DE19614239C1 - Hubkolbenkompressor - Google Patents
HubkolbenkompressorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hubkolbenkompressor der im Oberbe
griff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Das Fördern und Verdichten von reaktiven Fluids, insbesondere
von Gasen wie Sauerstoff, erlangt zunehmende technische Bedeu
tung. Beispiele sind die Naßoxidation von Schadstoffen, wo
statt teurer Oxidationsmittel zunehmend reiner Sauerstoff ein
gesetzt wird, oder auch spezielle Anwendungsfälle in der Lüf
tungs-, Medizin- und Sicherheitstechnik, wo oft nur bei Bedarf
bzw. in Notfällen komprimierter Sauerstoff benötigt wird.
In der zivilen Luftfahrt werden bei hochfliegenden Großraumjets
mit Sauerstoff gefüllte Druckgasflaschen mitgeführt, um bei ei
nem Druckabfall in der Kabine im Notfall die Passagiere über
Atemmasken ausreichend mit Sauerstoff versorgen zu können. Pro
Passagier müssen dabei etwa 30 Liter Normvolumen an Sauerstoff
bevorratet werden, wobei deren Lagerung in Druckgasflaschen
nicht nur ein Gewichtsproblem, sondern auch ein Sicherheitsri
siko darstellt. Günstiger ist es, den Sauerstoff mit einem Zeo
lithfestbett aus Luft zu erzeugen (siehe DE 43 00 988 C1), je
doch muß dann das Gas über einen Kompressor druckseitig soweit
verdichtet werden, daß es in ausreichender Menge über Leitungen
den Passagieren zugeführt werden kann.
Zum Verdichten von Gasen oder überkritischen Fluids werden bis
her überwiegend Hubkolbenkompressoren mit fremdgesteuerten Tel
ler- oder Kegelventilen, Membranpumpen und Turboverdichter ein
gesetzt. Bei Hubkolbenkompressoren wird in einem ersten Schritt
das Fluid angesaugt, in einem zweiten Schritt wird das Fluid
verdichtet. Ein- und Auslaßkanäle werden mittels mechanisch ge
steuerter Ein- bzw. Auslaßventile geöffnet und geschlossen, wo
bei die Ventile durch eine Steuer- oder Nockenwelle bewegt wer
den müssen. Zur Abdichtung der meist aus Metall gefertigten Zy
linder und Kolben werden Kolbenringe verwendet, und es wird in
vielen Fällen ein zusätzliches Schmiermittel wie Öl benötigt.
Bei Membranpumpen bewegt sich anstelle des Kolbens eine ela
stische Membran, die durch ihre Bewegung einen Arbeitsraum ver
größert bzw. verkleinert. Turboverdichter verdichten das Fluid
allein durch die Beschleunigung des zu fördernden Stoffes und
benötigen sehr hohe Drehzahlen.
Hubkolbenkompressoren sind in ihren bisher bekannten Ausführun
gen zum Komprimieren reaktiver Gase wie z. B. Sauerstoff nur be
dingt geeignet. Schmiermittel wie Öl oder auch metallischer Ab
rieb kann, insbesondere bei der Förderung von Sauerstoff,
leicht oxidiert werden, mit der bekannten Explosionsgefahr und
einem möglichen Totalausfall des Kompressors. Membranpumpen ha
ben den Nachteil einer rißempfindlichen Membran und unterliegen
der Gefahr des plötzlichen Versagens. Turboverdichter sind auf
Grund der benötigten hohen Drehzahlen sehr teuer zu fertigen
und können ebenfalls plötzlich versagen.
