DE2944053C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansaugsteuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der CH-PS 1 63 347 ist eine derartige Ansaugsteuer­ vorrichtung bei einem Drehkolbenverdichter bekannt, wobei das Verschlußstück beim Anlaufen des Verdichters mit dem saugseitigen Unterdruck beaufschlagt und dadurch entgegen der Kraft der das Verschlußstück beaufschlagenden Feder geöffnet wird. Der mit dem Verschlußstück verbundene Kolben wird mit dem vom Verdichter erzeugten Druck dann in Öffnungs­ richtung beaufschlagt, wenn der Verdichter im Leerlauf läuft, damit das Ansaugventil offengehalten wird. Für die Belüftung der Druckseite des Verdichters nach dem Abschalten ist ein gesondertes Überströmventil vorhanden, das die Druckseite mit der Ansaugleitung verbindet.

Aus dem DE-GM 78 11 860 ist ferner eine Ansaugsteuervorrich­ tung bekannt, bei der eine Druckfeder das die Ansaugleitung verschließende Verschlußstück in die Öffnungsstellung drückt. Mittels eines Steuerkolbens kann die Ansaugleitung entgegen der Federkraft geschlossen werden, wenn bei Erreichen des Ausschalt­ druckes der Steuerkolben beispielsweise von einem pneu­ matischen Aussetzregler aus mit Druckluft beaufschlagt wird. Eine derartige Ansaugsteuervorrichtung kann nur begrenzte Steuerfunktionen bei einem Verdichter, insbesondere bei einem Schraubenverdichter mit Öleinspritzung, übernehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ansaugsteuer­ vorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß sie bei kompaktem Aufbau mehrere Steuerfunktionen in sich vereinigt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die in der Schließstellung mit der den Betriebsdruck führenden Leitung in Verbindung stehenden Bohrung im Verschlußstück wird nach Abschalten des Verdichters der Betriebsdruck abgebaut, und es kann ein bei einem Schraubenverdichter mit Öleinspritzung üblicher­ weise vorhandenes Rückschlagventil entfallen, das nach dem Abschalten des Verdichters ein Austreten des Öls vom Ölbehälter aus durch den Verdichter in die Ansaugleitung 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 geringer 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 dem Betriebsdruck auf der gegenüberliegenden Druckfläche am Kolben entgegenwirkt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, die in einem Längsschnitt eine Ansaugsteuervorrichtung zeigt.

Die insgesamt zylindrisch ausgebildete Ansaugsteuervorrichtung ist in einem Auge 1 an einer Gehäusewand 2 des Verdichters eingesetzt. Dieser Gehäusewand 2 gegenüberliegend ist eine weitere Gehäusewand 3 angeordnet, in der koaxial zur Ansaug­ steuervorrichtung bzw. zum Auge 1 eine Ansaugleitung 4 be­ festigt ist. Diese Ansaugleitung 4 kann von einer nicht dar­ gestellten Luftfilterpatrone umgeben sein. Der Raum zwischen den Gehäusewänden 2 und 3 steht direkt mit der Ansaugöffnung des Verdichters in Verbindung.

In dem Auge 1 ist ein Zylinderkörper 5 befestigt, beispiels­ weise eingepreßt. In dem Zylinderkörper 5 ist ein Steuer­ kolben 6 verschiebbar angeordnet, dessen Kolbenschaft 7 sich durch die Stirnwand 8 des Zylinderkörpers erstreckt und am freien Ende ein Verschlußstück 9 trägt. Dieses am Vorderteil kegelstumpfförmig ausgebildete Verschlußstück 9 ist auf einer senkrecht zur Längsachse liegenden Ringfläche mit einem Dichtungsring 10 versehen, der in der Schließstellung des Verschlußstückes 9 an der Sitzfläche 11 der Ansaugleitung 4 dicht anliegt.

