AT514591B1 - Cylinder head for multi-stage reciprocating compressors - Google Patents

Abstract

Leerlaufregelung eines mehrstufigen Kolbenverdichters wobei während der Leerlaufphase ein Druckventil (37) einer ersten Verdichterstufe (6) und ein Saugventil (38) einer zweiten Verdichterstufe (14) zwangsweise gleichzeitig offengehalten werden, die erste Verdichterstufe (6) und die zweite Verdichterstufe (14) durch einen dazwischenliegenden, gemeinsamen Raum (36) verbunden werden und ein zu verdichtendes Medium zwischen der ersten Verdichterstufe (6) und der zweiten Verdichterstufe (14) durch den gemeinsamen Raum (36) hin und hergeschoben wird.Idle control of a multi-stage piston compressor wherein during the idle phase, a pressure valve (37) of a first compressor stage (6) and a suction valve (38) of a second compressor stage (14) forcibly simultaneously open, the first compressor stage (6) and the second compressor stage (14) by an intermediate common space (36) are connected and a medium to be compressed between the first compressor stage (6) and the second compressor stage (14) by the common space (36) is pushed back and forth.

Description

Beschreibungdescription

ZYLINDERKOPF FÜR MEHRSTUFIGE KOLBENVERDICHTERCYLINDER HEAD FOR MULTI-STAGE PISTON COMPRESSORS

[0001] Die gegenständliche Erfindung betrifft einen Zylinderkopf und ein Verfahren zur Leerlaufregelung eines mehrstufigen Kolbenverdichter mit einer ersten Verdichterstufe die ein Druckventil beinhaltet und einer zweiten Verdichterstufe die ein Säugventil beinhaltet, wobei zwischen der ersten Verdichterstufen und der zweiten Verdichterstufe ein gemeinsamer Raum angeordnet ist.The subject invention relates to a cylinder head and a method for idle control of a multi-stage piston compressor with a first compressor stage which includes a pressure valve and a second compressor stage which includes a mammalian valve, wherein between the first compressor stages and the second compressor stage, a common space is arranged.

[0002] Nutzfahrzeuge, wie beispielsweise LKWs, Busse, Baumaschinen oder auch Schienenfahrzeuge, weisen zumeist druckluftunterstützt betätigbare Bremsen auf, zu deren Versorgung mit Druckluft üblicherweise ein Verdichter vorgesehen ist. Dieser wird beispielsweise vom Antrieb des Fahrzeuges, oder, wie bei Schienenfahrzeugen üblich, von einem separaten Elektromotor angetrieben. Gerade bei Kolbenverdichtern werden hohe Anforderungen bezüglich möglichst hoher Leistung trotz kompakter Bauweise gestellt. Ebenso ist bei Verdichtern oftmals eine Leerlaufregelung vorzusehen, insbesondere bei Verdichtern die auch dann angetrieben werden, wenn gerade kein zu verdichtendes Medium benötigt wird. Als Leerlaufregelung können Abhebeeinrichtungen zum Einsatz kommen, die das Ventilelement des Säugventils für eine bestimmte Zeitspanne zwangsweise offen halten. Die Abhebeeinrichtung, bzw. die Betätigungseinrichtung dafür, ist dazu üblicherweise am Zylinderkopf angeordnet und weist einen oder mehrere Abhebefinger auf, der oder die gegen das Ventilelement des Säugventils gedrückt werden, um dieses von dessen Ventilsitz abzuheben und somit offen zu halten.Commercial vehicles, such as trucks, buses, construction machinery or rail vehicles, usually have compressed air actuated brakes on the supply of compressed air is usually a compressor is provided. This is for example driven by the drive of the vehicle, or, as usual in rail vehicles, by a separate electric motor. Especially in reciprocating compressors high demands are made in terms of highest possible performance despite compact design. Similarly, in compressors often provide an idle control, especially in compressors which are also driven when just no medium to be compacted is needed. As an idle control Abhebeeinrichtungen can be used, which keep the valve element of the mammal valve for a certain period of time forcibly open. The Abhebeeinrichtung, or the actuator therefor, is usually arranged on the cylinder head and has one or more lift-off fingers, which are pressed against the valve element of the mammal valve to lift it from the valve seat and thus keep it open.

[0003] Eine solche Abhebeeinrichtung in Form eines Abhebefingers ist beispielsweise aus der DE 3214713 A1 bekannt. Sie zeigt eine Einrichtung zur Erzeugung von Druckluft mit einer Druckregeleinrichtung, üblicherweise als Governor bezeichnet. Ein Zylinderkopf mit einem Saug- und einem Druckraum ist über einen Druckluftausgang mit einem Vorratsbehälter verbunden. Des Weiteren ist der Zylinderkopf mit einem zusätzlichen, seitlich angeordneten Leerlaufventil ausgestattet, welches den Saugraum im Zylinderkopf, vom kolbenseitigen Verdichtungsraum abgrenzt. Nach Erreichen eines bestimmten Drucks im Vorratsbehälter schaltet der bis dahin in Sperrsteilung befindliche Governor um und Druckluft aus dem Vorratsbehälter wird dazu genutzt, den ebenfalls seitlich angeordneten Abhebefinger zu betätigen. Dieser drückt in seiner aktiven Position das Ventilelement des Leerlaufventils in die geöffnete Stellung und zwar so lange, bis nach einem bestimmten Druckabfall im Vorratsbehälter der Governor wieder in die ursprüngliche Sperrsteilung zurück schaltet und der Abhebefinger wieder in seine inaktive Position zurückkehrt. Während der Offenstellung des Leerlaufventils wird das zu verdichtende Medium zwischen dem Zylinder und dem Saugraum im Zylinderkopf hin- und hergeschoben.Such a lifting device in the form of a Abhebefingers is known for example from DE 3214713 A1. It shows a device for generating compressed air with a pressure regulator, commonly referred to as governor. A cylinder head with a suction and a pressure chamber is connected via a compressed air outlet with a reservoir. Furthermore, the cylinder head is equipped with an additional, laterally arranged idling valve, which delimits the suction chamber in the cylinder head, from the piston-side compression chamber. After reaching a certain pressure in the reservoir, the governor, which was previously in the blocking division, switches over and compressed air from the reservoir is used to actuate the lifting finger, which is also arranged laterally. This pushes in its active position, the valve element of the idle valve in the open position, namely until after a certain pressure drop in the reservoir, the governor switches back to the original blocking division and the Abhebefinger returns to its inactive position. During the open position of the idle valve, the medium to be compressed is pushed back and forth between the cylinder and the suction chamber in the cylinder head.

[0004] Nachteilig ist der erhöhte Platzbedarf für das zusätzliche, seitlich vom eigentlichen Saugraum angeordnete Leerlaufventil und dessen ebenfalls seitlich angeordneten Abhebefinger zu sehen. Wie beschrieben, wird in der Leerlaufphase das zu verdichtende Medium zwischen kolbenseitigen Verdichtungsraum und Saugraum im Zylinderkopf hin und her geschoben. Durch das Zurückschieben in den Saugraum und in die daran anschließende Saugleitung, kommt es in der Regel gerade bei langen Saugleitungen zu Pulsationen. Diese können zu unerwünschter Geräuschentwicklung und ungünstigen Druckverläufen im Zylinder führen, welche wiederum die Leerlaufleistung negativ beeinflussen können.A disadvantage is the increased space required for the additional, laterally arranged by the actual suction chamber idle valve and its also laterally arranged Abhebefinger to see. As described, in the idling phase, the medium to be compressed is pushed back and forth between the piston-side compression chamber and the suction chamber in the cylinder head. By pushing back into the suction chamber and the subsequent suction line, pulsations usually occur, especially with long suction lines. These can lead to unwanted noise and unfavorable pressure gradients in the cylinder, which in turn can negatively affect the idle power.

