArbeitsrSumen, was die Lebensdauer der Membrane verlängert.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ist eine Regelvorrichtung vorhanden, um im Betrieb an der Rollmembrane immer einen wenigstens nahezu konstanten Druckunterschied aufrechtzuerhalten und auf diese Weise die Rollmembrane im gestreckten Zustand zu halten.

Es lässt sich nicht immer vermeiden, dass bei der Vorrichtung, bei der die Rollmembrane mit ihrer hohlen Seite dem ersten Raum zugewandt und der Druck in diesem Raum somit höher als der Druck im Flüssigkeitsraum ist, der Ansaugdruck des Mediums einen bestimmten minimal zulässigen Wert unterschreitet. Um zu verhüten, dass sich in diesem Fall die Rollmembrane faltet, was zu ihrer Zerstörung führen kann, ist nach der Erfinddung ein Regelelement vorhanden, das in eine Verbindung zwischen dem ersten Raum und dem Arbeitsraum oder einem der weiteren Arbeitsräume aufgenommen ist, und das die Verbindung freigibt, wenn der Ansaugdruck der Vorrichtung einen bestimmten Mindestwert unterschreitet, Komprimiertes Medium wird dann aua dem betreffenden Arbeitsraum zum ersten Raum fliessen, und dafür sorgen, dass der Druckpegel dort nicht unzulässig sinkt, so dass die Rollmembrane Ln gestrecktem Zustand bleibt*

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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemRssen Vorrichtung ist im Kolben eine Kammer vorhanden, deren Begrenzung an der vom Arbeitsraum abgewandten Seite durch einen weiteren Kolben gebildet wird, der in axialer Richtung innerhalt des vorgenannten Kolbens hin und her beweglich ist und über eine Ventilspindel mit einem VentilkSrper verbunden ist, der mit einem in die Stirnfläche oder in eine der HingflSchen des Kolbens aufgenommenen Ventilsitz zusammenarbeiten kann, und der sich in Richtung des Arbeitsraumes oder eines der weiteren Arbeitsräume zum Freigeben der Verbindung zwischen diesem Raum und der Kammer öffnet, wobei eine offene Verbindung zwischen dem ersten Raum und der Kammer besteht, und eine Feder vorhanden ist, die auf das Gebilde aus dem weiteren Kolben, der Ventilspindel und dem Ventilkb'rper eine Kraft in Richtung des Arbeitsraumes ausübt, derart, dass der Ventilkörper die Verbindung zwischen dem ersten Raum und dem Arbeitsraum oder einem der weiteren ArbeitsrSume freigibt, wenn der Ansaugdruck der Vorrichtung einen bestimmten Mindestwert unterschreitet, und wobei weiter ein Anschlag die Bewegung des Gebildes in Richtung des Arbeitsraumes begrenzt. Dadurch, dass das Regelelement im Kolben angeordnet und die Verbindung zwischen dem ersten Raum und dem Arbeitsraum oder einem der weiteren Arbeitsräume mittels eines Kanals durch den Kolben erfolgt, ist ein Kompressor gedrängter Bauart erhalten worden, bei dem der schädliche Raum des Arbeitsraum* ozw. des weiteren Raumes minimal ist und das Regelelement vor Beschädigung durch Sussere Einflüsse besser geschützt wird.

Ausführungßbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden nHher beschrieben. Ea zeigern Fig. 1 eine Vorrichtung zum Liefern komprimierten Medium^,

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bei der die Kompression in nur einem Arbeitsraum erfolgt,

Fig. 2 eine Vorrichtung zum Liefern komprimierten Mediums, bei der die Kompression in zwei Stufen erfolgt, die ein Regelelement enthält, das komprimiertes Medium aus dem Arbeitsraum zum ersten Raum freigeben kann,

Fig. 3 eine Vorrichtung zum Liefern komprimierten Mediums, die der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung entspricht, jedoch mit einen innerhalb des Kolbens angeordneten Regelelement versehen ist, das den Arbeitsraum mit dem ersten Raum verbinden kann.