Das insgesamt etwa topfförmig ausgebildete Verschlußstück 9 weist einen Mantelabschnitt 12 auf, auf, dessen Längsabmessung etwas größer ausgelegt ist als die Hublänge des Verschluß­ stückes 9. Mit diesem Mantelabschnitt 12 ist das Verschluß­ stück 9 auf dem Außenumfang des Zylinderkörpers 5 geführt, wobei in einer Ringnut 13 am Ende des Mantelabschnitts eine Dichtung angeordnet ist, die auf der Umfangsfläche des Zylinder­ körpers 5 gleitet. Bei 14 ist eine Belüftungsöffnung im Ver­ schlußstück 9 ausgebildet, die eine Verbindung zwischen der Saugleitung und dem Hohlraum herstellt, der in der Schließ­ stellung des Verschlußstückes 9 zwischen diesem und dem Zylinderkörper 5 vorhanden ist. Durch diese Ausgestaltung werden weitgehend Kräfte ausgeschaltet, die am Verschluß­ stück 9 bei dessen Hubbewegung durch unterschiedliche Drücke auf den beiden Seiten des Verschlußstückes 9 auftreten können. Die Belüftungsöffnung 14 ist so ausgelegt, daß sich ein Druck­ ausgleich auf beiden Seiten des Verschlußstückes 9 ergibt.

Der Steuerkolben 6 ist in Schließrichtung von einer Druck­ feder 15 beaufschlagt, die sich an der Gehäusewand 2 ab­ stützt und in einer Ausnehmung des Steuerkolbens 6 angeordnet ist. Ferner kann der Steuerkolben 6 über eine koaxial zur Längsachse der Druckfeder 15 durch die Gehäusewand 2 geführte Leitung 16 mit dem Druck des vom Verdichter belieferten Netzes beaufschlagt werden. Der Druck in der Leitung 16 wird am Ver­ dichter hinter dem in der Druckleitung angeordneten Rückschlag­ ventil bzw. hinter dem Druckhalteventil abgenommen. Bei 17 ist in schematischer Darstellung ein an sich bekannter Proportional­ regler wiedergegeben.

Wie durch gestrichelte Linien angedeutet, kann an die Leitung 16 ebenso ein Magnetventil 18 und/oder ein pneumatisches Ventil 19 angeschlossen werden, damit der Steuerkolben 6 durch eine pneu­ matische oder elektrische Steuerung mit einem Steuerdruck zum Schließen der Ansaugleitung 4 beaufschlagt werden kann.

In Öffnungsrichtung wird der Steuerkolben 6 auf einer ring­ förmigen Kolbenfläche 20 mit dem vom Verdichter direkt erzeugten Druck beaufschlagt. Parallel zur Kolbenachse verläuft durch den Zylinderkörper 5 eine Leitung bzw. Bohrung 21, die in eine Ringnut 22 mün­ det, von der aus eine radiale Bohrung 23 in den Zylinderraum mündet. Die Ringnut 22 ist durch eine Muffe 5′ dicht abgedeckt, welche auf dem Außenumfang die Führungsfläche für das Verschluß­ stück 9 bildet. Die Längsbohrung 21 steht mit einer durch die Gehäusewand 2 geführten Leitung 24 in Verbindung, die an die Druckseite des Verdichters oder beispielsweise an den Ölbe­ hälter angeschlossen ist und somit den vom Verdichter unmittel­ bar erzeugten Druck zum Steuerkolben 6 leitet.

Der insgesamt etwa topfförmig ausgebildete Zylinderkörper 5 weist auf der offenen Seite eine Ringschulter 25 auf, auf der ein Dichtungsring angebracht ist, welcher den von der Leitung 16 beaufschlagten Zylinderraum von der Druckleitung 21, 24 dichtend trennt.

Durch den Steuerkolben 6 und dessen Schaft 7 verläuft eine axiale Bohrung 26 mit einem radialen Abschnitt. In der Schließ­ stellung des Verschlußstückes 9 steht die Bohrung 26 mit einer im Zylinderkörper 5 ausgebildeten radialen Bohrung 27 in Ver­ bindung, so daß die Druckseite des Verdichters über diese Bohrungen 26, 27 mit der Atmosphäre in Verbindung steht und bei abgeschaltetem Verdichter bzw. geschlossener Ansaugsteuer­ vorrichtung der Ölbehälter entlüftet wird.

