JP2022542871A - Valve gear for double-acting piston compressor - Google Patents

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Abstract

Figure 2022542871000001

本発明による構成は、放圧系が組み込まれたシリンダヘッドを備え、放圧系を介して、シリンダヘッドの弁支持体板に設けられた、複動ピストン圧縮機の作業室をシリンダヘッド内の室に接続する放圧通路が切替え可能である、自動車に設けられた圧縮空気供給系用の複動ピストン圧縮機である。複動ピストン圧縮機の効率を改良するために、放圧系は、切替装置と薄板とを有しており、薄板は、作業室側において弁支持体板に取り付けられていると共に、放圧通路を開放するために弁支持体板から持上げ可能であるように設計されており、薄板の持上げは、自動的にかつ／または放圧系を介して制御されて行われてよい。

Figure 2022542871000001

The configuration according to the invention comprises a cylinder head with an integrated pressure relief system, through which the working chamber of the double-acting piston compressor, which is provided on the valve carrier plate of the cylinder head, is transferred into the cylinder head. A double-acting piston compressor for a compressed air supply system in a motor vehicle, in which the relief passages connecting the chambers are switchable. In order to improve the efficiency of the double-acting piston compressor, the relief system comprises a switching device and a lamella, which on the working chamber side is attached to the valve support plate and which opens the relief passage. is designed to be liftable from the valve support plate to open the lamella, the lifting of the lamella may be done automatically and/or controlled via a pressure relief system.

Description

本発明は、トラック、バスまたは鉄道車両等の自動車に設けられる圧縮空気供給系用の複動ピストン圧縮機に関する。複動ピストン圧縮機は、実質的に２つの領域、つまり、弁が配置されたシリンダヘッド領域と、少なくとも１つのシリンダを備えたクランクシャフトケーシングとを有しており、シリンダは、作業室内で可動であり、これにより、吸入行程運動および圧縮行程運動が生じる。複動ピストン圧縮機は、単段式または多段式、特に２段式に構成されていてよい。 The present invention relates to a double-acting piston compressor for a compressed air supply system provided in automobiles such as trucks, buses or railroad vehicles. A double-acting piston compressor essentially has two regions, a cylinder head region in which the valves are arranged and a crankshaft casing with at least one cylinder, which is movable in the working chamber. , which produces an intake stroke motion and a compression stroke motion. The double-acting piston compressor can be of single-stage or multi-stage design, in particular two-stage design.

空気流を制御する弁装置は、一般にシリンダヘッドに対応して配置されており、自動的に作動する吸入弁と吐出弁とを有しており、吸入弁と吐出弁とは、ピストンの行程運動に基づき作業室内を支配している圧力により開閉される。 A valve arrangement for controlling the air flow is generally located relative to the cylinder head and includes automatically actuated intake and discharge valves, the intake and discharge valves being controlled by the stroke motion of the piston. is opened and closed by the pressure prevailing in the working chamber.

ピストンの吸入行程は、各シリンダの作業室内に負圧を生ぜしめ、これにより、対応して配置された吸入弁が開くと共に、対応して配置された吐出弁は閉じられる。空気は、弁支持体板に設けられた流入室と流入通路とを介してシリンダの作業室内に流入する、もしくは作業室内に吸い込まれる。 The intake stroke of the piston creates a negative pressure in the working chamber of each cylinder which causes the correspondingly arranged intake valve to open and the correspondingly arranged discharge valve to close. Air enters or is drawn into the working chamber of the cylinder via an inlet chamber and an inlet channel provided in the valve carrier plate.

ピストンの圧縮行程は、各シリンダの作業室内に過剰圧力を生ぜしめ、これにより、対応して配置された吸入弁が閉じると共に、対応して配置された吐出弁は開放されるため、圧縮された空気は、シリンダの作業室から圧力通路を介して後続の圧縮空気系に圧送される。 The compression stroke of the piston creates an overpressure in the working chamber of each cylinder, which causes the correspondingly located intake valve to close and the correspondingly located discharge valve to open, thus compressing the cylinder. Air is pumped from the working chamber of the cylinder through a pressure passage to a subsequent compressed air system.

独国特許出願公開第１０２０１６００６３５８号明細書からも公知のように、吸入弁は大抵、弁薄板として形成されており、弁薄板の弁舌片は、片側において複動ピストン圧縮機のシリンダケーシングとシリンダヘッドとの間に緊締されておりかつその少なくとも１つの舌部を備えた自由端部においてシリンダケーシングの凹部内へ案内されている。弁舌片により、吸入室をシリンダの作業室に接続する、弁支持体板の入口開口を閉じることができる。さらに弁薄板は、シリンダの作業室と圧力通路との間に配置された弁支持体板に少なくとも１つの出口開口が切り抜かれるように構成されている。出口開口を閉じることができる吐出弁は、一般にシリンダヘッド領域の内側に位置している。 As is also known from DE 10 2016 006 358 A1, intake valves are usually designed as valve lamellae, the valve lobes of which flank the cylinder housing and the cylinder head of a double-acting piston compressor on one side. and is guided at its free end with at least one tongue into a recess in the cylinder housing. A valve tongue can close the inlet opening of the valve carrier plate, which connects the suction chamber to the working chamber of the cylinder. Furthermore, the valve lamellae are designed in such a way that at least one outlet opening is cut out in the valve carrier plate arranged between the working chamber of the cylinder and the pressure channel. A discharge valve, with which the outlet opening can be closed, is generally located inside the cylinder head area.