Die US 5 237 907 beschreibt den Stand der Technik der im Ober
begriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art. Es handelt sich
hier um eine Kolbenmaschine mit zwei Kolben, mit zwei Zylin
dern, in denen die Kolben hin- und herbewegbar angeordnet und
in ihrem ersten bzw. zweiten Arbeitsraum durch ein Arbeitsmit
tel beaufschlagt sind, das über wenigstens zwei Arbeitsmittel
öffnungen zugeführt bzw. abgeleitet wird, und mit einem Kurbel
gehäuse, durch das das Arbeitsmittel hindurchleitbar ist und in
dem ein Kurbeltrieb angeordnet ist, der über zwei Pleuel und
einen Kurbelzapfen die Kolben mit einer Kurbelwelle verbindet.
Es ist eine durch den Kurbeltrieb gesteuerte Schiebervorrich
tung vorgesehen, die den Strom des Arbeitsmittels in der Kol
benmaschine steuert. Die als Außenläufer ausgestaltete Kolben
maschine kann gleichermaßen als Arbeitsmaschine und als Kom
pressor betrieben werden. Das als Rotor umlaufende Kurbelge
häuse hat notwendigerweise eine große Masse. In die Zylinder
sind Zylinderlaufbuchsen mit Gleitsitz eingepaßt, die sich bei
rotierendem Kurbelgehäuse durch Fliehkraft an die Innenwand ei
nes Ringgehäuses anlegen. Die aufeinander gleitenden Teile sind
mit Keramik beschichtet oder aus Keramik hergestellt. Bei dem
Einsatz der Kolbenmaschine als Kompressor wird bei einem Ver
dichtungshub verdichtetes Fluid durch als Bohrung ausgebildete
Kanäle in einer Wand des Ringgehäuses gedrückt. Diese Kanäle
sind dabei mit von innen nach außen aufdrückbaren Rückschlag
ventilen versehen. Bei einem Ansaughub wird das Fluid über
einen Spalt und eine ringförmige Ausnehmung in der Innenwand
des Ringgehäuses aus dem Inneren des Kurbelgehäuses angesaugt.
Die Schiebervorrichtung ist ein Drehschieber, dessen Rotor
durch das Kurbelgehäuse gebildet wird und dessen Stator das
Ringgehäuse ist.
Bei diesem bekannten Hubkolbenkompressor bestehen die Rück
schlagventile jeweils aus einem dünnen Federstahlband, das auf
der Druckseite Ausströmbohrungen bedeckt und sich über einen
halben Kreisumfang erstreckt. Da das gesamte Band als Feder
wirkt, ist die bewegte Masse relativ groß. Eine größere bewegte
Masse bedeutet automatisch die Gefahr eines erhöhten metalli
schen Abriebs, der sich entzünden kann. Die relativ große Ven
tilmasse und die gegen Verformung relativ stabile Ringform be
deuten jedoch auch, daß das zu verdichtende Gas im Zylinderraum
auf einen höheren Druck verdichtet wird, als er am druckseiti
gen Anschluß tatsächlich anliegt bzw. anliegen soll. Das zu
fördernde Gas erwärmt sich dadurch unnötig, die Gefahr einer
unerwünschten Oxidation im Zylinderraum steigt dadurch erheb
lich.
