EP0093705B1

EP0093705B1 - Kolbenverdichter

Info

Publication number: EP0093705B1
Application number: EP19830890067
Authority: EP
Inventors: Albert Dipl.-Ing. Riedel
Original assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Priority date: 1982-05-04
Filing date: 1983-04-28
Publication date: 1987-03-25
Also published as: AT378409B; ATA173582A; DE3370517D1; EP0093705A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenverdichter mit einem zwischen dem Zylinder und dem Zylinderkopf angeordneten Saugventil und einer Einrichtung zum Abheben des Verschlußstückes desselben vom Ventilsitz zur Regelung der Liefermenge, wobei die Abhebeeinrichtung mit wenigstens einem Abhebestift versehen ist, der einen Durchgangskanal des Ventilsitzes durchsetzt und durch den das Verschlußstück in den Zylinder hinein verschiebbar ist.
Es ist bekannt, die Liefermenge von Kolbenverdichtern dadurch zu regeln, daß das Saugventil des Verdichters durch eine Abhebeeinrichtung offengehalten wird, so daß das angesaugte Medium beim Druckhub des Verdichters in die Saugleitung zurückgeschoben wird, ohne verdichtet zu werden. Bei den bekannten Ausführungen wird das Verschlußstück des Saugventils durch einen Greifer (FR-A-1 371 889) oder durch Abhebestifte (US-A-1 462 301 u. 1 741-426), die pneumatisch, hydraulisch, elektrisch oder auch von Hand über eine mechanische Stelleinrichtung betätigt werden, an den Fänger des Saugventils angedrückt und an diesem in einer stabilen Lage festgehalten. Diese Regelungseinrichtungen sind deshalb nur bei Verdichtern mit verhältnismäßig aufwendigen Saugventilen angewendet worden.
Aus der US-A-2 095 842 ist ein Kolbenverdichter bekannt, dessen Saugventil mit einer flexiblen Zunge als Verschlußstück versehen ist. Die Abhebeeinrichtung wirkt über einen U-förmigen Bügel auf die Ventilzunge, der diese mit einem stiftförmig ausgebildeten Schenkel gegen einen Fängeranschlag drückt, der durch eine Ausnehmung in der Zylinderwand gebildet ist. Der stiftförmige Schenkel des Abhebebügels befindet sich mit etwa der Hälfte seines Querschnittes außerhalb des Zylinderumfanges im Bereich dieser Ausnehmung in der Zylinderwand. Der andere Schenkel des U-förmigen Bügels ist von einer Feder umgeben, die den Bügel ständig gegen die Ventilzunge belastet und diese gegen den Fängeranschlag drückt. Mit Hilfe eines von Drucköl beaufschlagten Kolbens kann der U-förmige Bügel gegen die Kraft der Feder von der Ventilzunge abgezogen werden. Wenn aber der Stellkolben druckentlastet wird, drückt die Feder den stiftförmigen Schenkel des U-förmigen Bügels wieder gegen die Ventilzunge und hält diese am Fängeranschlag fest. Die Ventilzunge ragt in dieser Stellung in den oberen Teil des Zylinders hinein. Der Verdichtungshub des Kolbens ist üblicherweise so bemessen, daß er vor in den Zylinderraum ragenden Ventilteilen - endet. Bekannte Kolbenverdichter weisen deshalb einen verhältnismäßig großen schädlichen Raum auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolbenverdichter mit einer Abheberegelung anzugeben, die auch für kleine Verdichter angewendet werden kann, ohne den schädlichen Raum zu vergrößern.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung bei einem Kolbenverdichter der eingangs angeführten Bauart dadurch gelöst, daß jeder vorgesehene Abhebestift innerhalb des Umfangs des Zylinders ohne ihm gegenüberliegenden Fängeranschlag angeordnet ist, und daß das Verschlußstück, das vorzugsweise als flexible Zunge oder Ringplatte ausgebildet ist, durch den Abhebestift bis in den Bewegungsbereich des Kolbens verschiebbar und bei jedem Kolbenhub durch den Kolbenboden gegen den Ventilsitz zurückschiebbar ist. Beim Betätigen der Abhebeeinrichtung wird hierbei das Verschlußstück des Saugventils in den Zylinderraum hinein offengehalten, ohne daß im Bereich des Abhebestiftes oder der Abhebestifte ein eigener Fänger vorhanden ist. Obwohl die vorgesehenen Abhebestifte das Verschlußstück bis in den Bewegungsbereich des Kolbens verschieben, werden in überraschender Weise keine Beschädigungen des Ventiles oder der Abhebeeinrichtung verursacht. Auch ergeben sich durch diese Arbeitsweise keine funktionellen Nachteile. Wenn der Kolben auf das Verschlußstück auftrifft, befindet er sich schon in der Nähe seines oberen Totpunktes und bewegt sich entsprechend langsam. Außerdem besitzt das Verschlußstück samt den auf es einwirkenden Abhebestiften eine verhältnismäßig kleine Masse, die beim Zurückschieben zu beschleunigen ist. Insgesamt ist die erfindungsgemäß vorgesehene Abhebeeinrichtung somit einfach aufgebaut und verursacht keine Vergrößerung des schädlichen Raumes des Verdichters, so daß sie auch für kleine und einfache Ventile gut geeignet ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann für die Abhebestifte ein Endanschlag vorgesehen sein, der den Verschiebeweg der Abhebestifte in Abheberichtung begrenzt. Diese Endanschläge verhindern, daß die Abhebestifte aufgrund der auf sie einwirkenden Abhebekraft zu weit in den Zylinderraum vorgeschoben werden, wobei sie das Verschlußstück des Saugventils übermäßig belasten könnten. Aufgrund der Endanschläge erübrigt sich daher auch eine Begrenzung der Abhebekraft.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Abhebeeinrichtung kann pneumatisch, hydraulisch, elektrisch oder auch über eine mechanische Stelleinrichtung, z. B. von Hand, betätigt werden. