PISTON COMPRESSOR

Abstract: 1. A piston compressor for gaseous media, for example a brake air-compressor for motor vehicles, whith a lubricant pump (5), which conveys lubricant from an externally mounted storage tank (6, 7) through a lubricant circuit (8) of the compressor (3), a return-flow duct (10) for the lubricant being provided from the crank chamber (9) of the compressor (3) to the storage tank (6, 7), and an automatic non-return valve (11), which blocks the passage of the return-flow duct (10) in the direction of the crank chamber (9) of the compressor (3), being inserted in the return-flow duct (10) which leads back with a drop to the storage tank (6, 7) which is situated at a lower level, characterized in that the compressor (3) is provided with a device for regulating the quantity conveyed and the crank chamber (9) of the compressor (3) is tightly sealed until the lubricant is supplied and removed.

Description: Kolben verd 1 c hter Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenverdichter für gasförmige Medien, z.B. Bremsluftverdichter für Kraftfahrzeuge, insbesondere mit einer Einrichtung zur Regelung der Fördermenge, wobei der Kolbenverdichter mit einer extern angeordneten Schmiermittelpumpe versehen ist, die das Schmiermittel aus einem Vorratsbehälter durch einen Schmiermittelkreislauf des Verdichters fördert, und wobei ein Rücklaufkanal für das Schmiermittel aus der im übrigen abgeschlossenen Kurbelkammer des Verdichters zum Vorratsbehälter zurückgeführt ist. Kolbenverdichter dieser Bauart werden insbesondere als Bremsluftverdichter für Kraftfahrzeuge verwendet. Der Verdichter wird durch den Motor des Kraftfahrzeuges angetrieben und von der Schmiermittel pumpe des Motors mit Schmiermittel versorgt. Da der Bedarf an Bremsluft unregelmässig anfällt, fördert der Verdichter in einen Druckbehälter. Sobald in diesem der volle Druck erreicht ist, wird entweder die Förderung des Verdichters durch eine Einrichtung zur Fördermengenregelung, z.B. eine einfache Leerlaufregelung, abgeschaltet, oder es wird die vom Verdichter zuviel geförderte Luft einfach über einen Druckregler ins Freie abgeblasen. Es werden auch Regelungseinrichtungen verwendet, mit denen das Saugventil des Verdichters offengehalten und das angesaugte Fördermedium wieder in die Saugleitung zurückgeschoben wird. Bei den bekannten Kolbenverdichtern kommt es, insbesondere im Regelbetrieb und bei Leerlauf des Verdichters, zu einer unerwünschten Anreicherung von Schmiermittel im Ar beitsrau des Yerdichters. Dieses überschüssige Schmiermittel führt zu einer Oberölung des geforderten Gases und wird bei Brersluftverdichtern mit der Bremsluft, im Regel betrieb auch mit der Oberschüssigen Luft, ins Freie abgeblasen. Da die Brersluftverdichter in der Rege; an den ölkreislauf der Kraftfahrzeugmotoren angeschIossen sind, tritt bei diesen ein erhöhter Verbrauch an Motoröl auf. Ausserdem führt die überölte Luft zu einer Verschmutzung der Umgebung, insbesondere öffentlicher Verkehrsflächen, wie z.B. Parkbuchten bei AutobushaItestellen, auf die die überölte Luft abgeblasen wird. Dieses Problem konnte auch nicht durch eine Verringerung der Schmiermittel zufuhr zum Verdichter gelöst werden, da hiebei die Gefahr des Heisslaufens besteht. Eine Rückführung der das of mitführenden überschüssigen Luft in den Saugstutzen des Kraftfahrzeugmotors ist nicht nur aufwendig, sondern wird auch von den Motorherstellern abgelehnt, weil ausser der Dberolten Luft auch öl kohle und andere Verunreinigungen in den Brennraum gelangen können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine einfache Massnahme anzugeben, durch die eine unerwünschte Anreicherung von Schmiermittel im Verdichter und in