技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于在活塞压缩机中节省功率的装置，活塞压缩机尤其用于在机动车中产生压缩空气，所述装置具有能够轴向运动地布置在缸中的活塞用于产生压缩空气，所述压缩空气经由至少一个吸入
阀到达缸的压缩室中用于压缩，其中，所述吸入阀与受压
力控制的、用于节省功率的器件共同作用。
[0002] 本发明的应用领域主要延伸到用于机动车构造、尤其商用车构造中的往复活塞压缩机，这些往复活塞压缩机主要用于为机动车中的压缩空气设备产生压缩空气。
背景技术
[0003] 为了调节这样的活塞压缩机的输送量以及为了调节后面连接的消耗器中的压力、例如
制动设备中的压力，普遍已知用于节省功率的装置。当达到预先确定的压力并且该压力作为控制压力作用到用于撞开吸入阀的机械操纵元件上时，用于节省功率的装置撞开活塞压缩机的吸入阀。这样的装置也普遍已知为所谓的“调速器”装置。
[0004] 对此替代地，由DE 33 29 790 A1得知一种技术解决方案，根据该技术解决方案，压缩机的抽吸薄片借助在阀承载件中被导向的、相对于阀承载件的平面平行的操纵活塞在
泵位置与空转位置之间移动，其中，在工作位置中，压缩机的抽吸开口与抽吸薄片重叠，而抽吸开口在空转位置或者关断位置中至少部分地暴露。在该位置中，仍然运转的压缩机的
活塞泵空，即空气从缸头的抽吸室穿过至少部分地敞开的抽吸开口被吸入到压缩室中并且又穿过抽吸开口回推到抽吸室中。但同时，仍然执行一定的压缩工作，以便在压缩冲程期间将小份额的空气通过相对于压缩室打开的压力开口压到压力室中，其中，在阀板的上侧上的压力阀仍然在确定的压力
水平下打开。压缩空气从压力室到达压力调节器中并且在那经由减压阀吹走到大气中。
[0005] 即，这意味着，在抽吸行程期间被吸入的空气的一部分通过抽吸开口离开缸室，而空气的仍然存在的部分经过压力开口被推出。
[0006] 在这个运行状态期间，处于
曲轴箱中的
润滑油具有加强的倾向：由于压缩室中的减小的压力水平而沿着
活塞环向上慢移，从而润滑油最后可以到达压缩室中并且导致空气中的润滑油增浓被提高。在较长时间以高温运行的情况下要忍受因此增加的炭积聚。
[0007] 在抽吸阀已打开的情况下、即在抽吸薄片处于空转位置中的情况下，在活塞压缩机的继续运转的运行中仍然进行抽吸工作，即，空气经由抽吸管道、打开的抽吸接头和处于空转位置中的抽吸阀吸入到压缩机的压缩室中并且至少部分地又回推到抽吸管道中，如果压缩机的活塞执行压缩工作的话。吸入到压缩室中的空气承载有油颗粒，油颗粒由于缸室中的减小的压力水平而沿着活塞环向压缩机室的方向慢移。这种承载有油颗粒的空气通过抽吸管道至少部分地又被推出，润滑油积累并且后来在转换到输送运行时喷射状地溢到压力管道中。
[0008] 如果要相对于活塞压缩机平行地将一
涡轮增压机连接到抽吸管道上，该涡轮增压机通过其抽吸作用在抽吸管道内产生一定的
负压，则还存在以下危险：处于抽吸管道中的空气的油颗粒到达涡轮增压机中并且在那导致剧烈的焦化。这样的焦化自然是很不期望的。
[0009] 在FR 1 098 045 A中描述了一种活塞压缩机，所述活塞压缩机的抽吸阀具有用于使抽吸阀保持打开的操纵机构。在此涉及作用于抽吸阀的顶杆，所述顶杆如此承载一能够被连接到压缩机上的
压力容器的压力加载的活塞，使得在超过压力