[0005] Aus der DE 3136948 A1 ist eine einstufige Verdichteranordnung mit einer Abhebeeinrichtung für die Ventilelemente des Druck- und Säugventils bekannt. Die Abhebeeinrichtung für das Ventilelement des Druckventils besteht aus einem oberhalb des Zylinderkopfs angeordneten Kolben, welcher bei Druckbeaufschlagung das Ventilelement des Druckventils inklusive den dazugehörigen Ventilfänger vom Ventilsitz abhebt. Eine andere Ausführungsvariante sieht vor, dass neben Ventilelement und Ventilfänger auch der Ventilsitz abgehoben wird, um während des Leerlaufs eine möglichst große Öffnung freizugeben. Das Anheben des Ventilelements erfolgt entweder über einen Mitnehmer der auf Ventilelement, Ventilfänger und gegebenenfallsFrom DE 3136948 A1 a single-stage compressor assembly with a lifting device for the valve elements of the pressure and mammal valve is known. The lifting device for the valve element of the pressure valve consists of a piston arranged above the cylinder head, which lifts off the valve element of the pressure valve including the associated valve catcher from the valve seat when pressure is applied. Another embodiment provides that in addition to valve element and valve catcher and the valve seat is lifted to release the largest possible opening during idling. The lifting of the valve element takes place either via a driver on the valve element, valve catcher and optionally

Ventilsitz gemeinsam zentral wirkt, oder über seitliche Mitnehmer, die das Ventilelement mit dem zentral angehobenen Ventilfänger verbinden. Gleichzeitig kann auch das Ventilelement des Säugventils offengehalten werden, wobei das Offenhalten der Ventilelemente über die bekannte Druckregelung mittels eines Governors erfolgt.Valve seat acts together centrally, or via side drivers, which connect the valve element with the centrally raised valve catcher. At the same time, the valve element of the mammal valve can be kept open, wherein the keeping open of the valve elements via the known pressure control by means of a governor.

[0006] Der Nachteil dieser Anordnung kann darin gesehen werden, dass Saug und Druckventil einer Verdichterstufe geöffnet sind und dass das Medium durch das geöffnete Saug- und Druckventil ein- und ausgeschoben wird. Das bereits erwähnte Problem der möglichen Pulsationen ist somit auch hier, sowohl für die Druckleitung als auch für die Saugleitung, gegeben. Weiters ist bei einstufigen Verdichtern zu beachten, dass es aufgrund der hohen Erwärmung im Lastbetrieb zu starken Verunreinigungen an der Druckseite, beispielsweise durch Verkokung von Öl, kommen kann. Diese Verunreinigungen gelangen somit bei geöffnetem Saug- und Druckventil während der Leerlaufphase in den Verdichtungsraum und tragen dort zu erhöhtem Verschleiß bei.The disadvantage of this arrangement can be seen that suction and pressure valve of a compressor stage are open and that the medium through the open suction and pressure valve is pushed in and out. The already mentioned problem of possible pulsations is thus also given here, both for the pressure line and for the suction line. Furthermore, in the case of single-stage compressors, it should be noted that heavy contamination on the pressure side, for example due to coking of oil, can occur due to the high temperature rise during load operation. These impurities thus reach with the suction and pressure valve open during the idling phase in the compression chamber and there contribute to increased wear.

[0007] Zur Realisierung einer Leerlaufregelung bei zweistufigen, beziehungsweise mehrstufigen, Verdichtern werden üblicherweise die beiden Zylinder der ersten und zweiten Stufe im Leerlauf über einen separaten Überströmkanal verbunden. Im Volllastbetrieb wird dieser Über-strömkanal in beiden Zylindern mit Absperrkolben oder Schiebelamellen verschlossen.To realize an idle control in two-stage, or multi-stage, compressors usually the two cylinders of the first and second stage are connected at idle via a separate overflow channel. In full load operation, this overflow channel is closed in both cylinders with shut-off pistons or sliding blades.

[0008] Daraus ergibt sich jedoch wiederum eine Reihe an Nachteilen, wie beispielsweise ein erhöhter Platzbedarf, da der separate Überströmkanal und die zugehörigen Absperrkolben oder Schiebelamellen im Bereich der Zylinder angeordnet werden müssen. Da aufgrund dieser Platzproblematik die Strömungsquerschnitte im Überströmkanal verhältnismäßig klein und dadurch die Strömungswiderstände hoch sind, ergibt sich eine unnötig hohe Leistungsaufnahme während der Leerlaufphase. Bei der Verwendung von Absperrkolben ist weiters die Vergrößerung des Schadraumes als nachteilig anzusehen.However, this in turn results in a number of disadvantages, such as an increased space requirement, since the separate overflow and the associated shut-off piston or sliding blades must be arranged in the region of the cylinder. Because of this space problem, the flow cross sections in the overflow are relatively small and thus the flow resistance is high, resulting in an unnecessarily high power consumption during the idle phase. When using shut-off piston further enlargement of the dead space is to be regarded as disadvantageous.

[0009] Es ist daher die Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, eine Leerlaufregelung und einen Zylinderkopf zur Umsetzung des Verfahrens für mehrstufige Kolbenverdichter mit verringertem Platzbedarf anzugeben, welcher die oben genannten Nachteile nicht aufweist.It is therefore an object of the subject invention to provide an idle control and a cylinder head for implementing the method for multi-stage piston compressor with reduced footprint, which does not have the disadvantages mentioned above.

[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass während der Leerlaufphase ein Druckventil einer ersten Verdichterstufe und ein Säugventil einer zweiten Verdichterstufe zwangsweise gleichzeitig offengehalten werden, die erste Verdichterstufe und die zweite Verdichterstufe durch einen dazwischenliegenden, gemeinsamen Raum verbunden werden und ein zu verdichtendes Medium zwischen der ersten Verdichterstufe und der zweiten Verdichterstufe durch den gemeinsamen Raum hin und hergeschoben wird.This object is achieved in that during the idle phase, a pressure valve of a first compressor stage and a mammalian valve of a second compressor stage are forcibly kept open at the same time, the first compressor stage and the second compressor stage are connected by an intermediate, common space and a medium to be compressed between the first compressor stage and the second compressor stage is pushed back and forth through the common space.

[0011] Dazu ist für eine Leerlaufregelung eine erste Abhebeeinrichtung zum zwangsweisen Öffnen des Druckventils und eine zweite Abhebeeinrichtung zum gleichzeitigen zwangsweisen Öffnen des Säugventil vorgesehen, wobei bei gleichzeitig geöffnetem Druckventil und Säugventil die erste Verdichterstufe über den gemeinsamen Raum mit der zweiten Verdichterstufe verbunden ist.For this purpose, a first lift-off device for forcibly opening the pressure valve and a second lifting device for simultaneous forced opening of the mammal valve is provided for an idle control, wherein at the same time open pressure valve and mammal valve, the first compressor stage is connected via the common space with the second compressor stage.

[0012] Diese Kombination der offengehaltenen Ventile führt dazu, dass während des Leerlaufes das zu verdichtende Medium zwischen den Zylindern der ersten und der zweiten Stufe über den Zylinderkopf hin- und hergeschoben wird. Ein zusätzlicher Überströmkanal und dazugehörige Absperrkolben oder Schiebelamellen entfallen vollständig, wodurch der notwendige Platzbedarf erheblich reduziert wird.This combination of the valves kept open causes the medium to be compressed between the cylinders of the first and the second stage is pushed back and forth over the cylinder head during idling. An additional overflow channel and associated shut-off piston or sliding slats are completely eliminated, which considerably reduces the space required.

