Hintergrund der Erfindung
Ein Druckluftkompressor wird häufig-mittels eines elektromotorbetriebenen
Kompressors druckbeaufschlagt, welcher durch einen druckbetriebenen Schalter gesteuert
wird, der Druck in einem Luftkessel, wie einem Druckbehälter, fühlt. Der
Kompressor zwingt Druckluft durch eine Austrittsröhre und ein Rückschlagventil,
das mit einem Druckbehälter verbunden ist, wobei der Druckbehälter als
Reservoir zum Speichern der Druckluft dient. Wenn der Druck der erzeugten und in
dem Druckbehälter gespeicherten Druckluft ein vorgegebenes Maximum erreicht,
schaltet der Druckschalter den Kompressormotor ab, um eine weitere Druckbeaufschlagung
zu unterbinden. Das Fehlen von Druck aus dem Kompressor gestattet das Schließen
des Rückschlagventils, wodurch verhindert wird, dass Luft von dem Luftkessel
zurück in die Austrittsröhre strömt, wenn keine Beaufschlagung mit
Druck mehr erfolgt. Dennoch kann Druckluft in der Austrittsröhre und in dem
Kompressorkopf verbleiben.
Wenn Luft aus dem Druckbehälter verbraucht wird, wird der in
dem Druckbehälter verbleibende Druckpegel reduziert. Wenn der Druck in dem
Druckbehälter auf ein vorgegebenes Minimum fällt, treibt der Druckschalter
wiederum den Kompressor an, um erneut mit der Druckbeaufschlagung zu beginnen. Wenn
jedoch der in der Austrittsröhre und in dem Kompressorkopf verbleibende Druck
nicht vor der erneuten Druckbeaufschlagung entfernt wird, muss der Kompressor die
hinzugekommene Last aus diesem verbleibenden Druck zusätzlich zur Last des
Ingangsetzens der Druckbeaufschlagung überwinden. Dies kann sich nachteilig
auf den Kompressormotor auswirken, wie Abwürgen des Motors oder Überlastung
des elektrischen Stromkreises in dem Stromkreis, in dem der Motor installiert ist.
Um dies zu verhindern, wird ein Entladeventil durch den Druckschalter
zur Druckminderung über die Austrittsröhre betrieben, wenn der Druck innerhalb
des Druckbehälters auf ein vorgegebenes Druckmaximum steigt. Typischerweise
ist das Entladeventil mit der Austrittsröhre über einen zusätzlichen
Schlauch, eine Rohrleitung oder weitere mechanische Kommunikationsmittel verbunden.
Ein bei dieser Ausgestaltung der Entladung vorhandenes Problem besteht
darin, dass bei ihr typischerweise keine Entladung der Austrittsröhre und des
Kompressorkopfes erfolgt, wenn die Druckbeaufschlagung durch andere Mittel als den
Druckschalter unterbrochen wird. So kommt es beispielsweise nicht zu einer Entladung
bei Stromausfall oder wenn ein Kompressor während des Betriebs von der Stromzufuhr
abgeschnitten wird, so dass die durch den Druckschalter erkannte vorgegebene Druckschwelle
nicht erreicht wird. Dadurch kann Gegendruck auf der Austrittsröhre verbleiben,
wenn der Druck in dem Druckgefäß geringer ist als der vorgegebene Schwellenwert.
Beim Betrieb sind zahlreiche Luftkompressoren so ausgelegt, dass eine
Druckbeaufschlagung mit Kompressionszylindern oder sonstigen Pulsationsvorrichtungen
bewirkt wird. Derartige Vorrichtungen erzeugen effektiv hohe Druckverhältnisse
innerhalb der Austrittsröhre und des Kompressorkopfes, um den Druckbehälter
mit Druck zu beaufschlagen. Jedoch kann die Pulsationswirkung einer derartigen Vorrichtung
ebenfalls zu Druckpulsationen führen, die den Betrieb des Rückschlagventils
nachteilig beeinflussen. Wenn beispielsweise das Rückschlagventil eine federbelastete
Kolbenanordnung einschließt, können Druckpulsationen von dem Kompressormotor
eine oder mehrere Komponenten der Kolbenanordnung dazu bringen, sich in Reaktion
auf die Druckpulsationen auf- und abzubewegen, wodurch es möglicherweise zu
unerwünschter Vibration und einer Beschädigung des Rückschlagventils
kommt.
In der US 1,850,117 wird ein
Rückschlagventil bzw. ein automatischer Entlader offenbart, welcher bei Luft-
oder Gaskompressoren einzusetzen ist. Die Ausblase-Ventil-Konstruktion ist auf einfache
Weise von außerhalb verstellbar, wodurch die Periode, in der sich das Ausblaseventil
zu öffnen beginnt, einstellbar ist.
In der US 4,321,940 ist ein
Entlade-Rückschlagventil offenbart, das zwischen einem Kompressor und einem
Luftkessel zu installieren ist, umfassend einen lang gestreckten Ventilkörper
mit einem Einlassende und einem Auslassende und einem sich von dem Einlassende zu
dem Auslassende hindurch erstreckenden Loch; eine Luftausblase-Apertur, die sich
von einer Stelle in dem Loch durch den Ventilkörper erstreckt, und eine Entlade-Ventil-Dichtung
(46), die auf- und abbeweglich montiert ist, um sich entlang eines Pfades
innerhalb dieses Lochs zu bewegen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung des vorstehend
definierten Entlade-Rückschlagventils.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein vorstehend definiertes
Entlade-Rückschlagventil dadurch gekennzeichnet, dass das Entlade-Rückschlagventil
weiterhin umfasst eine Ventilsitz-Anordnung, die in dem Loch zwischen der Entlade-Ventil-Dichtung
und dem Auslassende des Ventilkörpers installiert ist, wobei die Ventilsitz-Anordnung
einen Umfang und eine Nut um diesen Umfang hat, wobei die Nut der Ventilsitz-Anordnung
der Luftausblase-Apertur benachbart ist, wenn die Ventilsitz-Anordnung
in dem Ventilkörper installiert ist;
wobei die Ventilsitz-Anordnung eine Vielzahl erhabener Entlade-Sitzelemente hat,
die sich hin zu dem Einlassende des Ventilkörpers und in den Pfad der Entlade-Ventil-Dichtung
erstrecken, wobei Entlade-Sitzelemente zumindest einen Durchgang haben, der von
der Nut hin zu dem Einlassende des Ventilkörpers führt;
wobei die Ventilsitz-Anordnung einen Rückschlagventil-Sitz hat;
eine in dem Loch des Ventilkörpers montierte Kolbenanordnung, wobei die Kolbenanordnung
einen Kolben, eine Kolbenfeder und eine Rückschlagventil-Dichtung einschließt,
wobei die Kolbenfeder normalerweise den Kolben hin zu dem Einlassende des Ventilkörpers
in eine erste Kolbenstellung vorspannt, wenn der Kompressor abgeschaltet wird;
wobei die Kolbenanordnung eine Größe hat und in einer Position innerhalb
des Lochs liegt, die sie in die Lage versetzt, die Entladeventil-Dichtung weg von
den Sitzelementen zu zwingen, wenn sich der Kolben in der ersten Kolbenstellung
befindet, wobei die Rückschlagventil-Dichtung so positioniert ist, um den Rückschlagventil-Sitz
zu kontaktieren, wenn sich der Kolben in der ersten Kolbenstellung befindet;
wobei das Entlade-Rückschlagventil ein Strömen von Luft zwischen der Entlade-Ventil-Dichtung
und der Ventilsitz-Anordnung durch den zumindest einen Durchgang der Entlade-Sitzelemente
in die Nut der Ventilsitz-Anordnung erlaubt und ein Austreten von Luft aus dem Entlade-Rückschlagventil
durch die Luftausblase-Apertur erlaubt, wenn die Kolbenanordnung die Entlade-Ventil-Dichtung
von den Entlade-Sitzelementen weghält;
wobei der Kolben beweglich ist von einer ersten Kolbenstellung hin zu zumindest
einer stromabwärts gelegenen Kolbenstellung, die von dem Einlassende des Ventilkörpers
weiter weg ist als die erste Kolbenstellung, wenn der Kompressor angestellt wird,
um den Druck innerhalb des Luftkessels zu erhöhen;
wobei es die Kolbenanordnung erlaubt, die Entlade-Ventil-Dichtung hin zu den Entlade-Sitzelementen
zu bewegen und diese zu kontaktieren, wenn sich der Kolben hin zu einer der stromabwärts
gelegenen Kolbenstellungen bewegt, wodurch er verhindert, dass Luft von dem Einlassende
des Körpers zu der Luftausblase-Apertur gelangt, wenn sich der Kolben in einer
der stromabwärts gelegenen Kolbenstellungen befindet;
wobei der Kolben durch die Kolbenfeder hin zur ersten Kolbenstellung beweglich ist,
wenn der Luftkompressor geringere Luftmengen von dem Luftkompressor zu dem Luftkessel
hin zwingt.
