EP3440355B1

EP3440355B1 - Kompressor mit energiesparvorrichtung und verfahren zum entlasten des kompressors

Info

Publication number: EP3440355B1
Application number: EP17715924.1A
Authority: EP
Inventors: Frederic Amiot; Jean-Baptiste Marescot; Jörg MELLAR
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2016-04-07
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2020-01-22
Anticipated expiration: 2037-04-06
Also published as: BR112018070294A2; CN109312732B; US10670007B2; CN109312732A; DE102016106332A1; US20190040855A1; EP3440355A1; JP2019510925A; JP6671505B2; WO2017174717A1; KR20180127487A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kompressor zum Erzeugen von Druckluft für ein Nutzfahrzeug und ein Verfahren zur Entlastung eines Kompressors, wobei der Kompressor ein Gehäuse mit einem Kolbenraum und einen Schadraum aufweist sowie eine Ventileinrichtung zum Trennen des Schadraums von dem Kolbenraum.
Hilfsaggregate von Nutzfahrzeugen wie Schienenfahrzeugen, Lastkraftwagen oder Bussen werden häufig mit Druckluft betrieben, welche üblicherweise von einer im Fahrzeug betriebenen Druckluftanlage geliefert wird. Solche Druckluftanlagen arbeiten mit Kompressoren, die meist direkt vom Antriebsaggregat des Fahrzeugs wie einem Verbrennungsmotor angetrieben werden. Dabei wird der Kompressor oft angetrieben, solange das Antriebsaggregat des Nutzfahrzeugs in Betrieb ist. In Zeiten, in welchen kein Luftbedarf besteht oder die Druckluftspeicher des Nutzfahrzeugs vollständig gefüllt sind, kann der Kompressor üblicherweise mittels einer Energiesparvorrichtung entlastet werden, um den Energieverbrauch der Druckluftanlage zu verringern.
Es sind verschiedene Energiesparvorrichtungen bekannt. Solche Vorrichtungen werden häufig mittels eines pneumatischen Drucksignals von einer flussabwärts angeordneten Luftbehandlungseinheit aktiviert. Gemeinsam haben solche Vorrichtungen, dass sie im aktivierten Zustand die Kompressionskammer des Kompressors permanent zu einer Schadkammer im Zylinderkopf, die speziell zu diesem Zweck ausgebildet ist, und/ oder zum Lufteinlass hin öffnen, um die thermodynamische Arbeit, welche während einer Kurbelumdrehung geleistet wird, zu reduzieren.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2008 005 435 A1 ist eine Energiesparvorrichtung bekannt, die ein Ventilelement aufweist, welches sich zum Entlasten des Kompressors in Richtung zur Kompressionskammer des Kompressors hin bewegt. Die vorgeschlagene Gestaltung weist eine am Ventilelement angeordnete Stützplatte zur Aufnahme der Reaktionskräfte einer Rückholfeder auf. Um die Montage dieser Stützplatte zur ermöglichen, ist allerdings ein zweiteiliges Ventilelement erforderlich. Zudem stört die Stützplatte die Luftströmung zwischen dem Kolbenraum und dem Schadraum und verursacht damit Energieverluste, wenn die Energiesparvorrichtung aktiviert ist. Nachteilig an dieser bekannten Energiesparvorrichtung ist ferner, dass zur Montage des zweiteiligen Ventilelements eine Öffnung im Zylinderkopf des Kompressors erforderlich ist. Diese Öffnung ist nach der Montage der Ventileinrichtung beispielsweise mittels einer Verschlussplatte zu verschließen und entsprechend abzudichten. Dies ist aufwändig und teuer und stellt wegen der Leckagegefahr zudem ein Qualitätsrisiko dar.
Weitere Kompressoren zur Erzeugung von Druckluft für ein Nutzfahrzeug sind beispielsweise bekannt aus der JP H10 9141 A (welche die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 offenbart) und der DE 37 83 092 T2 .
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Kompressor und ein verbessertes Verfahren zur Entlastung eines Kompressors zur Erzeugung von Druckluft für ein Nutzfahrzeug zur Verfügung zu stellen.
Dies wird erfindungsgemäß durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Kompressor zur Erzeugung von Druckluft für ein Nutzfahrzeug entsprechend Patentanspruch 1 vorgeschlagen, der ein Gehäuse mit einem Kolbenraum in einem Kurbelgehäuse und einem Schadraum aufweist, der wenigstens teilweise in einem Zylinderkopf des Kompressors ausgebildet ist. Der Kompressor weist ferner eine Ventileinrichtung mit einem Ventilelement auf, welches einen Betätigungsabschnitt und einen Absperrkörper zum Trennen des Schadraums von dem Kolbenraum aufweist, wobei der Absperrkörper zum Öffnen der Ventileinrichtung von einem an einer Ventilplatte ausgebildeten Ventilsitz in Richtung des Kolbenraums abhebbar ist. Das Ventilelement ist einteilig mit dem Betätigungsabschnitt ausgebildet und die Ventilplatte ist so ausgebildet, dass das Ventilelement mit dem Betätigungsabschnitt durch die Ventilplatte in Richtung zum Zylinderkopf hin führbar ist, bis der Absperrkörper am Ventilsitz und der Betätigungsabschnitt im Zylinderkopf angeordnet sind.
Das Gehäuse des Kompressors weist ein Kurbelgehäuse, in welchem sich wenigstens ein Kolbenraum mit einem sich darin bewegenden Kolben erstreckt, sowie eine Ventilplatte, welche gegenüber dem wenigstens einen Kolbenraum abschließend am Kurbelgehäuse angeordnet ist, einen Zylinderkopf, in welchem wenigstens ein Ventilelement wenigstens einer Ventileinrichtung gelagert ist und bei einigen Ausführungsformen eine im Bereich zwischen Ventilplatte und Zylinderkopf angeordnete Halteplatte auf, durch welche sich das wenigstens eine Ventilelement erstreckt. Ein Schadraum erstreckt sich wenigstens teilweise im Bereich des Zylinderkopfs.
Das wenigstens eine Ventilelement weist einen im Zylinderkopf angeordneten Betätigungsabschnitt auf und einen in der Ventilplatte angeordneten Absperrkörper zum Trennen des Schadraums von dem Kolbenraum. Der Absperrkörper sitzt im geschlossenen Zustand der Ventileinrichtung - insbesondere während der Erzeugung von Druckluft - auf einem in der Ventilplatte angeordneten Ventilsitz, von dem der Absperrkörper durch eine axiale Bewegung des Ventilelements in Richtung des Kolbenraums abhebbar ist, um ein Einströmen der Luft in den Schadraum zu ermöglichen. Durch das auf diese Weise vergrößerte Volumen des Kolbenraums wird eine Kompression der Luft weitgehend vermieden, wodurch die thermodynamische Arbeit des Kompressors stark verringert wird. Der Kompressor wird dadurch entlastet, die Leistungsabgabe sinkt.