阈值之后通过活塞移动顶杆并且因此打开抽吸阀。在活塞压缩机之外，在活塞压缩机的抽吸管道中设置止回罩，该止回罩在抽吸管道中存在负压的情况下打开，以便将空气吸入到活塞压缩机中。活塞压缩机的压力阀不受抽吸阀的操纵所影响，所述压力阀持续地在准备运行的位置中，从而即使在抽吸阀的空转位置中也总是执行一定的压缩工作。如在先前所讨论的、
现有技术的解决方案的情况下那样，压力阀从确定的压力水平起打开，由此执行压缩机工作。由于在空转位置中减小的、压缩室中的压力水平，即使在这种类型的设计中也存在以下问题：润滑油沿着活塞环向上、即可以到达压缩室中并且因此存在空气的润滑油增浓。此外，由于止回罩而产生节流损失，这不利地影响压缩机的效率。
发明内容
[0010] 按照本发明，提出了一种用于在活塞压缩机中节省功率的装置，所述装置具有限界压缩室的活塞用于产生压缩空气，所述压缩空气来自于周围环境、经由至少一个构造在缸头盖上的抽吸接头和一布置在阀板上的吸入阀组件到达所述压缩室中用于压缩，其中，为了节省功率为设有所配属的抽吸薄片的吸入阀组件设置一与压力有关地作用的空转装置，所述抽吸薄片通过操纵器件能够在
覆盖至少一个抽吸开口的工作位置和至少部分地释放所述至少一个抽吸开口的空转位置之间扭转，其中，所述操纵器件协调配合地操纵所述抽吸薄片，使得所述抽吸薄片在所述空转位置中释放所述阀板中的所述至少一个抽吸开口并且同时至少部分地封闭相邻的压力阀横截面以及借助滑移件阻塞所述缸头盖上的所述抽吸接头，以便在包括所述阀板和所述缸头盖的缸头的区域中构成增大的
余隙容积。
[0011] 本发明的任务在于，提出一种用于在活塞压缩机中节省功率的装置，借助所述装置在关断阶段或者空转阶段中实现尽可能完全的功率节省，并且，润滑油不会不必要地从曲
轴箱到达压缩室中并且在那里导致抽吸管道中的空气的油增浓。
[0012] 根据上述技术方案中的装置来解决所述任务。随后的说明重现本发明的有利的扩展方案。
[0013] 本发明包括以下技术教导：操纵器件协调配合地操纵阀板的抽吸薄片，使得所述抽吸薄片在所述空转位置中至少部分地封闭阀板或者可类比的构件中的至少一个压力阀开口并且同时暴露相邻的抽吸阀横截面以及借助滑移件或类似构件阻塞所述缸头盖或者类似构件上的抽吸接头，以便在所述缸头的区域中形成增大的余隙容积(schaedlichen Raum)。
[0014] 通过在空转位置中执行将抽吸薄片移位到打开的位态中并且通过同时执行借助缸头内的滑移件至少部分地关闭缸头盖上的抽吸接头，实现了功率节省的优化。在空转阶段中，通过可移位的抽吸薄片结合滑移件保证了，抽吸管道和必要时连接到抽吸管道上的
过滤器和
压气机设备保持不受活塞持续的空转所影响。此外，通过活塞压缩机的至少一个压力阀横截面的同时的、至少部分地执行的关闭实现了，不发生空气的不必要的吹走。作为其结果，仅仅需要的是，当压缩机的活塞在抽吸薄片的空转位置中执行抽吸运动时，相应于
泄漏损失的、小的体积通过优选地处于滑移件上的止回阀被吸入。在压缩机的压力开口完全封闭的情况下，待从抽吸管道中附加地吸入的空气量减小到在缸的压缩室中实际存在的泄漏体积，也称作窜气(blow-by)。
[0015] 抽吸薄片也可以作为滑动薄片或者旋转薄片借助操纵器件在通过压力调节器或者另外提供的控制
信号控制的情况下从抽吸薄片的工作位置移动到空转位置中，在该空转位置中，至少一个抽吸开口或者部分地或者完全地这样暴露，使得被吸入到压缩室中的空气可以又回流到抽吸室内中。由此可以实现的功率节省处于大约60％的数量级。
[0016] 根据本发明的解决方案保证了，在压缩机的压力侧上不移动不必要的空气体积。尤其在涡轮增压机或者压气机平行连接到活塞压缩机的抽吸管道上的情况下，也防止了在这些情况下由于吸入承载有润滑油的空气而在高温的影响下出现焦化。此外，本发明的解决方案不对压缩机在输送阶段中的效率产生不利影响，从而避免了节流损失。