An dem Auslassende des Ventilkörpers kann ein Dämpfer angebracht
werden. Die Kolbenanordnung schließt einen ersten Stoßdämpfer ein,
der zum Verbleib in dem Loch des Ventilkörpers positioniert ist. Zwischen dem
ersten Stoßdämpfer und dem Innendurchmesser des Lochs des Ventilkörpers
wird ein Spiel des Ventilkörpers aufrechterhalten. Auch beinhaltet die Kolbenanordnung
einen zweiten Stoßdämpfer, der zum Verbleib in dem Innendurchmesser des
Dämpfers positioniert ist. Gemeinsam dienen der erste und der zweite Stoßdämpfer
der Verschleißminimierung der Kolbenanordnung, während das Rückschlagventil
in Betrieb ist. Die Kolbenanordnung schließt weiterhin ein Dämpfungsventil
ein, das den zweiten Stoßdämpfer oder ein separates Bauteil umfassen kann
und das den Spielraum zwischen der Kolbenanordnung und dem Innendurchmesser des
Dämpfers abdichtet. Eingeschlossen in dem Dämpfer ist eine Dämpfungsblende,
um die Luftmenge, die in den Dämpfer zum Dämpfen der Kolbenbewegung eintreten
kann, zu beschränken.
Der Fachmann erkennt, dass diese Erfindung auch andere als die gezeigten
Ausführungsbeispiele aufweisen kann und dass das Entlade-Rückschlagventil
in mannigfache Weise in konstruktiven Details abgeändert werden kann, ohne
dass die Lehre der Erfindung verlassen wird.
Nachstehend werden beispielhaft Ausführungsbeispiele der Erfindung
unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine Explosionsansicht eines Entlade-Rückschlagventils
eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;
2A eine Querschnittsansicht des montierten Entlade-Rückschlagventils
von 1, die einen Kolben in einer ersten Kolbenstellung
zeigt;
2B eine Querschnittsansicht des montierten Entlade-Rückschlagventils
von 1, die einen Kolben in einer stromabwärts
gelegenen Kolbenstellung zeigt;
3A eine Querschnittsansicht eines Entlade-Rückschlagventils
gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei ein
Kolben eine erste Kolbenstellung einnimmt;
3B eine Querschnittsansicht des Entlade-Rückschlagventils
von 3A, wobei der Kolben eine stromabwärts gelegene
Kolbenstellung einnimmt;
4A eine Querschnittsansicht eines Entlade-Rückschlagventils
gemäß noch eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei
ein Kolben eine erste Kolbenstellung einnimmt;
4B eine Querschnittsansicht des Entlade-Rückschlagventils
von 4A, wobei der Kolben eine stromabwärts gelegene
Kolbenstellung einnimmt;
5A eine Querschnittsansicht eines Entlade-Rückschlagventils
gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei ein
Kolben eine erste Kolbenstellung einnimmt;
5B eine Querschnittsansicht des Entlade-Rückschlagventils
von 5A, wobei der Kolben eine stromabwärts gelegene
Kolbenstellung einnimmt;
6A eine Querschnittsansicht eines Entlade-Rückschlagventils
gemäß noch eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei
ein Kolben eine erste Kolbenstellung einnimmt;
6B ist eine Querschnittsansicht des Entlade-Rückschlagventils
von 6A, wobei der Kolben eine stromabwärts gelegene
Kolbenstellung einnimmt;
7A eine Querschnittsansicht eines Entlade-Rückschlagventils
gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei ein
Kolben eine erste Kolbenstellung einnimmt;
7B eine Querschnittsansicht des Entlade-Rückschlagventils
von 7A, wobei der Kolben eine stromabwärts gelegene
Kolbenstellung einnimmt;
8 eine Querschnittsansicht eines Entlade-Rückschlagventils
gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;
9 eine Querschnittsansicht eines Entlade-Rückschlagventils
gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;
10 eine Querschnittsansicht eines Entlade-Rückschlagventils
gemäß noch eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;
11 eine Querschnittsansicht eines Entlade-Rückschlagventils
gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;
12 eine Querschnittsansicht eines Rückschlagventils
gemäß noch eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;
13A eine perspektivische Ansicht einer Ventilsitz-Anordnung
und einer Entlade-Ventil-Dichtung, die gemäß eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung innerhalb eines Ventilkörpers positioniert ist;
13B eine Querschnittsansicht der Ventilsitz-Anordnung
und einer Entlade-Ventil-Dichtung, die innerhalb eines Ventilkörpers von
13A positioniert ist;
14A eine perspektivische Ansicht einer Ventilsitz-Anordnung
gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;
14B eine perspektivische Ansicht der Ventilsitz-Anordnung
von 14A;
14C eine seitliche Querschnittsansicht der Ventilsitz-Anordnung
von 14A;
14D eine Vorderansicht der Ventilsitz-Anordnung von
14A;
15A eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Teils eines Dämpfers des Entlade-Rückschlagventils von
2A, wobei sich die Kolbenanordnung in die durch den
Pfeil angegebene Richtung bewegt; und
15B eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Teils eines Dämpfers des Entlade-Rückschlagventils von
2A, wobei sich die Kolbenanordnung in die durch den
Pfeil angegebene Richtung bewegt.