In Fig. 1 ist ein Zylinder 1 angedeutet, in dem ein Kolben f 2 mit Spielraun beweglich ist» Der Kolben ist über eine Kolbenstange 3 mit einem nicht dargestellten Getriebe verbunden und kann das Volumen eines Arbeitsraumes 4 ändern.

Als Dichtung zwischen der Kolben- und Zylinderwand ist eine Rollmembrane 5 vorhanden, iie einen ersten Raum 6 von einem Flüssigkeitsraum 7» in dem sich Schmieröl befindet, trennt. Der erste Raum 6 ist mit einer Öffnung 8 zum Zuführen von zu komprimierendem Medium versehen. Zwischen dem Arbeitsraum 4 und dem ersten Raum 6 befindet ,«ich ein Kolbenring 9, der in diesem Fall in eine Nut 10 in der Kolbenwand

aufgenommen ist. Anstatt in der Kolbenwand lässt sich der Kolbenring auch in einer Nut in der Zylinderwand anordnen. Die Ringfläche 9' des Kolbenringes 9 enthält sich radial erstreckende Nuten, wodurch vermieden wird, dass diese Ringfläche des Kolbenringes und die ihr gegenüberliegende Ringfläche der Nut 10 zusammen eine Dichtung bilden.

In die Wand des Arbeitsraumes 4 ist ein Auslaseventil 11 aufgenommen, das durch eine Druckfeder belastet ist.

Die Vorrichtung enthält weiter eine Regelvorrichtung, die

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dafür Borgt, dass der Druckunterschied an der Bollmembrane 5 nahezu konstant bleibt. Diese Regelvorrichtung enthält einen einseitig arbeitenden Pumpenring 12, der dem Flüssigkeitsraum 7 SchmierBl zuführen kann, und ein Regelventil 13» Das Regelventil 13 enthält eine In ein Gehäuse 14 aufgenommene Membrane 15f die zwei BSxune voneinander trennt, von denen der eine 16 über eine Leitung 17 mit dem FlÜBSigkeitsraum 7* während der andere Saum 1B über eine Leitung 19 mit dem ersten Raum verbunden ist, Die Membrane 15 hat ein Ventil 20, das die JLbfÜhrleitnng 21 abschliessen kann. Weiter ist eine Druckfeder 22 -vorhanden, die dafür sorgt, dass an der Membrane 15 ein bestimmter gewünschter Druckunterschied herrscht,

Wird nun aus irgend einem Grunde mehr .Flüssigkeit aus

dem Flüssigkeitsraum 7 abgeführt als durch den Pumpenring 12 zugeführt, wodurch der Druck im FlÜssigkeitsratun 7 abnimmt, so wird sieh durch den dadurch auftretenden niedrigeren Druck im Raum 16 die Membrane 15 abwarte bewegen· Das Ventil 20 wird dann die Abführleitung 21 -völlig oder teilweise abschliessen, bis wieder genügend Flüssigkeit im Kaum vorhanden und der ursprüngliche Druckunterschied an der Rollmembrane wiederhergestellt ist.

Wird andrerseits aus irgendeinem Grunde dem Haum 7 mehr Flüssigkeit zugeführt als abgeführt, so nimmt der Druck im Äaurn 7 und damit auch im Raum 16 zu· Die Membrane 15 und das Ventil 2Ό bewegen sich aufwärts, wodurch die Abführleitung 21 freigegeben "Wird und ntn/l&l zusätzliche Flüssigkeit wegflieesen kann, bis der xireprftagllEh «Ingestellte Druckunterschied an der Rollmembrane 5 wiedier erreicht igt* Auf diese Weise wird die Rollmembrane immer durch genügend Flüssigkeit unterstützt.