複動ピストン圧縮機の圧送運転は、主圧力導管内の圧力が予め設定された停止圧力に到達するまで行われる。次いで圧縮機がアイドリング運転に切り替えられ、これにより、アイドリング運転中の消費電力が削減される。このような系は、放圧系またはアイドリング系とも呼ばれる。 A double-acting piston compressor is pumped until the pressure in the main pressure conduit reaches a preset stop pressure. The compressor is then switched to idle operation, which reduces power consumption during idle operation. Such systems are also called pressure relief systems or idling systems.

欧州特許出願公開第１６５０４３４号明細書からは、例えば系圧に到達し、リリーフ弁が開くと直ちに自動的に開くアイドリング弁が公知である。これにより、アイドリング弁を閉鎖位置に保つ圧縮空気系の逆圧が解消される。開かれたアイドリング弁が作業室を流入室に接続するため、圧縮行程中に圧縮が行われる恐れはない。このようなピストン圧縮機の利点は、圧力容器内で目標充填圧に到達した場合の停止が自動的に行われる、という点にある。 From EP 1 650 434 A1, for example, an idling valve is known which opens automatically as soon as system pressure is reached and the relief valve opens. This eliminates the back pressure in the compressed air system that keeps the idle valve in the closed position. Since an open idling valve connects the working chamber to the inlet chamber, there is no risk of compression occurring during the compression stroke. The advantage of such piston compressors is that the shutdown is automatic when the desired filling pressure is reached in the pressure vessel.

１つの別のアイドリング弁が、例えば独国特許出願公開第１０２０１３００１１４７号明細書から公知である。ここで提案される放圧系用のアイドリング弁は、ばねにより閉鎖位置に保たれ、選択的に圧力を加えることにより開放位置に切り替えられてよい。このような系は、「外部制御系」とも呼ばれる。 A further idle valve is known, for example, from DE 102013001147 A1. The idle valve proposed here for a pressure relief system may be held in a closed position by a spring and switched to an open position by selectively applying pressure. Such a system is also called an "external control system".

欧州特許第００９１９９４号明細書からは、アイドリング弁装置が公知である。このアイドリング弁装置は、圧縮機のピストンを横切る領域には突入しないように配置されている。 An idle valve device is known from EP 0 091 994 B1. The idle valve device is arranged so that it does not penetrate the area across the piston of the compressor.

あらゆるアイドリング系に共通して、アイドリング運転中、作業室は放圧通路を介して別の室に接続されるため、圧縮は全くまたは極僅かにしか行われない。 As is common to all idling systems, during idling operation the working chamber is connected to another chamber via a pressure relief channel, so that no or very little compression takes place.

本発明の課題は、複動ピストン圧縮機のエネルギ消費量を大幅に減少させる放圧系を提案することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to propose a pressure relief system which significantly reduces the energy consumption of a double-acting piston compressor.

この課題は本発明に基づき、請求項１記載の構成により解決される。本発明による構成の別の有利な特徴は、下位請求項に記載されている。 This problem is solved according to the invention by the features of claim 1 . Further advantageous features of the arrangement according to the invention are described in the subclaims.

本発明による構成は、放圧系が組み込まれたシリンダヘッドを備え、放圧系を介して、シリンダヘッドの弁支持体板に設けられた、複動ピストン圧縮機の作業室をシリンダヘッド内の室に接続する放圧通路が切替え可能である、自動車に設けられる圧縮空気供給系用の複動ピストン圧縮機である。 The configuration according to the invention comprises a cylinder head with an integrated pressure relief system, through which the working chamber of the double-acting piston compressor, which is provided on the valve carrier plate of the cylinder head, is transferred into the cylinder head. A double-acting piston compressor for a compressed air supply system in a motor vehicle, in which the relief passages connecting the chambers are switchable.

複動ピストン圧縮機の効率を改良するために、放圧系は、切替装置と薄板とを有しており、薄板は、作業室側において弁支持体板に取り付けられていると共に、放圧通路を開放するために弁支持体板から持上げ可能であるように設計されており、薄板の持上げは、自動的にかつ／または放圧系を介して制御されて行われてよい、ということを提案する。 In order to improve the efficiency of the double-acting piston compressor, the relief system comprises a switching device and a lamella, which on the working chamber side is attached to the valve support plate and which opens the relief passage. is designed to be liftable from the valve support plate to open the valve, and the lifting of the plate may be done automatically and/or controlled via a pressure relief system. do.

薄板の自動的な持上がりにより、拡大された有効通路横断面が生じ、拡大された有効通路横断面に基づき、シリンダの吸入行程における作業室内への空気の流入抵抗が下げられる、ということが達成される。 It is achieved that the automatic lifting of the lamellae results in an enlarged effective channel cross-section and, due to the enlarged effective channel cross-section, the resistance to the inflow of air into the working chamber during the intake stroke of the cylinder is reduced. be done.

