CH625861A5

CH625861A5 -

Info

Publication number: CH625861A5
Application number: CH1516177A
Authority: CH
Inventors: H C Felix Dr Wankel
Original assignee: Wankel Felix
Priority date: 1977-12-09
Filing date: 1977-12-09
Publication date: 1981-10-15
Also published as: DE7838964U1; GB2036259B; JPS6029031B2; GB2036259A; SU1088671A3; EP0007301A1; WO1979000364A1; JPS54500109A; US4305424A

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einer zylindrischen so dass die Biegespannung entsprechend gering ist. Weiterhin Ventilkammer, die ein in Umfangsrichtung der Ventilkam- wird die Gefahr einer Überbeanspruchung des Federblattes mer ringförmig gekrümmtes Federblatt enthält, dessen im Be- 45 durch zu starke Ausbiegung unter übermässigem Druck des reich einer radialen Einlassöffnung an der Kammerwand Mediums vermieden, so dass ein Hubfänger zur Begrenzung dichtend anliegender Umfangsbereich den Ventilschliessteil der möglichen Ausbiegung überflüssig ist.

bildet, wobei das Federblatt unter dem Druck des abzusper- Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der renden Mediums federnd von der Kammerwand weg in eine Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben, offene Ventilposition ausbiegbar ist. Ein solches Ventil eignet 50 Es zeigt:

sich besonders als Auslassventil eines Rotationskolbenver- Fig. 1 einen Radialquerschnitt durch ein Ventil gemäss dichters, da es in axialer Richtung des Verdichters beliebig dem Stand der Technik in geschlossener Ventilposition, wo-

lang und in seiner radialen Richtung sehr klein dimensioniert bei durch Strichlinien die Verformung des Federblattes bei sein kann. Insbesondere lässt sich der Ventilschliessteil sehr geöffneter Ventilposition angedeutet ist,

nahe an der Innenwandung des Rotationskolbenverdichters 55 Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 eines Ventils anordnen, so dass sich eine minimale Grösse des Totraumes gemäss der vorliegenden Erfindung, und des Verdichters ergibt. Fig. 3 eine Aufsicht auf ein in die Ebene abgewickelt dar-

Für ein Ventil der genannten Art wurde bereits ein Feder- gestelltes Federblatt, wobei die Lage der Ventil-Einlassöff-blatt vorgeschlagen, das in enspanntem Zustand eben ist und nungen relativ zu dem Federblatt durch Strichlinien ange-erst durch Einspannen in die zylindrische Ventilkammer 60 deutet ist.

durch Anlage an deren Innenwand unter Vorspannung eine Im dargestellten Beispiel nach Fig. 1 zum Stand der Tech-

Ringform annimmt. Die somit gegeneinander gerichteten En- nik sowie im Beispiel nach Fig. 2 einer erfindungsgemässen den der offenen Ringform stützen sich auf der der Einlass- Ausführungsform befindet sich die zylindrische Ventilkamöffnung diametral gegenüberliegenden Seite der Ventilkam- mer 2 bzw. 4 in Form einer kreiszylindrischen Bohrung im mer in den hakenförmigen Enden eines ß-förmigen Hubfän- fi5 Gehäusemantel 6, 8 eines Rotationskolbenkompressors und gers ab. Daraus ergibt sich, dass bei geschlossener Ventil- verläuft parallel zu dessen Rotationsachse. Von der Mantelposition das ringförmig angeordnete Federblatt auf einem ver- laufbahn 10 bzw. 12 des Kompressors bzw. von dessen Kom-hältnismässig grossen Umfangsbereich von ca. 130° auf der pressionsraum aus verlaufen mehrere, in Form einer axial

3

625 861

gerichteten Reihe mit gleichmässigem Abstand voneinander das Einströmen des Mediums zum zentralen Bereich der Ven-angeordnete, schlitzförmige Ventileinlassöffnungen 14, 14' in tilkammer. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 entspre-die Ventilkammer 2 bzw. 4 hinein, die in Fig. 3 durch Strich- chend dem Stand der Technik versteht es sich, dass in dem linien 14, 14' angedeutet sind. Es versteht sich, dass statt Hubfänger 28 seitliche schlitzförmige Öffnungen 38, 40 vor-mehreren auch nur eine einzelne Einlassöffnung vorhanden 5 gesehen sind, durch die hindurch sich die einzelnen Lamellen sein kann. In geschlossener Ventilposition wird jede Einlass- des Federblattes 16 bogenförmig erstrecken.