Das erfindungsgemäße Ventilelement weist einen einteilig mit diesem ausgebildeten Betätigungsabschnitt auf, welcher eine Wirkeinrichtung aufweist, die zum Bewirken einer Bewegung des Ventilelements entlang dessen Längsachse mit Energie beaufschlagbar ist. Das Ventilelement ist damit mittels der Wirkeinrichtung des Betätigungsabschnitts axial in Richtung zum Kolbenraum bewegbar. Ein zusätzliches, aus dem Stand der Technik bekanntes Betätigungselement, welches insbesondere durch eine Öffnung des Zylinderkopfs und innerhalb des Zylinderkopfs insbesondere fest am Ventilelement montiert wird, kann damit entfallen. Im Rahmen der Erfindung wird ein Ventilelement als einteilig betrachtet, welches bereits vor der Montage am Kompressor eine feste Einheit bildet, die zur Montage des Ventilelements nicht getrennt wird. Ein solches Ventilelement weist eine Wirkeinrichtung auf, welche einteilig mit dem Ventilelement ausgebildet ist und zur Betätigung der Ventileinrichtung dient. So kann es beispielsweise aus fertigungstechnischen Gründen oder auch bei einer Verwendung verschiedener Werkstoffe erforderlich sein, das Ventilelement aus zwei oder mehreren insbesondere stoff- oder kraftschlüssig fest miteinander verbundenen Bauteilen aufzubauen, welche eine Einheit bilden, die bereits vor der Montage des Ventilelements in den Kompressor vorliegt, so dass das Ventilelement als "ein Teil" im Kompressor verbaut wird. Dabei kann das Ventilelement eine Einheit aus beispielsweise miteinander verschweißten, verlöteten, verpressten, verschraubten oder auf andere Weise fest miteinander verbundenen Komponenten bilden, so dass es im Sinne der hier beschriebenen Erfindung als einteiliges Ventilelement betrachtet wird.
Die Ventilplatte und eine erfindungsgemäß vorgesehene Halteplatte des Kompressors sind so ausgebildet, dass das Ventilelement bei dessen Montage in Richtung zum Zylinderkopf hin führbar ist, insbesondere durch oder in jeweils in der Ventilplatte und/ oder in der Halteplatte angeordnete Öffnungen bzw. Aussparungen, um das Ventilelement in dessen Funktionsstellung zu bringen, das heißt, bis der Absperrkörper des Ventilelements am Ventilsitz und der Betätigungsabschnitt im Zylinderkopf angeordnet ist. Das Ventilelement erstreckt sich in dieser Funktionsstellung durch die Ventilplatte und durch die Halteplatte, insbesondere senkrecht zur Richtung der maximalen Erstreckung von Ventilplatte bzw. Halteplatte.
Die Halteplatte kann als so genannte Zwischenplatte ausgebildet sein, welche zwischen Ventilplatte und Zylinderkopf angeordnet ist und sich über einen Teil oder über den gesamten Querschnitt des Kompressors in diesem Bereich erstreckt. Die Halteplatte ist in diesem Falle geeignet ausgebildet, um gegen eine Leckage des Kompressors abzudichten. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Halteplatte auch beispielsweise in einer geeigneten Aussparung insbesondere zwischen Ventilplatte und Zylinderkopf des Kompressors angeordnet sein, oder in einer anderen Weise im Bereich zwischen Ventilplatte und Zylinderkopf angeordnet sein, um insbesondere das Ventilelement aufzunehmen und gegebenenfalls weitere geeignete Einrichtungen für die Funktion der Ventileinrichtung zur Verfügung zu stellen.
Die beschriebene Gestaltung des Kompressors, insbesondere des Ventilelements, der Ventilplatte und der Halteplatte, ermöglicht eine einteilige Ausführung des Ventilelements, ohne eine Montageöffnung im Zylinderkopf zur Montage von Komponenten eines mehrteiligen Ventilelements insbesondere nach dem Aufsetzen des Zylinderkopfs zu erfordern, wodurch ein Verschließen und Abdichten einer solchen Montageöffnung nach der Montage des Ventilelements entfällt. Ebenso entfällt so bei der vorgeschlagenen Gestaltung die Gefahr einer Leckage der Abdichtung.
Bei dem erfindungsgemäßen Kompressor ist im Bereich zwischen Ventilplatte und Zylinderkopf eine Halteplatte angeordnet, durch welche sich das Ventilelement nach dessen Montage erstreckt. Um dies zu ermöglichen, weist die Halteplatte eine Halteplattenausnehmung auf, deren Querschnitt wenigstens dem Querschnitt des Ventilelements in einem Bereich zwischen dem Absperrkörper und dem Betätigungsabschnitt aufweist. Die Halteplattenausnehmung ist dabei seitlich offen ausgebildet, so dass das Ventilelement durch seitliches Einführen in der Halteplattenausnehmung aufnehmbar ist. Dadurch, dass der Querschnitt der Halteplattenausnehmung insbesondere wenig größer ist als der Querschnitt des Ventilelements in dem Bereich, der in der Halteplattenausnehmung aufgenommen wird, kann die Halteplatte als Lagerelement für eine im Bereich des Ventilelements, insbesondere im Bereich um das Ventilelement herum angeordnete, bzw. im Bereich des Querschnitts des Ventilelements an der Halteplatte angeordnete Ventilschließeinrichtung dienen.
Um ein Einsetzen und Führen des Ventilelements samt Betätigungsabschnitt durch die Ventilplatte und auch durch oder zur Halteplatte zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, wenn in der Halteplatte oder daran angrenzend eine Öffnung bzw. ein Freiraum vorgesehen ist, deren Querschnitt mindestens so groß ist, wie ein eventuell geneigter Querschnitt des Betätigungselements im Bereich seiner größten Erstreckung, so, dass das Betätigungselement für dessen Montage im Zylinderkopf geeignet bewegbar ist. Eine Möglichkeit zur Montage des Ventilelements ist es, dieses gegenüber der späteren Funktionsstellung geneigt mit dem Befestigungsabschnitt voraus gegenüber der Halteplattenausnehmung versetzt durch die Ventilplatte in den Zylinderkopf zu führen und das Ventilelement, sobald der Absperrkörper den Ventilsitz erreicht, in die Funktionsstellung zu kippen. Beim Kippen des Ventilelements gelangt das Ventilelement dann in die Halteplattenausnehmung. Bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, dass das Ventilelement samt Betätigungsabschnitt durch einen Montagevorgang in den Zylinderkopf geführt werden kann. Nach dem Aufsetzen des Zylinderkopfs ist das Ventilelement dann samt Betätigungsabschnitt in Längs- und damit bereits in Funktionsrichtung beweglich im Zylinderkopf gelagert.