SelbstverBtKndlieh sind auch andere Aualtthmngeforneit des

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Regelventils möglich, und die Ölzufuhr kann auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise dadurch, dass der Flüssigkeitsraum 7 an einen

Ölbehälter angeschlossen wird, und zwar über ein Leitungssystem, in

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das eine Ölpumpe aufgenommen ist. Als Behälter, dem das 01 entnommen und dem dieses nach Umlauf wieder zurückgeführt werden kann, kann bei-

Il

spielsweise die Ölwanne der Vorrichtung dienen.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung wird an Hand der Zeichnungen nachstehend erläutert. Bei sich abwärts bewegendem Kolben, was eier Fall ist, wenn der Brück im Raum 4 niedriger ist als der im Raum 6, liegt die mit sich radial erstreckenden Nuten versehene Ringfläche 9' des Kolbenrings 9 gegen die obere Ringfläche der Nut 10 an, bildet

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aber dennoch keine Abdichtung. Nun wird Medium über die Öffnung 8 in den ersten Raum 6 angesaugt, wobei dieses Medium an der Kolben- und Zylinderwand entlang und durch die Kanäle und Nuten zwischen dem Kolbenring 9 und der Nut 10 zum Arbeitsraum 4 flieset. Durch den Spielraum zwischen der Kolben- und Zylinderwand und durch den weiten Durchgang der Kanäle zwischen dem Kolbenring 9 und der Nut 10 ist der Strömungswiderstand gering.

Nachdem der Kolben 2 den unteren Todpunkt passiert hat, und sich aufwärts bewegt, kommt die untere Ringflache des Kolbenringes 9 gegen die untere Ringfläche der Nut 10 zu liegen, was der Fall ist, wenn der Druck im Raum 4 grosser wird al· im Raum 6, und es entsteht eine gute Dichtung, so dass das im Arbeitsraum vorhandene Medium nicht nach dem Raum 6 zurtlckfliessen kann»

Das Medium im Arbeitsraum wird danach komprimiert und verlässt den Arbeitsraum über das Auslassventil 11, da· sich öffnet, wenn der Druck in Arbeitsraum den durch die Feder und duroh das Medium in

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der Ausführungsleitung ausgeübten Druck überschreitet.

Fig. 2 zeigt einen Zweistufenkompressor, wobei für die' der Pig, 1 entsprechenden Teile dieselben Bezugsziffern verwendet wurden. Der zwischen der Befestigung der Rollmembrane 5 und dem Arbeitsraum 4 liegende Kolbenteil besteht aus zwei stufenförmig ausgebildeten Kolbenteilen 2 und 2 , die mit Spielraum mit den ebenfalls stufenförmig ausgebildeten Teilen des Zylinders 1 zusammenarbeiten. Auf diese Weise ist ein weiterer Arbeitsraum 23 geschaffen, dessen Volumen durch Ver-φ schieben der Ringfläche 24 geändert werden kann* Der Kolbenring 9 trennt nun den Raum 6 vom Raum 23.

In der Wand des Kolbenteils 2 sind zwei Kolbenringe 25 und 26 in die Nuten 27 bzw. 28 aufgenommen. Beide Kolbenringe haben an ihren oberen Ringfläche 25' bzw. 26' sich radial erstreckende Nuten. Der zwischen diesen Kolbenringen, die den Raum 4 vom Raum 23 trennen, liegende ringförmige Raum ist mit einem Pufferraum 29 verbunden, der in diesem Fall aus einem Hohlraum im Kolbenteil 2 besteht. Es ist selbstverständlich auch möglich, diesen Raum in der Zylinderwand anzu-I^ ordnen. Dann muss jedoch dafür gesorgt werden, dass dieser Raum nicht während dee ganzen Kolbenhubs unmittelbar mit dem Saum 23 bzw. dem Raum 4 in Verbindung steht.

Weiter ist ein Regelelement 30 vorhanden, das ein Gehäuae 31 enthält, in das eine Druckfeder 32 aufgenommen ist, die über den kleinen Kolben 33 mit dem Ventil 34 verbunden ist, das in geschlossenem Zustand einen Raum 35 von einem Raum 36 trennt. Der Raum 35 ist Über eine Leitung 37 mit dem Arbeitsraum 4 verbunden, während der Raum 36 über eine Leitung J>B mit der Ansaugleitung 39 in Verbindung steht, Di·