Öffnung 14, 14' durch einen Umfangsbereich eines ringför- Das erfindungsgemässe Ventil nach Fig. 2 hat grundsätz-

migen Federblattes 16 bzw. 18 überdeckt, das in dem die Öff- lieh die gleiche Funktionsweise wie anhand der Fig. 1 zum nungen umgebenden Bereich der Innenwand der Ventilkam- Stand der Technik beschrieben wurde, jedoch weist es ein mer 4 dichtend anliegt. 10 anders geformtes und dimensioniertes Federblatt 18 auf, das

Ein Vergleich der Darstellungen der Fig. 1 und 2 mitein- ein anderes Verformungsverhalten hat. Das Federblatt 18 hat ander zeigt, dass beim Ausführungsbeispiel gemäss dem Stand bereits im entspannten Zustand, d. h. vor dem Einbau in die der Technik das Federblatt 16 auf einem verhältnismässig zylindrische Ventilkammer 4, die Form einer zylindrischen grossen Teil des Umfanges der Kammerinnenwand anliegt. Hülse mit einem axial verlaufenden Schlitz, der durch die Dies ergibt sich zwangsläufig durch die Verwendung eines im ^ einander entgegengerichteten Blattenden 42, 44 begrenzt ist. entspannten Zustand ebenen Federblattes 16, das erst durch Abgewickelt in einer Ebene kann das Federblatt 18 jedoch seine Halterung in der zylindrischen Ventilkammer die Form die gleiche Form haben wie das Federblatt 16 des Ventils ent-eines Ringes annimmt. Die freien, gegeneinander gerichteten sprechend der Darstellung in Fig. 1, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Enden 20, 22 stützen sich dabei an der zylindrischen Kam- Im montierten Zustand ist der axial verlaufende Schlitz etwas merinnenwand bzw. in den hakenförmigen Enden 24, 26 20 aufgespreizt, so dass die Blattenden 42, 44 mit Vorspannung eines ß-förmigen Hubfängers 28 ab, so dass sie im Winkel zu eine stegförmige Erhebung 46 eines Abstandshalters 48 um-einer Tangente der Kammerinnenwand gerichtet sind. Es hat fassen, der der Reihe der Öffnungen 14' diametral gegen-sich gezeigt, dass sich durch die Anlage dieses Federblattes 16 überliegend an der Innenwand der Ventilkammer 4 befestigt auf einem verhältnismässig grossen Umfangsbereich der Kam- ist. Die Blattenden 42, 44 liegen mit ihrer äusseren Umfangs-merinnenwand unter der Rückstellkraft des Federblattes eine 25 fläche mit geringer Vorspannung an den beidseitig zu der Abstützung an der Kammerinnenwand ergibt, durch die sich stegförmigen Erhebung 46 verlaufenden Flächen 50, 52 des das Federblatt nicht unbehindert unter dem Druck des ein- Abstandshalters 48 an, und mit dieser Vorspannung liegt der strömenden Mediums ausbiegen kann, so dass sich die Aus- dem axialen Schlitz gegenüberliegende Bereich des Federbiegung auf einen verhältnismässig engen Umfangsbereich in blattes an dem die Öffnungen 14' umgebenden Rand 54 und der Nähe der Einlassöffnung 14 beschränkt, wie durch die 30 damit an der Kammerinnenwand dichtend an. Sobald in den Strichlinie 30 in Fig. 1 angedeutet ist. Diese Strichlinie 30 Einlassöffnungen 14' ein Druck wirkt, der grösser ist als der zeigt das Ventil in maximaler Öffnungsposition, in der eine Druck in der Ventilkammer 4 und die Andruckkraft des Fe-weitere Ausbiegung des Federblattes 16 durch den Hubfänger derblattes, hebt sich das Federblatt von dem Rand 54 ab, so 28 begrenzt wird. Die Ausbiegung auf engem Umfangsbe- dass es sich nur noch in Kontakt mit dem Abstandshalter 48 reich nach innen, so dass sich an dieser Stelle eine konkave 3J befindet. Eine Behinderung der dabei auftretenden Defor-Form des Federblattes ergibt, führt an den Stellen 32, 34, an mation des ringförmigen Federblattes durch Anlage an der denen die Krümmung des Federblattes von konvexer in kon- Kammerinnenwand ist nicht möglich, da der Durchmesser kave Form übergeht, zu einer erhöhten Biegespannung, die des Federblattes kleiner ist als der Durchmesser der zylin-bei Dauer-Wechselbelastung bei der Verwendung an einem drischen Ventilkammer. In Fig. 2 ist die Form des Federblat-Kompressor zu baldigen Ermüdungsbrüchen führt. Zur Ver- 40 tes 18 bei geöffneter Ventilposition durch eine Strichlinie an-deutlichung wurde die Ausbiegung entsprechend der Strich- gedeutet. Ein Hubbegrenzer ist nicht erforderlich, da bei zu linie 30 bzw. die maximale Öffnungsposition des Ventiles starker Deformation des Federblattes dieses sich auf zwei