Die Kraft der Druckfeder 15 ist im Verhältnis zu der Druckfläche 20 am Steuerkolben 6 so ausgelegt, daß bereits ein geringer Betriebsdruck des Verdichters ausreicht, um den Steuerkolben 6 entgegen der Kraft der Druckfeder 15 zu verschließen. Vorzugs­ weise wird die Druckfeder 15 so ausgelegt, daß die Federkraft etwa einem Druck von einem bar an der Druckfläche 20 des Steuerkolbens entspricht.

In der Gehäusewand 2 ist ferner eine Bohrung 28 mit geringem Querschnitt ausgebildet, welche den von der Leitung 16 be­ aufschlagten Zylinderraum mit der Saugseite des Verdichters verbindet. Diese Bohrung 28 kann beispielsweise in den Raum zwischen den Gehäusewänden 2 und 3 münden.

Die von der Leitung 16 beaufschlagte Kolbenfläche 29 am Steuer­ kolben kann beispielsweise so ausgelegt sein, daß sie doppelt so groß wie die gegenüberliegende Druckfläche 20 ist. Je nach Auslegung der Druckfeder 15 kann auch ein anderes Verhältnis der Druckflächen 20, 29 vorgesehen werden. Zweckmäßigerweise ist die mit der Feder 15 in Schließstellung wirkende Kolbenfläche 29 größer als die Druckfläche 20.

Die Druckfeder 15 wird zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß sie den Steuerkolben gerade in der Schließstellung hält, wenn an der Kolbenfläche 29 der Unterdruck der Saugseite anliegt. Bei geringem Druck an der Druckfläche 20 wird dann der Steuerkolben in die Öffnungsstellung verschoben.

Die Ansaugsteuervorrichtung kann von drei verschiedenen Stellen (Proportionalregler 17, elektrisches Ventil 18 und pneumatisches Ven­ til 19) angesteuert werden und ermöglicht damit eine pro­ portionale Regelung und eine Auf-Zu-Regelung von elektrischer oder pneumatischer Seite aus.

Die Ansaugsteuervorrichtung arbeitet wie folgt:
Bei abgeschaltetem Verdichter hält das Verschlußstück 9 unter der Kraft der Feder 15 die Ansaugleitung 4 geschlossen. Die Leitung 16 ist über eines der Ventile 18, 19 mit der Atmosphäre verbunden. Die Druckseite des Verdichters bzw. der Ölbehälter ist über die Leitung 24 und die Bohrungen 21, 27, 26 ebenfalls mit der Atmosphäre verbunden.

Wird der Verdichter eingeschaltet, so wird ein gewisser Druck aufgebaut, der an der Druckfläche 20 des Steuerkolbens angreift, während gleichzeitig über die Bohrung 28, die mit der Saugseite in Verbindung steht, ein gewisser Unterdruck auf­ gebaut wird, so daß nach dem Anlaufen des Verdichters der Steuerkolben 6 etwas nach links verschoben wird. Hierbei wird die Verbindung zwischen den Bohrungen 26 und 27 unterbrochen und damit die Belüftung der Druckseite aufgehoben. Bei einem Betriebsdruck von etwa 1 bar kann der Steuerkolben 6 bereits in die dargestellte volle Öffnungsstellung verschoben sein.

Beim Regelbetrieb mit stufenloser Einstellung der Ansaugsteuer­ vorrichtung wird die Leitung 16 über den Proportionalregler 17 mit dem Netz verbunden. Da die Kolbenfläche 29 am Steuerkolben 6 grö­ ßer ist als die vom Betriebsdruck beaufschlagte Druckfläche 20, bleibt die Ansaugsteuervorrichtung offen, so lange hinter dem Proportionalregler 17 ein Druck herrscht, der kleiner ist als der Betriebsdruck abzüglich die Federkraft. Wenn sich dieser Druck hinter dem Proportionalregler 17 dem Betriebsdruck abzüglich Federkraft nähert, so beginnt der Steuerkolben 6 sich nach rechts zu verschieben. Bei dem be­ schriebenen Ausführungsbeispiel beginnt die Ansaugsteuer­ vorrichtung die Ansaugleitung 4 zu schließen, wenn bei einem Enddruck von 7 bar der Netzdruck 6 bar erreicht. In ent­ sprechender Weise öffnet die Ansaugsteuervorrichtung im Regel­ betrieb selbsttätig, wenn der Netzdruck wieder absinkt.