[0013] Es ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass der gemeinsame Raum als Zwischenkühler ausgeführt ist. Dadurch wird das zu verdichtende Medium auch während der Leerlaufphase durch den Zwischenkühler bewegt. Eine etwaige, übermäßige Erwärmung des zu verdichtenden Mediums, durch das oftmalige Hin- und Herschieben während längerer Leerlaufphasen, wird dadurch wirkungsvoll vermieden.It is advantageously provided that the common space is designed as an intercooler. As a result, the medium to be compressed is also moved during the idling phase by the intercooler. A possible, excessive heating of the medium to be compacted, by the frequent back and forth during prolonged periods of idle, is thereby effectively avoided.

[0014] Vorteilhafter Weise ist der gemeinsame Raum durch die Druckkammer der ersten Verdichterstufe und die damit verbundene Saugkammer der zweiten Verdichterstufe gebildet. Dies erlaubt eine besonders kompakte Bauweise.Advantageously, the common space is formed by the pressure chamber of the first compressor stage and the associated suction chamber of the second compressor stage. This allows a particularly compact design.

[0015] In vorteilhafter Weise ist eine Abhebeeinrichtung in Form eines axial geführten, axial verschiebbaren Stufenkolbens ausgebildet. Die Ausführung als Stufenkolben erlaubt ein Betätigen der entsprechenden Abhebeeinrichtung mithilfe eines Steuerdrucks, wobei sich die Abhebeeinrichtung einfach und äußerst platzsparend im Zylinderkopf integrieren lassen, da kein aufgesetzter oder auch seitlich angeordneter Betätigungszylinder oder dergleichen notwendig ist.Advantageously, a lifting device in the form of an axially guided, axially displaceable stepped piston is formed. The design as a stepped piston allows actuation of the corresponding Abhebeeinrichtung using a control pressure, with the Abhebeeinrichtung can be easily and extremely space-saving integrated in the cylinder head, as no attached or laterally arranged actuating cylinder or the like is necessary.

[0016] In vorteilhafter Weise ist eine Abhebeeinrichtung in Form eines Abhebegreifers mit Greiferfüßen, welche unter ein Ventilelement greifen, ausgebildet ist. Unabhängig wo oder wie die Druckkammer der ersten Stufe angeordnet ist, lässt sich die Abhebeeinrichtung für das Ventilelement des Druckventils der ersten Stufe dadurch außerordentlich platzsparend anordnen.Advantageously, a lifting device in the form of a Abhebegreifers with gripper feet, which engage under a valve element is formed. Regardless of where or how the pressure chamber of the first stage is arranged, the Abhebeeinrichtung for the valve element of the pressure valve of the first stage can be arranged extremely space-saving.

[0017] In vorteilhafter Weise ist eine Abhebeeinrichtung in Form eines Abhebefingers, welcher auf ein Ventilelement drückt, ausgebildet. Analog zur Anordnung in der ersten Stufe, lässt sich die Abhebeeinrichtung für das Ventilelement des Säugventils der zweiten Stufe, unabhängig davon wo oder wie die Saugkammer der zweiten Stufe angeordnet ist, dadurch außerordentlich platzsparend anordnen.Advantageously, a lifting device in the form of a Abhebefingers, which presses on a valve member is formed. Analogous to the arrangement in the first stage, the lift-off device for the valve element of the second-stage mammal valve, regardless of where or how the second-stage suction chamber is arranged, can be arranged in an extremely space-saving manner.

[0018] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass eine Abhebeeinrichtung zugleich einen Ventilsitz für das Druckventil und/oder das Säugventil bildet. Im Zuge der Leerlaufregelung wird somit durch Betätigen der Abhebeeinrichtung ein größerer Querschnitt freigegeben, als wenn lediglich das Ventilelement selbst angehoben wird, wodurch sich die Leistungsaufnahme während der Leerlaufphase reduzieren lässt.A further advantageous embodiment provides that a lifting device at the same time forms a valve seat for the pressure valve and / or the mammal valve. In the course of idle control, a larger cross section is thus released by operating the Abhebeeinrichtung, as if only the valve element itself is raised, which can reduce the power consumption during the idling phase.

[0019] Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass ein Ventilfänger des Druckventils und/oder des Säugventils an einer Abhebeeinrichtung axial anliegend und mit dieser axial verschiebbar ausgebildet ist. Da dadurch der Ventilfänger beim Abheben des entsprechenden Ventilelements mitbewegt wird, wird der mögliche Abhebehub des Ventilelements durch die Lage des Ventilfängers nicht eingeschränkt.An advantageous embodiment provides that a valve catcher of the pressure valve and / or the mammal valve is formed axially adjacent to a lifting device and axially displaceable with this. Since thereby the valve catcher is moved when lifting the corresponding valve element, the possible Abhebehub the valve element is not limited by the position of the valve spring.

[0020] Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt [0021] Fig. 1 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Zylinderkopf während der Leerlauf phase, [0022] Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 im Lastbetrieb, [0023] Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie lll-lll in Fig. 1, [0024] Fig. 4 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Zylinderkopf mit Abhebeeinrich tung welche zugleich den Ventilsitz bildet, [0025] Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 4 während der Leerlaufphase.The subject invention will be explained in more detail with reference to Figures 1 to 5, which show by way of example, schematically and not limiting advantageous embodiments of the invention. 1 shows a section through the cylinder head according to the invention during the idling phase, [0022] FIG. 2 shows an enlarged detail from FIG. 1 during load operation, [0023] FIG. 3 shows a section along the line III-III in Fig. 1, Fig. 4 shows a section through a cylinder head according to the invention with Abhebeeinrich device which at the same time forms the valve seat, Fig. 5 is an enlarged detail of Fig. 4 during the idling phase.

[0026] Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Zylinderkopf 1 für einen zweistufigen Kolbenverdichter in beispielhafter, zweiteiliger Ausführung mit einem Zylinderkopfoberteil 2 und einem axial daran anliegenden Zylinderkopfunterteil 3. Die erste Verdichterstufe 6 weist beispielhaft eine innenliegende Saugkammer 7 und außenliegende Druckkammer 12 in konzentrischer Anordnung, die zweite Verdichterstufe 14 eine außenliegende Saugkammer 13 und eine innenliegende Druckkammer 18, ebenfalls in konzentrischer Anordnung, auf. Ebenso können die Saugkammern 7, 13 und die Druckkammern 12, 18 der ersten Verdichterstufe 6 und der zweiten Verdichterstufe 14 in ihrer Lage vertauscht sein, beziehungsweise von einer konzentrischen Anordnung abgesehen werden.1 shows a cylinder head 1 according to the invention for a two-stage piston compressor in exemplary, two-part design with a cylinder head shell 2 and an axially adjacent cylinder head part 3. The first compressor stage 6, for example, an inner suction chamber 7 and outer pressure chamber 12 in a concentric arrangement, the second compressor stage 14 an outer suction chamber 13 and an inner pressure chamber 18, also in concentric arrangement, on. Likewise, the suction chambers 7, 13 and the pressure chambers 12, 18 of the first compressor stage 6 and the second compressor stage 14 may be reversed in position, or be apart from a concentric arrangement.

[0027] I m Zylinderkopfoberteil 2 befinden sich, wie üblich, eine Ansaugöffnung 4 und eine Drucköffnung 5, über welche zu verdichtendes Medium vom Kolbenverdichter angesaugt, beziehungsweise bereits verdichtetes Medium vom Kolbenverdichter abgeführt wird.In the cylinder head upper part 2 are, as usual, a suction port 4 and a pressure port 5, is sucked via which medium to be compressed from the piston compressor, or already compressed medium is discharged from the piston compressor.