Genaue Beschreibung
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden identische Bezugszeichen
verwendet, um durchgängig in den zahlreichen gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen
und Figuren dieselben oder entsprechende Bauteile zu bezeichnen. Bei einigen Figuren
sind Rückschlagventil-Sitze 37 in den Querschnittsansichten dunkler
dargestellt und können abhängig von dem speziellen Ausführungsbeispiel
separate Komponenten oder Teile weiterer Komponenten umfassen, wie nachstehend und
in den zahlreichen Figuren angegeben.
1 ist eine Explosionsdarstellung, die die Komponenten
eines Entlade-Rückschlagventils 20 eines erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels zeigt. Unter Bezugnahme auf die Querschnittsansicht desselben
Rückschlagventils 20 in 2A schließt
das Rückschlagventil 20 einen lang gestreckten Ventilkörper
22 mit einem Einlassende 24 und einem Auslassende 26
ein. Das Rückschlagventil 20 ist ausgelegt, um zwischen einem Luftkompressorsystem
zwischen einem (nicht gezeigten) Luftkompressor und einem (nicht gezeigten) Druckbehälter
positioniert zu werden. Üblicherweise ist der Luftkompressor mit dem Einlassende
24 des Rückschlagventils 20 mit einer (nicht gezeigten) Einlassleitung
verbunden, die über Einlassgewinde 25 verbunden sind. Das Auslassende
26 des Rückschlagventils 20 schließt Auslasslüftungsöffnungen
28 ein, die ausgelegt sind, um dem (nicht gezeigten) Luftkessel des Druckbehälters
Luft zuzuführen, wobei der Luftkessel an dem Rückschlagventil
20 über Gewinde 27 gesichert ist. Eine hexagonale Gruppierung von
Werkzeug-Eingriffsflächen 29 gestattet die Verwendung eines Schraubenschlüssels
oder ähnlichen Werkzeugs zum Installieren des Rückschlagventils
20 über die Einlassgewinde 25 und Auslassgewinde
27. Ein Loch 30 erstreckt sich durch den Ventilkörper
22, indem es sich von dem Einlassende 24 zu dem Auslassende
26 erstreckt und einen allgemeinen Pfad erzeugt, um Druckluft durch den
Ventilkörper 22 strömen zu lassen.
Eine Ventilsitz-Anordnung 32 ist in dem Loch 30
benachbart einer Luftausblase-Apertur 34 positioniert, wobei sich die Luftausblase-Apertur
34 von dem Loch 30 zur Außenfläche 36 des Ventilkörpers
22 erstreckt. Wie in 2A und 2B
und mit Bezug auf die Explosionsansicht von 1 gezeigt,
kann die Ventilsitz-Anordnung 32 durch Kompressionspassung innerhalb des
Lochs 30 positioniert werden, indem die Ventilsitz-Anordnung
32 durch das Auslassende 26 des Ventilkörpers 22
nach der Installation einer Entlade-Ventil-Dichtung 46 und vor der Installation
anderer Komponenten eingeführt wird. In installiertem Zustand ruht die Ventilsitz-Anordnung
32 auf einem Wulst 35 innerhalb des Lochs 30 des Ventilkörpers
22. Die Ventilsitz-Anordnung 32 schließt einen Rückschlagventil-Sitz
37 ein, der auf der Seite der Ventilsitz-Anordnung 32 positioniert
ist, die dem Auslassende 26 des Ventilkörpers 22 am nächsten
ist. Wie in dem in den 2A und 2B
dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt, kann der Rückschlagventil-Sitz
37 bei einigen Ausführungsbeispielen eine separate Unterlegscheibenkomponente
39 umfassen, die dann an den Rest der Ventilsitz-Anordnung 32
gekoppelt wird.
Die Ventilsitz-Anordnung 32 ist in den 14A–D
alleine dargestellt. Wie gezeigt erstreckt sich eine Nut 38 um den Umfang
der Ventilsitz-Anordnung 32. Die Ventilsitz-Anordnung 32 ist in
13A und 13B in einem Loch
30 eines Ventilkörpers 22 installiert gezeigt. Bei Installation
in dem Ventilkörper 22 ist die Ventilsitz-Anordnung 32 so
positioniert, dass die Nut 38 benachbart der Luftausblase-Apertur
34 ist. Der Vergleich der 13A und
13B mit 14A–D verdeutlicht
am besten, dass die Ventilsitz-Anordnung 32 eine Anzahl erhabener Entlade-Sitzelemente
40 einschließt, die sich von der Ventilsitz-Anordnung 32
in Richtung auf das Einlassende 24 des Ventilkörpers 22 erstrecken.
Ein Luftdurchgang 42 erstreckt sich von jedem Sitzelement 40 in
die Ventilsitz-Anordnung 32. Die Nut 38 hat eine separate Einkerbung
44, die zu jedem Luftdurchgang 42 führt, die den Luftaustausch
zwischen jedem Luftdurchgang 42 und der Luftausblase-Apertur
34 gestattet.
Unter Bezugnahme auf 13A und
13B in Verbindung mit 2A
und 2B ist eine Entlade-Ventil-Dichtung 46
in dem Loch 30 des Ventilkörpers 22 zwischen dem Einlassende
24 des Ventilkörpers 22 und der Ventilsitz-Anordnung auf-
und abbeweglich positioniert. Die Entlade-Ventil-Dichtung 46 kann aus Gummi,
Kunststoff, Teflon oder sonstigem ähnlich nachgiebigem Material konstruiert
sein, um den Verschleiß der Innenflächen des Lochs 30 des Ventilkörpers
22 zu minimieren, während gleichzeitig eine adäquate Dichtung
bereitgestellt wird. Der Durchmesser des Entlade-Ventilsitzes 46 ist hinreichend
klein, um einen Spalt 48 zum Entweichen von Druck zwischen dem Entlade-Ventilsitz
46 und dem Innendurchmesser des Lochs 30 des Ventilkörpers
22 bestehen zu lassen. Der Spalt 48 zum Entweichen von Druck erlaubt
es dem Entlade-Ventilsitz 46 sich in Richtungen auf und ab zu bewegen,
die hin zu dem Einlassende 24 des Ventilkörpers 22 liegen
und weg von dem Einlassende 24, d.h. hin zur Ventilsitz-Anordnung
32. Der Entlade-Ventilsitz 46 schließt auch ein Druckausgleichsloch
49 ein, das mit einer Eingriffsmanschette 50 ausgekleidet ist,
die sich in etwa durch die Mitte des Entlade Ventilsitzes 46 erstreckt.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2A ist
eine Kolbenanordnung 52 um einen Kolben 54 konstruiert, der hin
zu einer ersten Kolbenstellung (wie in 2A gezeigt)
mit einer Kolbenfeder 55 vorgespannt ist. Die Kolbenfeder 55 ist
ausgestaltet, um Kompressionskräfte zwischen einem Federsitz 51 und
einem Scheibenteil 58 eines Kolbens 54 auszuüben. Jedoch
versteht es sich, dass die Anordnung der Kolbenfeder 55 und des Federsitzes
51 im Rahmen der vorgesehenen Lehre der Erfindung erheblich variieren kann.
