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Kolbenkompressor
Die Erfindung betrifft einen Kolbenkompressor, bei welchem das Saugventil und das Druckventil aus mehreren Einzelventilen besteht, wobei gemäss dem Stammpatent Nr. 188426 die Ventilkörper als kreisrunde Plättchen ausgebildet sind, deren äusserer Durchmesser um so viel grösser als der Durchmesser der kreisrunden Zuströmöffnung ist, dass die durch Zuströmdruck und Zuströmquerschnitt gegebene Öffnungskraft der durch den Unterdruck im Ventilspalt gegebenen entgegengesetzt wirkenden Kraft bei voll ge- öffnetem Ventil ganz oder nahezu das Gleichgewicht hält.
Die Ventilausführungen gemäss dem Stammpatent Nr. 188426 sowie gemäss dem 1. Zusatzpatent
Nr. 194047 weisen Ventilsitzplatten und Hubbegrenzungsplatten auf, die für sämtliche Einzel ventile ge- meinsam sind. Dies bedeutet, dass die Ventilsitzplatte gehärtet und geschliffen werden muss und im übrigen die Ventilsitzplatte und die Hubbegrenzungsplatte bzw. -platten für jede Kompressorausführung anders ausgeführt werden muss, was für eine rationelle Grossfertigung verschiedener Kompressortypen nebeneinander hemmend und verteuernd wirkt. Hier setzt die Erfindung ein, welche sich zum Ziel gesetzt hat, diese Schwierigkeiten zu beseitigen.
Die Erfindung besteht darin, dass wenigstens eine Ventilplatte vorgesehen ist, in die je Einzelventil ein Ventilsitz mit einem die Dichtfläche für das Ventilplättchen des Einzelventils aufweisenden Flansch und einem zylindrischen Fortsatz zur Befestigung in der Ventilplatte eingesetzt ist. Die Ventilplatte dient hier nicht als Dichtfläche der Ventilplättchen, so dass ihre Bearbeitung einfacher ist und der Werkstoff, aus dem sie hergestellt ist, nicht gehärtet zu werden braucht.
Die Bohrungen in der Ventilplatte, in die die Ventilsitze eingesetzt werden, können mit dem Spiralbohrer ohne Nacharbeit hergestellt werden. Die Ventilplatte kann somit in einfachster Weise sowohl in Guss als auch in Stahl hergestellt werden.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Flansch des Ventilsitzes aussen die Kontur eines regelmässigen Sechseckes aufweisen. Diese Formgebung ermöglicht die beste Ausnutzung der für das Kompressorventil zur Verfügung stehenden Fläche, ähnlich. wie dies bei der Bienenwabe der Fall ist. Der Flächenbedarf bei Verwendung von Ventilsitzen gemäss der Erfindung ist zwar infolge des etwa um 3% vergrösserten Abstandes der Ventilplättchen etwas grösser, trotzdem kann der Schadraum nicht unbedeutend verkleinert werden.
Bei einer Ausführung gemäss dem Stammpatent, bei der die Ventilplättchen an ihrer dem Sitz abge- wendetenSeite ausgewölbt sind und dadurch im geöffneten Zustande in einer koaxial zur Zuströmbohrung angeordneten entsprechend grossen Bohrung in einer Hubbegrenzungsplatte zentriert sind, kann gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung bei einem Ventilsitz mit sechseckigem Flansch je Einzelventil eine Hubbegrenzungsplatte (Fänger) vorgesehen sein, deren Kontur nahezu ein gleichseitiges Dreieck ist, wobei die Platte drei Füsschen aufweist, die zur Befestigung auf drei Ecken des sechseckigen Flansches des Ventilsitzes dienen.
Die Befestigung des Fängers am Ventilsitz kann nach Einlegen des Ventilplättchens erfolgen, u. zw. beispielsweise durch Stumpfschweissen, Hartlöten oder Kleben oder durch eine Schnappeinrichtung nach Art eines Druckknopfes. Die Differenz der Sechseckfläche des Ventilsitzes und der Dreieckfläche des Fängers sind drei Segmentflächen, die zur Abströmung des Gases aus der Ventileinheit dienen, wobei die Abströmung senkrecht zur Sitzfläche des Ventilplättchens erfolgt. Die Grösse der genannten drei Segment- * 1. Zusatzpatent Nr. 194047.
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flächen beeinflusst nicht nur den Durchflusswiderstand durch das Ventil, sondern bei Verwendung der Ventileinheit als Saugventil auch die Grösse des Schadraumes des Verdichters.
Es zeigt sich, dass bei günstigster Bemessung der Segmentflächen der Schadraum wesentlich kleiner gehalten werden kann als bei der Anordnung, wie sie beim Stammpatent beschrieben ist.
Zur Befestigung der Ventilsitze bzw. Ventileinheiten in der Ventilplatte kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der zylindrische Fortsatz des Ventilsitzes in der Länge etwa gleich der Dicke der Ven- tilplatte sein und nahe seinem äusseren Ende eine Ringnut aufweisen, mit der der Ventilsitz in der Ventilplatte durch Stauchen der Ventilplatte rund um das äussere Ende des zylindrischen Fortsatzes befestigbar ist.
Dabei dringt das gequetschte Material der Ventilplatte in die Ringnut ein. Sowohl beim Druck- als auch beim Saugventil wirkt der hohe Luftdruck stets von oben auf den Flansch des Ventilsitzes, so dass die Stauchverbindung durch den Luftdruck nicht beansprucht wird.
Die Erfindung wird an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. l zeigt die erfindungsgemässe Ausbildung des Ventilsitzes und des Fängers im Axialschnitt und Fig. 2 in Draufsicht. Die Fig. 3 und 4 zeigen ein kombiniertes Saug-Druckventil gemäss der Erfindung u. zw. in Fig. 3 in einem Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 4 und in Fig. 4 im Axialschnitt.