[0017] 抽吸薄片如此设计，使得抽吸薄片无摩擦地工作。由此，即使在压缩室中的润滑油非常少的情况下，在抽吸薄片与阀板之间也不出现磨损。因此，该设计特别适用于油喷溅被减少的压缩机中和无油的压缩机类型。
[0018] 有利地，抽吸薄片如此构造，使得在空转阶段中压力开口根据需要完全地或者部分地封闭。因此，不发生空气的体积份额不必要地移动到压力室中。仅仅当期望一定的剩余空气输送以避免结
冰或者污染时，调节阀板中的压力开口的部分打开。此外，通过抽吸接头的封闭，在压缩室中形成一定的滞止压力(Staudruck)，该滞止压力有助于阻拦来自
曲轴箱的润滑油。因此，抽吸开口的部分的或者完全的遮盖有助于可实现的功率节省方面的进一步优化。
[0019] 在本发明的一种优选的实施方式中，为了使抽吸薄片以及滑移件移位而优选被
气动地控制的操纵器件基本上平行于阀板的平面起作用并且具有能够以控制压力加载的操纵活塞。在此，操纵活塞能够在所述缸头盖的钻孔中被导向，所述钻孔可以通过浇铸技术构造在缸头盖中。
[0020] 优选地，操纵活塞借助延伸穿过钻孔的携动销作用到使所述抽吸薄片在工作位置和空转位置之间扭转的操纵机构装置上以及作用到封闭所述抽吸接头的滑移件上。
[0021] 根据一种优选的实施方式，封闭缸头盖中的抽吸接头的滑移件构造为铰接在所述缸头盖上的摆动滑移件并且处于缸头盖的内部。
[0022] 此外，滑移件优选地在封闭抽吸接头的区域中设有最少空气阀。根据一种优选的实施方式，作为止回阀作用的最少空气阀是薄片阀，该薄片阀包括在所述滑移件的端侧构造为穿口的最少空气阀捕集器连同与其共同作用的阀薄片。
[0023] 根据本发明的一种优选的实施方式，多个构造在所述阀板中的抽吸开口圆环状地布置并且能够以盘状地构造为具有穿口和缺口的旋转薄片的抽吸薄片封闭。此外，多个构造在阀板中的压力阀横截面可以圆环形地布置，所述多个压力阀横截面在缸盖内通到与压力管道连接的压力室中，所述多个压力阀横截面能够交替地以盘状的抽吸薄片封闭。压力阀横截面与在缸头内布置在输送管道侧的压力阀单元共同作用，压力阀单元优选包括压力阀捕集器、压力阀
弹簧和压力阀薄片。
附图说明
[0024] 下面与本发明的优选
实施例根据附图的描述共同详细示出其他改善本发明的措施。示出：
[0025] 图1示出活塞压缩机连同与活塞压缩机共同作用的、用于节省功率的装置的示意图；
[0026] 图2示出活塞压缩机的包括阀板和缸头盖的缸头的立体图，该缸头具有集成的、用于节省功率的装置；
[0027] 图3示出用于节省功率的装置的与阀板(剖面地示出)共同作用的操纵器件的立体图(从下方看)；
[0028] 图4示出用于节省功率的装置的与阀板(剖面地示出)共同作用的操纵器件的立体图(从上方看)；
[0029] 图5示出阀板的俯视图，其中，用于节省功率的装置的操纵器件在工作位置中；
[0030] 图6示出阀板的俯视图，其中，用于节省功率的装置的操纵器件在空转位置中；
[0031] 图7示出根据图6的线V-V的剖视图，其中示出处于缸头内的操纵器件在空转位置中；
[0032] 图8示出根据图4的线IV-IV的剖视图，其中示出处于缸头内的操纵器件在工作位置中；
[0033] 图9示出活塞压缩机的双缸结构方式连同与其共同作用的、用于节省功率的装置的示意图。
具体实施方式
[0034] 根据图1，用于产生压缩空气的活塞压缩机基本上包括活塞100，该活塞通过