薄板の制御された持上がりにより、圧縮が一切行われないアイドリング運転に圧縮機が切り替えられる、ということが達成される。 It is achieved that the controlled lifting of the lamella switches the compressor into idling operation in which no compression takes place.

１つの好適な実施形態は、シリンダヘッドが流入室を有しており、流入室は、弁支持体板に設けられた複数の流入通路と、自動的に作動する、リード弁として形成された流入弁薄板とを介して作業室に接続可能であり、少なくとも１つの放圧通路が、複数の流入通路の内側に配置されている、ということを想定し得る。換言すると、少なくとも１つの放圧通路は、複数の流入通路により包囲されている。 One preferred embodiment provides that the cylinder head has an inlet chamber, which is formed as a reed valve, which is automatically actuated, with a plurality of inlet passages in the valve carrier plate. It can be envisaged that the working chamber can be connected via the valve lamellae and that the at least one pressure relief channel is arranged inside the plurality of inlet channels. In other words, at least one pressure relief passage is surrounded by a plurality of inflow passages.

この場合、薄板は、好適にはリード弁として構成されていてよく、この場合、リード弁とは、片側において緊締されており、非作動位置では通路を閉じ、作動位置では通路を通る通流部を開放する薄板を意味する。 In this case, the lamellae can preferably be designed as reed valves, which are clamped on one side and which close the passage in the non-actuated position and through which the passage passes in the actuated position. means a thin plate that opens the

好適には、流入室は、流入通路と放圧通路とを介して作業室に接続可能である。流入室は空気流入部に接続されており、空気流入部を介して特に周辺空気が流入室内に流入する。流入室内で、空気は複数の流入通路と少なくとも１つの放圧通路とに向かって分かれ、これらを介して作業室内に吸い込まれる。拡大された横断面により、ピストンの吸入行程動作が容易になり、このことはエネルギ消費量を削減する。 Preferably, the inlet chamber is connectable to the working chamber via an inlet channel and a pressure relief channel. The inlet chamber is connected to an air inlet via which in particular ambient air flows into the inlet chamber. In the inlet chamber, the air is diverted towards a plurality of inlet channels and at least one pressure relief channel and is drawn via these into the working chamber. The enlarged cross section facilitates the intake stroke operation of the piston, which reduces energy consumption.

さらに放圧系には、薄板を支持するために、薄板の行程を制限する手段が含まれていてよい。特に、作業室内への吸入行程に際して生じる負圧により吸引される大きな空気体積の場合、従来技術に相応する弁薄板においても必要であるのと同様に、薄板動作を制限せねばならない、ということが必要とされる場合がある。薄板の行程制限には、例えば作業室内に突入する制限薄板が用いられてよい。それにもかかわらずデッドスペースを比較的小さく保つために、シリンダは制限薄板用に、対応する凹部を有していてよい。択一的に、この凹部は、薄板が少なくとも行程動作の開始時に凹部に当たるように、制限手段として直接用いられてもよい。 Additionally, the pressure relief system may include means for limiting the travel of the lamella to support the lamella. Especially in the case of large air volumes which are sucked in by the underpressure that occurs during the intake stroke into the working chamber, it is necessary to limit the movement of the lamella, as is also necessary with valve lamellas corresponding to the prior art. may be required. Limiting lamellae, which project into the working chamber, can be used, for example, to limit the stroke of the lamellae. In order to nevertheless keep the dead space relatively small, the cylinder can have corresponding recesses for the limiting lamellae. Alternatively, this recess may be used directly as a limiting means so that the lamella hits the recess at least at the beginning of the stroke movement.

さらに放圧系は、ばね部材を介して戻ることができる放圧ピストンを有していてよく、放圧ピストンは、制御圧により動作可能である。 Furthermore, the relief system can have a relief piston that can be returned via a spring element, the relief piston being operable by the control pressure.

１つの別の構成では、複動ピストン圧縮機は２段式の圧縮機として、前段と高圧段とを備えて形成されていてよく、この場合、シリンダヘッド内には、各段用に放圧系と、高圧段の放圧通路を流入室に接続する接続通路とが設けられている。多段式の圧縮機の場合、全ての段の圧縮行程の放圧は、各作業室を、放圧通路を介して制御して流入室に接続する接続部を介して行われる。よって、薄板の放圧位置では、高圧段の吸入行程においても周辺空気が直接作業室内に流入し得る。 In an alternative configuration, the double-acting piston compressor can be designed as a two-stage compressor with a front stage and a high-pressure stage, in which case a pressure relief is provided in the cylinder head for each stage. A system and a connecting passage connecting the pressure relief passage of the high pressure stage to the inlet chamber are provided. In the case of multi-stage compressors, the pressure relief of the compression strokes of all stages takes place via a connection which connects each working chamber to the inlet chamber in a controlled way via a pressure relief channel. Therefore, in the pressure release position of the thin plate, ambient air can flow directly into the working chamber even during the intake stroke of the high pressure stage.