Beispielsweise ist in den 2A und B der Federsitz
51 integral mit einem ersten Ende 84 eines Dämpfers
31 dargestellt. Alternativ kann wie in den Ausführungsbeispielen der
4A und B, 5A und B und
6A und B eine Unterlegscheibe, ein Schnappring oder
sonstiges Sitzelement verwendet werden. Die Kolbenfeder 55 kann auch entweder
teilweise oder zur Gänze außerhalb des Ventilkörpers 22
positioniert werden. Beispielsweise ist in dem in 10
dargestellten Ausführungsbeispiel die Kolbenfeder 55a zwischen einem
in dem Dämpfer 31 enthaltenen Scheibenteil 58 und einem Federsitz
51a komprimiert. Weitere Konfigurationen der Kolbenfeder 55 sind
ebenfalls möglich.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2A erstreckt
sich der Kolben 54 durch ein Kolbenloch 56 in der Ventilsitz-Anordnung
32, um die Eingriffsmanschette 50 des Entlade-Ventilsitzes
46 zu kontaktieren. Bei Kontaktieren der Eingriffsmanschette
50 hält der Kolben 54 den Entlade-Ventilsitz 46
weg von den Sitzelementen 40 der Ventilsitz-Anordnung 32. Dadurch
bleiben die Luftdurchgänge 42 der Sitzelemente 40 durchgängig.
Folglich kann Luftdruck, der sich innerhalb der Lufteinlassleitung befindet, ungehindert
durch das Einlassende 24 des Ventilkörpers 22 durch den Spalt
48 zum Entweichen von Druckluft zwischen dem Entlade-Sitzventil
46 und der Innenfläche des Lochs 30 entweichen.
Luftdruck kann dann fortgesetzt durch Luftdurchgänge 42 der Sitzelemente
40 in die Nut 38 der Ventilsitz-Anordnung 32 und schließlich
durch die Luftausblase-Apertur 34 des Ventilkörpers 22 in
die Umgebung entweichen. Durch diese Freisetzung von Luftdruck aus dem Ventilkörper
22 wird die Menge an Gegendruck in der Einlassleitung und im Ventilkörper
22 beträchtlich herabgesetzt, den der Kompressor bei Betriebsbeginn
überwinden muss.
Nachdem der Kompressor zu arbeiten begonnen hat, ist es erwünscht,
dass Luftdruck nur begrenzt aus dem Ventilkörper 22 entweicht, so
dass der gesamte Druck in der Einlassleitung durch die Auslasslüftungsöffnungen
28 und hin zu dem Druckbehälter geleitet wird. Sobald der Kompressor
zu arbeiten beginnt, steigt der Luftdruck in dem Luftkessel. Die Druckmenge, der
von der Einlassleitung in das Einlassende 24 des Ventilkörpers
22 strömt, ist im Allgemeinen ausreichend, um den Kolben
54 zu zwingen, die Kolbenfeder 55 zu komprimieren und zu einer
der Vielzahl von Kolbenstellungen zu bewegen, die jeweils stromabwärts liegen
und weiter von dem Einlassende 24 des Ventilkörpers 22 weg
sind als die erste Kolbenstellung. Ein Beispiel einer solchen stromabwärts
gelegenen Kolbenstellung ist die Stellung des in 2B
gezeigten Kolbens 54. Die genaue Stelle, an die sich der Kolben
54 im Allgemeinen bewegt, ist abhängig von der Luftdruckmenge, die
von dem Kompressor in das Einlassende 24 des Ventilkörpers
22 strömt.
Da steigender Luftdruck innerhalb des Ventilkörpers
22 wie in 2B gezeigt, den Kolben
54 in eine stromabwärts gelegene Kolbenstellung zwingt, hemmt den
Kolben 54 die Bewegung der Entlade-Ventil-Dichtung 46 weg von
dem Einlassende 24 des Ventilkörpers 22 hin zur Ventilsitz-Anordnung
32 nicht mehr länger. Luft, die vom Einlassende 24 hin zum
Auslassende 26 des Ventilkörpers 22 strömt, zwingt auch
die Entlade-Ventil-Dichtung 46 zur Bewegung hin zu und zum Kontaktieren
der Entladesitz-Elemente 40 der Ventilsitz-Anordnung 32, wobei
der Luftdurchgang 42 jedes Sitzelements 40 von dem Loch
30 des Ventilkörpers 22 abgedichtet wird. Wie in
2B und den 14A–D
gezeigt, schließen einige Ausführungsbeispiele drei ca. gleich weit beabstandete
Sitzelemente 40 ein, um einen Drei-Punkte-Kontakt wirken zu lassen, der
die Wirksamkeit der Dichtung insgesamt verbessert. Ein Einstellen der Luftströmung
zwischen dem Loch 30 und der Luftausblase-Apertur 34 maximiert
so die Luftdruckmenge innerhalb der Einlassleitung, welcher durch die Auslass-Lüftungsöffnungen
28 geleitet wird.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf die 2A,
schließt – wenn der Kompressor nicht in Betrieb ist und sich der Kolben
54 in einer ersten Stellung befindet, die Kolbenanordnung 52 eine
Rückschlag-Ventildichtung 60 ein, die so positioniert ist, dass der
Rückschlagventil-Sitz 37 abgedichtet und dadurch die Einlassleitung
von dem Luftkompressor von dem Druckbehälter abgedichtet wird. Der Dichtvorgang
des Rückschlagventil-Sitzes 60 gestattet sodann der Ventilsitz-Anordnung
32 und Luftausblase-Apertur 34 den Gegendruck aus der Einlassleitung
zu entfernen, ohne dass Druck aus dem Druckbehälter abgelassen wird.
Sobald der Kompressor zu arbeiten beginnt und Luftdruck den Kolben
54 in eine stromabwärts gelegene Stellung treibt, strömt Luft
durch das Loch 30, das sich durch den Ventilkörper 22 vorbei
an der Rückschlagventil-Dichtung 60 in einen lichten Raum
62 zwischen Rückschlagventil-Sitz 60 und Ventilkörper
22 erstreckt. Wenn jedoch der Innendurchmesser von Loch 30 an
vielen Positionen stromabwärts der Ventilsitz-Anordnung 32 konstant
wäre, würde eine Steigerung der erzeugten Druckmenge des Kompressors lediglich
den Kolben in eine stromabwärts gelegene Kolbenstellung treiben, die weiter
von dem Einlassende 24 des Ventilkörpers 22 weg ist, ohne
notwendigerweise den Luftstrom zu erhöhen, was möglicherweise zu einer
Erhöhung von Wärme und Gegendruck in dem System führen würde.