Ansaugleitung schliesst sich an die Öffnung 8 des Raumes 6 an und ent-

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iimTt ein federbelaetetes Rückschlagventil 40. Die Wirkungsweise dieser AusfTThrungsfomi der Torrichtung ist folgendet

Bei dem normalen gewünschten Ansaugdruck ist das Ventil 40 geöffnet und das Regelelement 30 geschlossen. Die mit sich radial erstreckenden Hüten versehene SingflSche 9' des Kolbenringes 9 liegt gegen die obere RingflBche der Hut 10 an, wenn der Brück im Raum 23 niedriger ist als i» Raum t>. Medium kann dann vom Raum 6 in dem Raum messen. Auf gleiche Weiee kann Medium aus dem Raum 23 nach dem Pufferraum 29 flieseen, wenn der Druck im Pufferraum 29 niedriger ist als im Raum 23 und die Ringflache 25^f des Kolbenringes 25 gegen die obere HingflSche der Hut 27 liegt.

Weiter kann Medium aus dem Pufferraum 29 nach dem Raum 4 fHessen, wenn der Druck ie Raum 2$ höher ist als im Raum 4 und die SingflSche 26· des Kolbenringes 26 gegen die obere RingflSche der Kat 2B liegt» Bei heruntergehender Bewegung des Kolbens kann, bei zunehmendem Volumen des Rau» 23, der Xruck darin so niedrig werden, dass Medina au β des Bann 6 angesaugt wird» Dieses Medium wird bei der nMchsten Aufwärtsbewegung des Kolbens komprimiert und flieset wenigstens teilweise sub Pufferraum 29, sobald der Druck im Raum 23 den des { Pufferrauee 29 erreicht hat· Medium aus dem Raum 29 kann zum Raum 4 fliessen, wenn der Druck ie Arbeitsraum unter den des Raumes 29 sinkt, ma der Fall »ein wird, wenn Medium aus dem Arbeitsraum durch das Auslassventil 11 gepresst ist und der Kolben sich nach unten bewegt» Das Tolmen des Pufferrauses 29 nuss für ein günstiges Funktionieren des Koepressors geeignet besessen werden und kann beispielsweise das Dop- ' pelte bis Dreifache des Toluaes dee Raumee 23 betragen«

IHe Wirkungsweise des Regelelemente lasst sich folgen- , . 'eeremseen erläutern.

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Im normalen Betrieb 3er Vorrichtung ist das Ventil 40 geöffnet und das Ventil 34 geschlossen. Letzteres wird durch geeignete Bemessung der Druckfeder 32, der Oberfläche des kleinen Kolbens 33 und des wirksamen Querschnittes des Ventils 34 beim gegebenen Ansaugdruck im Raum 36 und variabelen Druck im Raum 35 bzw» Arbeitsraum 4 erreicht, Dabei ist zu beachten, dass die durch den Ansaugdruck auf den kleinen Kolben 33 ausgeübte Kraft nach links und die Federkraft nach rechts die grösseren KrSfte sind. Sollte nun der Ansaugdruck in der Leitung auf der linken Seite des Ventils 40 plötzlich sinken, so schliesst sich zunächst das Ventil 40« Da nun auch der Druck im Raum 36 infolge der Kompressorwirkung sinkt, wird die auf den kleinen Kolben 33 ausgeübte Kraft nach links kleiner werden als die Federkraft nach rechts, wodurch sich das Ventil 34 öffnet. Aus der Tatsache heraus , dass im Betrieb der veränderliche Druck im Raum 4 immer höher ist als der Ansaugdruck, wird Medium aus dem Raum 4 und gegebenenfalls auch aus dem Pufferraum 29 nach dem Raum 36 und durch die Leitungen 38 und 39 nach dem Raum 6 fliessen. Dadurch, dass das Volumen der Leitung 38 und 39 genügend grosz bemessen wird, kann beim Ableiten des Mediums aus dem Arbeitsraum 4 und dem Pufferraum 29 über das Regelelement die Druckänderung im Raum 36 klein genug gehalten werden, um au vermeiden, dass das Ventil 34 wieder geschlossen wird.