Bei einer Ausführungsform des Kompressors ist das Ventilelement in einem Ventilraum im Zylinderkopf entlang der Achse des Ventilelements bewegbar gelagert, wobei der Ventilraum auf der vom Kolbenraum abgewandten Seite vom Zylinderkopf begrenzt ist. Da das Ventilelement bei der Montage des Zylinderkopfs von der dem Kolbenraum zugewandten Seite in den Ventilraum gelangt, kann auf eine Montageöffnung insbesondere auf der dem Kolbenraum abgewandten Seite im Zylinderkopf des Kompressors verzichtet werden. Das aufwändige Verschließen der Montageöffnung entfällt somit genauso wie die damit verbundene Leckagegefahr.
Bei einer alternativen Gestaltung ist der Kompressor derart gestaltet, dass der Ventilraum auf der vom Kolbenraum abgewandten Seite von einer im Zylinderkopf angeordneten Zwischenplatte begrenzt ist. Auch bei einer solchen Gestaltung kann auf eine insbesondere aufwändig abzudichtende Montageöffnung auf der dem Kolbenraum abgewandten Seite im Zylinderkopf verzichtet werden, wodurch auch dabei ein aufwändiges Verschließen der Montageöffnung genauso wie die damit verbundene Leckagegefahr entfällt.
Bei einer Ausführungsform des Kompressors ist an dem Ventilelement eine Ventilschließeinrichtung angeordnet, mittels welcher der Absperrkörper zum Schließen der Ventileinrichtung entgegen der Richtung zum Kolbenraum zum Ventilsitz bewegbar ist. Die Ventilschließeinrichtung kann sich dabei auf der Ventilplatte oder einer hierfür vorgesehenen Halteplatte abstützen. Beispielsweise handelt es sich bei derartigen Ventilschließeinrichtungen um wenigstens eine geeignete Feder wie beispielsweise eine oder mehrere Spiralfedern, die insbesondere als Druckfeder ausgebildet sind, Tellerfedern oder sonstige geeignete Einrichtungen.
Am Ventilelement stützt sich die Ventilschließeinrichtung unmittelbar beispielsweise an wenigstens einem daran ausgebildeten Vorsprung ab, an welchem die Ventilschließeinrichtung bei der Montage am Ventilelement mittels geeigneter Einrichtungen anorden- bzw. befestigbar ist. Ebenso ist ein Abstützen der Ventilschließeinrichtung an wenigstens einem zusätzlichen Halteelement möglich, wie beispielsweise an einer nach dem Anordnen der Ventilschließeinrichtung mit dem Ventilelement verbundenen Sicherungsscheibe oder an anderen insbesondere nachträglich beispielweise an einem Vorsprung, in einer Nut, in einer Bohrung oder dergleichen des Ventilelements insbesondere formschlüssig anordenbaren geeigneten Sicherungselementen.
Bei einer Ausführung der Halteplatte, bei welcher das Ventilelement mit seinem Betätigungsabschnitt durch eine Halteplattenöffnung oder angrenzend zur Halteplattenausnehmung geführt werden kann, ist die Halteplattenausnehmung in der Halteplatte so ausgebildet, dass sich eine Ventilschließeinrichtung nach der Montage am Ventilelement auf einem ausreichend großen Bereich der Halteplatte abstützen kann. Insbesondere bieten sich hier Gestaltungen an, bei welchen das Ventilelement mit dem Betätigungselement, das üblicherweise einen größeren Durchmesser aufweist, als der Bereich des Ventilelements, der sich im montierten Zustand und beim Betrieb des Kompressors im Bereich der Halteplatte bewegt, durch die Ventilplatte in einem Bereich geführt wird, der etwas versetzt vom späteren Betriebsort des Ventilelements angeordnet ist. Das Ventilelement wird dabei erst dann in die Betriebsposition bewegt, wenn Abschnitte mit größerem Durchmesser, wie insbesondere der Betätigungsabschnitt die Halteplatte bereits passiert haben. Auf diese Weise kann eine ausreichende Abstützung der Ventilschließeinrichtung, die nach dem Durchführen des Ventilelements durch Ventil- und Halteplatte an dem Ventilelement montiert wird, auf der Halteplatte erreicht werden. Eine zusätzliche aus dem Stand der Technik bekannte, unmittelbar an der Ventilplatte angeordnete Stützplatte, welche die Ventilschließeinrichtung in Richtung zum Kolbenraum hin abstützt, ist bei der vorgeschlagenen Gestaltung nicht erforderlich.
Bei einer Weiterentwicklung handelt es sich bei der Ventilschließeinrichtung um eine Feder, insbesondere um eine Spiralfeder, welche beispielsweise eine konische Gestalt aufweist. Bei dieser Gestaltung weist die Feder im Abstützbereich an der Ventil- oder Halteplatte einen größeren Durchmesser als an der Abstützung am Ventilelement auf, wodurch eine größere Abstützfläche an der Ventil- oder Halteplatte möglich ist. Andererseits kann diese Feder so ausgebildet sein, dass sie das Ventilelement angrenzend zu einem daran angeformten oder nachträglich montierten Vorsprung ausreichend eng umschließt.
Bei einer Ausführungsform ist der kleinste Durchmesser einer konisch ausgebildeten Feder kleiner als der Durchmesser des Abschnitts des Ventilelements, gegen welchen sich die Feder abstützt und über welchen die Feder bei der Montage zu führen ist. Bei einer derartigen Gestaltung von Feder und Ventilelement können bei der Montage geeignete Montageeinrichtungen verwendet werden, mittels welchen die Windungen der Feder, welche einen Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als der Durchmesser des Abschnitts des Ventilelements, gegen welchen sich die Feder nach der Montage abstützt, erweitert und über diesen Abschnitt geführt werden. Solche Gestaltungen von Feder und Ventilelement ermöglichen die Montage einer in Form einer Feder ausgestalteten Ventilschließeinrichtung an einem einteilig ausgeführten Ventilelement.
Bei einer Weiterentwicklung ist der Absperrkörper des Ventilelements durch unmittelbare Beaufschlagung der Wirkeinrichtung des Betätigungsabschnitts des Ventilelements mit pneumatischer, elektromagnetischer oder mechanischer Energie von dem Ventilsitz in Richtung des Kolbenraums abhebbar. Hierbei ist der Betätigungsabschnitt - sowie der entsprechende Ventilraum im Zylinderkopf und gegebenenfalls weitere zusätzlich erforderliche Einrichtungen - so ausgebildet, dass eine Beaufschlagung der Wirkeinrichtung mit einer geeigneten Energie zu einer Betätigung des Ventilelements in Richtung des Kolbenraums führt, um die Ventileinrichtung zu Öffnen. So ist beispielsweise bei der Verwendung von pneumatischer Energie der Ventilraum als Kolbenraum ausgebildet, in welchen Druckluft zur Betätigung des Ventilelements strömen kann. Der Betätigungsabschnitt des Ventilelements weist dabei die Gestalt eines Pneumatikkolbens auf, der insbesondere gegen den Ventilraum im Zylinderkopf abdichtend ausgeführt ist, und sich bei einer Beaufschlagung des Ventilraums mit Druckluft aufgrund der pneumatischen Energie entsprechend axial in Richtung zum Kolbenraum hin bewegt. Dabei wird eine Verbindung zwischen Kolbenraum und Schadraum hergestellt, der Kompressor wird folglich entlastet.