Daher schließt unter erneuter Bezugnahme auf die 2A
und 2B das Loch 30, das sich durch den Ventilkörper
22 erstreckt, einen sich verjüngenden Abschnitt 64 mit einem
ersten Innendurchmesser 66 und einem größeren zweiten Innendurchmesser
68 ein, wobei der erste Innendurchmesser 66 näher bei dem
Einlassende 24 des Ventilkörpers 22 ist als der zweite Innendurchmesser
68. Aufgrund dieser Auslegung ist der lichte Raum 62 zwischen
der Rückschlagventil-Dichtung 60 und dem Ventilkörper
22 größer, wenn sich der Kolben 54 in einer stromabwärts
gelegenen Stellung befindet, der weiter weg ist von dem Einlassende 24
des Ventilkörpers 22 als wenn der Kolben 54 sich in einer
stromabwärts gelegenen Kolbenstellung befindet, die sich näher beim Einlassende
24 des Ventilkörpers 22 befindet. Folglich ist der Luftpegel,
der durch das Rückschlagventil 20 strömen darf, größer,
wenn sich der Kolben 54 in einer stromabwärts gelegenen Kolbenstellung
befindet, die weiter von dem Einlassende 24 des Ventilkörpers
22 entfernt ist als wenn sich der Kolben 54 in einer stromabwärts
gelegenen Kolbenstellung befindet, die sich näher zum Einlassende
24 des Ventilkörpers 22 befindet. Der sich verjüngende
Ventilkörper erlaubt es, das Rückschlagventil bei Luftkompressoren bei
einzusetzen, die einen Durchsatz mit unterschiedlichen Leistungsvolumina aufweisen.
Bei vielen Luftkompressoren kann das Durchsatzvolumen erzeugten Luftdrucks
zyklischen Schwankungen aufgrund der Auf- und Abbewegung der mechanischen Komponenten
innerhalb jedes einzelnen Kompressors unterliegen. Bei Verbindung
mit einem erfindungsgemäßen Rückschlagventil 20 verursachen
diese Schwankungen gerne eine Auf- und Abbewegung des Kolbens 54 in verschiedene
Stellungen innerhalb des Lochs 30 des Ventilkörpers 20.
Um solche Schwankungen zu verringern, ist ein Dämpfer
31 mit einem ersten Ende 84 und einem zweiten Ende 86
an dem Auslassende 26 des Ventilkörpers 20 befestigt. Das
erste Ende 84 des Dämpfers 31 ist hin zu dem Auslassende
26 des Ventilkörpers 20 offen, damit sich die Kolbenanordnung
52 während des Betriebs in den Dämpfer 31 hineinerstrecken
und dort verbleiben kann. Ein Stoßdämpfer 88 ist in der Nähe
des zweiten Endes 86 des Dämpfers 31 positioniert, um die
Bewegung der Kolbenanordnung 52 zu beschränken, wenn der Kolben
54 in eine stromabwärts gelegene Stellung bewegt wird, die am weitesten
weg von dem Einlassende 24 des Ventilkörpers 22 (wie in
2B gezeigt) ist und um den Kontakt zwischen der Kolbenanordnung
und dem zweiten Ende 86 des Dämpfers 31 abzudämpfen.
Der Dämpfer 31 kann an dem Auslassende 26 des Ventilkörpers
22 auf vielfältige Weise festgemacht werden. In den 2A
und B schließt das erste Ende 84 des Dämpfers 31 einen
Dämpfungsflansch 87 ein, der integral mit der Dämpferstruktur
ausgebildet ist und der in das Auslassende 26 des Ventilkörpers
22 eingeführt ist. Der Ventilkörper 22 schließt
eine formbare Schulter 89 ein, die mit einer Drehbank oder einem weiteren
Werkzeug zum radialen Positionieren zur Ausbildung einer Schulter 89 nach
innen gedreht werden kann, so dass sie in den Dämpfungsflansch 87
eingreift, um den Ventilkörper 22 in seiner Stellung zu verrasten.
Der Dämpfungsflansch 87 kann auch den Federsitz 51 ausbilden.
Ähnliche Schulterausgestaltungen sind in 3A und
B, 8 und 10, dargestellt.
Unter kurzer Bezugnahme auf 11 wird ein
Ausführungsbeispiel des Entlade-Rückschlagventils 20 gezeigt,
das ähnlich dem Ausführungsbeispiel der 2A
und B mit Ausnahme des Zusatzes einer Montagescheibe 91 ist, die innerhalb
des Lochs 30 positioniert ist und in der Nähe des Einlassendes
24 des Ventilkörpers 22. Die Montagescheibe 91 kann
in diesem Ausführungsbeispiel auch als Federsitz 51 dienen. Um das
erste Ende 83 des Dämpfers 31 an dem Auslassende
26 des Ventilkörpers 22 zu sichern, wird ein gebördelter
Dämpfungsflansch 87a in das Auslassende 26 eingeführt,
um gegen die Montagescheibe 91 anzuliegen. Die formbare Schulter
89 wird sodann nach innen verformt, um den Dämpfer 31 in
seiner Stellung zu verriegeln. Ähnliche Schulterkonfigurationen sind in
4A und B, 5A und B und
12 gezeigt.
Bei einigen Ausführungsbeispielen wie beispielsweise in
6A und B und 7A und B
kann eine Montagescheibe 91b einen Entlastungsabschnitt 93 an
dem Federsitz 51 zur Unterbringung und Positionierung der Kolbenfeder
55 einschließen. Unter kurzer Bezugnahme auf 9
weist eine Montagescheibe 91 einen gestreckten Federsitz 51b und
einen integralen Dämpfungsflange 87b auf.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2A und
2B schließt die Kolbenanordnung 52 einen
ersten Stoßdämpfer 70 ein, der positioniert ist, um innerhalb
von Loch 30 des Ventilkörpers 22 zu verbleiben, um einen
Verschleiß durch Auf- und Abbewegungs- und Vibrationskontakt mit dem Ventilkörper
22 minimal zu halten. Ein Verschleiß aus einem solchen Kontakt kann
weiter reduziert werden, indem ein Schmiermittel zwischen erstem Stoßdämpfer
70 und Ventilkörper 22 zugegeben wird. Unbenommen dieses
Kontakts beschreiben 2A und 2B,
wie der erste Stoßdämpfer 70 noch eine ausreichende Menge an
Spiel hinsichtlich des Ventilkörpers 22 zulässt, um ein Strömen
von Luftdruck zwischen der Rückschlagventil-Dichtung 60 und den Auslass-Lüftungsöffnungen
28 zuzulassen. Auch kann der erste Stoßdämpfer 70 wie
gezeigt einen O-Ring aus Gummi oder ein sonstiges elastisches Element umfassen,
das in einigen Ausführungsbeispielen an dem Scheibenabschnitt 58 des
Kolbens 54 montiert ist.
Die Kolbenanordnung 52 schließt ebenfalls einen zweiten
Stoßdämpfer 31 ein, um einen Verschleiß durch den Auf- und
Abbewegungs- oder Vibrationskontakt mit dem Dämpfer 31 minimal zu
halten. Wie auch bei dem ersten Dämpfer 70 kann ein derartiger Kontakt
mit dem zweiten Stoßdämpfer 72 und Dämpfer 31 weiter
durch Zugabe eines Schmiermittels reduziert werden.