前段の薄板とは異なり、高圧段の放圧系の薄板は、運転中、吸入行程の時には閉鎖位置に留まるように設計されている。つまり、高圧段もしくは後続の高圧段の薄板は、薄板が放圧系のピストンを介してのみ能動的に可動であるように設計されている。 Unlike the lamellae of the previous stage, the lamellae of the high-pressure stage relief system are designed to remain in the closed position during operation, during the intake stroke. The lamellae of the high-pressure stage or of the following high-pressure stage are thus designed in such a way that they can only be actively moved via the piston of the pressure relief system.

さらに、商用車用の、圧縮空気を発生させる複動ピストン圧縮機を運転する方法を提案する。複動ピストン圧縮機は、放圧系が組み込まれたシリンダヘッドを有しており、放圧系を介して、シリンダヘッドの弁支持体板に設けられた、複動ピストン圧縮機の作業室をシリンダヘッド内の室に接続する放圧通路が切替え可能である。 Furthermore, a method of operating a double-acting piston compressor for generating compressed air for commercial vehicles is proposed. The double-acting piston compressor has a cylinder head in which a pressure relief system is incorporated. A switchable pressure relief passage connects to a chamber in the cylinder head.

当該方法は、作業室内に負圧が生ぜしめられる吸入行程において、放圧系の薄板が自動的に、または放圧系の作動時に強制的に開放位置に動かされ、これにより、追加的な空気が流入室と放圧通路とを介して作業室内に吸い込まれる、または放圧系の作動時に、放圧通路を介して空気を作業室から吐出可能である、ということを特徴とする。この方法は、単段式の複動ピストン圧縮機または多段式の複動ピストン圧縮機の前段もしくは第１段において用いられる。 The method is characterized in that during the suction stroke, in which a negative pressure is produced in the working chamber, the lamellae of the pressure relief system are moved automatically or forced into the open position when the pressure relief system is actuated, thereby releasing additional air. is sucked into the working chamber via the inflow chamber and the relief passage, or air can be expelled from the working chamber via the relief passage when the relief system is activated. This method is used in a single-stage double-acting piston compressor or in the preceding or first stage of a multi-stage double-acting piston compressor.

２段式の圧縮機としての複動ピストン圧縮機の１つの構成では、前段と高圧段とが相前後して直列に接続されており、この場合、各段のシリンダヘッド内に放圧系が設けられている。このような構成では、前段の薄板は、吸入行程において自動的に開放位置に動かされ、高圧段の薄板は、吸入行程において閉鎖位置に留まるように設計されていてよい。 In one configuration of a double-acting piston compressor as a two-stage compressor, a front stage and a high pressure stage are connected in series, in which case each stage has a pressure relief system in the cylinder head. is provided. In such a configuration, the lamellae of the previous stage may be automatically moved to the open position during the intake stroke, and the lamellae of the high pressure stage may be designed to remain in the closed position during the intake stroke.

さらに、２段式の圧縮機のシリンダヘッド内には放圧系を接続する接続通路が設けられていてよく、この場合、高圧段の放圧通路は、接続通路を介して前段の流入室に接続されており、この場合、複動ピストン圧縮機を放圧するためもしくはアイドリング運転へ切り替えるために、両方圧系の放圧ピストンが切り替えられ、これにより、両段の薄板が開放位置に動かされるようになっている。 Furthermore, a connecting passage for connecting a pressure release system may be provided in the cylinder head of the two-stage compressor. In this case, in order to relieve the double-acting piston compressor or switch to idle operation, the relief piston of the double-pressure system is switched so that the lamellae of both stages are moved to the open position. It has become.

以下に、本発明を実施例に基づきより詳しく説明する。 The invention is explained in more detail below on the basis of examples.

放圧系を備えた２段式の複動ピストン圧縮機の弁板のピストン側を示す図である。FIG. 3 shows the piston side of the valve plate of a two-stage double-acting piston compressor with a pressure relief system. 放圧系を備えた２段式の複動ピストン圧縮機の弁板のシリンダヘッド側を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a cylinder head side of a valve plate of a two-stage double-acting piston compressor equipped with a pressure relief system; 第１の圧縮機段の放圧系を示す断面図である。Figure 3 is a cross-sectional view of the pressure relief system of the first compressor stage; 第２の圧縮機段の放圧系を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the pressure relief system of the second compressor stage;