Die Fläche, mit der die Zylinderlaufbuchsen an der Innenwand
des Ringgehäuses anliegen, ist relativ groß. Bei hohen Drehzah
len wird auch die Zentrifugalkraft, die die Buchsen an die
Innenwand des Ringgehäuses drückt, sehr groß. Dieser Nachteil
ist für eine befriedigende Dichtwirkung jedoch unerläßlich. Aus
der hohen Anpreßkraft resultiert nicht nur ein hoher Abrieb,
sondern auch eine große Wärmeentwicklung. Das alles macht den
bekannten Hubkolbenkompressor zur Kompression von reaktiven
Fluids weniger geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hubkolbenkompressor der im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art auf einfache
Weise so zu verbessern, daß auch reaktive Fluids ohne Gefahr
einer unerwünschten Reaktion während eines Verdichtungshubes
komprimiert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch
1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die Erfindung erreicht durch den Einsatz von massearmen und
fluidgesteuerten Ventilen, daß bereits bei einem wenig höheren
Druck des zu verdichtenden Fluids im Zylinder verglichen mit
dem Druck in einer Auslaßleitung das Ventil zur Auslaßsteuerung
öffnet und daß während des gesamten Verdichtungshubs der Druck
im Inneren des Zylinders nur unwesentlich größer ist als der
Druck auf der Druckseite des Kompressors. Die plattenförmigen,
vorzugsweise ca. 0,2 mm dicken Ventile schweben bei offenem
Ventil in einem Abstand von in der Regel deutlich unter 1 mm
über dem Ventilsitz. Die Strömung des Fluids steuert den Ab
stand zwischen Ventil und Ventilsitz in der Art, daß die am
Ventil angreifenden (Impuls- und Druck-)Kräfte bei einem be
stimmten Abstand zwischen Dichtkörper und Ventilsitz genau im
Gleichgewicht sind. Dadurch, daß die massearmen Ventile dann
frei schwebend sind, stellt sich der Gleichgewichtsabstand ohne
Schwingbewegungen des Ventils immer sofort ein. Ist der freie
Querschnitt der Auslaßöffnung bei geöffnetem Ventil ausreichend
groß dimensioniert, ist gewährleistet, daß der Druck im Zylin
derraum nicht wesentlich größer wird als der Nenndruck eines
mit Gas zu versorgenden Leitungssystems oder Vorratsbehälters.
Eine Erwärmung des Fluids durch eine nicht notwendige Verdich
tung wird damit ausgeschlossen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegen
stände der Unteransprüche.
Wenn in einer Ausgestaltung der Erfindung das Einlaßventil des
Hubkolbenkompressors aus einem Tragring mit wenigstens einem
Lappen als Dichtkörper besteht, kann die Fluidsteuerung be
sonders einfach und kostengünstig realisiert werden.
Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Einlaßventil
zwei einander diametral gegenüberliegende Lappen als Dichtkör
per besitzt, kann dadurch der effektive Einströmquerschnitt auf
einfache Weise vergrößert werden. Durch die symmetrische Lage
der Lappen wird der Zylinder gleichmäßig gefüllt.
Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Auslaßventil
aus einem Tragring mit einem Ventilplättchen als Dichtkörper
besteht, das mit dem Tragring über wenigstens einen Steg ver
bunden ist, läßt sich das Auslaßventil nicht nur sehr einfach
aus einem Stück Blech ausstanzen, sondern es läßt sich auch
sehr einfach über den Tragring sichern. Der Tragring muß dabei
nicht notwendigerweise dieselbe Dicke wie das Ventilplättchen
aufweisen, sondern kann den notwendigen Einbaumaßen angepaßt
werden. Der Tragring kann auch aus mehreren verschiedenen Werk
stoffen bestehen, wobei z. B. eine Kunststoffschicht für eine
bessere Abdichtung sorgen kann. Der Steg sorgt bei geöffnetem
Ventil für eine definierte Abrißkante der Strömung und fördert
damit einen stabilen Schwebezustand des Auslaßventils während
eines Verdichtungshubes.
Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dem Ventilplätt
chen ein Dämpfungselement zugeordnet ist, so kann auf einfache
Weise ein Schwingen oder Flattern des Ventilplättchens verhin
dert werden.
Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Dämpfungsele
ment aus einem Tragring mit einer nach innen vorstehenden, sich
über einen Teil der Länge des Durchmessers des Tragrings er
streckenden Zunge besteht, läßt sich das Dämpfungselement ein
fach herstellen und montieren.
Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Anschlag zur
Begrenzung der Bewegung des Auslaßventils eine Ringschulter an
einer Hülse ist, läßt sich der Anschlag sehr einfach durch
einen Einstich in der Hülse herstellen.
Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Ventile Feder
blechstanzteile sind, lassen sich diese Teile kostengünstig
herstellen. Durch die Federelastizität des verwendeten Materi
als können die Lappen des Einlaßventils bzw. das Ventilplätt
chen des Auslaßventils bei offenem Ventil in Strömungsrichtung
des Fluids aufklappen und den Strömungswiderstand dadurch ver
ringern.
Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Ventile aus
Keramik bestehen, kann das Dämpfungselement weggelassen werden
und es können sehr heiße Gase komprimiert werden.
Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Dämpfungsele
ment ein Federblechstanzteil vorzugsweise aus Federstahl oder
Bronze ist, läßt sich auch dieses Teil kostengünstig herstel
len. Die Elastizität des Materials erlaubt eine stabile Lage
des Dämpfungselements durch Einspannen desselben an seinem Um
fang.
Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Einlaßventil
in dem Zylinder zwischen einer Zylinderlaufbuchse und einem Zy
linderkopf mit Spiel angeordnet ist, so läßt sich der das
Einlaßventil aufnehmende Raum einfach als Planeinstich in der
Zylinderlaufbuchse herstellen.
Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Zylinderkopf
und/oder eine dem Zylinderkopf zugewandte Kolbenstirnseite eine
zu dem Einlaßventil komplementäre Oberflächenausbildung hat, so
läßt sich ein Minimum an Schadraum erzielen und der Wir
kungsgrad des Kompressors entsprechend erhöhen. Bei einem An
saughub nach einem Verdichtungshub kann der Zylinder deshalb
praktisch nur Fluid aus einer Ansaugleitung aufnehmen, da kein
nennenswerter Schadraum vorhanden ist.
Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung an dem äußeren Um
fang des Tragringes des Einlaßventils und des Auslaßventils
eine Verdrehsicherung vorgesehen ist, ist gewährleistet, daß
die Dichtkörper der Ventile immer lagerichtig angeordnet sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Hubkolben
kompressors, die den oberen Kolben in sei
nem unteren Totpunkt und den unteren Kolben
in seinem oberen Totpunkt zeigt,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Schnitt
darstellung in Fig. 1 im Bereich des
Zylinderkopfes, wobei der Kolben in einer
Lage etwas unterhalb seines oberen Tot
punkts gezeigt ist,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Darstel
lung in Fig. 2, um ein Ein- und ein
Auslaßventil deutlicher zu zeigen,
Fig. 4a eine Draufsicht auf das Einlaßventil,
Fig. 4b eine Draufsicht auf das Auslaßventil, und
Fig. 4c eine Draufsicht auf ein Dämpfungselement
für das Auslaßventil.
Gemäß Fig. 1 besteht ein insgesamt mit 10 bezeichneter Hubkol
benkompressor im wesentlichen aus zwei Zylindern 12, 13 mit
zwei eingepaßten Zylinderlaufbuchsen 60, 61 und zwei Zylin
derköpfen 62, 63, zwei Kolben 14, 15, einer Kurbelwelle 16 und
zwei Pleueln 18, 19, die die Kolben und die Kurbelwelle mitein
ander verbinden, und einem Kurbelgehäuse 11. Um eine reibungs
arme Verbindung von Pleuel 18, 19 und der Kolben 14, 15 zu er
reichen, ist jeweils ein Ende der Pleuel 18, 19 als Kugel 68
bzw. 69 ausgebildet, die in einer Kugelpfanne 70 bzw. 71 gela
gert ist. Das Kurbelgehäuse 11 hat einen Innenraum 80, der über
eine groß dimensionierte Öffnung 81 mit der Umgebung verbunden
ist. Auf diese Weise gelangt Leckfluid jeweils zwischen Kolben
und Zylinderlaufbuchse hindurch in die Umgebung.
Die Kurbelwelle 16 ist über Kugellager 100, 102 in einer Lager
buchse 104 gelagert, die in das Kurbelgehäuse 11 eingepaßt ist.
Die Lagerung ist durch einen Deckel 106 abgedeckt, durch den
ein Eintriebszapfen 17 der Welle hindurchgeführt ist. Eine
Fluidzufuhröffnung 88 ist über einen Kanal 90 mit einem Ringka
nal 94 verbunden, der den Zylinder 12 als ein Ringraum umgibt.