Bei der Verwendung von elektromagnetischer Energie ist am Ventilraum beispielsweise ein geeigneter Elektromagnet angeordnet, mit welchem ein magnetisches Feld im Ventilraum induzierbar ist, das eine Axialkraft auf einen darin angeordneten Leiter aufbringt. Der Betätigungsabschnitt des Ventilelements ist dabei im Ventilraum gelagert und weist einen Leiter als Wirkeinrichtung auf. Eine Beaufschlagung der Wirkeinrichtung des Betätigungsabschnitts mit einem elektromagnetischen Feld führt zu einer axialen Bewegung des Betätigungsabschnitts und damit des Ventilelements, wodurch die Ventileinrichtung öffenbar und somit eine Verbindung zwischen Kolbenraum und Schadraum herstellbar ist. Die Wirkeinrichtung als Element des Betätigungsabschnitts kann bei dieser Ausführungsform aus einem anderen Material hergestellt sein als die weiteren Abschnitte der Ventileinrichtung. Da das Ventilelement jedoch auch in diesem Falle eine Einheit bildet, die bereits vor der Montage am Kompressor vorliegt, wird auch ein solches Ventilelement, wie oben bereits ausgeführt, im Rahmen der hier beschriebenen Erfindung als einteilig betrachtet.
Bei einer anderen Ausführungsform weist der Betätigungsabschnitt als Wirkeinrichtung eine Gestalt auf, über welche mittels Formschluss mechanische Energie in Richtung der Betätigungsachse auf den Betätigungsabschnitt übertragbar ist. Dabei kann der Betätigungsabschnitt im Zylinderkopf mit einer Einrichtung in Kontakt stehen, welche mechanische Energie auf die Wirkeinrichtung des Betätigungsabschnitts überträgt, um den Absperrkörper des Ventilelements vom Ventilsitz in Richtung des Kolbenraums zu bewegen. Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Betätigungsabschnitt als Wirkeinrichtung einen Vorsprung in Form eines Absatzes auf, über welchen mittels Formschluss mechanische Energie auf den Betätigungsabschnitt übertragbar ist. Bei einer anderen Ausführungsform weist der Betätigungsabschnitt als Wirkeinrichtung eine Spindelnut auf. Bei dieser Ausführungsform kann über ein mit einen Spindelantrieb verbundenes Antriebselement mechanische Energie auf das Ventilelement in Richtung der Betätigungsachse übertragen werden. Da das Ventilelement auch bei diesen Bauformen mit dem Betätigungselement einteilig ausgebildet ist, wird auch ein solches Ventilelement im Rahmen der hier beschriebenen Erfindung als einteilig betrachtet.
Bei einer Weiterentwicklung erstreckt sich der Absperrkörper im geöffneten Zustand des Ventilelements nicht über die Ventilplatte hinaus in den Kolbenraum. So kann der obere Umkehrpunkt des Kolbens im Kolbenraum in unmittelbarer Nähe zur Ventilplatte vorgesehen sein. Dadurch ist eine hohe Kompressionsleistung möglich, ohne dass eine Kollisionsgefahr des Kolbens mit dem Absperrkörper besteht, welche eine Aussparung für ein Eintauchen des Absperrkörpers bei entlastetem Kompressor erforderlich macht.
Bei einer anderen Weiterentwicklung weist der Kompressor wenigstens eine weitere Ventileinrichtung mit wenigstens einem weiteren Ventilelement und wenigstens einem weiteren Kolbenraum auf. Dabei können je nach Leistungsbedarf und Ausführungsform neben einzylindrischen Kompressoren auch Kompressoren mit zwei oder mehr Zylindern verwendet werden, wobei jeweils eine weitere Ventileinrichtung mit wenigstens einem weiteren Ventilelement und wenigstens ein weiterer Schadraum zur Entlastung des Kompressors vorgesehen sein kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind der Kolbenraum und der wenigstens eine weitere Kolbenraum über wenigstens einen Schadraum miteinander verbunden, wenn die Ventileinrichtung und die wenigstens eine weitere Ventileinrichtung geöffnet sind. Durch die Verbindung des Kolbenraums mit einem weiteren Kolbenraum über den Schadraum wird ein Druckaufbau während einer Entlastungsphase des Kompressors weitgehend verhindert, da die Luft zwischen dem Kolbenraum und dem weiteren Kolbenraum hin und her gepumpt werden kann. Alternativ kann ein weiterer Schadraum vorgesehen sein, der über die weitere Ventileinrichtung mit dem weiteren Kolbenraum verbindbar ist. Ein weiterer Schadraum ermöglicht die voneinander unabhängige Entlastung der Kolbenräume. Insbesondere können einer oder mehrere Schadräume vorgesehen sein, welche über die Ansaugleitung des Kompressors mit der Atmosphäre gekoppelt sind. Durch die Kopplung mit der Atmosphäre kann eine weitere Absenkung der im entlasteten Betrieb auftretenden Spitzendrücke erreicht werden, wodurch der Energieverbrauch des Kompressors weiter reduziert werden kann.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Nutzfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kompressor.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Entlastung eines Kompressors zur Erzeugung von Druckluft für ein Nutzfahrzeug entsprechend Patentanspruch 10, mit einem Kompressor, der ein Gehäuse mit einem Kolbenraum in einem Kurbelgehäuse und einen Schadraum aufweist, der wenigstens teilweise in einem Zylinderkopf ausgebildet ist. Der Kompressor weist ferner eine Ventileinrichtung mit einem Ventilelement auf, welches einstückig mit einem Betätigungsabschnitt und einem Absperrkörper zum Trennen des Schadraums von dem Kolbenraum ausgebildet ist, wobei der Absperrkörper zum Öffnen der Ventileinrichtung von einem insbesondere an einer Ventilplatte ausgebildeten Ventilsitz in Richtung des Kolbenraums abhebbar ist. Das Verfahren weist den Verfahrensschritt auf, dass beim Betrieb des Kompressors die Ventileinrichtung durch unmittelbares Beaufschlagen des Betätigungsabschnitts des Ventilelements mit pneumatischer, elektromagnetischer oder mechanischer Energie geöffnet wird, um den Kompressor zu entlasten.
Die Elemente des mit dem Verfahren beschriebenen Kompressors werden im Sinne der obigen Beschreibung verstanden. Das Verfahren ist mit einer Vorrichtung der oben beschriebenen Art und den oben beschriebenen Weiterbildungen durchführbar.