dem geförderten Gas verhindert wird. Mit der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Kolbenverdichter der eingangs angeführten Bauart dadurch ge list. dass in den Rücklaufkanal, der mit Gefälle in einen tiefer angeordneten Vorratsbehälter zurückgeführt ist, ein selbsttätiges Rückschlagventil eingebaut ist, das den Durchlass des Rücklaufkanals in Richtung zur Kurbelkammer des Yerdichters sperrt. Mit dieser einfachen Massnahme wird in überraschender Weise eine Oberölung des Verdichters und des verdichteten Gases wirksam vermieden, ohne die ausreichende Schmierung des Verdichters zu beeinträchtigen. Das in den Rücklaufkanal eingebaute Rückschlagventil lässt das Schmiermittel ungehinderfzum Vorratsbehälter zurückströmen. Es verhindert aber gleichzeitig, dass beim Verdichtungshub des Kolbens Luft in die Kurbelkammer zurückgesaugt und so beim Ansaughub des Verdichters ein Uberdruck in der Kurbelkammer aufgebaut wird, der insbesondere im Regel betrieb über dem Druck im Arbeitsraum des Verdichters liegt. Auf diese Weise wird also die Entstehung eines Druckgefälles verhindert, das bewirkt, dass das Schmiermittel den Zylinderwänden entlang nach oben in den Arbeitsraum wandert. Der Schmiermittelkreislauf selbst wird dadurch nicht beeinträchtigt. Bei Kolbenverdichtern der angeführten Bauart ist es schon bekannt, das sich in der Kurbelkammer sammelnde Schmiermittel durch einen mit einem ausreichenden Gefälle und einem ausreichenden Querschnitt versehenen Rücklaufkanal zum Vorratsbehälter zurückzuführen. Dabei ist in den Rücklaufkanal kein Ventil eingebaut und ein solches auch gar nicht erforderlich, weil das Schmiermittel auf Grund des Gefälles nicht in die Kurbelkammer zurückfliessen kann. Wenn dagegen der Vorratsbehälter. z.B. der öl sumpf des Antriebsmotors, auf einem höheren Niveau als die Kurbelkammer des Verdichters liegt, ist eine besondere Rückfördervorrichtung für das Schmiermittel notwendig. Zu diesem Zweck ist es bekannt, in den Rücklaufkanal eine Förderpumpe und ein in Förderrichtung öffnendes Rückschlagventil einzubauen, wobei als Förderpumpe auch die Druckschwankungen im Kurbelgehäuse verwendet werden können. Dieses Rückschlagventil hat die Aufgabe, das Zurückfliessen des Schmiermittels auf Grund des Niveauunterschiedes zu verhindern. Gemäss der Erfindung ist im Gegensatz dazu das Rückschlagventil in einen Rücklaufkanal eingebaut, dessen Gefälle das Zurückströmen von Schmiermittel ohnehin verhindert. Aufgabe des Rückschlagventiles ist es dabei, in der Kurbelkammer des Verdichters einen Unterdruck zu erzeugen, der verhindert, dass Schmiermittel aus der Kurbelkammer in den Arbeitsraum des Verdichters gedrückt wird. Das Rückschlagventil ist beim erfindungsgemässen Kolbenverdichter vorzugsweise unmittelbar an die Kurbelkammer anschliessend vorgesehen und als Zungenventil ausgebildet. Es wird dadurch das Volumen der Kurbelkammer möglichst klein gehalten, so dass eine Verlangsamung des Druckabbaues durch zu grosses Volumen vermieden wird. Das Zungenventil erfordert nur einen kleinen Raum und kann mit kleinem Durchgangswiderstand aussef0hrt sein, so dass das zurückfliessende Schmierkittel weitgehend ungehindert hindurchströmen kann. Eine einfache Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass der Rücklaufkanal von einer Öffnung in der Wand der Kurbelkamier des Verdichters und einer damit in Ver- bindung stehenden Abflussbohrung in einem mit dem Kurbelgehause verbundenen Maschinenteil gebildet ist, wobei das Rockschlagventil aus einer zwischen dem Kurbelgehäuse und dem mit diesem verbundenen Maschinenteil befestigten flexiblen Ventilzunge besteht, die die öffnung in der Wand der Kurbel kammer steuert. Das bei dieser Ausführung verwendete Rückschlagventil ist besonders einfach und besteht praktisch nur aus einer flexiblen Ventilzunge. Diese Ausfuh- rungsform eignet sich insbesondere für Bauarten, bei denen der Verdichter unmittelbar an das Gehäuse eines Antriebsmotors angebaut ist. Die Abflussbohrung kann dabei unmittelbar in das Kurbel gehäuse des Antriebsmotors münden. Das erfindungsgemäss vorgesehene Rückschlagventil kann aber auch in eine Rohrleitung, z.B. In deren Verschraubung, eingebaut sein, wobei es zweckmässig als Ventileinsatz ausgeführt ist. Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung sind die Bremsluftverdichter für Kraftfahrzeuge, die vom Kraftfahr zeugnotor angetrieben sowie von dessen Schmiermittelpumpe mit Scb.ier.ittel versorgt sind. Erfindungsgemµss ist hiebei das Rcckschlagventil in den aus der Kurbelkammer des Verdichters zum öl sumpf des Kraftfahrzeugmotors zurückgeführten Rücklaufkanal eingebaut. Das Rückschlagventil verhindert eine Oberölung der geförderten Druckluft und damit eine Um weltverschmutzung durch die von den Kraftfahrzeugen abgeblasene Bremsluft. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung einen an einen Antriebsmotor angebauten erfindungsgemässen Kolbenverdichter in Seitenansicht und Fig. 2 eine Ausführungsform des Rückschlagventils in einem Längsschnitt. In Fig. 1 ist ein Verbrennungsmotor 1, z.B. ein Kraftfahrzeugmotor, gezeigt, an dessen Motorgehäuse Ober eine Konsole 2 ein Verdichter 3, z.B. ein Bremsluftverdichter, angebaut ist. Der Verdichter 3 ist vom Motor 1 über einen Antriebsriemen 4 angetrieben. Die Schmierung des Verdichters 3 erfolgt über eine extern angeordnete Schmiermittelpumpe 5, die im Ausführungsbeispiel im Kurbelgehäuse 6 des Verbrennungsmotors I angeordnet ist und zugleich den Schmiermittelkreislauf des Motors 1 versorgt. Die Schmiermittel pumpe 5 saugt das Schmiermittel aus dem Öl sumpf 7 des Motors 1 an und fördert es über eine Schmiermittel leitung 8 zur Kurbelkammer 9 des Verdichters 3. Dort wird das unter Druck stehende Schmiermittel durch Schmiermittel kanäle an die zu schmierenden Stellen verteilt und von diesen in der Kurbelkammer 9 versprüht, wobei auch die Zylinderwand mit Schmiermittel versorgt wird. Aus der Kurbelkammer 9 führt ein Rücklaufkanal 10 in das Kurbelgehäuse 6 des Motors 1 zurück. In den Rücklaufkanal 10, der in Fig. 1 aus einer Rohrleitung besteht, ist ein selbsttätiges Rückschlagventil 11 eingebaut, das den Durchlass des Rücklaufkanals 10 in Richtung zur Kurbelkammer 9 des Verdichters 3 sperrt. Das Rückschlagventil 11 kann einfach ausgebildet sein, so dass es in die Verschraubung der Rohrleitung, die den Rücklaufkanal 10 bildet, eingesetzt werden kann. In Fig. 2 ist eine Aus führungsform gezeigt, bei der der Rücklaufkanal 10 von einer Öffnung 12 in der Wand der Kurbelkammer 9 des Verdichters 3 und einer damit in Verbindung stehenden Abflussbohrung 13 in der den Verdichter tragenden Konsole 2 gebildet ist. Das Rückschlagventil 11 besteht hiebei aus einer flexiblen Ventilzunge 14, die zwischen der Konsole 2 und dem Kurbelgehäuse 15 des Verdichters 3 an der Kurbelkastenwand angenietet ist. Die Ventilzunge 14 steuert mit ihrem freien Ende die Öffnung 12 in der Wand der Kurbelkammer 9. Der Raum für die Hubbewegung der Ventilzunge 14 ist in einer Dichtung 16 ausgespartt die zwischen der Konsole 2 und dem Kurbel gehäuse 15 eingespannt ist. Bei laufendem Motor 1 wird der Verdichter 3 über den Antriebsriemen 4 angetrieben. Gleichzeitig fördert die Schuier.ittelpumpe 5 Ober die Schmiermittel leitung 8 öl zum Verdichter 3, das sich dort nach Schmierung der Lager und des Zylinders in der Kurbelkammer 9 sammelt. Aus dieser fliesst das öl über den Rücklaufkanal 10 zum ölsumpf 7 im