Analog ist ein Ringkanal 96 um den Zylinder 13 über einen Kanal
92 mit der Fluidzufuhröffnung 88 verbunden. Die Zylinderköpfe
62, 63 sind mit Ansaugkanälen 28, 29 bzw. 30, 31 versehen, die
eine Verbindung zwischen den Ringkanälen 94, 96 und dem Inneren
der Zylinder 12 bzw. 13 schaffen. Die Ringkanäle 94, 96 werden
außen durch Deckel 108 bzw. 110 begrenzt, die über Schrauben
112, 113 bzw. 114, 115 mit dem Kurbelgehäuse 11 verbunden sind.
Gemäß den Fig. 2 und 3 und den Fig. 4a-c dienen zur Ein- und
Auslaßsteuerung des zu komprimierenden Fluids ein Einlaßventil
20 bzw. ein Auslaßventil 22, die in Fig. 3 beide in geöffnetem
Zustand, also abgehoben von ihrem Ventilsitz 21 bzw. 23 darge
stellt sind. Das Auslaßventil 22 besteht gemäß Fig. 4b aus ei
nem Ventilplättchen 44, das mit einem Tragring 42 über einen
Steg 46 verbunden ist. Das axiale Spiel des Auslaßventils 22
wird in Ausströmrichtung durch ein in Fig. 4c gezeigtes Dämp
fungselement 51 an einem Anschlag begrenzt, der durch eine
Ringschulter 48 an einer Hülse 56 gebildet ist. In der ent
gegengesetzten Richtung wird das Spiel des Auslaßventils 20
durch den Ventilsitz 23 an dem Zylinderkopf 62 begrenzt, wobei
das Ventilplättchen 44 durch den Tragring 42 mittig über der
Auslaßöffnung 26 zentriert ist. Das Dämpfungselement 51 besteht
aus einem Tragring 52 und einer Zunge 50, die mittig über dem
Ventilplättchen 44 zentriert sind. Das Dämpfungselement 51
liegt axial an der Ringschulter 48 an und ist an seinem äußeren
Umfang in der Hülse 56 eingespannt. Zu diesem Zweck hat sein
Tragring 52 einen Durchmesser mit etwas Übermaß.
Das Einlaßventil 20 hat als Dichtkörper zwei Lappen 36, 38, die
über Ansaugöffnungen 24 bzw. 25 liegen, an denen die Ansaug
leitungen 28 bzw. 29 in den Zylinderkopf 62 münden. Das axiale
Spiel des Einlaßventils 20 wird durch den Zylinderkopf 62 und
die Zylinderlaufbuchse 60 begrenzt.
Ein zu komprimierendes Fluid wird über das Einlaßventil 20 an
gesaugt und über das Auslaßventil 22 verdichtet in eine Auslaß
leitung 32 gefördert. Das Einlaßventil 20 und das Auslaßventil
22 öffnen und schließen im Betrieb fluidgesteuert die Ansaug
öffnungen 24, 25 bzw. die Auslaßöffnung 26. Während eines An
saughubes entsteht im Inneren des Zylinders 12 im Vergleich zu
den Ansaugkanälen 28, 29 ein Unterdruck und das Einlaßventil 20
öffnet. Das zu fördernde Fluid strömt aus den Ansaugkanälen 28,
29 über die Ansaugöffnungen 24, 25 ein und füllt den Zylinder
12. Bei einem Verdichtungshub schließt das Einlaßventil 20, so
bald der Druck im Innenraum des Zylinders 12 größer wird als
der Druck in den Ansaugkanälen 28, 29 und das Fluid entgegen
der Ansaugrichtung in die Ansaugleitungen 28, 29 ausströmen
will. Sobald durch einen Verdichtungshub der Druck im Inneren
des Zylinders 12 größer wird als der Druck in der Auslaßleitung
32, öffnet das Auslaßventil 22, und das Fluid strömt über die
Auslaßöffnung 26 in die Auslaßleitung 32.