übertrieben dargestellt. Die erwähnte Überbeanspruchung gegenüberliegenden Seiten an der Kammerinnenwand abstützt tritt jedoch bereits bei einer Hubweite der Ausbiegung von und der zwischen den Abstützstellen verlaufende bogenför-Bruchteilen eines Millimeters auf. 45 mige Blatteil des Federblattes einen hohen Widerstand gegen

Nachdem sich das Federblatt im Bereich der Einlassöff- eine weitere Deformation bildet.

nung 14 von der Kammerinnenwand unter dem Druck des Es versteht sich, dass das Federblatt im entspannten Zu komprimierten Mediums abgehoben hat, kann dieses radial stand verschiedene Ringformen und auch die Ventilkammer in die Ventilkammer 2 bzw. 4 einströmen, wobei es in axialer verschiedene Querschnittsformen aufweisen kann, wie z. B. Richtung umgelenkt wird, um die Ventilkammer zu einer J() elliptisch, eiförmig usw. Wesentlich ist, dass eine Anlage des Auslassöffnung hin zu durchströmen, die sich an ihrem einen Federblattes an der Kammerinnenwand nur entlang des Öff-Ende befindet und die Querschnittsgrösse der Ventilkammer dungsrandes 54 erfolgt, so dass eine von der Kammerinnenaufweisen kann. Die axiale Strömung erfolgt dabei zum Teil wand unbehinderte elastische Deformation des Federblattes in dem Spaltraum zwischen der Kammerinnenwand und dem möglich ist. Auf diese Weise werden mit Sicherheit die Nach-Federblatt, sowie an den Lamellenteilen 16a bis e bzw. 18a ^ teile eines Ventiles gemäss der Darstellung der Fig. 1 ver-bis e des Federblattes 16 bzw. 18 in radialer Richtung vorbei mieden. Obgleich es nicht erforderlich ist, kann auch bei dem zu dem mittleren Bereich der Ventilkammer, um anschlies- erfindungsgemässen Ventil ein Hubfänger verwendet werden, send in axialer Richtung zur Auslassöffnung abgeführt zu Für die Ausführung des Federblattes eignet sich Stahlblech, werden. Die Aufteilung des Ventileinlasses in mehrere schlitz- dessen Dicke so zu messen ist, dass es sich nicht über den förmige, reihenförmig angeordnete Einlassöffnungen 14, 14' 60 Einlassöffnungen 14' abweichend von der Ringform defor-und die Lücken 36 zwischen den einzelnen Blattlamellen er- miert.