连杆200铰接在被驱动的曲轴300上。曲轴300旋转地支承在曲轴箱400中。曲轴箱400包括与活塞
100共同构成压缩室500的缸，该压缩室在端侧设有在此仅仅示意性示出的缸头600，该缸头具有集成到缸头中的、用于节省功率的装置。
[0035] 缸头600包括起二位二通阀作用并且控制活塞压缩机的抽吸接头1的滑移件7，该滑移件具有集成的最少空气阀8。通过抽吸接头1吸入的环境空气经由缸头600内的滑移件7到达构造在缸头中并且用作可接通的余隙空间(Schadraum)的
吸入室18。朝着压缩室500的方向，缸头600中的吸入室18经由未进一步示出的阀板通到所构造的抽吸开口3中。
[0036] 抽吸开口3通过构造为抽吸薄片4的二位二通阀布局被控制，以便在所示的阀位置(该阀位置相应于压缩机的工作位置)中通过止回阀功能阻止经压缩的压缩空气回流到吸入室18中并且将所产生的压缩空气经由至少一个也构造在阀板中的压力阀横截面5排出，压力阀横截面后接有压力阀单元9。具体地，如在此所示的那样，在没有控制压力S施加到用于节省功率的装置的操纵器件上的情况下，所述机构通过
复位弹簧12的弹簧力压到工作位置中。在施加控制压力S的情况下，在抽吸薄片4的在此未示出的另一转换位置中，压力阀横截面5至少部分地被封闭并且抽吸开口3被打开。此时，活塞100仅仅还压缩到现在封闭的吸入室18中。
[0037] 可能的、例如在活塞100旁经过的泄漏损失通过最少空气阀8的止回阀功能补偿。滑移件7的最少空气阀8也用于，在机构
锁止于关闭位置中的情况下保证减小的输送量并且就此而言形成安全功能。
[0038] 根据图2，缸头600在外部视图中基本上包括阀板2，在该阀板上放置中间板20，该中间板用于扩展地安置用于节省功率的装置，缸头盖21衔接所述中间板。在缸头盖21中布置有一开口，该开口用于为用于节省功率的装置的安置在缸头600内的操纵器件供入控制压力S。
[0039] 在阀板2的下侧上布置有构造为盘状旋转薄片的抽吸薄片4。抽吸薄片4在此处于工作位置中，其中，与图1一致地，以圆环形布置地引入到阀板2中的压力阀横截面5是打开的，而在此不可见的通过抽吸薄片4遮盖并且也圆环形地布置在阀板2中的抽吸开口3是被遮盖的。
[0040] 与前述外部视图不同，图3图解了用于节省功率的装置的部分剖开的下视图，其中在详细示出用于节省功率的装置的操纵器件在工作位置中的情况下省略了中间板20和缸头盖21。
[0041] 被气动地控制的操纵器件包括相对于阀板2的平面被平行地导向并且能够以控制压力S加载的操纵活塞11。操纵器件处于无控制压力的初始位置中。在此，与操纵活塞11耦合的携动销17通过具有用于操纵的旋转杆轴14的旋转杆10作用到抽吸薄片4上，以使抽吸薄片在工作位置和空转位置之间转换。同时，操纵活塞11的携动销17操纵用于控制未进一步示出的抽吸接头1的滑移件7，该滑移件通过旋转
轴承13铰接地构造为摆动滑移件。滑移件7在封闭抽吸接头1的区域中设有最少空气阀8a、8b。
[0042] 在所示工作位置中，抽吸薄片4封闭构造在阀板中的抽吸开口3，与此相反，相邻的压力阀横截面5同时通过抽吸薄片4中的穿口6被释放。压力阀横截面5与压力阀单元9a-9c共同作用，所述压力阀单元构成朝着输送侧的止回阀。
[0043] 图4是在图3中示出的机构的俯视图，其中，先前与图3相关地使用的附图标记在使用先前的详细描述的情况下适用。在此，就此而言以图形方式图解用于节省功率的装置的操纵器件的功能位置。此外可以看出，滑移件7在配属给在此未进一步示出的抽吸接头1的端部上设有在此未进一步示出的最少空气阀8的最少空气吸入开口15。