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, zwischen die Abhebestifte und die diese in Abheberichtung verstellende Betätigungseinrichtung, z. B. ein pneumatischer oder hydraulischer Kolben, Federn einzuschalten. Diese Federn ermöglichen ein Zurückschieben der Abhebestifte gegen den Zylinderkopf des Verdichters ohne Verstellung der Betätigungseinrichtung, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn der Kolben in seiner oberen Endlage auf das Verschlußstück des Saugventils auftrifft. Bei Betätigung der Haltestifte mittels eines Elektromagneten ist die Zwischenschaltung einer Feder jedoch nicht erforderlich, weil der Magnetanker durch die auf den Abhebestift wirkenden Rückstellkräfte vom Haltemagnet losgerissen werden kann. Der Haltemagnet kann zugleich auch einen Endanschlag für die Begrenzung der Abhebebewegung der Abhebeeinrichtung bilden.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kolbenverdichters mit einer Abhebeeinrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt einen axialen Mittelschnitt durch den oberen Teil des Verdichters mit der Abhebeeinrichtung.
Der dargestellte Verdichter besitzt einen Zylinder 1, in dessen Zylinderraum 2 ein Kolben 2 verschiebbar ist. Auf die Stirnseite des Zylinders 1 ist ein Zylinderkopf 4 aufgesetzt, der den Zylinderraum 2 an der dem Kolben gegenüberliegenden Seite abschließt. Zwischen dem Zylinder 1 und dem Zylinderkopf 4 ist unter Zwischenschaltung von Dichtungen eine Ventilsitzplatte 5 eingespannt, in der Durchgangskanäle vorgesehen sind, u. zw. ein Saugkanal 6 und ein Druckkanal 7. Die beiden Durchgangskanäle 6, 7 werden durch Ventilverschlußstücke gesteuert. Dem Saugkanal 6 ist eine Sauglamelle 8 zugeordnet, die mit einem Ende zwischen dem Zylinder 1 und der Ventilsitzplatte 5 eingespannt ist und am anderen Ende eine Anschlagnase 9 aufweist, die in eine Aussparung 10 in der Stirnseite des Zylinders 1 hineinragt. Das Druckventil besteht aus einer Drucklamelle 11 und einem Fänger 12, die im Druckraum 13 des Zylinderkopfes 4 angeordnet sind.
Das Saugventil ist mit einer Einrichtung zum Abheben seines Verschlußstückes vom Ventilsitz versehen. Die Abhebeeinrichtung besteht aus einem Abhebestift 14, der mit einem Ende auf die Sauglamelle 8 wirkt und am anderen Ende einen Kopf 15 aufweist, der im Hohlraum 16 eines Abhebekolbens 17 verschiebbar geführt ist. Eine Feder 18 belastet den Abhebestift 14 in Richtung gegen die Sauglamelle 8. Ein Endanschlag 19, der von einem Federring gebildet ist, begrenzt die Bewegung des Abhebestiftes 15. Der Abhebekolben 17 ist in einer Zylinderbohrung 20 geführt und von einer Rückstellfeder 21 beaufschlagt. Die Zylinderbohrung 20 ist durch einen Deckel 22 abgeschlossen, in dem eine Anschlußbohrung 23 für die Zuführung des Druckmittels zur Betätigung des Abhebekolbens 17 vorgesehen ist. Die Saugleitung 24 mündet in die Zylinderbohrung 20 und die Druckleitung für die Abführung des verdichteten Mediums geht seitlich vom Druckraum 13 aus und ist in der dargestellten Schnittzeichnung nicht zu sehen.
Zur Regelung der Liefermenge des dargestellten Verdichters wird die Sauglamelle 8 durch den Abhebestift 14 vom Saugkanal 6 abgehoben und zwangsweise offengehalten, so daß das angesaugte Medium durch den offenen Saugkanal 6 wieder in die Saugleitung 24 zurückgeschoben wird. Zum Betätigen des Abhebestiftes 14 wird der Abhebekolben 17 mit einem durch die Anschlußbohrung 23 zugeführten Druckmittel beaufschlagt und dadurch gegen die Kraft der Rückstellfeder 21 in die in der Zeichnung dargestellte untere Endlage verschoben. Die Feder 18 drückt dadurch den Abhebestift 14 nach unten und hält dessen Kopf 15 am Endanschlag 19 fest. Die Sauglamelle 8 wird dadurch in der Offenstellung gehalten, wobei die Anschlagsnase 9 am Grund der Aussparung 10 anliegt. Die Sauglamelle 8 liegt hiebei im Bewegungsbereich des Kolbens 3. Wenn dieser in die Nähe seiner oberen Totpunktlage kommt, trifft der Kolbenboden 25 auf die Sauglamelle 8 auf und schiebt diese zusammen mit dem Abhebestift 14 gegen den Zylinderkopf 4 nach oben. Die Feder 18 ermöglicht diese Verschiebung des Abhebestiftes 14, auch wenn der Abhebekolben 17 durch das auf ihn einwirkende Druckmittel in seiner unteren Endlage festgehalten wird. Der Saugkanal 6 wird hiebei fast zur Gänze geschlossen. Sobald der Kolben 3 sich wieder nach unten bewegt, verschiebt der Abhebestift 14 unter Einwirkung seiner Feder 18 die Sauglamelle 8 wieder in die dargestellte Offenstellung. Wenn der Verdichter wieder fördern soll, wird die Zylinderbohrung 20 druckentlastet, worauf der Abhebekolben 17 durch die Rückstellfeder 21 in die obere Endlage verschoben wird und hiebei den Abhebestift 14 mitnimmt. Die Sauglamelle 8 kann hierauf wieder ungehindert arbeiten.
Die Sauglamelle 8 kann zungenförmig ausgebildet sein. Es kann aber auch eine ringförmige Sauglamelle mit einer oder auch mehreren Anschlagnasen vorgesehen sein. Die Abhebeeinrichtung kann dann zwei oder auch mehrere Abhebestifte aufweisen, die durch eigene Abhebekolben oder aber auch durch einen gemeinsamen Abhebekolben betätigt werden können. An Stelle des in der Zeichnung dargestellten Abhebekolbens kann auch ein Elektromagnet für die Betätigung des Abhebestiftes vorgesehen sein.