möglichen auch bei grösserer axialer Ausdehnung des Ventils

M 1 Blatt Zeichnungen

Claims

625 861

2

PATENTANSPRÜCHE Seite der radialen Einlassöffnung an der Innenwand der Ven-

1. Ventil mit einer zylindrischen Ventilkammer, die ein tilkammer unter Federkraft anliegt, während die Auslassöff-in Umfangsrichtung der Ventilkammer ringförmig gekrümm- nung nur weniger als ein Drittel bis ein Viertel dieses Winkeltes Federblatt enthält, dessen im Bereich einer radialen Ein- bereiches ausfüllt. Wird dieses Federblatt unter dem Druck lassöffnung an der Kammerwand dichtend anliegender Um- 5 des durch die Einlassöffnung einströmenden Mediums aus-fangsbereich den Ventilschliessteil bildet, wobei das Feder- gebogen, so ergibt sich durch diese Anlage des Federblattes blatt unter dem Druck des abzusperrenden Mediums federnd auf in Umfangsrichtung beiden Seiten der Einlassöffnung von der Kammerwand weg in eine offene Ventilposition aus- eiQe Abstützung entsprechender Umfangsbereiche des Federbiegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Federblatt (18, blattes an der Innenwand der Ventilkammer, durch die sich 18a—18e) im entspannten Zustand ringförmig gekrümmt ist, 10 die Ausbiegung auf einen eingeengten Umfangsbereich des sein Ringdruchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser Federblattes gegenüber der Einlassöffnung beschränkt, so der Ventilkammer (4) und das Federblatt in einem der Ein- dass die Ausbiegung mit entsprechend hohen Biegespannun-lassöffnung (14') diametral gegenüberliegenden Bereich mit Sen verbunden ist, die bei der Verwendung des Ventils an Abstand von der Kammerinnenwand gehalten ist, so dass sein einem Verdichter in verhältnismässig kurzer Zeit zu Ermüden Ventilschliessteil bildender Umfangsbereich entlang des 15 dungsbrüchen führen.

die Auslassöffnung (14') umgebenden Randes (54) an der Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,

Kammerinnenwand dichtend anliegt, wobei die Differenz der ein Ventil der eingangs genannten Art zu finden, dessen Fe-Durchmesser so gewählt ist, dass das Federblatt (18) nach derblatt bei seiner Ausbiegung in die geöffnete Ventilposition seiner Ausbiegung in geöffnete Ventilposition sich in all- geringeren Biegespannungen ausgesetzt ist, so dass die Gefahr seitigem Abstand von der zylindrischen Kammerinnenwand 20 von Ermüdungsbrüchen beseitigt wird. Diese Aufgabe wird befindet. gelöst durch ein Ventil der eingangs genannten Art, das da-
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch gekennzeichnet ist, dass das Federblatt im entspannten das Federblatt einen axial verlaufenden, durch die einander Zustand ringförmig gekrümmt ist, sein Ringdurchmesser klei-entgegengerichteten Blattenden (42, 44) begrenzten Schlitz ner ist als der Innendurchmesser der Ventilkammer und das aufweist, der im montierten Zustand entgegen der Federkraft 25 Federblatt in einem der Einlassöffnung diametral gegenüber-des Federblattes durch eine Erhebung (46) eines Abstands- liegenden Bereich mit Abstand von der Kammerinnenwand halters (48) gespreizt ist. gehalten ist, so dass sein den Ventilschliessteil bildender Um-
3. Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch meh- fangsbereich entlang des die Auslassöffnung umgebenden rere in axialer Richtung nebeneinander angeordnete Einlass- Randes an der Kammerinnenwand dichtend anliegt, wobei Öffnungen (14'), denen jeweils eine Lamelle (18a—18d) des 30 die Differenz der Durchmesser so gewählt ist, dass das Feder-Federblattes (18) zugeordnet ist, wobei der Abstandshalter blatt nach seiner Ausbiegung in geöffnete Ventilposition sich (48) aus einer im Querschnitt T-förmigen Rippe besteht, die in allseitigem Abstand von der zylindrischen Kammerinnen-der Reihe der Öffnungen (14') diametral gegenüberliegend an wand befindet. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Feder-der Innenwand der Ventilkammer (4) befestigt ist. blatt nur so weit an der Kammerinnenwand anliegt, als für
4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 35 die Abdichtung des Ventils in Schliessposition erforderlich das Federblatt (18, 18a—18d) in geschlossener Ventilposition ist. Für die Abdichtung reicht bekanntlich ein verhältnismäs-an den in Umfangsrichtung einander gegenüberliegenden sig schmaler Randbereich um die Einlassöffnung herum aus, Öffnungsrändern (54) jeweils auf einer Breite von weniger der beispielsweise 1 mm breit ist. Da ausserhalb des Dichtais 4 mm anliegt. bereiches kein Kontakt zwischen dem Federblatt und der

40 Kammerinnenwand vorhanden ist, kann bei der Ausbiegung in geöffnete Ventilposition die gesamte Umfangslänge des Federblattes an der Biegeverformung unbehindert teilnehmen,