[0044] 根据图5，使用根据前面的详细描述的部件名称示出了在工作位置中用于节省功率的装置。在此，安装在阀板2上的抽吸薄片4遮盖引入到阀板2中的抽吸开口3并且阀板2的相邻的压力阀横截面5通过抽吸薄片4中的穿口6打开。同时，未进一步示出的缸头中的抽吸接头1由于从这里摆动离开的滑移件7而在打开位置中。在操纵活塞11的无控制压力的状态中达到这个工作位置，该操纵活塞通过复位弹簧12压到初始位置中。
[0045] 与此相反，在图6中，操纵活塞11被加载控制压力，从而用于节省功率的装置处于空转位置中。在此，阀板2的抽吸开口3通过抽吸薄片4的缺口16打开，与此相反，压力阀横截面5封闭，因为压力阀横截面与抽吸薄片4中的对应的穿口6不一致。同时，未进一步示出的缸头中的抽吸接头1通过滑移件7的端部封闭，从而空气仅仅可以经由最少空气阀8通过最少空气吸入开口15流入到在此未示出的吸入室18中。
[0046] 图7是图6中的线V-V的剖视图并且图解了在空转位置中的、用于节省功率的装置。可以看出，用于节省功率的装置的操纵器件的操纵活塞11在缸头盖21中的对应的钻孔22中被导向用于构成活塞缸单元，该活塞缸单元由控制压力加载。布置在操纵活塞11的外周上的携动销17穿过缸头盖21中的长孔形缺口延伸到构造为摆动杆的滑移件7中。
[0047] 此外，通过携动销17操纵旋转杆10，该旋转杆通过旋转杆轴14操纵抽吸薄片4。与阀板2中的压力阀横截面5共同作用的压力阀单元包括压力阀捕集器9a、压力阀弹簧9b以及压力阀薄片9c，所述压力阀薄片在此布置在缸头的中间板20的区域中。此外，在其余附图标记方面，先前的详细描述适用。
[0048] 图8是图4中的线IV-IV的剖视图并且图解了在工作位置中的用于节省功率的装置。此外，在此在所使用的附图标记方面，先前的详细描述也适用。
[0049] 图9示出活塞压缩机的双缸结构方式，其中，两个缸使用同一吸入室。滑移件7'仅仅存在一个，因为在该实施方式中也仅仅具有一个抽吸接头1。每个压缩室500和500a配属有一个自身的、可扭转的抽吸薄片4或者4a。那么，在空转阶段中，一个活塞100使空气经由吸入室18移到另一个压缩室500a中，该另一个压缩室在这个时刻、在180°冲程错位的情况下刚好具有向下运动的活塞100a，即抽吸。通过大横截面地打开的抽吸开口3、3a和能够被自由流过的吸入室18仅仅出现非常小的节流损失。在此，缸压力也可通过释放的抽吸通道横截面的尺寸如此设计，使得保留足够的对应压力用于避免机油溢出。
[0050] 附图标记
[0051] 1 抽吸接头
[0052] 2 阀板
[0053] 3 抽吸开口
[0054] 4 抽吸薄片
[0055] 5 压力阀横截面
[0056] 6 穿口
[0057] 7 滑移件
[0058] 8 最少空气阀
[0059] 9 压力阀单元
[0060] 10 旋转杆
[0061] 11 操纵活塞
[0062] 12 复位弹簧
[0064] 14 旋转杆轴
[0065] 15 最少空气吸入开口
[0066] 16 缺口
[0067] 17 携动销
[0068] 18 吸入室
[0069] 19 压力室(输送侧)
[0070] 20 中间板
[0071] 21 缸头盖
[0072] 22 钻孔
[0073] 100 活塞
[0074] 200 连杆
[0075] 300 曲轴
[0076] 400 曲轴箱
[0077] 500 压缩室
[0078] 600 缸头
[0079] S 控制压力