Da der Druckpegel im Arbeitsraum 4 gesunken ist, bleibt das Auslassventil 11 geschlossen. Somit wird ein Zustand erreicht, bei dem dauernd Medium vom Raum 6 über die RSume 23 und 29 nach dem Raum 4 und über das Regelelement zurück zum Raum 6 flieset. Die Folge davon let, data der Druck über der Rollmembrane auf einem bestimmten Wert konstant gehalten wird, der gewährleistet , dass der Druckunterschied

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' j an der Rollmembrane gross genug ist, um zu verhüten» dass sie sich falten bzw, defekt werden kann.

Ein derartiger Kompressor eignet siob insbesondere zur Verwendung als Regelkompressor bei eines Heissg-ssiiiotor. wobei der Auslass 11 mit einem Vorratsbehälter für Arbeitsmedium in Verbindung¹ steht, der sich über eine Mediumzuführungsleitung mit einem darin aufgenommenen Regelhahn an cen Arbeitsraum d-ss Motors ansohlieest, während die Ansaugleitung 39 ais Kediunabfuhrleiturjg sieh Über einen Regelhahn ebenfalls an den Arbeitsraum des Motors anschliesst. Wird ^ dabei der Regelhahn in der Ansaugleitung 59 geschlossen^ 30 wird durch die KoiTipressorwirkung der Druck in den Räumen 6 und 36 und den Lei- tungen 38 und 39 den eingestellten minimalen Ansaugdruck unterschreiten und das Ventil 34 wird sich öffnen, so dass der Kompressor wieder, wie obenstehend beschrieben! leerläuft.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Kompressor sind für die der Fig. 1 entsprechende Teile dieselben Bezugssiffern verwendet, i)ie Wirkungsweise dieses Kompressors entspricht der nach Fig. 1, so dass auf eine Wiederholung der Beschreibung verzichtet werden kann. Der einzige Unterschied mit dem in Fig. 1 dargestellten Kompressor ist, " dass dieser Kompressor mit einem Regelelement versehen ist, das den Arbeitsraum 4 mit dem ersten Raum 6 verbinden kann, wenn der Ansaugdruck über der Rollmembrane 5 einen bestimmten minimalen Wert unterschreitet. Im Kolben 2 ist ein kleiner Kolben 42 angeordnet, der eine Kammer 43 von einem Raum 44 trennt. Als Dichtung dazwischen ist ein O-Ring 45 wirkoam, der in eine Nut in der Wand des Koltrena 42 aufgenommen ist«

Der Kolben 42 ist über eine Ventilspindel 46 mit einem

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Tenti!körper 47 verbunden, der mit einem Ventilsitz 48 in der Stirn-■fXEohe des Kolbens 2 zusammenarbeiten kann und die Verbindung zwischen der Kammer 43 und dem Arbeitsraum A gegebenenfalls freigibt. An der Unterseite äsa Kolbens 42 übt eine Feder 49 auf das Gebilde aus den Kolben 42- dor Yentiispind©! Ah und den Ventilkörpers 47 eise Kraft in Richtung des Arbeitsr-aiimes 4 aus* Jjie Druckkraft ist mittels einer Siastsllsehrsube 50 einstellbar, wobei die Schraube -mit demjenigen Teil •ier Innenwand des Kolbens- 2 zusammenarbeite^ der den Raum 44 begrenzt. 1 Bis Sammer 43 steht mit aesn ersten Raum 6 in offener Verbindungj so dass die ringförmige obere Fläche des Kolbens 42 den Ansaugdruek spürt» Weiter wirkt auf die obere Fläche des Ventilkörpers 47 der Mediumdruok, der im Arbeitsraum 4 ,herrscht.

Im Raum 44 herrscht ein verhÄltniemEäsig niedriger Druck, beispielsweise der atmosphärische Druck.

Ein Anschlag 50 begrenzt die Bewegung des Kolbens 42 und damit des Ventilkörpers 47 nach oben.