15A und B zeigen vergrößerte Ansichten der
Kolbenanordnung 52 und des Dämpfers 31 der 2A
und B. 15A beschreibt die Kolbenanordnung
52 bei der Wegbewegung des Kolbens 54 vom Einlassende
24 des Ventilkörpers 22 und 15B beschreibt die Kolbenanordnung
52 bei der Hinwegbewegung des Kolbens 54 zum Einlassende
24 des Ventilkörpers 22. Bei diesem Ausführungsbeispiel
lässt der zweite Stoßdämpfer 72 der Kolbenanordnung
52 einen ausreichenden lichten Raum 74 des zweiten Stoßdämpfers
zum Innendurchmesser des Dämpfers 31 zu, damit ungehindert Luft an
dem zweiten Stoßdämpfer 72 vorbeistreichen kann, wenn sich der
Kolben 54 weg vom und sodann hin zum Einlassende 24 des Ventilkörpers
22 bewegt.
Wie es sich am besten durch einen Vergleich der 2A
und B mit den 15A und B erschließt, schließt
die Kolbenanordnung 52 des dargestellten Ausführungsbeispiels eine
Dämpfungsdichtung 76 mit einem C-förmigen Querschnitt ein. Obwohl
das gezeigte Ausführungsbeispiel eine Dämpfungsdichtung 76 einschließt,
die unidirektional in Form eines O-Rings mit einer Lippendichtung
ist, versteht es sich, dass weitere Auslegungen von Dämpfungsdichtungen, einschließlich
weiterer unidirektionaler Dichtungsauslegungen, ebenfalls möglich sind und
als im Rahmen der Erfindung liegend angesehen werden.
Wie in 15A gezeigt, ist die dargestellte
Dämpfungsdichtung 76 so ausgestaltet, dass sie sich unter Einwirkung
der vorbeistreichenden Luft über ihren Querschnitt nach innen biegt, wenn sich
der Kolben 54 vom Einlassende 24 des Ventilkörpers
22 wegbewegt, wodurch ein Dichtungsspiel 78 zur Innenfläche
des Dämpfers 31 zugelassen wird. Wenn sich der Kolben 54
in diese Richtung bewegt, wird der Luftstrom nicht wesentlich behindert, wodurch
eine substanzielle Kompression von Luft innerhalb des Dämpfers 31
verhindert wird. Somit tritt kein signifikanter Dämpfungsvorgang auf, wenn
sich der Kolben 54 vom Einlassende 24 des Ventilkörpers
22 weg und hin zum geschlossenen Ende des Dämpfers 31 bewegt.
Unter Bezugnahme auf 15B biegt sich,
wenn sich der Kolben 54 hin zum Einlassende 24 des Ventilkörpers
22 bewegt, die Dämpfungsdichtung 76 über ihren Querschnitt
unter Einwirkung der vorbeistreichenden Luft nach außen, wodurch das Dichtungsspiel
78 nicht mehr zum Tragen kommt. Dadurch wird ein Strömen der Luft
vorbei an der Dämpfungsdichtung 76 eingeschränkt.
Wie es sich am besten durch einen Vergleich der 2A
und B ergibt, schließt der Dämpfer 31 weiterhin eine enge Dämpfungsblende
80 und einen Luftfilter 82 ein, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
in der Nähe des zweiten Endes 86 des Dämpfers 31 positioniert
sind. Mit Bewegen des Kolbens 54 hin zu dem Einlassende 24 des
Ventilkörpers 22 kann keine Luft an der Dämpfungsdichtung
76 vorbeistreichen und wird daher durch die Dämpfungsblende
80 und den Luftfilter 82 in den Dämpfer 31 gezogen,
wodurch die Geschwindigkeit, mit der der Kolben 54 sich hin zum Einlassende
24 des Ventilkörpers 22 bewegen kann, signifikant beschränkt
wird. Somit bewirkt das in 2A und B und 15A
und B dargestellte Ausführungsbeispiel einen Dämpfungsvorgang nur dann,
wenn sich der Kolben 54 hin zum Einlassende 24 des Ventilkörpers
22 bewegt.
Obgleich die Ausführungsbeispiele der 2A
und B und 15A und B jeweils einen zweiten Stoßdämpfer
72 einschließen, um einen Verschleiß durch Vibration zu reduzieren,
versteht es sich, dass bei bestimmten Ausführungsbeispielen der zweite Stoßdämpfer
72 weggelassen werden kann und/oder die unidirektionale Dichtung
76 verwendet werden kann, um eine vibrationsverschleißmindernde Aufgabe
zu erfüllen. Unter Bezugnahme auf die 8 wird eine
Kolbenanordnung 52 gezeigt, bei der ein zweiter Stoßdämpfer vorhanden
ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfüllt die unidirektionale Dichtung
76 sowohl eine abdichtende als auch eine vibrationsverschleißmindernde
Aufgabe. Ein zusätzliches Schmiermittel kann dem Dämpfer 31 beigegeben
werden, um den Verschleiß durch Vibration noch weiter zu reduzieren.
Auch versteht es sich, dass alternative Ausgestaltungen der Kolbenanordnung
52 möglich und im Rahmen der Erfindung vorgesehen sind. Beispielsweise
zeigen 3A und B ein Ausführungsbeispiel des Entlade-Rückschlagventils
20, bei der die Kolbenanordnung 52 eine Kugel 90 einschließt,
die sowohl als Rückschlagventil-Dichtung 60a und erster Stoßdämpfer
70a dient, wobei die Kugel 90 so positioniert ist, dass sie den
Rückschlagventil-Sitz 37 kontaktiert und abdichtet, wenn der Kolben
54a in der ersten Kolbenstellung ist und so positioniert ist, um sich zu
erstrecken, um einen Vibrationskontakt zwischen dem Kolben 54a und der
Innenfläche des Lochs 30 zu verhindern. Die Kugel 90 kann
Gummi, Teflon oder sonstiges geeignetes Material zum Abdichten und zum Minimieren
von Verschleiß- und Vibrationskontakt zwischen dem Ventilkörper
22 und dem Kolben 54 umfassen.
In dem in 3A und B beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist eine Entladebüchse 92 auf- und abbeweglich positioniert, um sich
zwischen der Kugel 90 und der Entlade-Ventil-Dichtung 46 zu erstrecken,
wenn sich der Kolben 54a in der ersten (wie in 3A
gezeigten) Position befindet. Wie in den Figuren gezeigt, kann die Entladebüchse
92 integral mit dem Eingriffskragen 50 des Entlade-Ventilsitzes
46 ausgebildet sein und so ausgestaltet sein, dass sie sich in Kontakt
mit der Kugel 90 befindet, während sich der Kolben 54a in
der ersten Kolbenstellung befindet. In dieser Position hält die Entladebüchse
92 die Entladeventil-Dichtung 46 von den Entlade-Sitzelementen
40 der Ventilsitz-Anordnung 32 fern. Dadurch kann Luft vom Einlassende
24 des Ventilkörpers 22 zur Luftausblase-Apertur
34 strömen, während die Kugel 90 den Luftdruck in dem
Druckbehälter aufrechterhält, indem der Rückschlagventil-Sitz
37 kontaktiert wird und das Einlassende 24 des Ventilkörpers
22 gegen die Auslass-Lüftungsöffnungen 28 abgedichtet
wird.