[0028] Über die Ansaugöffnung 4 wird das zu verdichtende Medium, infolge der Abwärtsbewegung eines nicht dargestellten ersten Kolbens des Kolbenverdichters über die Saugkammer 7 der ersten Verdichterstufe 6 in den Zylinder 9 der ersten Verdichterstufe 6 gesaugt, wobei das schematisch dargestellte Säugventil 47 der ersten Verdichterstufe 6 welches unterhalb der zugehörigen Saugventilöffnungen 8 liegt, geöffnet ist. Infolge der Aufwärtsbewegung des erwähnten ersten Kolbens wird das schematisch dargestellte Säugventil 47 der ersten Verdichterstufe 6 geschlossen und das Ventilelement 11 des Druckventils 37 der ersten Verdichterstufe 6 durch den aufgebauten Druck entgegen der Kraft einer Wellenfeder 19 geöffnet. Die Verwendung einer Wellenfeder 19 ist dabei nur beispielhaft. Auch die Verwendung anderer Elemente, welche zur Erzeugung einer entsprechenden Gegenkraft geeignet wären, ist denkbar.Through the suction port 4, the medium to be compressed, sucked as a result of the downward movement of a piston, not shown, of the piston compressor via the suction chamber 7 of the first compressor stage 6 in the cylinder 9 of the first compressor stage 6, wherein the schematically illustrated mammal valve 47 of the first compressor stage 6 which is located below the associated Saugventilöffnungen 8, is open. As a result of the upward movement of said first piston, the schematically illustrated mammalian valve 47 of the first compressor stage 6 is closed and the valve element 11 of the pressure valve 37 of the first compressor stage 6 is opened by the built-up pressure against the force of a wave spring 19. The use of a wave spring 19 is only an example. The use of other elements which would be suitable for generating a corresponding counterforce, is conceivable.

[0029] Über die Druckventilöffnungen 10 der ersten Verdichterstufe 6 und das geöffnete Ventilelement 11 des Druckventils 37 der ersten Verdichterstufe 6 gelangt das zu verdichtende Medium in die zugehörige Druckkammer 12.Via the pressure valve openings 10 of the first compressor stage 6 and the opened valve element 11 of the pressure valve 37 of the first compressor stage 6, the medium to be compressed enters the associated pressure chamber 12.

[0030] Durch die Aufwärtsbewegung des nicht dargestellten ersten Kolbens, dem damit verbundenen Ausschieben des zu verdichtenden Mediums und der gleichzeitigen Abwärtsbewegung des, der zweiten Verdichterstufe 14 zugehörigen, ebenfalls nicht dargestellten zweiten Kolbens und dem damit verbundenen Ansaugen, wird das zu verdichtende Medium von der ersten Verdichterstufe 6 in die zweiten Verdichterstufe 14 des Kolbenverdichters gefördert. Dabei bewegt sich das zu verdichtende Medium von der Druckkammer 12 der ersten Verdichterstufe 6, in die Saugkammer 13 der zweiten Verdichterstufe 14 und weiter in den Zylinder 15 der zweiten Verdichterstufe 14. Dabei passiert das zu verdichtende Medium das Ventilelement 16 des Säugventils 38 der zweiten Verdichterstufe 14, welches durch den sich bildenden Differenzdruck des sich abwärts bewegenden, nicht dargestellten zweiten Kolbens entgegen der Kraft einer Wellenfeder 49 geöffnet wird. Wiederum ist, wie auch beim Druckventil 37 der ersten Verdichterstufe 6, die Verwendung einer Wellenfeder 49 dabei nur beispielhaft.By the upward movement of the first piston, not shown, the associated expulsion of the medium to be compressed and the simultaneous downward movement of, the second compressor stage 14 associated, also not shown second piston and the associated suction, the medium to be compressed by the first compressor stage 6 promoted in the second compressor stage 14 of the reciprocating compressor. In this case, the medium to be compressed moves from the pressure chamber 12 of the first compressor stage 6, into the suction chamber 13 of the second compressor stage 14 and further into the cylinder 15 of the second compressor stage 14. The medium to be compressed passes through the valve element 16 of the mammal valve 38 of the second compressor stage 14, which is opened by the forming differential pressure of the downwardly moving, not shown second piston against the force of a wave spring 49. Again, as with the pressure valve 37 of the first compressor stage 6, the use of a wave spring 49 is only an example.

[0031] Auf dem Weg zwischen der ersten Verdichterstufe 6 in die zweiten Verdichterstufe 14 wird das bereits einstufig verdichtete Medium durch einen gemeinsamen Raum 36 geleitet. Der gemeinsame Raum 36 ist dabei durch die Druckkammer 12 der ersten Verdichterstufe 6 und die damit verbundene Saugkammer 13 der zweiten Verdichterstufe 14 gebildet.On the way between the first compressor stage 6 in the second compressor stage 14, the already single-stage compressed medium is passed through a common space 36. The common space 36 is formed by the pressure chamber 12 of the first compressor stage 6 and the associated suction chamber 13 of the second compressor stage 14.

[0032] I m Zuge der Aufwärtsbewegung des zweiten Kolbens des Kolbenverdichters wird das Ventilelement 16 des Säugventils 38 der zweiten Verdichterstufe 14 geschlossen, das schematisch dargestellte Druckventil 48 der zweiten Verdichterstufe 14 geöffnet und das zu verdichtende Medium über die Druckventilöffnungen 17 in die Druckkammer 18 der zweiten Verdichterstufe 14 ausgeschoben. Das zweifach verdichtete Medium verlässt anschließend den Kolbenverdichter über die Drucköffnung 5 im Zylinderkopfoberteil 2.In the course of the upward movement of the second piston of the reciprocating compressor, the valve element 16 of the mammal valve 38 of the second compressor stage 14 is closed, the schematically illustrated pressure valve 48 of the second compressor stage 14 is opened and the medium to be compressed via the pressure valve openings 17 into the pressure chamber 18 of second compressor stage 14 is ejected. The doubly compressed medium then leaves the reciprocating compressor via the pressure opening 5 in the cylinder head upper part 2.

[0033] Der beschriebene Vorgang entspricht dem zweifachen Verdichten im üblichen Lastbetrieb.The process described corresponds to the double compression in the usual load operation.

[0034] Für eine Leerlaufregelung ist eine erste Abhebeeinrichtung 20 zum zwangsweisen Öffnen des Druckventils 37 und eine zweite Abhebeeinrichtung 21 zum gleichzeitigen zwangsweisen Öffnen des Säugventil 38 vorgesehen, welche nachfolgend näher beschrieben werden. Die Abhebeeinrichtungen 20 und 21 sind in der, in Figur 1 dargestellten, beispielhaften Ausführung als Abhebegreifer für das Ventilelement 11 des Druckventils 37 der ersten Verdichterstufe 6 und als Abhebefinger für das Ventilelement 16 des Säugventils 38 der zweiten Verdichterstufe 14 ausgeführt. Je nach Anordnung der Druckkammern 12, 18 und Saugkammern 7, 13 der Verdichterstufen 6, 14 sind selbstverständlich auch andere Kombinationen der Abhebeeinrichtungen möglich, wobei vorzugsweise eine möglichst platzsparende Kombination angestrebt wird.For idle control, a first lift-off device 20 is provided for forcibly opening the pressure valve 37 and a second lift-off device 21 for simultaneously forcibly opening the mammalian valve 38, which will be described in more detail below. The lift-off devices 20 and 21 are embodied in the exemplary embodiment shown in FIG. 1 as a lift-off gripper for the valve element 11 of the pressure valve 37 of the first compressor stage 6 and as lift-off finger for the valve element 16 of the mammal valve 38 of the second compressor stage 14. Depending on the arrangement of the pressure chambers 12, 18 and suction chambers 7, 13 of the compressor stages 6, 14, of course, other combinations of Abhebeeinrichtungen are possible, preferably a space-saving combination is desirable.