Vorteilhaft an dem beschriebenen Verfahren ist, dass durch das Öffnen der Ventileinrichtung die in den Kolbenraum eingeströmte Luft während der Kompressionsphase des Kolbens wenigstens zum Teil in wenigstens einen Schadraum abströmen kann, wodurch sich die Kompression der Luft im Kolbenraum reduziert und diese während der Ansaugphase des Kolbens wieder in den Kompressionsraum zurückströmen kann, wodurch thermodynamische Arbeit zurückgewonnen werden kann. Dadurch wird der Kompressor entlastet und dessen Energieverbrauch gesenkt. Dadurch, dass das Ventilelement einteilig mit dem Betätigungselement ausgebildet ist, ist keine Montage eines insbesondere zusätzlichen Betätigungselements durch eine Öffnung des Zylinderkopfs am Ventilelement erforderlich.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.

Fig. 1: zeigt eine Schnittansicht durch einen beispielhaften erfindungsgemäßen Kompressor.
Fig. 2a und Fig. 2b: zeigen jeweils eine dreidimensionale Ansicht von zwei beispielhaften erfindungsgemäßen Halteplatten.
Figuren 3a bis 3d: zeigen eine Abfolge einer beispielhaften erfindungsgemäßen Montage eines Ventilelements an Ventil- und Halteplatte.
Figuren 4a bis 4c: zeigen eine Abfolge einer beispielhaften erfindungsgemäßen Montage einer Feder am Ventilelement.
Fig. 4d: zeigt eine Darstellung der beispielhaften erfindungsgemäßen Feder aus den Figuren 4a bis 4c.
Fig. 5: zeigt eine weitere beispielhafte erfindungsgemäße Ventileinrichtung mit unterschiedlicher Feder sowie Sicherungseinrichtung am Ventilelement.
Fig. 6: zeigt eine weitere beispielhafte erfindungsgemäße Ventileinrichtung, welche mittels elektromagnetischer Energie betätigt wird.
Fig. 7: zeigt eine Schnittansicht durch einen weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Kompressor.
Fig. 8: zeigt eine Schnittansicht eines Ausschnitts von einem weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Kompressor.
Fig. 9: zeigt eine Schnittansicht eines Ausschnitts von einem weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Kompressor.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht durch einen beispielhaften erfindungsgemäßen Kompressor 10. Dieser weist ein Gehäuse 11 mit einem Kolbenraum 16 in einem Kurbelgehäuse 15 auf, in dem ein in dem Kolbenraum 16 bewegbarer Kolben 30 angeordnet ist, der über ein Pleuel 34 von einer nicht dargestellten Kurbelwelle angetrieben wird. Das Gehäuse 11 weist ferner eine Ventilplatte 12, eine als Zwischenplatte ausgebildete Halteplatte 13 und einen Zylinderkopf 14 auf. Ein Schadraum 18 erstreckt sich in der Halteplatte 13, der Ventilplatte 12 und dem Zylinderkopf 14.
Der Kompressor 10 weist ferner eine Ventileinrichtung 20 mit einem Ventilelement 21 auf, das sich durch die Halteplatte 13 erstreckt und einteilig mit einem Absperrkörper 22 und einem Betätigungsabschnitt 23 ausgebildet ist. Der Betätigungsabschnitt 23 ist dabei so ausgebildet, dass dieser das Ventilelement 21 im Zylinderkopf axial bewegbar lagert. Die Ventileinrichtung weist ferner einen Ventilsitz 24 auf, der in einer mit dem Kolbenraum 16 verbundenen Ausnehmung 26 der Ventilplatte 12 ausgebildet ist. Der Kolben 30 des Kompressors 10 befindet sich in der gezeigten Darstellung gerade am oberen Umkehrpunkt im Kolbenraum 16, an welchem dieser nahezu an der Ventilplatte 12 anliegt.
Das Ventilelement 21 ist in einem im Zylinderkopf 14 ausgebildeten Ventilraum 17 entlang der Achse A des Ventilelements 21 bewegbar gelagert. Der Ventilraum 17 ist dabei auf der vom Kolbenraum 16 abgewandten Seite vom Zylinderkopf 14 begrenzt, ohne eine Montageöffnung oder dergleichen aufzuweisen. Auf dieser Seite weist der Ventilraum 17 der beispielhaften Ausführungsform eine Zuführöffnung 19 für Druckluft auf. Der Betätigungsabschnitt 23 der in Fig. 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform weist die Gestalt eines Pneumatikkolbens auf und ist zur Wandung des Ventilraums 17 abdichtend ausgeführt. Zum Betätigen der Ventileinrichtung 20 wird dem Ventilraum 17 durch die Zuführöffnung 19 Druckluft zugeführt. Durch die pneumatische Energie wird das Ventilelement 21 unmittelbar betätigt und entlang seiner Achse A entgegen der Rückstellkraft der sich auf der Halteplatte 13 abstützenden Feder 27 in Richtung zum Kolbenraum 16 hin bewegt, wodurch sich der Absperrkörper 22 vom Ventilsitz 24 abhebt. Auf diese Weise ist zur Entlastung des Kompressors eine Verbindung zwischen dem Schadraum 18 und dem Kolbenraum 16 freigebbar, durch welche die Luft vom Kolbenraum 16 in den Schadraum 18 strömen kann.
Fig. 2a zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer beispielhaften erfindungsgemäßen Halteplatte 13. Die Halteplatte weist eine Halteplattenöffnung 13a auf, durch welche sich im montierten Zustand im Kompressor 10 der Ausführungsform der Fig. 1 der Schadraum 18 erstreckt. Ferner ist die Halteplattenöffnung 13a derart ausgebildet, dass das Ventilelement 21 samt Betätigungsabschnitt 23 bei der Montage durch die Halteplatte 13 geführt werden kann. Zudem ist die Halteplattenöffnung 13a derart ausgebildet, dass in dem Bereich um das sich nach der Montage in der Betriebsposition befindende Ventilelement 21 (hier durch die Achse A angedeutet) ausreichend Abstützfläche für die Feder 27 vorhanden ist. Dies ist beim Ausführungsbeispiel dadurch gelöst, dass das Ventilelement 21 bei der Montage mit dem Betätigungsabschnitt 23 geneigt durch den Bereich der Halteplattenöffnung 13a mit großem Öffnungsquerschnitt geführt wird. In der späteren, in Fig. 1 vertikalen Betriebsposition erstreckt sich das Ventilelement 21 in einem Abschnitt durch die Halteplatte, in welchem dieses einen geringen Durchmesser aufweist. Dieser Abschnitt mit geringem Durchmesser befindet sich in der Betriebsposition in einer Ausnehmung 13b am Rande der Halteplattenöffnung 13a, so dass die Feder 27 in einem großen Bereich um das Ventilelement 21 herum auf der Halteplatte 13 aufliegt.