Wenn der Kompressor angefahren wird, zwingt ein erhöhter Luftdruck
die Kugel 90 dazu, den Kolben 54a in eine (wie in 3B
gezeigte) stromabwärts gelegene Position zu drücken. Dadurch wird die
Kugel 90 außer Kontakt mit der Entladebüchse 92 gebracht,
wodurch der Entladeventil-Dichtung 46 gestattet wird, sich im Kontakt mit
den Entlade-Sitzelementen 40 zu bewegen und diese gegen Entladesitzelemente
40 abzudichten. Die Luft kann dann ungehindert vom Einlassende
24 zu den Auslass-Lüftungsöffnungen 28 an den Auslassenden
26 des Ventilkörpers 22 strömen, indem
sie durch das Spiel zwischen der Kugel 90 und der Innenfläche des
Ventilkörpers 22 hindurchstreicht.
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Rückschlagventil-Dichtung
60 auch einen ersten Stoßdämpfer 70 umfassen. Unter
Bezugnahme auf die 4A und B ist der erste Stoßdämpfer
70 ausgestaltet, um das Spiel mit dem Ventilkörper 22 aufzuheben,
wenn sich der Kolben 54 in der ersten Kolbenstellung (wie in
4A gezeigt) befindet, wodurch das Einlassende
24 von dem Auslassende 26 des Ventilkörpers 22 abgedichtet
wird. Unter Bezugnahme auf die 4B wird beim Anfahren
des Kompressors, um den Luftdruck zu erhöhen und um den Kolben 54
in eine stromabwärts gelegene Kolbenstellung zu zwingen, das Spiel zwischen
der Rückschlagventil-Dichtung 60 und dem Ventilkörper
22 aufgrund des sich verjüngenden Teils 64 des Lochs
30, das sich durch den Ventilkörper 22 erstreckt, wiederhergestellt.
Das in den 4A und 4B
beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt auch, wie die Kolbenanordnung
52 modifiziert werden kann, um eine Dämpfungsdichtung 76a
zu beinhalten, bei der es sich um eine bidirektionale Dichtung handelt, und um den
Bedarf nach einem zweiten Stoßdämpfer 72 zu eliminieren. In dem
in 4A und 4B gezeigten
Ausführungsbeispiel umfasst die Dämpferdichtung 76a einen flexiblen
O-Ring, der sich über die Breite des Zylinderspiels 77 erstreckt,
so dass kein Dichtungsspiel zwischen der Kolbenanordnung 52 und dem Dämpfer
31 besteht. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Dämpfungsdichtung
76a ein Material umfassen, das sich eignet, den vibrationsbedingten Verschleiß
zwischen dem Dämpfer 31 und der Kolbenanordnung 52 zu minimieren,
und das mit einem Schmiermittel zur Minderung der Reibung während des Betriebs
kombiniert werden kann. Aufgrund der kreisförmigen oder ovalen Querschnittsform
der Dämpfungsdichtung 76a in diesem Ausführungsbeispiel eliminiert
die Dämpfungsdichtung 76a das Dichtungsspiel unabhängig von der
Richtung, in der sich die Dämpfungsdichtung 76a bewegt. Auf diese
Weise lässt dieses Ausführungsbeispiel einen Dämpfungsvorgang zu,
wenn sich der Kolben 54 sowohl hin zu und weg von dem Einlassende
24 des Ventilkörpers 22 bewegt. Zusätzlich kann ein
Schmiermittel dem Dämpfer 31 zugegeben werden, um den Vibrationsverschleiß
weiter herabzusetzen.
Unter Bezugnahme auf die 6A und B und
7A und B können einige Ausführungsbeispiele
einen zweiten Stoßdämpfer 76b beinhalten, der eine Kombination
aus einem Gummi- oder Polymer-Kompressionsring 94 oder einem Dichtungsring
96 sein kann. Der Dichtungsring 96 umfasst ein äußerst
reibungsarmes Material wie Teflon. Bei einer solchen Konfiguration ist der Kompressionsring
94 auf der Kolbenanordnung 52 in Inneren des Teflon-Rings
96 innerhalb einer Dämpfungsnut 97 positioniert. Der Dichtungsring
96 wird sodann durch den Kompressionsring 94 zwischen der Kolbenanordnung
52 und der Innenfläche des Dämpfers 31 komprimiert.
Während des Betriebs wird die Reibung mit dem Dämpfer 31 aufgrund
der Materialzusammensetzung des Dichtungsrings beträchtlich reduziert, während
die Kompressionskräfte des Kompressionsrings 94 auf die Kolbenanordnung
52 und den Dämpfer 31 dazu neigen, die Form des Dichtungsrings
96 zu bewahren, wodurch die Dichtungswirkung des Dichtungsrings
96 gefördert wird. Aufgrund der konstanten Abdichtung des Dichtungsrings
96 kommt es zum Dämpfungsvorgang, wenn sich der Kolben 54
sowohl hin zu als auch weg von dem Einlassende 24 des Ventilkörpers
22 bewegt.
Obwohl die Erfindung mit Ventilsitz-Anordnung 32 wie in den
14A–D aufgezeigt und beschrieben wurde, versteht
es sich weiterhin, dass bei einigen Ausführungsbeispielen Modifikationen sowohl
an der Ventilsitz-Anordnung 32 als auch der Luftausblase-Apertur
34 vorgenommen werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
Beispielsweise zeigen 5A und B ein erfindungsgemäßes
Entlade-Rückschlagventil 20, das ein Auslöse-Rückschlagventil
98 in der Luftausblase-Apertur 34 aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
erstreckt sich die Luftausblase-Apertur 34a von dem Loch 30 in
das Umfeld von Ventilkörper 22, wobei die Luftausblase-Apertur
34a eine Ausblaskammer 100 aufweist, in der eine Ausblase-Gestängeanordnung
102 und Dichtungsfläche 104 des Auslöse-Rückschlagventils
98 enthalten sind. Die Ausblase-Gestängeanordnung 102 schließt
eine Ausblase-Scheibe 106 und ein Ausblasgestänge 108 ein,
wobei das Ausblas-Gestänge 108 mit der Ausblase-Scheibe
106 verbunden ist und sich von der Ausblase-Scheibe 106 in das
Loch 30 des Ventilkörpers 22 erstreckt. Wie sich am besten
aus einem Vergleich der 5A mit der 5B
ergibt, ist im Allgemeinen ausreichend Raum in der Ausblase-Kammer 100
vorhanden, damit sich die Ausblase-Gestängeanordnung 102 um die Ausblase-Scheibe
106 verschwenken kann.