Wenn der Hubkolbenkompressor Sauerstoff komprimiert, kann die
ser Sauerstoff auf seinem Weg von der Fluidzufuhröffnung 88 zu
der Auslaßleitungen 32 kein Schmiermittel oxidieren, da ein
solches nicht verwendet wird, und er kann auch keinen metalli
schen Abrieb oxidieren, da ein solcher durch die Verwendung der
oben beschriebenen Ventile und von Kolben 14, 15 sowie Zylin
derlaufbuchsen 60, 61 aus Keramik nicht entsteht. Sauerstoff,
der zwischen den Kolben 14, 15 und den Zylinderlaufbuchsen 60,
61 in den Innenraum 80 des Kurbelgehäuses 11 gelangt, wird mit
der Umgebungsluft vermischt und kann deshalb keine kritische
Konzentration erreichen.
Da der Sauerstoff über die Ringkanäle 94, 96, die die Zylinder
12, 13 umgeben, zugeführt wird, wird die Reibungswärme, die
zwischen den Kolben 14, 15 und den Zylinderlaufbuchsen 60, 61
entsteht, mit dem Sauerstoff abgeführt, bevor es zu lokalen
Überhitzungen kommen kann.
Die Verwendung der masse- und reibungsarmen Ein- und Auslaß
ventile 20, 22 garantiert, daß auch an den Ventilen praktisch
kein Abrieb entsteht und daß das Auslaßventil 22 bei geringem
Überdruck in dem Zylinder 12 relativ zu der Auslaßleitung 32
öffnet. Auf diese Weise wird Sauerstoff nicht höher als nötig
komprimiert, und eine unnötige Erwärmung des Sauerstoffs wird
vermieden.
Die beschriebenen Merkmale des Hubkolbenkompressors garantieren
in ihrer Kombination, daß auch hochreiner Sauerstoff praktisch
ohne Gefahr bis auf über 200 bar verdichtet werden kann.
Die Ein- und Auslaßsteuerung ist vorstehend im wesentlichen nur
in Verbindung mit dem Zylinder 12 beschrieben worden. Die glei
che Ein- und Auslaßsteuerung und die gleichen Ein- und Auslaß
ventile werden aber auch in Verbindung mit dem Zylinder 13 be
nutzt.
Sowohl der Zylinderkopf 62 als auch der Zylinderkopf 63 und die
ihnen jeweils zugewandte Kolbenstirnseite haben eine zu dem
Einlaßventil komplementäre Oberflächenausbildung. Mit anderen
Worten, sie bilden gemeinsam einen Raum, in den das Einlaßven
til gerade hineinpaßt, so daß bei am oberen Totpunkt befindli
chem Kolben annähernd kein Schadraum vorhanden ist. Das bietet
die Möglichkeit, mit dem Einlaßventil 20 den Zylinderraum bei
am oberen Totpunkt befindlichem Kolben 14 praktisch vollständig
auszufüllen. Auf die genannte komplementäre Oberflächenaus
bildung könnte aber auch verzichtet werden, wenn das Einlaßven
til ausreichend dünn ist. Das würde die Herstellung verbilli
gen, weil dann nicht die Kontur des Einlaßventils in den Zylin
derkopf und/oder die Kolbenstirnseite eingearbeitet werden
müßte.
An dem äußeren Umfang des Tragringes 34, 42 des Einlaßventils
20 bzw. des Auslaßventils 22 ist eine Verdrehsicherung in Form
einer Abflachung 39 bzw. 49 vorgesehen (Fig. 4a bzw. Fig. 4b).