Fig. 2b zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Halteplatte 13. Die Halteplatte 13 weist gegenüber der Halteplatte 13 aus Fig. 2a nur eine geringe Erstreckung auf und wird in einer Ausnehmung zwischen der Ventilplatte 12 und dem Zylinderkopf 14 angeordnet. Die Halteplatte 13 ist so ausgebildet, dass diese keine Halteplattenöffnung 13a aufweist, durch welche das Ventilelement 21 bei der Montage zu führen wäre. Die Halteplatte 13 weist eine Halteplattenausnehmung 13b auf, die derart ausgebildet ist, dass in dem Bereich um das nach der Montage in der Betriebsposition befindende Ventilelement 21 (hier ebenfalls durch die Achse A angedeutet) ausreichend Abstützfläche für die Feder 27 vorhanden ist. Dies ist beim Ausführungsbeispiel dadurch gelöst, dass das Ventilelement 21 bei der Montage mit dem Betätigungsabschnitt 23 geneigt an der Halteplatte 13 vorbei geführt wird. In der späteren Betriebsposition erstreckt sich das Ventilelement 21 durch die Halteplattenausnehmung 13b. Eine beispielhaft um das Ventilelement 21 herum angeordnete Feder 27 liegt so in einem großen Bereich um das Ventilelement 21 auf der Halteplatte 13 auf.
Die Figuren 3a bis 3d zeigen eine Abfolge einer beispielhaften Montage eines beispielhaften erfindungsgemäßen Ventilelements 21 an der Ventilplatte 12 und der Halteplatte 13, die in Form einer Zwischenplatte ausgebildet ist. Der Betätigungsabschnitt 23 des Ventilelements 21 ist während dieser Montage durch eine Montagekappe 25 geschützt. Bei der Montage wird das Ventilelement 21 mit dem Befestigungsabschnitt 23 voraus gegenüber der späteren Betriebsposition geneigt durch die Ausnehmung 26 in der Ventilplatte 12 zur Halteplattenöffnung 13a geführt (Fig. 3a). Anschließend wird der obere Bereich des Ventilelements durch die Ventilplatte 12 sowie die Halteplattenöffnung 13a geführt (Fig. 3b), bis der Betätigungsabschnitt 23 bzw. der Abschnitt des Ventilelements 21, der einen größeren Durchmesser aufweist, als der Bereich des Ventilelements 21, der sich in der Betriebsposition durch die Halteplatte 13 erstreckt, die Halteplattenöffnung 13a durchquert hat und sich der Absperrkörper 22 in der Ausnehmung 26 in der Ventilplatte 12 befindet. Neben dem eigentlichen Betätigungsbereich 23 kann das Ventilelement 21 auch andere Bereiche mit vergrößertem Durchmesser aufweisen, je nach Art der Betätigung und Lagerung des Ventilelements 21. Anschließend wird das Ventilelement 21 in seine Betriebsposition gebracht, in welcher der Absperrkörper 22 am Ventilsitz 24 anliegt.
In Fig. 3c befindet sich das Ventilelement 21 in der Betriebsposition, in welcher es sich in der Ventilplatte 12 und der Halteplatte 13 erstreckt und das Absperrelement 22 am Ventilsitz 24 anliegt. In Figur 3d befindet sich das Ventilelement in derselben Position wie in Fig. 3c, allerdings ist hier bereits die Feder 27 zwischen einem Absatz 21a am Ventilelement 21 und der Halteplatte 13 montiert. Wie gut zu erkennen ist, ist bei dem Ventilelement 21 die Montagekappe 25, die während der Montage den Betätigungsabschnitt 23 schützt, vom Befestigungsabschnitt 23 entfernt worden.
Die Figuren 4a bis 4c zeigen eine Abfolge einer beispielhaften Montage einer Feder 27 am Ventilelement 21 in dessen Betriebsposition. Die bereits während der in den Figuren 3a bis 3c dargestellten Durchführung des Ventilelements 21 durch die Ventilplatte 12 und die Halteplatte 13 auf dem Betätigungsabschnitt 23 angeordnete Montagekappe 25 liegt an ihrem unteren Ende an dem Absatz 21a am Ventilelement 21 an und weist in diesem Bereich mindestens den gleichen Außendurchmesser auf, wie der Absatz 21a. Im oberen Bereich weist die Montagekappe 25 einen konischen Abschnitt auf, auf welchen in der Darstellung in Fig. 4a die ebenfalls konisch ausgebildete Feder 27 sitzt.
Wie in Fig. 4a gezeigt ist, kann auf die Montagekappe 25 ein Montagewerkzeug 40 aufgesetzt werden, mittels welchem durch axialen Druck die Feder auf die Montagekappe 25 aufgeschoben wird. Insbesondere der Durchmesser der Windungen der Feder 27, der ursprünglich geringer ist als der Außendurchmesser des Absatzes 21a, wird beim Aufschieben der Feder auf die Montagekappe 25 erweitert.
In Fig. 4b ist der Abschluss der Montagesituation dargestellt, in welcher die Feder 27 bereits mit Hilfe des Montagewerkzeugs 40 über die Montagekappe 25 und den Absatz 21a des Ventilelements 21 geschoben wurde. Wie auch in Fig. 4c gezeigt ist, nehmen die oberen Windungen der Feder 27 nach dem Überqueren der Montagekappe 25 wieder ihren ursprünglichen geringeren Durchmesser ein und können sich so am Absatz 21a am Ventilelement 21 abstützen. Die unteren Windungen der Feder 27 stützen sich an der Halteplatte 13 ab, so dass aufgrund einer Längsstauchung der Feder zwischen dem Absatz 21a und der Halteplatte 13 eine axiale Kraft F auf das Ventilelement 21 wirkt. Auf diese Weise wird der Absatz 21a von der Halteplatte 13 weg beaufschlagt und der Absperrkörper 22 am Ventilsitz 24 gehalten.
Fig. 4d zeigt eine Darstellung der beispielhaften erfindungsgemäßen Feder 27 aus den Figuren 4a bis 4c. Es ist gut erkennbar, dass die Feder konisch ausgebildet ist. Die oberen Windungen, die sich nach der Montage am Absatz 21a abstützen, weisen folglich einen geringeren Durchmesser auf als die unteren Windungen, die sich nach der Montage an der Halteplatte 13 abstützen. Da die Ausnehmung 13b am Rande der Halteplattenöffnung 13a nur in einem Bereich geöffnet ist, der für das seitliche Einsetzen des Ventilelements 21 erforderlich ist (Figs. 2a, 2b), kann sich die Feder 27 im Ausführungsbeispiel an einer ausreichend großen Fläche der Halteplatte 13 abstützen.
Fig. 5 zeigt eine weitere beispielhafte erfindungsgemäße Ventileinrichtung 20 mit einer zylindrisch ausgebildeten Feder 28 sowie einer Sicherungsscheibe 29, die am Ventilelement 21 befestigt ist. Die in Fig. 5 gezeigte Ventileinrichtung 20 unterscheidet sich gegenüber der Ventileinrichtung 20, die in den vorherigen Figuren gezeigt ist, im Wesentlichen dadurch, dass am Ventilelement 21 statt des Absatzes 21a eine Nut 29a zur Aufnahme einer Sicherungsscheibe ausgebildet ist. Bei dieser beispielhaften Ausführungsform wird nach dem Durchführen des Ventilelements 21 durch die Halteplattenöffnung 13a bzw. in die Halteplattenausnehmung 13b eine zylindrische Feder 29, deren Innendurchmesser größer ist, als der Außendurchmesser des Betätigungsabschnitts 23 des Ventilelements 21, über das Ventilelement 21 geführt, und mittels der in die Nut 29a eingesetzten Sicherungsscheibe 29 am Ventilelement 21 abgestützt.