Die Wirkungeweise des Hegelelementes ist folgende. Die Druckfeder 49 ist derart eingestellt, dass bei normalem Ansaugdruck die Kraft, welche durch das Medium in der Kammer 43 auf die ringförmige obere Fl&ohe des Kolbens 42 ausgeübt wird und nach unten gerichtet ist, grosser ist ale die aufwärts geriohtete Kraft der Druckfeder. Da der Druck im Raum 44 verhSltnismSssig niedrig ist, ist die durch das Medium in diesem Raum auf den Kolben 42 ausgeübte Kraft nach oben eben-

j" falls verhlltniemSseig gering. Der Ventiikörper 47 ruht dann in dem Ventilsitz 48, so dass es keine Verbindung zwischen der Kammer 4? und dem Arbeitsraum 4 gibt. Wenn nun der Aneaugdruok einen bestimmten minimalen Wert unterschreitet, wodurch der Druokunterschied an der RoIl-

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membrane nicht lunger aufrechterhalten wird ι\ηά die Gefahr von Faltenbildung und gegebenenfalls einer Zerstörung dieser Membrane auftritt, wird die durch die Druckfeder 49 ausgeübte Kraft die grosser© Kraft« Das aus dem Kolben 42, der Ventilspindel 46 und dem VentilkSrper 47 bestehende Gebilde, wird infolgedessen aufwärts gedrückt. Der Ventilkörper 47 gibt dann den Ventilsitz 49 frei, so dass komprimiertes Medium aus dem Arbeitsraum 4 über die'Kammer 43 nach dem ersten Raum 6 fliesst. Der Druck über der Rollmembrane 5 nimmt dadurch au. Auf diese Weise nimmt der Druckunterschied an der Rollmembrane wieder einen akzeptierbaren Wert an, so dass diese Membrane vor Zerstörung durch Faltenbildung geschützt ist. Da durch die Mediumströmung vom Arbeitsraum 4 nach dem ersten Raum 6 der Druck im Arbeitsraum gesunken ist, bleibt dass Auslassventil 11 geschlossen. Damit stellt sich wieder ein Bauer» zustand ein, in dem der Kompressor mit offener Verbindung zwischen dem ersten Raum 6 und dem Arbeitsraum 4 in Leerlauf arbeitet und kein Medium durch das Auslassventil 11 abgepumpt wird.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung sind immer Kolbenringe in die Kolbenwand aufgenommen und die Rollrnercbrane liegt immer mit ihrer gewölbten Seite zum Flüssigkeitsraum 7» Es i ist selbstverständlich auch möglich, die Kolbenringe in Nuten in der Zylindervand anzuordnen. Ebenfalls sind Ausführungsformen der erfindungsgeafiesen Vorrichtung möglich, bei denen die Rollmembran© mit ihrer hohlen Seite zum Flüssigkeitsraum gerichtet ist, und der Druck in diessa Raum folglich immer grosser 1st als in dem ersten Raum 6.

Aus dem Obenstehenden ist ersichtlich, dass durch die Erfindung eine Suseerst interessante hermetisch gegen den Umgebungsdruck abgedichtete Vorrichtung zum Liefern von komprimiertem Medium mit

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einem guten Wirkungsgrad und einer verhältnismässig einfachen Konstruktion geschaffen wurde, bei der die Rollmembrane vor grossen I)ruckänd.e~ rungen und hohen Temperaturen im Arbeitsraum.geschützt bleibt und dadurch hohe Lebensdauerwerte erreicht.

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Claims

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PAT-ENTANSPRTJG; H Ξ:

[1.J Vorrichtung zum Liefern von komprimiertem Medi tun, insbesondere ein hermetisch gegen den Umgebungsdruck abgedichteter Kompressor mit mindestens einem Zylinder mit einem darin axial hin- und her be-