Bei einer anderen Betriebsart des Verdichters kann die Lei­ tung 16 über eines der Ventile 18, 19 mit der Atmosphäre ver­ bunden sein, so daß während des Betriebs des Verdichters die Ansaugsteuervorrichtung sich in der dargestellten vollen Öffnungsstellung befindet. In Abhängigkeit von einer elektri­ schen oder pneumatischen Steuerung kann über eines der Ventile 18, 19 ein Steuerdruck zum sofortigen Schließen der Ansaugleitung 4 auf die Kolbenfläche 29 aufgegeben werden. Als Steuerdruck wird zweckmäßigerweise der Netzdruck verwendet. Bei einem solchen Durchlaufbetrieb wird damit die Ansaugleitung 4 ledig­ lich freigegeben und geschlossen, ohne daß das Verschlußstück 9 Zwischenstellungen wie beim Regelbetrieb einnimmt.

Mit 30 ist ein Absperrhahn in der Leitung 16 bezeichnet.

Es kann eine auswechselbare Drossel im Vorderteil des Verschlußstückes 9 in der Bohrung 26 eingesetzt sein.

Claims (5)

1. Ansaugsteuervorrichtung für einen Verdichter, insbesondere einen Schraubenverdichter mit Öleinspritzung, mit einem Verschlußstück für einen Ventilsitz in der Ansaugleitung, das von einer Feder in Schließrichtung beaufschlagt und durch einen Kolbenschaft mit einem in einem Zylinder geführten Steuerkolben verbunden ist, der in Öffnungs­ richtung an einer Druckfläche entgegen der Federkraft von dem vom Verdichter erzeugten Druck und in Schließ­ richtung an einer gegenüberliegenden Kolbenfläche mit Druck beaufschlagt wird, wobei für die Entlüftung der Druckseite des Verdichters in der Schließstellung eine Verbindung mit der Ansaugleitung hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß durch den Kolbenschaft (7) eine stirnseitig am Verschlußstück (9) mündende Bohrung (26) führt, die in der Schließstellung über eine radiale Bohrung (27) und eine durch den Zylinder (5) führende Bohrung (21) mit einer den Betriebsdruck führenden Leitung (24) in Verbindung tritt,
daß die der Federkraft entgegengerichtete Druckfläche (20) am Steuerkolben (6) über eine radiale Bohrung (23) und die durch den Zylinder (5) führende Bohrung (21) mit der Leitung (24) in Verbindung steht,
daß der Steuerkolben (6) auf der der Druckfläche (20) gegen­ überliegenden Kolbenfläche (29) über eine Bohrung (28) geringen Querschnitts mit der Saugseite verbunden ist, und
daß der Steuerkolben (6) in Schließrichtung auf der Kolbenfläche (29) von dem auf der Verbraucherseite des Verdichters vorhandenen Netzdruck beaufschlagt wird.

2. Ansaugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfläche (20) des Steuerkolbens (6) so ausgelegt ist, daß die Kraft der Feder (15) bereits bei einem geringfügigen, vom Verdichter erzeugten Druck überwind­ bar ist.

3. Ansaugsteuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Netzdruck beaufschlagte Kolbenfläche (29) des Steuerkolbens größer ist als die vom vom Betriebsdruck beaufschlagte Druckfläche (20).

4. Ansaugsteuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer den Netzdruck zum Steuerkolben (6) führenden Leitung (16) eine elektrische und/oder eine pneumatische Steuereinrichtung (18, 19) zum Beaufschlagen des Steuer­ kolbens auf der Kolbenfläche (29) vorgesehen ist.

5. Ansaugsteuervorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (9) topfförmig ausgebildet und mittels eines Mantelabschnitts (12) auf einem Zylinder­ körper (5) geführt ist, wobei in dem Verschlußstück (9) eine Druckausgleichsbohrung (14) vorgesehen ist.