[0035] Die dargestellten Ventile sind beispielhaft und nicht einschränkend mit konzentrischen Ventilelementen dargestellt. Selbstverständlich sind auch andere Bauformen, wie beispielsweise Lamellenventile, nebeneinander angeordnete Ventile oder dergleichen denkbar.The illustrated valves are shown by way of example and not limitation with concentric valve elements. Of course, other designs, such as multi-valve valves, juxtaposed valves or the like are conceivable.

[0036] Figur 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1, wobei der Bereich des Ventilelements 11 des Druckventils 37 der ersten Verdichterstufe 6 während des Lastbetriebs darge stellt ist. Wird als erste Abhebeeinrichtung 20 ein Abhebegreifer vorgesehen, ist dieser beispielsweise mit Greiferfüßen 23, welche unterhalb des Ventilelements 11 angeordnet sind, ausgeführt. Die Greiferfüße 23, welche das Ventilelement 11 während des Leerlaufs abheben, sind in entsprechenden Taschen 24 im Zylinderkopfunterteil 3, versenkt angeordnet.Figure 2 shows an enlarged detail of Figure 1, wherein the region of the valve element 11 of the pressure valve 37 of the first compressor stage 6 during the load operation is Darge presents. If a lift-off gripper is provided as first lift-off device 20, this is configured, for example, with gripper feet 23, which are arranged below the valve element 11. The gripper feet 23, which lift the valve element 11 during idling, are recessed in corresponding pockets 24 in the cylinder head lower part 3.

[0037] Wie erkennbar, ist dadurch im Normalbetrieb ein vollflächiges Aufliegen des Ventilelements 11 des Druckventils 37 auf seinem Ventilsitz 25 gewährleistet.As can be seen, thereby a full-surface contact of the valve element 11 of the pressure valve 37 is ensured on its valve seat 25 in normal operation.

[0038] In Figur 1 ist weiters erkennbar, dass die Abhebeeinrichtungen 20, 21 durch Federn 22 und 35 in ihrer Ruhelage, in welcher sie die Funktion des entsprechenden Ventils nicht beeinflussen, gehalten werden. Wiederum ist die Verwendung anderer Elemente, welche zur Erzeugung einer entsprechenden Gegenkraft geeignet wären, denkbar.In Figure 1 is further recognizable that the lifting devices 20, 21 by springs 22 and 35 in its rest position, in which they do not affect the function of the corresponding valve, are held. Again, the use of other elements which would be suitable for generating a corresponding counter-force, conceivable.

[0039] I m Zuge der Leerlaufphase, wird mittels der ersten Abhebeeinrichtung 20 das Ventilelement 11 des Druckventils 37 der ersten Verdichterstufe 6 von seinem Ventilsitz 25 zwangsweise abgehoben. Die erste Abhebeeinrichtung 20 wird durch Anlegen eines Steuerdrucks, welcher über die Zuführleitung 27 zugeführt wird, betätigt. Die Zuführleitung 27 mündet dazu in jenen Bereich der ersten Abhebeeinrichtung 20, in welchem sie als axial geführter, axial verschiebbarer Stufenkolben 28 ausgebildet ist. Dabei bewegt sich bei Druckbeaufschlagung die erste Abhebeeinrichtung 20, entgegen der Federkraft der Federn 22 in der Weise, dass er das Ventilelement 11 des Druckventils 37 der ersten Verdichterstufe 6 von seinem Ventilsitz 25 abhebt.In the course of the idling phase, the valve element 11 of the pressure valve 37 of the first compressor stage 6 is forcibly lifted from its valve seat 25 by means of the first lifting device 20. The first lift-off device 20 is actuated by applying a control pressure, which is supplied via the supply line 27. The supply line 27 opens into that region of the first lifting device 20, in which it is designed as axially guided, axially displaceable stepped piston 28. When pressure is applied, the first lifting device 20 moves counter to the spring force of the springs 22 in such a manner that it lifts the valve element 11 of the pressure valve 37 of the first compressor stage 6 away from its valve seat 25.

[0040] In gleicherweise wird eine zweite Abhebeeinrichtung 21, welche im dargestellten, beispielhaften Fall als Abhebefinger, welcher auf das Ventilelement 16 des Säugventils 38 der zweiten Verdichterstufe 14 drückt, dazu genutzt, während der Leerlaufphase das Ventilelement 16 des Säugventils 38 der zweiten Verdichterstufe 14 von seinem Ventilsitz 26 abzuheben. Wiederum mündet eine Zuführleitung 33 für ein Steuermedium in jenen Bereich der zweiten Abhebeeinrichtung 21, in welchem er als axial geführter, axial verschiebbarer Stufenkolben 34 ausgebildet ist. Analog zur ersten Abhebeeinrichtung 20 der ersten Verdichterstufe 6, wird die zweite Abhebeeinrichtung 21 der zweiten Verdichterstufe 14 durch Anlegen des Steuerdrucks entgegen der Federkraft der Federn 35 bewegt und hebt somit das Ventilelement 16 von seinem Ventilsitz 26 ab.Similarly, a second lifting device 21, which in the illustrated exemplary case as Abhebefinger which presses on the valve element 16 of the mammal valve 38 of the second compressor stage 14, used during the idle phase, the valve element 16 of the mammal valve 38 of the second compressor stage fourteenth to withdraw from his valve seat 26. In turn, a feed line 33 for a control medium opens into that region of the second lifting device 21, in which it is designed as an axially guided, axially displaceable stepped piston 34. Analogous to the first lifting device 20 of the first compressor stage 6, the second lifting device 21 of the second compressor stage 14 is moved by applying the control pressure against the spring force of the springs 35 and thus lifts the valve element 16 from its valve seat 26.

[0041] Der Stufenkolben 28 wird dadurch gebildet, dass die erste Abhebeeinrichtung 20 an zwei zueinander stufenförmig versetzten Führungsflächen 39 und 40 axial geführt wird, sodass durch den Versatz der Führungsflächen 39 und 40 ein Raum 41 ausgebildet wird, welcher es erlaubt, über eine Druckleitung 27 mittels eines Steuermediums einen Steuerdruck am Stufenkolben 28 anzulegen. Selbiges gilt für die zweite Abhebeeinrichtung 21 und den entsprechenden Stufenkolben 34, welcher über die zueinander stufenförmig versetzten Führungsflächen 42 und 43 axial geführt wird und über den gebildeten Raum 44 und die Druckleitung 33 mit einem Steuerdruck beaufschlagt wird. Die Abdichtung der Abhebeeinrichtungen 20, 21 gegenüber der Führungsflächen 39, 40, 42, 43 erfolgt über entsprechende Dichtelemente 45 wie beispielsweise O-Ringe.The stepped piston 28 is formed by the fact that the first lift-off device 20 is axially guided on two guide surfaces 39 and 40 which are staggered in steps, so that a space 41 is formed by the displacement of the guide surfaces 39 and 40, which permits a pressure line 27 to create a control pressure on the stepped piston 28 by means of a control medium. The same applies to the second lift-off device 21 and the corresponding stepped piston 34, which is axially guided via the guide surfaces 42 and 43, which are staggered in a stepped manner, and a control pressure is applied via the formed space 44 and the pressure line 33. The sealing of the lifting devices 20, 21 with respect to the guide surfaces 39, 40, 42, 43 via corresponding sealing elements 45 such as O-rings.