図１には、シリンダヘッド１２に対応して配置された、放圧系を備えた２段式の複動ピストン圧縮機の弁支持体板４のピストン側が示されている。２つの圧縮機段、つまり前段２と高圧段３とは類似して構成されているが、ただし大きさと機能とにおいて互いにやや異なっている。基本的な構造は同じである。両圧縮機段は流入弁５ａ，ｂを有しており、流入弁５ａ，ｂは、片側において位置固定されておりかつ互いに反対の側に複数のストッパ面を有している。ストッパ面用に、クランクシャフトケーシング１１内には複数の凹部（ここには図示せず）が設けられており、これらの凹部により、流入弁５ａ，ｂの開放運動が制限される。流入弁５ａ，ｂの外側輪郭の内側には複数の流出通路２３が配置されており、部分的に凹部を通って流入弁５ａ，ｂ内へ延びている。流入弁５ａ，ｂのほぼ中央、つまり流入弁５ａ，ｂが凹部を有しているシリンダ２０ａ，ｂの作業室のほぼ中央には、放圧系７ａ，ｂに属す薄板９ａ，ｂが配置されている。薄板９ａ，ｂも、片側において緊締されている。 FIG. 1 shows the piston side of the valve carrier plate 4 of a two-stage double-acting piston compressor with a pressure relief system, which is assigned to the cylinder head 12 . The two compressor stages, the prestage 2 and the high pressure stage 3, are constructed similarly, but differ slightly from each other in size and function. The basic structure is the same. Both compressor stages have inlet valves 5a,b, which are stationary on one side and have a plurality of stop surfaces on the sides opposite one another. For stop surfaces, recesses (not shown here) are provided in the crankshaft housing 11 which limit the opening movement of the inlet valves 5a,b. A plurality of outflow passages 23 are arranged inside the outer contour of the inflow valves 5a,b and extend partly through recesses into the inflow valves 5a,b. Approximately in the center of the inlet valves 5a,b, ie in the working chamber of the cylinders 20a,b in which the inlet valves 5a,b have recesses, lamellae 9a,b belonging to the pressure relief system 7a,b are arranged. ing. The lamellae 9a,b are also clamped on one side.

放圧系７ａ，ｂの異なる機能に基づき、前段２の弁と高圧段３の弁も、やや異なっている。前段２のシリンダ２０ａの吸入行程に際して吸入されねばならない、より大きな空気体積に基づき、薄板９ａは、前段２のシリンダ２０ａの吸入行程の度に自動的に開くように設計されている。開放動作を制限するためには、薄板９ａ用のストッパを成す制限薄板２２が設けられている。 Due to the different functions of the pressure relief systems 7a, b, the valves of the prestage 2 and the high pressure stage 3 are also slightly different. Due to the larger air volume that has to be taken in during the intake stroke of the cylinder 20a of the front stage 2, the lamellae 9a are designed to open automatically on each intake stroke of the cylinder 20a of the front stage 2. To limit the opening movement, a limiting lamella 22 is provided which forms a stop for the lamella 9a.

図２には、放圧系を備えた２段式の複動ピストン圧縮機の弁支持体板４のシリンダヘッド側が示されている。この図では、圧縮機段の通路および室が良好に認識され得る。両段２，３は、それぞれ流入室１４ａ，ｂと流出室１５ａ，ｂとを有している。流出室内には自動的に作動する流出弁６ａ，ｂが配置されており、流出弁６ａ，ｂは閉鎖位置において、弁支持体板に設けられた流出通路２３を閉じ、作業室内の規定可能な圧力を超過した場合に開放位置へ動かされる。 FIG. 2 shows the cylinder head side of the valve carrier plate 4 of a two-stage double-acting piston compressor with a pressure relief system. In this view the passages and chambers of the compressor stages can be well recognized. Both stages 2, 3 each have an inlet chamber 14a,b and an outlet chamber 15a,b. Arranged in the outflow chamber are automatically actuated outflow valves 6a,b which, in their closed position, close outflow passages 23 provided in the valve carrier plate and allow a definable flow in the working chamber. It is moved to the open position when the pressure is exceeded.

前段２の流入室１４ａの領域には、弁支持体板４を通る複数の通路開口が示されている。これらの開口の一部、つまり外側の半円部は、流入弁薄板１８ａを備えた流入弁５ａに対応して配置された流入通路２１ａである。吸入行程において空気が流入通路２１ａを通り作業室内に吸い込まれると、流入弁薄板１８ａは開放位置に動かされる。圧縮行程では、流入弁薄板１８ａは流入通路２１ａを閉じる。流入通路２１ａの半円部の内側には、複数の放圧通路１９ａが配置されている。放圧通路１９ａの通流部は、放圧系７ａの薄板９ａにより切り替えられる。 A plurality of passage openings through the valve carrier plate 4 are shown in the area of the inlet chamber 14 a of the front stage 2 . Part of these openings, ie the outer semicircle, is the inflow passage 21a arranged corresponding to the inflow valve 5a with the inflow valve lamella 18a. When air is sucked into the working chamber through the inlet passage 21a during the suction stroke, the inlet valve lamella 18a is moved to the open position. In the compression stroke, the inlet valve lamina 18a closes the inlet passage 21a. A plurality of pressure release passages 19a are arranged inside the semicircular portion of the inflow passage 21a. The communication portion of the pressure release passage 19a is switched by the thin plate 9a of the pressure release system 7a.

高圧段の設計はやや異なっており、ここでは放圧系７ｂの放圧通路１９ｂが、接続通路１３を介して前段２の流入室１４ａに接続された別個の室内に配置されている。前段２の流出室１５ａと高圧段３の流入室１４ｂとの間の別個の通路接続は図示されていない。 The design of the high-pressure stage is slightly different, where the relief passage 19b of the relief system 7b is arranged in a separate chamber which is connected via a connecting passage 13 to the inlet chamber 14a of the preceding stage 2. A separate channel connection between the outlet chamber 15a of the prestage 2 and the inlet chamber 14b of the high-pressure stage 3 is not shown.