Kurbelgehäuse 6 des Motors 1 zurück. Das Rückschlagventil li sperrt den Durchlass des Rücklaufkanals 10 in Richtung der Kurbel kammer 9, so dass zwar das öl und auch Luft aus der Kurbel kammer 9 des Verdichters 3 in das Kurbelgehäuse 6 des Motors 1 fliesen können, ein Durchfluss in der Gegenrichtung aber nicht möglich ist. Wenn sich also der Kolben des Verdichters 3 beim Saughub nach unten in die Kurbelkammer 9 bewegt und in dieser eine Druckerhöhung verursacht, öffnet das Rückschlagventil 11, so dass Luft und öl entweichen kön- nen. Bei anschliessenden Druckhub des Yerdichters, bei dem der Kolben sich nach oben aus der Kurbelkammer 9 hinausbewegt, kann aber keine Luft zuströmen, so dass in der Kurbelkammer 9 ein leichter Unterdruck entsteht. Auf diese Weise wird ein Oberdruck in der Kurbelkammer 9 verhindert. Es herrscht in dieser auch im Regel betrieb und im Leerlauf des Verdichters 3 ein Druck, der nicht oder höchstens kurzzeitig hOher ist als der Druck im Arbeitsraum des Verdichters 3. Dadurch wird verhindert, dass Schmieröl aus der Kurbelkammer 9 der Zylinderwand entlang in den Arbeitsraum des Verdichters und aus diesem in die geförderte Druckluft gelangt. Die erfindungsgemässe Massnahme zur Verhinderung der überholung des geförderten Mediums kann nicht nur bei Bremsluftverdichtern vorteilhaft angewendet werden sondern auch bei anderen Luft- und Gasverdichtern, z.B. bei Kältemittelverdichtern, um zu verhindern, dass Schmiermittel in das Kältemittel gelangt. Patentansprüche:

Claims: Patentansprüche : 1. Kolbenverdichter für gasförmige Medien, z.B. Bremsluft verdichter für Kraftfahrzeuge, insbesondere mit einer Einrichtung zur Regelung der Fördermenge, wobei der Kol benverdichter mit einer extern angeordneten Schmiermit telpumpe versehen ist, die das Schmiermittel aus einem Vorratsbehälter durch einen Schmiermittelkreislauf des Verdichters fördert, und wobei ein Rücklaufkanal für das Schmiermittel aus der im übrigen abgeschlossenen Kur bei kammer des Verdichters zum Vorratsbehälter zurückge führt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rücklauf kanal (10), der mit Gefälle in einen tiefer angeordneten Vorratsbehälter (7) zurückgeführt ist, ein selbsttätiges Rückschlagventil (11) eingebaut ist, das den Durchlass des Rücklaufkanals (10) in Richtung zur Kurbelkammer (9) des Verdichters (3) sperrt. 2. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das Rückschlagventil (11) unmittelbar an die Kurbelkammer (9) anschliessend vorgesehen und als Zun genventil (12,14) ausgebildet ist. 3. Kolbenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der Rücklaufkanal (10) von einer Öffnung (12) in der Wand der Kurbelkammer (9) des Verdichters (3) und einer damit in Verbindung stehenden Abflussbohrung (13) in einem mit dem Kurbelgehäuse (15) verbundenen Ma schinenteil (2) gebildet ist, wobei das Rückschlagventil ( aus einer zwischen dem Kurbelgehäuse (15) und dem mit diese. verbundenen Maschinenteil (2) befestigten flexiblen Ventilzunge (14) besteht, die die Öffnung (12) in der Wand der Kurbel kammer (9) steuert. 4. Kolbenverdichter nach Anspruch 1, 2 oder 3, der als Brems luftverdichter für Kraftfahrzeuge ausgebildet und vom Kraftfahrzeugrotor angetrieben sowie von dessen Schmier mittel pumpe mit Schmiermittel versorgt ist, dadurch ge kennzeichnet, dass das Rückschlagventil (11) in den aus der Kurbelkammer (9) des Verdichters (3) zum Öl sumpf (7) des Kraftfahrzeugmotors (1) zurückgeführten Rücklaufkanal foto) eingebaut ist.

Inventors: BAUER, FRIEDRICH, DR. DIPL.-ING., HOFSTADTER, GUNTER, Hofstädter, Günter
Applicants: HOERBIGER VENTILWERKE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: F04B39
IPC codes: F04B35, F04B39, F02B63, F01M13