[0042] Beide Abhebeeinrichtungen 20 und 21 werden gleichzeitig über die Zuführleitungen 27 und 33 mit einem Steuerdruck beaufschlagt. Auf diese Weise wird während der Leerlaufphase das Druckventil 37 der ersten Verdichterstufe 6 und das Säugventil 38 der zweiten Verdichterstufe 14 zwangsweise gleichzeitig offengehalten. Dabei wird ein zu verdichtendes Medium zwischen der ersten Verdichterstufe 6 und der zweiten Verdichterstufe 14 durch den gemeinsamen Raum 36, welcher die erste Verdichterstufe 6 mit der zweiten Verdichterstufe 14 verbindet, hin- und hergeschoben.Both lifting devices 20 and 21 are simultaneously acted upon by the supply lines 27 and 33 with a control pressure. In this way, during the idling phase, the pressure valve 37 of the first compressor stage 6 and the mammal valve 38 of the second compressor stage 14 are forcibly kept open at the same time. In this case, a medium to be compressed between the first compressor stage 6 and the second compressor stage 14 by the common space 36, which connects the first compressor stage 6 with the second compressor stage 14, pushed back and forth.

[0043] Die Reihenfolge der tatsächlichen Aktivierung ist beispielsweise von der Druckangriffsfläche am jeweiligen Stufenkolben 28 und 34 und der rückstellenden Federkraft der Federn 22 und 35 abhängig. Auch das Anlegen verschiedener Steuerdrücke an den Zuführleitungen 27 und 33 wäre denkbar, wobei die unterschiedlichen Steuerdrücke dabei als Steuergrößen für die Aktivierung der Abhebeeinrichtungen 20 und 21 genutzt werden könnten.The order of actual activation is dependent, for example, on the pressure application surface on the respective stepped piston 28 and 34 and the restoring spring force of the springs 22 and 35. The application of different control pressures to the supply lines 27 and 33 would be conceivable, the different control pressures could be used as control variables for the activation of the lifting devices 20 and 21.

[0044] Je nachdem ob zuerst die erste Verdichterstufe 6, oder die zweite Verdichterstufe 14 inDepending on whether first the first compressor stage 6, or the second compressor stage 14 in

Leerlauf schaltet, können sich kurzfristig die Verdichtungsverhältnisse ändern. Grundsätzlich ergeben sich daraus jedoch, für die Leerlaufregelung keine Nachteile. Selbstverständlich ist auch eine separate Ansteuerung der beiden Abhebeeinrichtungen 20 und 21 möglich, um ein gezieltes, zueinander zeitlich versetztes Aktivieren der beiden Abhebeeinrichtungen 20 und 21 zu ermöglichen.Idle, the compression ratios may change at short notice. Basically, however, there are no disadvantages for the idle control. Of course, a separate control of the two Abhebeeinrichtungen 20 and 21 is possible to allow a targeted, mutually temporally offset activation of the two Abhebeeinrichtungen 20 and 21.

[0045] Für eine an der Drucköffnung 5 des Zylinderkopfoberteils 2 angeschlossene Druckleitung bestehen in der Leerlaufphase die Möglichkeiten, dass diese entlüftet wird oder unter Druck bleibt.For a connected to the pressure port 5 of the cylinder head shell 2 pressure line in the idle phase, the possibilities that this is vented or remains under pressure.

[0046] Wird die Druckleitung entlüftet, wird der Großteil des zu verdichtenden Mediums, infolge der gegengleich auf- und abwärts bewegten, nicht weiter dargestellten, Kolben, über das abgehobene Ventilelement 16 des Säugventils 38 der zweiten Verdichterstufe 14 durch den gemeinsamen Raum 36 und das abgehobene Ventilelement 11 des Druckventils 37 der ersten Verdichterstufe 6 in den Zylinder 9 der ersten Verdichterstufe 6 zurückgeschoben. Ein kleiner Teil des zu verdichtenden Mediums wird über das schematisch dargestellte Druckventil 48 der zweiten Verdichterstufe 14 über die Drucköffnung 5 des Zylinderkopfoberteils 2 ausgeschoben. Die Menge des zu verdichtenden Mediums, die über das schematisch dargestellte Druckventil 48 der zweiten Verdichterstufe 14 ausgeschoben wird, muss über das schematisch dargestellte Säugventil 47 der ersten Verdichterstufe 6 wieder angesaugt werden. Das schematisch dargestellte Druckventil 48 der zweiten Verdichterstufe 14 und das schematisch dargestellte Säugventil 47 der ersten Verdichterstufe 6 arbeiten daher in der Leerlaufphase wie auch im Lastbetrieb, jedoch mit wesentlich geringerem Durchsatz. In Folge des geringeren Durchsatzes werden die bereits erwähnten Pulsationen und die damit verbundene mögliche Geräuschentwicklung in der, an den Zylinderkopf angeschlossenen, Saugleitung erheblich reduziert.If the pressure line vented, the majority of the medium to be compressed, as a result of the same up and down moving, not shown, piston, via the lifted valve element 16 of the mammal valve 38 of the second compressor stage 14 through the common space 36 and the lifted valve element 11 of the pressure valve 37 of the first compressor stage 6 is pushed back into the cylinder 9 of the first compressor stage 6. A small part of the medium to be compressed is pushed out via the schematically illustrated pressure valve 48 of the second compressor stage 14 via the pressure opening 5 of the cylinder head upper part 2. The amount of medium to be compressed, which is pushed out via the schematically illustrated pressure valve 48 of the second compressor stage 14, must be sucked in again via the schematically illustrated mammal valve 47 of the first compressor stage 6. The schematically illustrated pressure valve 48 of the second compressor stage 14 and the schematically illustrated mammalian valve 47 of the first compressor stage 6 therefore operate in the idling phase as well as in load operation, but with much lower throughput. As a result of the lower throughput, the already mentioned pulsations and the associated possible noise development in the, connected to the cylinder head, suction line are significantly reduced.

[0047] Bleibt die Druckleitung unter Druck, wird nur solange Medium über das schematisch dargestellte Säugventil 47 der ersten Verdichterstufe 6 angesaugt, bis der Druck im Zylinder der ersten Verdichterstufe 6 nicht mehr unter Umgebungsdruck sinkt. In weiterer Folge bleibt während des Leerlaufbetriebs das schematisch dargestellte Säugventil 47 der ersten Verdichterstufe 6 geschlossen. Dadurch, dass der Kolbenverdichter durch das geschlossene, schematisch dargestellte Säugventil 47 der ersten Verdichterstufe 6 in der Leerlaufphase von der Saugleitung entkoppelt ist, stellt sich in diesem Fall auch das bereits angesprochene Problem der möglichen Pulsationen und der damit verbundenen Geräuschentwicklung in der, an den Zylinderkopf angeschlossenen, Saugleitung nicht.If the pressure line remains under pressure, medium is drawn in via the schematically represented mammal valve 47 of the first compressor stage 6 only until the pressure in the cylinder of the first compressor stage 6 no longer drops below ambient pressure. Subsequently, during idling operation, the schematically illustrated mammal valve 47 of the first compressor stage 6 remains closed. Characterized in that the piston compressor is decoupled by the closed, schematically illustrated mammalian valve 47 of the first compressor stage 6 in the idling phase of the suction line, in this case, the already mentioned problem of possible pulsations and the associated noise in the, turns to the cylinder head connected, suction line not.

[0048] Sowohl in Figur 1 als auch in Figur 2 ist eine Variante dargestellt, bei welcher die erste Abhebeeinrichtung 20 über eine Schulter 29 verfügt, auf welcher ein Ventilfänger 30 axial aufliegt.Both in Figure 1 and in Figure 2, a variant is shown, in which the first lifting device 20 has a shoulder 29 on which a valve catcher 30 rests axially.