tl

weglichen Kolben zum Andern des Volumens mindestens eines Arbeitsraumes nit einem Einlassventil und einem Auslassventil, wobei als Dichtung zwischen dem Kolben und dem Zylinder mindestens eine Rollmembrane dient, die zwei Räume voneinander trennt, von denen der erste Raum Medium enthält, während sich im zweiten Raum eine Flüssigkeit zur Stützung der ™ Rollmembrane befindet, und der zweite Raum eine Flüssigkeitszufuhr und eine Flüssigkeitsabfuhr besitzt, und wobei eine Regelvorrichtung im Betrieb der Vorrichtung einen wenigstens nahezu konstanten Bruckunter*- schied an der Rollmembrane aufrechterhält, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das Einlassventil durch mindestens einen Kolbenring in einer Nut in dem Teil der Kolben- oder Zylinderwand zwischen der Rollmembrane und dem Arbeitsraum gebildet ist und der Kolbenring den ersten Raum vont Arbeitsraum trennt, wobei immer eine offene Verbindung zwischen dem Raum in der Nut hinter den Kolbenring· und dem Arbeitsraum vorhanden ä

ist, und wobei der erste Raum mit mindestens einer Öffnung für die- Zufuhr von Medium versehen ist» ' _: 2i Vorrichtung· nach Anspruch 1» xiobei der Kolben im Bereich ZMisor-on d»T Befestigung: der Hol !membrane as Kalhenumi'h-ng und a-?v- Ar-· b'-'-itct-jvx: fMiß ziisi odsr· Eehr KoI"neuteilen mi*, in RiGhian^ -Ι*··-- :irv- ·. ;;■;-

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tens ein Kolbenring vorhanden ist und zwischen den weiteren Ärbeitsräumen untereinander und zwischen den Arbeitsraum und dem nächsten. weiteren Arbeitsraum jeweils mindestens zwei Kolbenringe vorhanden sind, welche die genannten Räume paarweise voneinander trennen, wobei die Kolbenringe in je eine Nut aufgenommen sind, die in. demjenigen Teil der Kolben- oder Zylinderwand liegt, der sich zwischen jedem Paar der genannten Räume befindet und wobei die ringförmigen Räume zwischen den Kolbenringen, die jedes Paar weiterer Arbeitsräume bzw, den Arbeitsraum und den nächsten weiteren Arbeitsraum voneinander trennen, mit mindestens je einem Pufferraum in Verbindung stehen, wobei weiter bei jedem Kolbenring immer eine offene Verbindung zwischen dem Raum in der zugehörenden Hut hinter dem Kolbenring und dem Raum an der dem Arbeitsraum zugewandten Seitenwand des Kolbenringes vorhanden ist* 3» Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rollmembrane mit ihrer hohlen Seite dem ersten Raum zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein. Regelelement vorhanden ist, das in eine Verbindung zwischen dem ersten Raum und dem Arbeitsraum oder einem der weiteren Räume aufgenommen ist, und das die Verbindung freigibt, wenn der Ansaitf?- druck der Vorrichtung einen bestimmten Mindestwert unterschreitet. 4. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet_t dass im Kolben eine Kammer- vorhanden ist, deren Begrenzung an der vom Arbeite· eau® abgewsfidten Seite durch einsa ic-iteren Korbe» gebildet wirdj der in -ücialer Richtung innerhalb des er™t^onormten Kolteae hin und her by-f-Vi-XLc-L i^t-i und über sise Vent.· lic ;■=:*.:". : ;L ::lt si;^r* 7<?rräiIkSi¹ per ν&τ-

BAD ORIGINAL

-19- · PHK. 5703.

Arbeitsrltume zum Freigeben .der Verbindung zwischen diesem Raum und der Kammer öffnet, wobei eine offene Verbindung zwischen dem ersten Raum und der Kammer besteht, und eine Feder vorhanden ist, die auf das Gebilde aus dem weiteren Kolben, der Ventilspindel und dem Ventilkörper eine Kraft in Richtung des Arbeitsraumes ausübt, derart, dass der Ventilkörper die Verbindung zwischen dem ersten Raum und dem Arbeitsraum oder einem weiteren ArbeitsrSume freigibt, wenn der Ansaugdruck der Vorrichtung einen bestimmten Mindestwert unterschreitet, und wobei weiter ein Anschlag die Bewegung des Gebildes in Richtung des Arbeite- > räumes begrenzt. "

BAD ORIGINAL 009828/11S1