図３および図４には、前段２の放圧系７ａおよび高圧段３の放圧系７ｂが断面図で示されている。シリンダヘッド１２の一般的な層状の構成は従来技術から周知であるため、ここでは本発明に重要な通路および室のみを引き続き見ていくことにする。前段用の本発明による放圧系７ａは図３に示されており、高圧段３用の放圧系７ｂは図４に示されている。 3 and 4 show the pressure relief system 7a of the front stage 2 and the pressure relief system 7b of the high pressure stage 3 in cross section. Since the general layered construction of the cylinder head 12 is well known from the prior art, only the passages and chambers relevant to the invention will be continued here. A pressure relief system 7a according to the invention for the front stage is shown in FIG. 3, and a pressure relief system 7b for the high pressure stage 3 is shown in FIG.

単段圧縮機の場合には、上述しかつ図３に示したような前段の放圧系７ａが用いられてよい。多段式、つまり２段式以上の場合には、前段に続く全ての段が高圧段３の放圧系７ｂを有しており、この場合、１つの好適な構成では、全ての段を前段の流入室に接続可能な接続通路が設けられていてよい。択一的に、各段が、周辺環境に接続された別個の通路を有していてもよい。 In the case of a single stage compressor, a pre-stage pressure relief system 7a as described above and shown in FIG. 3 may be used. In the case of multiple stages, i.e. two or more stages, all stages following the preceding one have a pressure relief system 7b of the high pressure stage 3, in which case one preferred arrangement is to replace all stages with the pressure relief system 7b of the preceding stage. A connecting channel can be provided that can be connected to the inflow chamber. Alternatively, each stage may have a separate passageway connected to the surrounding environment.

前段２の放圧弁における特徴は制限薄板２２であり、制限薄板２２は、塊状の構成部材として形成されておりかつ薄板９ａを支持するため、薄板９ａが極度に大幅に作業室内へ曲がり、これにより極度に大きな曲げ応力が生じる、ということはない。シリンダ２０ａは、シリンダが上死点に位置するときに制限薄板２２が侵入する端面に凹部を有しているため、デッドスペースが最小限になる。この凹部は、制限薄板２２と、開放状態において制限薄板２２上に位置する薄板９ａとが凹部内にちょうど収まる大きさである。 A characteristic feature of the pressure relief valve of the first stage 2 is the limiting plate 22, which is formed as a solid component and supports the plate 9a so that the plate 9a bends extremely greatly into the working chamber, whereby Extremely large bending stresses do not occur. The dead space is minimized because the cylinder 20a has a recess in the end face into which the limiting plate 22 enters when the cylinder is at top dead center. This recess is of a size that allows the restricting thin plate 22 and the thin plate 9a positioned on the restricting thin plate 22 in the open state to fit just within the recess.

さらに、シリンダヘッド１２内で案内されている放圧ピストン１０ａが認められる。放圧ピストン１０ａは、図示の位置では休止位置に位置しており、ばねにより、この位置に保たれる。放圧ピストン１０ａには、図示の制御圧通路１６を介して圧力が供給され得、これにより、放圧ピストン１０ａは放圧位置に動かされ、薄板９ａは開放位置に動かされる。 Furthermore, the relief piston 10a guided in the cylinder head 12 can be seen. The relief piston 10a is in its rest position in the position shown and is held in this position by a spring. The relief piston 10a can be supplied with pressure via the illustrated control pressure passage 16 so that the relief piston 10a is moved to the relief position and the lamella 9a is moved to the release position.

図４に示す高圧段３の放圧系７ｂの特徴は、薄板９ｂの設計であり、薄板９ｂは、放圧ピストン１０ｂに支援されてのみ開放位置に動くことができるように、ばね剛性に設計されている。高圧段３のピストン２０ｂの吸入行程は、薄板９ｂの、開放位置への自動的な動きを生ぜしめない。両放圧ピストン１０ａ，ｂには、図示の制御圧通路１６を介して同時に圧縮空気が供給される。ピストン２０ｂもやはり、薄板９ｂが開放位置において位置する凹部を有している。 The relief system 7b of the high pressure stage 3 shown in FIG. 4 is characterized by the design of the lamellae 9b, which are designed to be spring-stiff so that they can only be moved to the open position with the assistance of the relief piston 10b. It is The intake stroke of the piston 20b of the high pressure stage 3 does not cause the lamella 9b to move automatically into the open position. Compressed air is simultaneously supplied to both relief pistons 10a,b via the control pressure passage 16 shown. The piston 20b also has a recess in which the lamella 9b lies in the open position.