[0049] Der Ventilfänger 30 des Druckventils 37 ist somit an der Abhebeeinrichtung 20 axial anliegend und mit dieser axial verschiebbar ausgebildet, wobei selbiges auch für den Ventilfänger 31 des Säugventils 38 denkbar ist.The valve catcher 30 of the pressure valve 37 is thus formed on the Abhebeeinrichtung 20 axially adjacent and axially displaceable with this, the selbiges also for the valve catcher 31 of the mammal valve 38 is conceivable.

[0050] Dies erlaubt es, dass in der Leerlaufphase das Ventilelement 11 des Druckventils 37 inklusive dazugehörigen Ventilfänger 30 abgehoben wird. Dadurch wird der mögliche Abhebehub des Ventilelements 11 des Druckventils 37 durch die Lage des Ventilfängers 30 nicht eingeschränkt. Der Ventilfänger 30 könnte ebenso am Zylinderkopfunterteil 3 befestigt werden, wobei der maximale Abhebeweg der ersten Abhebeeinrichtung 20 dann dem Ventilhub entsprechen würde.This allows that in the idle phase, the valve element 11 of the pressure valve 37 including associated valve catcher 30 is lifted. As a result, the possible lift-off stroke of the valve element 11 of the pressure valve 37 is not restricted by the position of the valve catch 30. The valve catcher 30 could also be attached to the cylinder head lower part 3, wherein the maximum Abhebeweg the first lift-off device 20 would then correspond to the valve lift.

[0051] Figur 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie lll-lll in Figur 1. Im Bereich des gemeinsamen Raums 36 sind beispielhaft Kanäle 32 angeordnet, welche mit Kühlmedium durchströmt werden. In der beispielhaften Ausführung ist der durch die Druckkammer 12 der ersten Verdichterstufe 6 und der Saugkammer 13 der zweiten Verdichterstufe 14 gebildete, gemeinsame Raum 36 daher beispielsweise als aktiver Zwischenkühler ausgeführt. Auch ohne dem Vorhandensein der Kanäle 32 und der Nutzung eines aktiven Kühlmediums, wird dem zu verdichtenden Medium im Bereich des gemeinsamen Raums 36, in passiver Weise, Wärme über dessenFigure 3 shows a section along the line III-III in Figure 1. In the region of the common space 36 channels 32 are arranged by way of example, which are flowed through by cooling medium. In the exemplary embodiment, the common space 36 formed by the pressure chamber 12 of the first compressor stage 6 and the suction chamber 13 of the second compressor stage 14 is therefore designed, for example, as an active intercooler. Even without the presence of the channels 32 and the use of an active cooling medium, the medium to be compressed in the region of the common space 36, in a passive manner, heat over the

Oberfläche entzogen. Wird das, nach dem Verlassen der ersten Verdichterstufe 6 bereits einstufig verdichtete Medium auf dem Weg in die zweiten Verdichterstufe 14 durch den gemeinsamen Raum 36 geleitet, wird daher die Temperatur des verdichteten Mediums entsprechend verringert.Surface deprived. If, after leaving the first compressor stage 6, medium already compressed in one stage is passed through the common space 36 on the way into the second compressor stage 14, the temperature of the compressed medium is accordingly reduced accordingly.

[0052] Figur 4 zeigt analog zu Figur 1 den erfindungsgemäßen Zylinderkopf 1 für zweistufige Kolbenverdichter, jedoch im Lastbetrieb. Weiters ist die erste Abhebeeinrichtung 20 so ausgeführt, dass sie zugleich den Ventilsitz 25 des Ventilelements 11 des Druckventils 37 der ersten Verdichterstufe 6 bildet. Analog dazu ist auch eine nicht dargestellte Ausführungsvariante denkbar, bei welcher die zweite Abhebeeinrichtung 21 so ausgeführt ist, dass sie zugleich den Ventilsitz 26 des Ventilelements 16 des Säugventils 38 der zweiten Verdichterstufe 14 bildet.FIG. 4 shows, analogously to FIG. 1, the cylinder head 1 according to the invention for two-stage reciprocating compressors, but under load operation. Furthermore, the first lifting device 20 is designed so that it also forms the valve seat 25 of the valve element 11 of the pressure valve 37 of the first compressor stage 6. Similarly, an embodiment not shown is conceivable in which the second lifting device 21 is designed so that it also forms the valve seat 26 of the valve element 16 of the mammal valve 38 of the second compressor stage 14.

[0053] Wird im Zuge der Leerlaufregelung die erste Abhebeeinrichtung 20 betätigt, wird daher das Druckventil 37 geöffnet, in dem das Ventilelement 11 des Druckventils 37 inklusive Ventilsitz 25 angehoben wird. Wie auch in den Figuren 1 und 2 ist auch in Figur 4 die erste Abhebeeinrichtung 20 in jener Variante dargestellt, bei welcher sie über eine Schulter 29 verfügt, auf welcher der Ventilfänger 30 axial aufliegt.If the first lift-off device 20 is actuated in the course of idle control, therefore, the pressure valve 37 is opened, in which the valve element 11 of the pressure valve 37 including valve seat 25 is raised. As in FIGS. 1 and 2, FIG. 4 also shows the first lifting device 20 in that variant in which it has a shoulder 29 on which the valve catcher 30 rests axially.

[0054] Figur 5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 4, wobei der Bereich des Ventilelements 11 des Druckventils 37 der ersten Verdichterstufe 6 und des Säugventils 38 der zweiten Verdichterstufe 14 während der Leerlaufphase dargestellt ist.Figure 5 shows an enlarged detail of Figure 4, wherein the region of the valve element 11 of the pressure valve 37 of the first compressor stage 6 and the mammal valve 38 of the second compressor stage 14 is shown during the idle phase.

[0055] Wie auch bei Figur 1 erläutert, wirkt der Steuerdruck in jenem Bereich der Abhebeeinrichtungen 20, 21 in welchem sie als Stufenkolben 28, 34 ausgebildet sind, wobei das Anlegen des Steuerdrucks über die Zuführleitungen 27, 33 erfolgt.As also explained in FIG. 1, the control pressure acts in that region of the lift-off devices 20, 21 in which they are designed as stepped pistons 28, 34, the control pressure being applied via the supply lines 27, 33.

[0056] Durch das Anlegen des Steuerdrucks über die Zuführleitung 27, bewegt sich die erste Abhebeeinrichtung 20, entgegen der Federkraft der Federn 22 in der Weise, dass sie Ventilsitz 25 inklusive Ventilelement 11 und Ventilfänger 30 des Druckventils 37 der ersten Verdichterstufe 6 abhebt, um das Druckventil 37 der ersten Verdichterstufe zu öffnen.By applying the control pressure via the supply line 27, the first lifting device 20, against the spring force of the springs 22 moves in such a way that it valve seat 25 including valve element 11 and valve catcher 30 of the pressure valve 37 of the first compressor stage 6 lifts to open the pressure valve 37 of the first compressor stage.

[0057] Analog dazu wird über die Zuführleitung 33 ebenfalls der Steuerdruck angelegt, wodurch die Abhebeeinrichtung 21 das Ventilelement 16 des Säugventils 38 der zweiten Verdichterstufe 14, entgegen der Federkraft der Wellenfeder 49 gegen den Ventilfänger 31 drückt, um das Säugventil 38 der zweiten Verdichterstufe 14 zu öffnen.Similarly, the control pressure is applied via the supply line 33, whereby the Abhebeeinrichtung 21, the valve element 16 of the mammal valve 38 of the second compressor stage 14, against the spring force of the wave spring 49 presses against the valve catch 31 to the mammal valve 38 of the second compressor stage fourteenth to open.