Fig. 6 zeigt eine weitere beispielhafte erfindungsgemäße Ventileinrichtung 20, welche mittels elektromagnetischer Energie betätigbar ist. Dabei weist das Ventilelement 21 einen Betätigungsabschnitt 23 mit magnetisch leitfähiger Wirkeinrichtung auf, der im Bereich eines am Zylinderkopf 24 angeordneten Elektromagneten 35 gelagert und durch Beaufschlagung mit elektromagnetischer Energie in Richtung der Achse A des Ventilelements 21 bewegbar ist. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Ventileinrichtung 20 durch Beaufschlagen des Betätigungsabschnitts 23 des Ventilelements 21 geöffnet und bei fehlender elektromagnetischer Energie durch die Rückstellkraft der Feder 27 geschlossen. Das Ventilelement 21 aus Fig. 6 weist neben dem Betätigungsabschnitt 23 einen Lagerabschnitt 21b auf, mittels welchem das Ventilelement 21 im Ventilraum 17 im Zylinderkopf 14 gelagert ist.
Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht durch einen weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Kompressor 10. Der in Fig. 7 gezeigte Kompressor 10 unterscheidet sich von dem Kompressor 10, der in Fig. 1 gezeigt ist, dadurch, dass die Ventilplatte 12 eben ausgeführt ist, so dass sich der Schadraum 18 nicht in die Ventilplatte 12 erstreckt. Diese Ausführungsform des Kompressors 10 weist eine so genannte Supercooling-Platte als Zwischenplatte auf, welche auch als Halteplatte 13 dient. Der Schadraum 18 ist in dieser Ausführungsform in der Halteplatte 13 sowie dem Zylinderkopf 14 ausgebildet. Die Gestalt von Halteplattenöffnung 13a mit Halteplattenausnehmung 13b entspricht bei dem in Fig. 7 gezeigtem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen der Gestalt der Halteplattenöffnung 13a mit Halteplattenausnehmung 13b aus Fig. 2a.
Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht eines Ausschnitts von einem weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Kompressor 10. Die Halteplatte 13 dieses Kompressors 10 weist eine U-Form auf und ist in Aussparungen in einer ebenen Ventilplatte 12 angeordnet. Analog zu den Ausführungsformen der Figuren 1 bis 7 wird das Ventilelement 21 geneigt gegenüber der späteren Funktionsstellung (in Fig. 8 dargestellt) durch die Ventilplatte 12 und die Halteplattenöffnung 13a der Halteplatte 13 geführt und dann in die dargestellte Funktionsstellung gekippt, wobei das Ventilelement 21 in die Halteplattenausnehmung 13b gelangt. Nach dem Einsetzen des Ventilelements 21 in die Ventilplatte 12 wird die Feder 27, wie in den Figuren 4a bis 4c gezeigt ist, am Ventilelement 21 montiert. Anschließend wird der Zylinderkopf 14 am Kompressor montiert, wobei der Betätigungsabschnitt 23 des Ventilelements 21 in ein Betätigungselement 32 geführt wird. Das Betätigungselement 32 ist im Ventilraum 17 des Zylinderkopfs 12 gelagert und so ausgebildet, dass der Betätigungsabschnitt 23 des Ventilelements darin zentriert aufnehmbar und lagerbar ist. Dabei kann das Betätigungselement 32 lose auf dem Betätigungsabschnitt 23 aufliegen (wie in Fig. 8 dargestellt) und durch einen Formschluss mit dem Ventilende oder dem Absatz 21a am Ventilelement 21 als Wirkeinrichtung mechanische Energie auf das Ventilelement 21 übertragen. Ebenso ist es möglich, dass das Ventilelement schraubend in ein im Betätigungselement 31 ausgebildetes Gewinde eingesetzt wird, wobei dann am Betätigungsabschnitt 23 des Ventilelements 21 ein entsprechendes Außengewinde als Wirkeinrichtung vorgesehen ist. Durch Beaufschlagung des Ventilraums 17 mit Druckluft wird das Betätigungselement 32 in Richtung zum Kolbenraum 16 hin beschleunigt, wodurch der Betätigungsabschnitt 23 des Ventilelements 21 mit mechanischer Energie beaufschlagt wird. Auf diese Weise wird das Ventilelement 21 betätigt und infolge der Absperrkörper 22 vom Ventilsitz 24 abgehoben. Bei der gezeigten Ausführungsform ist aufgrund der vergrößerten Oberfläche des Betätigungselements 32 eine Erhöhung der Betätigungskraft möglich.
Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht eines Ausschnitts von einem weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Kompressor 10. Der Kompressor 10 aus Fig. 9 unterscheidet sich vom Kompressor 10 aus Fig. 8 lediglich dadurch, dass bei diesem keine Halteplatte 13 vorgesehen ist. Die Feder 27 stützt sich bei dieser beispielhaften Ausführungsform unmittelbar an der Ventilplatte 12 ab.
Allen dargestellten Ausführungsformen ist gemeinsam, dass der Zylinderkopf 14 nach der Montage der Feder 27, 28 am Ventilelement bzw. an der Halteplatte 13 oder der Ventilplatte 12 montiert wird. Dabei wird das Ventilelement 21 entlang seiner Achse A mit dem Betätigungsabschnitt 23 und gegebenenfalls mit einem Lagerabschnitt 21b in den im Zylinderkopf 14 ausgebildeten Ventilraum 17 geführt. Da die Ventileinrichtung 20 bereits vor dem Aufsetzen des Zylinderkopfs 14 montiert ist, besteht kein Bedarf für eine Montageöffnung am Zylinderkopf 14, über welche die Ventileinrichtung 20 von außen zugänglich ist. Der Ventilraum 17 kann daher auf der vom Kolbenraum 16 abgewandten Seite, also der Außenseite des Zylinderkopfs 14 vom Zylinderkopf begrenzt ausgebildet sein.