Unter Bezugnahme auf die 5A ist die Kolbenanordnung
52 im Betrieb so ausgestaltet, um das Lüftungsgestänge
108 zu kontaktieren, wenn sich der Kolben 52 wie gezeigt in der
ersten Kolbenstellung befindet. Dies zwingt die Ausblase-Gestängeanordnung
102 zum Verschwenken in eine Richtung, in der sich die Ausblase-Scheibe
106 teilweise von der Dichtfläche 104 der Ausblase-Kammer
100 zurückzieht, um eine Öffnung durch die Luftausblase-Apertur
34 zu schaffen. Dadurch kann auch Luftdruck vom Einlassende 24
des Ventilkörpers 22 entweichen, wenn die Kolbenanordnung
52 den Druckbehälter vom Einlassende des Ventilkörpers
22 abdichtet.
Unter Bezugnahme auf 5B wird die Kolbenanordnung
52 nach Anschalten des Kompressors gezeigt, um das Einlassende
24 des Ventilkörpers 22 mit Luft zu beaufschlagen. Der gestiegene
Luftdruck zwingt den Kolben 54 zur Bewegung in eine stromabwärts gelegene
Stellung, so dass der Kolben 54 keinen Kontakt mehr mit dem Ausblasegestänge
108 hat. Beim Hindurchströmen von Luft durch das Kolbenloch
56 der Ventilsitz-Anordnung 32 und vorbei an der Rückschlagventil-Dichtung
60 zum Auslassende 26 des Ventilkörpers 22 drückt
der gestiegene Luftdruck ebenfalls gegen die Ausblasescheibe 106 im Innern
der Ausblasekammer 100. Da die Kolbenanordnung 52 die Bewegung
des Ausblasegestänges 108 nicht mehr einschränkt, kann sich die
Ausblasescheibe 106 frei unter der Kraft des gestiegenen Luftdrucks verschwenken,
um die Ausblasescheibe 106 in die Lage zu versetzen, die Dichtungsfläche
104 der Ausblasekammer 100 abzudichten. Wie in diesem Ausführungsbeispiel
gezeigt, kann die Dichtungsfläche 104 ein Dichtungsprofil
110 einschließen, um diese Abdichtungswirkung zu erhöhen.
Bei einem weiteren in 6A und B gezeigten
Ausführungsbeispiel beschreibt das sich durch den Ventilkörper
22 erstreckende Loch 30 eine nichtlinearen Achse, wobei die Luftausblase-Apertur
34b ein Schaft-Rückschlagventil 112 in einer Ausblasekammer
100 hat. In der Ausblasekammer 100a weist das Schaft-Rückschlagventil
112 einen Schaft-Federsitz 114 und einen Schaft-Sitz
116 auf. Eine Schaft-Anordnung 118 schließt einen Schaft-Kopf
120, Schaft-Dichtung 122, Schaft-Gestänge 124 und
Schaft-Feder 126 ein. Der Schaft-Kopf 120, Schaft-Dichtung
122 und Schaft-Feder 126 sind innerhalb der Ausblasekammer
100 positioniert, während sich das Schaft-Gestänge
124 von dem Schaft-Kopf 120 in das Loch 30 des Ventilkörpers
22 erstreckt. Die Schaft-Feder 126 ist zwischen dem Schaft-Kopf
120 und dem Schaft-Federsitz 114 positioniert, um die Schaft-Dichtung
122 vorzuspannen und gegen den Schaft-Sitz 116 abzudichten.
Unter Bezugnahme auf 6A kontaktiert die
Kolbenanordnung 52 das Schaft-Gestänge 124, wenn der Kompressor
abgeschaltet wird und kein zusätzlicher Luftdruck auf das Einlassende
24 des Ventilkörpers 22 beaufschlagt wird, indem sie die
Schaft-Anordnung 118 in eine Richtung weg vom Auslassende 26 des
Ventilkörpers 22 drückt. Dadurch wird die Schaft-Feder
126 zwischen dem Schaft-Kopf 120 und dem Schaft-Federsitz
114 komprimiert und die Schaft-Dichtung 122 von dem Schaft-Sitz
116 entfernt, wodurch Luftdruck vom Einlassende 24 des Ventilkörpers
22 in die Ausblase-Kammer 100 eintreten und durch die Luftausblase-Apertur
34 austreten kann.
In 6B ist die Kolbenanordnung
52 mit stromabwärts gelegenem Kolben 54 dargestellt, nachdem
der Kompressor damit beginnt, das Einlassende 24 des Ventilkörpers
22 mit mehr Druckluft zu beaufschlagen. Sobald der Kolben 54 sich
zur stromabwärts gelegenen Kolbenstellung bewegt, wird die Bewegung des Schaft-Gestänges
124 nicht mehr von der Kolbenanordnung 52 eingeschränkt.
Die Federkraft der Schaft-Feder 126 ist im Verhältnis zur komprimierbaren
Oberfläche des Schaft-Gestänges 124 größer als die
Federkraft der Kolbenfeder 55 im Verhältnis zur komprimierbaren Oberfläche
der Kolbenanordnung 52. Somit ist selbst dann, wenn sich der Kolben
52 in der stromabwärts gelegenen Kolbenstellung befindet, die am weitesten
von dem Schaft-Rückschlagventil 112 (wie in 6B
gezeigt) weg ist, die Kraft der Kompressor-Luftdrucks normalerweise nicht ausreichend,
um die Kraft der Schaft-Feder 126 zu überwinden. Dadurch wird die
Schaft-Feder 126 in die Lage versetzt, die Schaft-Dichtung 122
gegen den Schaft-Sitz 116 zu zwingen und das Schaft-Rückschlagventil
112 zu schließen.
Obwohl die Erfindung mit einer Kolbenanordnung 52 aufgezeigt
und beschrieben wurde, die einen Kolben 54 einschließt, der eine Einzelkomponente
umfasst, die sich in den Dämpfer 31 erstreckt, versteht es sich weiterhin,
dass die Kolbenanordnung 52 so ausgestaltet sein kann, dass sich andere
Komponenten in den Dämpfer 31 oder in sonstige Bereiche des Entlade-Rückschlagventils
20 erstrecken. Beispielsweise schließt unter Bezugnahme auf
9 die gezeigte Kolbenanordnung 52 einen Fortsatz
128 ein, der mit dem Kolben 54 verbunden ist, so dass der Fortsatz
128 bei Betrieb des Rückschlagventils 20 innerhalb des Dämpfers
31 verbleiben kann. Der Fortsatz 128 kann an dem Kolben durch
einen Keilbeschlag, Nietbeschlag, angeschweißten oder in sonstiger zweckmäßiger
Weise verbundenen Beschlag befestigt werden.
Für den Fachmann versteht es sich, dass die verschiedenen Merkmale
dieser vorstehend beschriebenen Erfindung in unterschiedlichen Kombinationen mit
anderen Bauteilen verwendet werden können, ohne die Lehre der Erfindung zu
verlassen. Somit sind die angefügten Ansprüche dahingehend zu verstehen,
dass darunter äquivalente Entlade-Rückschlagventile subsumiert sind, die
nicht von der Lehre der Erfindung abweichen.