１ 複動ピストン圧縮機
２ 前段
３ 高圧段
４ 弁支持体板
５ａ，ｂ 流入弁
６ａ，ｂ 流出弁
７ａ，ｂ 放圧系
８ａ，ｂ 切替装置
９ａ，ｂ 薄板
１０ａ，ｂ 放圧ピストン
１１ クランクシャフトケーシング
１２ シリンダヘッド
１３ 接続通路
１４ａ，ｂ 流入室
１５ａ，ｂ 流出室
１６ 制御圧通路
１７ 冷却通路
１８ａ，ｂ 流入弁薄板
１９ａ，ｂ 放圧通路
２０ａ，ｂ 作業室内のピストン
２１ａ，ｂ 流入通路
２２ 制限薄板
２３ 流出通路
２４ 流入部 周辺空気 REFERENCE SIGNS LIST 1 double-acting piston compressor 2 front stage 3 high-pressure stage 4 valve support plate 5a,b inflow valve 6a,b outflow valve 7a,b pressure relief system 8a,b switching device 9a,b thin plate 10a,b pressure relief piston 11 crankshaft Casing 12 Cylinder head 13 Connection passage 14a,b Inflow chamber 15a,b Outflow chamber 16 Control pressure passage 17 Cooling passage 18a,b Inflow valve plate 19a,b Pressure relief passage 20a,b Piston in working chamber 21a,b Inflow passage 22 Restriction Thin plate 23 Outflow passage 24 Inflow portion Surrounding air

Claims (11)