Bei der in den Fig. l und 2 dargestellten Ventileinheit 1 ist die Ventilplatte mit 14, der Ventilsitz mit 2, das Ventilplättchen mit 3 und die Hubbegrenzungsplatte bzw. der Fänger mit 4 bezeichnet. Der Ventilsitz 2 besteht aus einem Flansch 2', der aussen die Kontur eines regelmässigen Sechseckes aufweist, und einemhohlzylindrischen Fortsatz 2", dessen Länge gleich ist der Stärke der Ventilplatte 1.
Nahe seinem äusseren Ende besitzt der hohlzylindrische Fortsatz 2" an seinem Aussenumfang eine Ringnut 5, die zur Befestigung des Ventilsitzes 2 in der Ventilplatte 14 dient. Die Befestigung des Ventilsitzes geschieht in der Weise, dass nach Einsetzen des Ventilsitzes 2 in die Bohrung 18 mittels eines zylindrischen Stempels die ringförmige Kerbe 6 eingepresst wird, wobei Material der Ventilplatte in die Ringnut 5 hineingequetscht wird.
Die obere Stirnfläche des Flansches 2'bildet die Dichtfläche für das Ventilplättchen 3, welches kreisförmig ausgebildet ist und einen kuppelförmigen Mittelteil 3'sowie einen konischen Rand 3"aufweist. Das Ventilplättchen 3 wird durch die konische Bohrung 7 des Fängers 4 zentriert gehalten. Der Fänger 4 weist nahezu die Kontur eines gleichseitigen Dreieckes auf und besitzt an seinen Ecken Füsschen 8, deren Querschnitt in Fig. 2 punktiert angedeutet ist. Die drei Füsschen 8 des Fängers 4 greifen an drei Ecken des Ventilsitzes 2 an einer Ausdrehung 9 desselben in diesen ein.
Die Befestigung des Fängers 4 im Ventilsitz 2 geschieht nach Einlegen des Ventilplättchens 3 z. B. durch Stumpfschweissen, Hartlöten, Kleben oder durch eine Schnappeinrichtung nach Art eines Druckknopfes. Im Beispiel ist eine Umfangsnaht 10, z. B. Schweiss- oder Lötnaht, vorgesehen. Ventilsitz 2 und Fänger 4 können einfach z. B. aus entsprechendem Walzmaterial hergestellt werden.
Die beschriebene Ventileinheit kann für Kompressorventile verschiedener Bauart sowohl für ein Saugventil als auch für ein Druckventil verwendet werden, wobei sich die Anzahl der verwendeten Ventileinheiten nach dem Fördervolumen des Kompressors bestimmt. Der Kompressor kann sowohl wassergekühlt als auch luftgekühlt sein.
, In den Fig. 3und4 ist alsAnwendungsbeispiel ein Saug-Druckventil für einen luftgekühlten Kompressor dargestellt. Der Kompressorzylinder ist mit 11, der Kompressorkolben mit 12, derZylinderkopfmit 13 und die Ventilplatte mit 14 bezeichnet. Die Kühlrippen dieser Teile sind entsprechend mit den Bezugszeichen 11 " 13'und 14'versehen. Der Druckraum 15 des Zylinderkopfes ist vom Saugraum 16 durch einen Steg 17 getrennt, der bis zur Ventilplatte 14 reicht.
Im Bereich des Druckraumes 15 weist die Ventilplatte 14 einen Kranz Druckventile auf, die, so wie die innerhalb des Steges 17 angeordneten Saugventile, aus Ventileinheiten 1 bestehen, wie sie in den Fig. l und 2 dargestellt und vorstehend beschrieben wurden. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass die Druckventile von oben und die Saugventile von unten in die Ventilplatte 14 eingesteckt sind.
Aus Fig. 3 ist zu ersehen, wie die Ventileinheiten 1 mit ihren sechseckigen Flanschen platzsparend honigwabenartig angeordnet sind, wobei sich auch eine gegenseitige Sicherung der Ventileinheiten gegen Verdrehung ergibt. Der Steg 17 des Zylinderkopfes 13 muss so geformt sein, dass er einerseits die Flanschen der aussenliegenden Druckventile umschliesst, anderseits aber die Austrittsquerschnitte der innenliegenden Saugventile frei lässt. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, ist diese Forderung durch eine
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wellenförmige Ausbildung des Steges 17 erfüllt worden.
Die Ventileinheiten können vorteilhaft als Fertigteile. in Grossserie von Herstellern gefertigt werden, die sich mit dem Zusammenbau von Ventilen für die verschiedenen Kompressorentypen nicht zu befassen brauchen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kolbenkompressor, bei welchem das Saugventil und das Druckventil aus mehreren Einzelventilen besteht, wobei die Ventilkörper als kreisrunde Plättchen ausgebildet sind, deren äusserer Durchmesser um so viel grösser als der Durchmesser der kreisrunden Zuströmöffnung ist, dass die durch Zuströmdruck und Zuströmquerschnitt gegebene Öffnungskraft der durch den Unterdruck im Ventilspalt gegebenen entgegengesetzt wirkenden Kraft bei voll geöffnetem Ventil ganz oder nahezu das Gleichgewicht hält, nach Patent Nr.
188426, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Ventilplatte (14) vorgesehen ist, in die je Einzelventil ein Ventilsitz (2) mit einem die Dichtfläche für das Ventilplättchen (3) des Einzelventils aufweisenden Flansch (2') und einem zylindrischenfortsatz (2") zur Befestigung in der Ventilplatte eingesetzt ist.