BEZUGSZEICHENLISTE

10: Kompressor
11: Gehäuse
12: Ventilplatte
13: Halteplatte
13a: Halteplattenöffnung
13b: Ausnehmung am Rande der Halteplattenöffnung
14: Zylinderkopf
15: Kurbelgehäuse
16: Kolbenraum
17: Ventilraum
18: Schadraum
19: Zuführöffnung
20: Ventileinrichtung
21: Ventilelement
21a: Absatz am Ventilelement
21b: Lagerabschnitt
22: Absperrkörper
23: Betätigungsabschnitt
24: Ventilsitz
25: Montagekappe
26: Ausnehmung in der Ventilplatte
27: Feder
28: Feder
29: Sicherungsscheibe
29a: Nut am Ventilelement
30: Kolben
32: Betätigungselement
34: Pleuel
35: Elektromagnet
40: Montagewerkzeug

Claims

Kompressor (10) zur Erzeugung von Druckluft für ein Nutzfahrzeug, wobei der Kompressor (10) aufweist:
- ein Gehäuse (11) mit einem Kurbelgehäuse (15), einem Zylinderkopf (14), einem Kolbenraum (16) im Kurbelgehäuse (15) und einem Schadraum (18), der wenigstens teilweise im Zylinderkopf (14) des Kompressors (10) ausgebildet ist,

- eine Ventileinrichtung (20) mit einem Ventilelement (21), welches einen Betätigungsabschnitt (23) und einen Absperrkörper (22) zum Trennen des Schadraums (18) von dem Kolbenraum (16) aufweist, wobei der Absperrkörper (22) zum öffnen der Ventileinrichtung (20) von einem an einer Ventilplatte (12) ausgebildeten Ventilsitz (24) in Richtung des Kolbenraums (16) abhebbar ist,

- wobei das Ventilelement (21) einteilig mit dem Betätigungsabschnitt (23) ausgebildet ist und die Ventilplatte (12) so ausgebildet ist, dass das Ventilelement (21) mit dem Betätigungsabschnitt (23) durch diese in Richtung zum Zylinderkopf (14) hin führbar ist, bis der Absperrkörper (22) am Ventilsitz (24) und der Betätigungsabschnitt (23) im Zylinderkopf (14) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Bereich zwischen Ventilplatte (12) und Zylinderkopf (14) eine Halteplatte (13) angeordnet ist, welche eine Halteplattenausnehmung (13b) mit einem Querschnitt aufweist, der wenigstens dem Querschnitt des Ventilelements (21) in einem Bereich zwischen dem Absperrkörper (22) und dem Betätigungsabschnitt (23) entspricht, und welche seitlich offen ausgebildet ist, so dass das Ventilelement (21) bei dessen Führung in Richtung zum Zylinderkopf (14) durch seitliches Einführen von der Halteplattenausnehmung (13b) aufnehmbar ist, so dass sich das Ventilelement dann in dem Bereich zwischen Absperrkörper (22) und Betätigungsabschnitt (23) durch die Halteplatte (13) erstreckt.
Kompressor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Ventilelement (21) in einem Ventilraum (17) des Zylinderkopfs (14) entlang der Achse (A) des Ventilelements (21) bewegbar gelagert ist, wobei der Ventilraum (17) auf der vom Kolbenraum (16) abgewandten Seite vom Zylinderkopf (14) begrenzt ist.
Kompressor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Ventilelement (21) in einem Ventilraum (17) des Zylinderkopfs (14) entlang der Achse (A) des Ventilelements (21) bewegbar gelagert ist, wobei der Ventilraum (17) auf der vom Kolbenraum (16) abgewandten Seite von einer Zwischenplatte begrenzt ist.
Kompressor nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
an dem Ventilelement (21) eine Ventilschließeinrichtung (27, 28) angeordnet ist, mittels welcher der Absperrkörper (22) zum Schließen der Ventileinrichtung (20) entgegen der Richtung zum Kolbenraum (16) zum Ventilsitz (24) bewegbar ist, wobei sich die Ventilschließeinrichtung (27, 28) an der Halteplatte (13) oder der Ventilplatte (12) abstützt.
Kompressor nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich die Ventilschließeinrichtung (27, 28) auf der, der Halteplatte (13) und-/ oder der Ventilplatte (12) gegenüberliegenden Seite am Ventilelement (21) abstützt.
Kompressor nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
es sich bei der Ventilschließeinrichtung (27, 28) um eine Feder (27) handelt, welche eine konische Gestalt aufweist, wobei der kleinste Durchmesser der Feder (27) kleiner ist als der Durchmesser eines Abschnitts (21a) des Ventilelements (21), gegen welchen sich die Feder (27) abstützt und über welchen die Feder (27) bei der Montage führbar ist.
Kompressor nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Absperrkörper (22) durch unmittelbare Beaufschlagung des Betätigungsabschnitts (23) des Ventilelements (21) mit pneumatischer, elektromagnetischer oder mechanischer Energie von dem Ventilsitz (24) in Richtung des Kolbenraums (16) abhebbar ist.
Kompressor nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
dieser wenigstens eine weitere Ventileinrichtung (20) mit wenigstens einem weiteren Ventilelement (21) und/ oder wenigstens einen weiteren Kolbenraum (16) aufweist.
Kompressor nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kolbenraum (16) und der wenigstens eine weitere Kolbenraum (16) vorzugsweise über wenigstens einen Schadraum (18) miteinander verbunden sind, wenn die Ventileinrichtung (20) und die wenigstens eine weitere Ventileinrichtung (20) geöffnet sind.
Verfahren zur Entlastung eines Kompressors (10) zur Erzeugung von Druckluft für ein Nutzfahrzeug,
wobei der Kompressor (10) aufweist:
- ein Gehäuse (11) mit einem Kurbelgehäuse (15), einem Zylinderkopf (14), einem Kolbenraum (16) im Kurbelgehäuse (15) und einem Schadraum (18), der wenigstens teilweise im Zylinderkopf (14) ausgebildet ist,

- eine Ventileinrichtung (20) mit einem Ventilelement (21), welches sich durch eine Halteplatte (13) erstreckt und einstückig mit einem Betätigungsabschnitt (23) und einem Absperrkörper (22) zum Trennen des Schadraums (18) von dem Kolbenraum (16) ausgebildet ist, wobei der Absperrkörper (22) zum Öffnen der Ventileinrichtung (20) von einem an einer Ventilplatte (12) ausgebildeten Ventilsitz (24) in Richtung des Kolbenraums (16) abhebbar ist,

- wobei die Halteplatte (13) im Bereich zwischen Ventilplatte (12) und Zylinderkopf (14) angeordnet ist und eine Halteplattenausnehmung (13b) mit einem Querschnitt aufweist, der wenigstens dem Querschnitt des Ventilelements (21) in einem Bereich zwischen dem Absperrkörper (22) und dem Betätigungsabschnitt (23) entspricht, und welche seitlich offen ausgebildet ist, so dass das Ventilelement (21) bei dessen Führung in Richtung zum Zylinderkopf (14) durch seitliches Einführen von der Halteplattenausnehmung (13b) aufnehmbar ist, so dass sich das Ventilelement dann in dem Bereich zwischen Absperrkörper (22) und Betätigungsabschnitt (23) durch die Halteplatte (13) erstreckt;
wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst:
- Öffnen der Ventileinrichtung (20) durch unmittelbares Beaufschlagen des Betätigungsabschnitts (23) des Ventilelements (21) mit pneumatischer, elektromagnetischer oder mechanischer Energie, um den Kompressor (10) zu entlasten.