Claims

1. Kolbenverdichter mit einem zwischen dem Zylinder (1) und dem Zylinderkopf (4) angeordneten Saugventil und einer Einrichtung zum Abheben des Verschlußstückes (8) desselben vom Ventilsitz (5) zur Regelung der Liefermenge, wobei die Abhebeeinrichtung mit wenigstens einem Abhebestift (14) versehen ist, der einen Durchgangskanal (6) des Ventilsitzes (5) durchsetzt und durch den das Verschlußstück (8) in den Zylinder (1) hinein verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder vorgesehene Abhebestift (14) innerhalb des Umfangs des Zylinders (1) ohne ihm gegenüberliegenden Fängeranschlag angeordnet ist, und daß das Verschlußstück (8), das vorzugsweise als flexible Zunge oder Ringplatte ausgebildet ist, durch den Abhebestift (14) bis in den Bewegungsbereich des Kolbens (3) verschiebbar und bei jedem Kolbenhub durch den Kolbenboden (25) gegen den Ventilsitz (5) zurückschiebbar ist.

2. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abhebestifte (14) ein Endanschlag (19) vorgesehen ist, der den Verschiebeweg der Abhebestifte (14) in Abheberichtung begrenzt.

3. Kolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Abhebestifte (14) und die diese in Abheberichtung verstellende Betätigungsvorrichtung, z. B. ein pneumatischer oder hydraulischer Kolben (17), Federn (18) eingeschaltet sind.