-
Selbsttätiges Saug- oder Druckventil für Kompressoren mit einem elastischen
Verschlußstück Die Erfindung betrifft ein selbsttätiges Saug- oder Druckventil für
Kompressoren mit einem elastischen Verschlußstück, das zusammen mit einer weiteren
Scheibe zwischen eine als Ventilsitz dienende Platte und den Zylinder oder Zylinderkopf
des Kompressors eingeklemmt ist.
-
Es ist bereits ein Druckventil für einen Kompressor mit einem scheibenförmigen,
elastischen Verschlußstück bekannt, das zusammen mit einer weiteren Scheibe zwischen
eine als Ventilsitz dienende Platte und den Zylinder oder Zylinderkopf des Kompressors
eingeklemmt ist. Bei diesem Ventil sind das Verschlußstück und die weitere Scheibe
übereinander angeordnet und zusammen zwischen Platte und Zylinder bzw. Zylinderkopf
festgeschraubt. Es ist ferner bekannt, ein scheibenförmiges, elastisches Verschlußstück
über ein zusätzliches elastisches Zwischenglied an einer besonderen Befestigungsstelle
anzubringen. Durch diese bekannten Ausführungsformen wurde der Zusammenbau unnötig
kompliziert und verteuert. Der besondere elastische Zwischenring ist darüber hinaus
verhältnismäßig klein und kann leicht verlorengehen.
-
Durch die Erfindung wird ein Ventil geschaffen, welches einfach im
Aufbau und billig in der Herstellung und im Zusammenbau ist, während eine gute Abdichtung
gewährleistet ist. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht; daß bei Ausbildung
des elastischen Verschlußstückes als Streifen und Anordnung einer taschenartigen
Ausnehmung im Zylinder oder Zylinderkopf für dessen eines Ende dieses Ende des Verschlußstückes
zusammen mit der weiteren, gleichzeitig als nachgiebige Zylinderkopfdichtung dienenden
Scheibe in die Ausnehmung eingeklemmt ist. Die Dicke des eingeklemmten Endes des
Verschlußstückes soll dabei kleiner als die Tiefe der Ausnehmung sein, so daß der
Klemmdruck auf Verschlußstück und Dichtungsscheibe kleiner als auf die übrige kreisringförmige
Fläche der Dichtung ist.
-
An sich ist ein Ventil für Kolbenkompressoren bekanntgeworden, dessen
Verschlußstück als elastischer Streifen ausgebildet und in einer aschenartigen Ausnehmung
des Zylinderkopfes angeordnet ist.
-
In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 die Schnittansicht des oberen Endes eines Kompressors
mit einem Ansaugventil gemäß der Erfindung, Fig. 2 die Ansicht eines Schnittes 2-2
der Fig. 1, und zwar in verkleinertem Maßstab dargestellt, Fig. 3 einen Längsschnitt
ähnlich Fig.1, jedoch mit einem Druckventil nach der vorliegenden Erfindung, Fig.
4 die Ansicht eines Schnittes 4-4 der Fig. 3, und zwar in verkleinertem Maßstab
dargestellt.
-
Der Kompressor besteht aus dem Zylinderblock 10 mit dem darin befindlichen
Zylinder 12 und dem in dem Zylinder sich auf und ab bewegenden Kolben 14. Oben ist
der Zylinder abgeschlossen durch die Ventilplatte 16, und oberhalb derselben befindet
sich der Zylinderkopf 18, der mit dem Zylinderblock verschraubt ist durch eine Anzahl
von Stiftschrauben 20. Die oberen bzw. unteren Zylinderkopfdichtungen 22 bzw. 24
liegen zwischen Ventilplatte und Zylinderkopf bzw. zwischen Ventilplatte und Zylinderblock.
-
Wie Fi.g. 1 zeigt, befindet sich in der Ventilplatte die Ansaugöffnung
26, die auch als nebeneinanderliegendes Öffnungspaar wie in Fig.4 dargestellt ausgebildet
sein kann und die mit der Einlaßkammer 28 im Zylinderkopf 18 in Verbindung steht.