自動車に設けられる圧縮空気供給系用の複動ピストン圧縮機（１）であって、シリンダヘッド（１２）を備えており、該シリンダヘッド（１２）は、弁支持体板（４）と、流入弁薄板（１８ａ）とを有しており、該流入弁薄板（１８ａ）により、流入室（１４ａ，ｂ）を、前記弁支持体板（４）に設けられた複数の流入通路（２１）を介して作業室に接続可能であり、前記シリンダヘッド（１２）内に組み込まれた放圧系（７ａ，ｂ）を備えており、該放圧系（７ａ，ｂ）を介して、前記弁支持体板（４）に設けられた、前記作業室を前記シリンダヘッド（１２）内の室に接続する放圧通路（１９ａ，ｂ）が切替え可能であり、前記放圧系（７ａ，ｂ）は、切替装置（８ａ，ｂ）と薄板（９ａ，ｂ）とを有しており、該薄板（９ａ，ｂ）は、作業室側において前記弁支持体板（４）に取り付けられていると共に、前記放圧通路（１９ａ，ｂ）を開放するために前記弁支持体板（４）から持上げ可能である、複動ピストン圧縮機（１）において、
前記薄板（９ａ，ｂ）の持上げを、自動的にかつ／または放圧系を介して制御して行うことができることを特徴とする、複動ピストン圧縮機（１）。 A double-acting piston compressor (1) for a compressed air supply system in a motor vehicle, comprising a cylinder head (12) comprising a valve support plate (4) and an inlet a valve lamella (18a) for separating the inlet chambers (14a,b) and a plurality of inlet passages (21) provided in the valve support plate (4); with a pressure relief system (7a,b) integrated in said cylinder head (12), which is connectable to the working chamber via said valve support (7a,b). The pressure relief passages (19a, b) provided in the body plate (4) connecting the working chamber to the chamber in the cylinder head (12) are switchable, and the pressure relief system (7a, b) is , a switching device (8a,b) and a lamellae (9a,b) attached to the valve support plate (4) on the working chamber side, and In a double-acting piston compressor (1), liftable from said valve support plate (4) to open said relief passages (19a,b),
A double-acting piston compressor (1), characterized in that the lifting of said lamellas (9a,b) can be carried out automatically and/or controlled via a pressure relief system. 前記流入弁薄板（１８ａ，ｂ）は凹部を有しており、該凹部内に少なくとも１つの放圧通路（１９ａ，ｂ）と前記薄板（９ａ，ｂ）とが配置されている、請求項１記載の複動ピストン圧縮機（１）。 2. The inlet valve lamellae (18a,b) have a recess in which at least one relief passage (19a,b) and the lamellae (9a,b) are arranged. A double-acting piston compressor (1) as described. 前記薄板（９ａ，ｂ）はリード弁として構成されている、請求項２記載の複動ピストン圧縮機（１）。 3. Double-acting piston compressor (1) according to claim 2, characterized in that the lamellas (9a, b) are constructed as reed valves. 前記放圧系（７ａ，ｂ）には、前記薄板（９ａ，ｂ）を支持するために、該薄板（９ａ，ｂ）の行程を制限する手段が含まれている、請求項２記載の複動ピストン圧縮機（１）。 3. The composite of claim 2, wherein the pressure relief system (7a,b) includes means for limiting the travel of the lamellas (9a,b) for supporting the lamellas (9a,b). A moving piston compressor (1). 前記薄板（９ａ）の行程を制限する前記手段は、前記作業室内に突入する制限薄板（２２）である、請求項４記載の複動ピストン圧縮機（１）。 A double-acting piston compressor (1) according to claim 4, wherein said means for limiting the stroke of said lamella (9a) is a limiting lamella (22) projecting into said working chamber. 前記放圧系（７ａ，ｂ）は、ばね部材を介して戻ることができる放圧ピストン（１０ａ，ｂ）を有しており、該放圧ピストン（１０ａ，ｂ）は、制御圧により動作可能である、請求項１記載の複動ピストン圧縮機（１）。 Said relief system (7a,b) comprises a relief piston (10a,b) which can be returned via a spring member, said relief piston (10a,b) being operable by a control pressure. A double-acting piston compressor (1) according to claim 1, wherein: 当該複動ピストン圧縮機（１）は２段式の圧縮機として、前段（２）と高圧段（３）とを備えて形成されており、前記シリンダヘッド（１２）内には、各段用に放圧系（７ａ，ｂ）と、前記高圧段（３）の前記放圧通路（１９ｂ）を前記前段（２）の前記流入室（１４ａ）に接続する接続通路（１３）とが設けられている、請求項１記載の複動ピストン圧縮機（１）。 The double-acting piston compressor (1) is formed as a two-stage compressor comprising a front stage (2) and a high-pressure stage (3). is provided with a pressure release system (7a, b) and a connection passage (13) that connects the pressure release passage (19b) of the high pressure stage (3) to the inflow chamber (14a) of the front stage (2). A double-acting piston compressor (1) according to claim 1, wherein 前記高圧段（３）の前記放圧系（７ｂ）は、運転中、吸入行程の時には閉鎖位置に留まるように設計された薄板（９ｂ）を有している、請求項７記載の複動ピストン圧縮機（１）。 8. Double-acting piston according to claim 7, characterized in that the relief system (7b) of the high-pressure stage (3) comprises a lamellae (9b) designed to remain in the closed position during the intake stroke during operation. Compressor (1). 商用車用の、圧縮空気を発生させる複動ピストン圧縮機（１）を運転する方法であって、前記複動ピストン圧縮機（１）は、放圧系（７ａ，ｂ）が組み込まれたシリンダヘッド（１２）を有しており、前記放圧系（７ａ，ｂ）を介して、前記シリンダヘッド（１２）の弁支持体板（４）に設けられた、前記複動ピストン圧縮機（１）の作業室を前記シリンダヘッド（１２）内の室に接続する放圧通路（１９ａ，ｂ）が切替え可能である、方法において、
前記作業室内に負圧が生ぜしめられる吸入行程において、前記放圧系（７ａ）の薄板（９ａ）が自動的に、または前記放圧系（７ａ）の作動時に強制的に開放位置に動かされ、これにより、追加的な空気が流入室（１４ａ）と前記放圧通路（１９ａ）とを介して前記作業室（２０ａ）内に吸い込まれる、または圧縮行程において、空気が前記放圧通路（１９ａ）を介して前記作業室から吐出され得ることを特徴とする、方法。 A method of operating a double-acting piston compressor (1) for generating compressed air for a commercial vehicle, said double-acting piston compressor (1) comprising a cylinder incorporating a pressure relief system (7a, b). Said double-acting piston compressor (1 ) to the chamber in said cylinder head (12) is switchable, wherein
During the intake stroke, in which a negative pressure is produced in the working chamber, the lamellae (9a) of the relief system (7a) are moved automatically or forced into the open position when the relief system (7a) is activated. As a result, additional air is sucked into the working chamber (20a) through the inflow chamber (14a) and the pressure release passage (19a), or during the compression stroke, air is drawn into the pressure release passage (19a). ) can be discharged from the working chamber via a. 前記複動ピストン圧縮機（１）は２段式の圧縮機として、前段（２）と高圧段（３）とを備えて形成されており、前記シリンダヘッド（１２）内には、各段（２，３）用に放圧系（７ａ，ｂ）が設けられており、前記前段（２）の前記薄板（９ａ）は、吸入行程において自動的に開放位置に動かされ、前記高圧段（３）の薄板（９ｂ）は、吸入行程の時には閉鎖位置に留まるように設計されている、請求項９記載の方法。 The double-acting piston compressor (1) is formed as a two-stage compressor comprising a front stage (2) and a high pressure stage (3), and each stage ( A pressure relief system (7a,b) is provided for 2, 3), said lamellae (9a) of said front stage (2) being automatically moved to the open position during the intake stroke and said high pressure stage (3 10. A method according to claim 9, wherein the lamellae (9b) of ) are designed to remain in the closed position during the intake stroke. ２段式の前記圧縮機（１）の前記シリンダヘッド（１２）内には前記放圧系（７ａ，ｂ）を接続する接続通路（１３）が設けられており、前記高圧段（３）の前記放圧通路（１９ｂ）は、前記接続通路（１３）を介して前記前段（２）の前記流入室（１４ａ）に接続されており、前記複動ピストン圧縮機（１）を放圧するために、両前記放圧系（７ａ，ｂ）の放圧ピストン（１０ａ，ｂ）が切り替えられ、これにより、両前記段（２，３）の前記薄板（９ａ，ｂ）が開放位置に動かされる、請求項９記載の方法。 A connection passage (13) that connects the pressure release system (7a, b) is provided in the cylinder head (12) of the two-stage compressor (1), and the high pressure stage (3) The pressure release passage (19b) is connected to the inflow chamber (14a) of the front stage (2) through the connection passage (13) to release the pressure of the double-acting piston compressor (1). , the relief pistons (10a,b) of both said relief systems (7a,b) are switched, whereby said lamellas (9a,b) of both said stages (2,3) are moved into an open position, 10. The method of claim 9.
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