[0058] Wie zu erkennen ist, ist der Ventilfänger 31 des Säugventils 38 der zweiten Verdichterstufe 14 in Form eines Absatzes in der Gehäusewand 46, welche den Zylinder 15 der zweiten Verdichterstufe 14 begrenzt, ausgeführt. Analog zum Druckventil 37 der ersten Verdichterstufe 6 ist auch für das Säugventil 38 der zweiten Verdichterstufe 14 ein beweglicher Ventilfänger 31, welcher an der Abhebeeinrichtung 21 axial anliegend und mit dieser axial verschiebbar ausgebildet ist, denkbar.As can be seen, the valve catcher 31 of the mammal valve 38 of the second compressor stage 14 in the form of a shoulder in the housing wall 46 which defines the cylinder 15 of the second compressor stage 14 is executed. Analogous to the pressure valve 37 of the first compressor stage 6 is also for the mammal valve 38 of the second compressor stage 14, a movable valve catch 31, which is formed on the Abhebeeinrichtung 21 axially fitting and axially displaceable with this, conceivable.

[0059] Eine Kombination aus abgehobenem Ventilelement 11 des Druckventils 37 der ersten Verdichterstufe 6 und abgehobenem Ventilelement 16 des Säugventils 38 der zweiten Verdichterstufe 14 während des Leerlaufes führt dazu, dass das zu verdichtende Medium zwischen den Zylindern 9 und 15 der ersten und der zweiten Verdichterstufe 6 und 14 hin- und hergeschoben und dabei durch den Zylinderkopf 1 bewegt wird.A combination of raised valve element 11 of the pressure valve 37 of the first compressor stage 6 and lifted valve element 16 of the mammal valve 38 of the second compressor stage 14 during idling causes the medium to be compressed between the cylinders 9 and 15 of the first and the second compressor stage 6 and 14 pushed back and forth while being moved through the cylinder head 1.

[0060] Dadurch, dass das zu verdichtendes Medium nicht nur durch den Kolben der ersten Verdichterstufe 6 zurückgesaugt, sondern auch durch den sich aufwärts bewegenden Kolben der zweiten Verdichterstufe 14 in die ersten Verdichterstufe 6 zurückgeschoben wird, entsteht nur eine sehr geringe Druckdifferenz, wodurch der Ölwurf, also der Öltransfer aus dem nicht dargestellten Kurbelkasten in den Zylinder 9 der ersten Verdichterstufe 6, stark reduziert wird. Selbiges gilt natürlich auch für den Zylinder 15 der zweiten Verdichterstufe 14.Characterized in that the medium to be compressed not only sucked back by the piston of the first compressor stage 6, but is also pushed back by the upwardly moving piston of the second compressor stage 14 in the first compressor stage 6, only a very small pressure difference, whereby the Oil throw, so the oil transfer from the crankcase, not shown in the cylinder 9 of the first compressor stage 6, is greatly reduced. The same naturally also applies to the cylinder 15 of the second compressor stage 14.

Claims (9)

Patentansprüche 1. Verfahren zur Leerlaufregelung eines mehrstufigen Kolbenverdichters, dadurch gekennzeichnet, dass während der Leerlaufphase ein Druckventil (37) einer ersten Verdichterstufe (6) und ein Säugventil (38) einer zweiten Verdichterstufe (14) zwangsweise gleichzeitig offengehalten werden, die erste Verdichterstufe (6) und die zweite Verdichterstufe (14) durch einen dazwischenliegenden, gemeinsamen Raum (36) verbunden werden und ein zu verdichtendes Medium zwischen der ersten Verdichterstufe (6) und der zweiten Verdichterstufe (14) durch den gemeinsamen Raum (36) hin- und hergeschoben wird.1. A method for idle control of a multi-stage reciprocating compressor, characterized in that during the idle phase, a pressure valve (37) of a first compressor stage (6) and a mammalian valve (38) of a second compressor stage (14) are forcibly kept open at the same time, the first compressor stage (6 ) and the second compressor stage (14) are connected by an intermediate common space (36) and a medium to be compressed is pushed back and forth between the first compressor stage (6) and the second compressor stage (14) through the common space (36) , 2. Zylinderkopf (1) für einen mehrstufigen Kolbenverdichter mit einer ersten Verdichterstufe (6), die ein Druckventil (37) beinhaltet, und einer zweiten Verdichterstufe (14), die ein Säugventil (38) beinhaltet, wobei zwischen der ersten Verdichterstufen (6) und der zweiten Verdichterstufe (14) ein gemeinsamer Raum (36) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Leerlaufregelung eine erste Abhebeeinrichtung (20) zum zwangsweisen Öffnen des Druckventils (37) und eine zweite Abhebeeinrichtung (21) zum gleichzeitigen zwangsweisen Öffnen des Säugventil (38) vorgesehen ist und dass bei gleichzeitig geöffneten Druckventil (37) und Säugventil (38) die erste Verdichterstufe (6) über den gemeinsamen Raum (36) mit der zweiten Verdichterstufe (14) verbunden ist.A cylinder head (1) for a multi-stage reciprocating compressor comprising a first compressor stage (6) including a pressure valve (37) and a second compressor stage (14) including a mammalian valve (38), between the first compressor stages (6) and the second compressor stage (14) a common space (36) is arranged, characterized in that for idle control, a first lift-off device (20) for forcibly opening the pressure valve (37) and a second lift-off device (21) for simultaneously forcibly opening the mammal valve (38) is provided and that at the same time opened pressure valve (37) and mammal valve (38), the first compressor stage (6) via the common space (36) with the second compressor stage (14) is connected. 3. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Raum (36) als Zwischenkühler ausgeführt ist.3. Cylinder head (1) according to claim 2, characterized in that the common space (36) is designed as an intercooler. 4. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Raum (36) durch die Druckkammer (12) der ersten Verdichterstufe (6) und die damit verbundene Saugkammer (13) der zweiten Verdichterstufe (14) gebildet ist.4. Cylinder head (1) according to claim 2 or 3, characterized in that the common space (36) through the pressure chamber (12) of the first compressor stage (6) and the associated suction chamber (13) of the second compressor stage (14) is formed , 5. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abhebeeinrichtung (20, 21) in Form eines axial geführten, axial verschiebbaren Stufenkolbens (28, 34) ausgebildet ist.5. Cylinder head (1) according to one of claims 2 to 4, characterized in that a lifting device (20, 21) in the form of an axially guided, axially displaceable stepped piston (28, 34) is formed. 6. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abhebeeinrichtung (20, 21) in Form eines Abhebegreifers mit Greiferfüßen (23), welche unter ein Ventilelement (11, 16) greifen, ausgebildet ist.6. Cylinder head (1) according to one of claims 2 to 5, characterized in that a lifting device (20, 21) in the form of a Abhebegreifers with gripper feet (23) which engage under a valve element (11, 16) is formed. 7. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abhebeeinrichtung (20, 21) in Form eines Abhebefingers, welcher auf ein Ventilelement (11, 16) drückt, ausgebildet ist.7. Cylinder head (1) according to one of claims 2 to 5, characterized in that a lifting device (20, 21) in the form of a Abhebefingers, which presses on a valve element (11, 16) is formed. 8. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abhebeeinrichtung (20, 21) zugleich einen Ventilsitz (25, 26) für das Druckventil (37) und/oder das Säugventil (38) bildet.8. Cylinder head (1) according to one of claims 2 to 7, characterized in that a lifting device (20, 21) at the same time forms a valve seat (25, 26) for the pressure valve (37) and / or the mammal valve (38). 9. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilfänger (30, 31) des Druckventils (37) und/oder Säugventils (38) an einer Abhebeeinrichtung (20, 21) axial anliegend und mit dieser axial verschiebbar ausgebildet ist. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen9. Cylinder head (1) according to one of claims 2 to 8, characterized in that a valve catcher (30, 31) of the pressure valve (37) and / or mammal valve (38) on a lifting device (20, 21) axially adjacent and with this is formed axially displaceable. For this 5 sheets of drawings