Diese wirkt mit einer entsprechenden Abflachung an der Innen
seite der Zylinderlaufbuchse 60 bzw. der Hülse 56 zusammen, da
mit sich jede Dichtung im Betrieb zwar axial bewegen, aber
nicht drehen kann. Die Hülse 56 ist mit Festsitz in eine sie
umgebende Hülse 57 eingepaßt, die außen abgedichtet aus dem
Hubkolbenkompressor hinausgeführt ist und mit ihrem Innenraum
die Auslaßleitung 32 bildet. Eine ähnliche Abflachung (nicht
dargestellt) könnte auch das Dämpfungselement 51 haben, und
zwar weniger als Verdrehsicherung, da es an seinem Umfang in
die Hülse 56 eingespannt wird, sondern zur Sicherstellung einer
definierten Lage in bezug auf das Auslaßventil 22. Das würde
sicherstellen, daß das Dämpfungselement 51 die in Fig. 4c ge
zeigte Position in bezug auf die in Fig. 4b gezeigte Position
des Auslaßventils 22 erhalten und beibehalten würde, falls
zweckmäßig.
Claims (13)
1. Hubkolbenkompressor (10) mit wenigstens einem Zylinder (12),
mit wenigstens einem Kolben (14), der in dem Zylinder (12) hin-
und herbewegbar angeordnet ist, mit einer Kurbelwelle (16), die
über wenigstens ein Pleuel (18) mit dem Kolben (14) verbunden
ist, und mit wenigstens je einem Ventil (20, 22) zur Ein- und
Auslaßsteuerung eines reaktiven Fluids, insbesondere Sauer
stoff, durch öffnen und Schließen von wenigstens einer Ansaug-
und wenigstens einer Auslaßöffnung (24, 26), dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ventile (20, 22) plattenförmige, massearme
und durch eine Fluidströmung zwischen einem Ventilsitz und ei
nem Anschlag frei schwebend bewegbare und dadurch steuerbare
Ventile sind.
2. Hubkolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Einlaßventil (20) aus einem Tragring (34) mit wenig
stens einem Lappen (36) als Dichtkörper besteht.
3. Hubkolbenkompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Einlaßventil zwei einander diametral gegenüberliegende
Lappen (36, 38) als Dichtkörper besitzt.
4. Hubkolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (22) aus einem Trag
ring (42) mit einem Ventilplättchen (44) als Dichtkörper be
steht, das mit dem Tragring (42) über wenigstens einen Steg
(46) verbunden ist.
5. Hubkolbenkompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Ventilplättchen (44) ein Dämpfungselement (51) zu
geordnet ist.
6. Hubkolbenkompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Dämpfungselement (51) aus einem Tragring (52) mit einer
nach innen vorstehenden, sich über einen Teil der Länge des
Durchmessers des Tragrings (52) erstreckenden Zunge (50) be
steht.
7. Hubkolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß der Anschlag zur Begrenzung der Bewe
gung des Auslaßventils (22) eine Ringschulter (48) an einer
Hülse (56) ist.
8. Hubkolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß die Ventile (20, 22) Federblechstanz
teile sind.
9. Hubkolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß die Ventile aus Keramik bestehen.
10. Hubkolbenkompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß das Dämpfungselement (51) ein Federblechstanzteil ist.
11. Hubkolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (20) in dem Zylinder
(12) zwischen einer Zylinderlaufbuchse (60) und einem Zylinder
kopf (62) mit Spiel angeordnet ist.
12. Hubkolbenkompressor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß der Zylinderkopf (62) und/oder eine dem Zylinderkopf
(62) zugewandte Kolbenstirnseite (64) eine zu dem Einlaßventil
(20) komplementäre Oberflächenausbildung hat.
13. Hubkolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß an dem äußeren Umfang des Tragringes
(34, 42) des Einlaßventils (20) und des Auslaßventils (22) eine
Verdrehsicherung (39, 49) vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996114239 DE19614239C1 (de) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | Hubkolbenkompressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996114239 DE19614239C1 (de) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | Hubkolbenkompressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19614239C1 true DE19614239C1 (de) | 1997-10-09 |
Family
ID=7790943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996114239 Expired - Fee Related DE19614239C1 (de) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | Hubkolbenkompressor |
Country Status (1)
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