Die Einlaßkammer 28 ist von der in dem Zylinderkopf 18 angeordneten Auslaßkammer
30 getrennt durch die in dem Zylinderkopf befindliche Wand 31, die auf dem geschlossenen
Teil 32 der oberen Zylinderkopfdichtung 22 dichtend aufsitzt, und in die
Kammer 28 führt die Einlaßbohrung 34. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, verbindet die
Ausstoßöffnung 36 in der Ventilplatte 16 den Zylinder 12 mit der im Zylinderkopf
18
angeordneten Auslaßkammer 30 und der in Fig. 3 und 4 dargestellten Auslaßbohrung
38. Die Ansaugöffnung 26 und die Ausstoßöffnung 36 werden verschlossen durch die
Blattfeder- oder streifenartig ausgebildeten Vers_chlußstücke 40 und 42 des Einlaßventils
bzw. des Auslaßventils, und diese beiden Ventile sind auf der einen Seite in einer
nachstehend noch ausführlich erläuterten Weise fest eingespannt, während sie mit
ihrem freien Ende die Aussparung 44 bzw. 46 in der Unter- bzw. Oberseite der Ventilplatte
16 überdecken. Die Aussparungen entsprechen in ihren Umrißformen im allgemeinen
der Form des entsprechenden Verschlüßstückes, sind aber besonders groß gehalten,
wie aus Fig. 4 zu ersehen, damit eine freie Bewegung der Verschlußstücke gewährleistet
ist und nicht die Gefahr auftritt, daß sie kleben, und an der einen Seite von jeder
Aussparung ist ein ringförmiger Grat ausgebildet, der die Ansaugöffnung 26 bzw.
die Ausstoßöffnung 36 einfaßt und die Ventilsitzflächen 48 und 50 bildet, auf denen
die Verschlußstücke 40 und 42 mit ihrem beweglichen Ende aufsitzen, wie in Fig.
1, 3 und 4 dargestellt.
-
Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, sind die Ansaugöffnung 26 und das
freie Ende 49 des Verschlußstükkes 40 in Bezug auf den Zylinder 12 so angeordnet,
daß es ein wenig über den Zylinder 12 hinausragt. In dem Zylinder ist die Aussparung
52 gebildet, die Raum für dieses vorspringende Ende 49 bietet, und die Unterseite
dieser Aussparung bildet eine Anschlagfläche, durch die die Abwärtsbewegung des
freien Endes des Verschlußstückes 40 begrenzt wird. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist,
wird die Aufwärtsbewegung des Auslaßventilverschlußstückes 42 durch die Nase 56
begrenzt, die einen Teil des Zylinderkopfes 18 bildet und ein Profil besitzt, das
im wesentlichen der Krümmung des Verschlußstückes 42 entspricht, wenn es die Öffnungsstellung
einnimmt.
-
Bei der bisher beschriebenen Bauweise handelt es sich im großen und
ganzen um eine durchaus übliche Konstruktion, und bei Kompressoren herkömmlicher
Bauart ist dann üblicherweise das fest angebrachte Ende der Verschlußstücke dadurch
festgehalten, daß es entweder elastisch oder starr gegen die Oberseite des Zylinderblocks
bzw. gegen die Unterseite des Zylinderkopfes gespannt ist, wobei die Verschlußstücke
auf beiden Seiten in einer Berührung von Metall mit Metall festgehalten sind, so
daß sie sich während ihrer Öffnungsbewegung über eine metallene Ecke oder Kante
biegen müssen. Da nun an dieser ; Stelle die größte Beanspruchung des Verschlußstückes
stattfindet, wird die Lebensdauer desselben durch die starre Metallkante des: Zylinderblocks
oder -kopfes begrenzt, und sie kann durch eine elastische Zwischenlage wesentlich
erhöht werden, die den ganzen festgehaltenen Teil des Verschlußstückes bedeckt,
so daß sie zwischen dem Verschlußstück und der Metallkante liegt, über die sich
das Ventil bei seiner Öffnungsbewegung biegt.
-
Die vorliegende Erfindung schafft nun eine wirtschaftliche und wirksame
Methode zur Verankerung des festgehaltenen Endes des Verschlußstückes unter Verwendung
der Zylinderkopfdichtung 22 und 24, wodurch die erwünschte elastische Zwischenlage
hergestellt wird; ohne daß sich praktisch irgendwelche zusätzlichen Kosten gegenüber
der herkömmlichen Methode zur Verankerung des inneren Endes der Ventilverschlußstücke
ergeben. Bei der Betrachtung des in Fig. 1 und 2 dargestellten Verschlußstückes
40 des Einlaßventils ist zu ersehen, daß sein Ende 58 vergrößert und mit
entsprechenden Bohrungen zur Aufnahme der Steckstifte 60; die in den Zylinderblock
hineinragen, versehen ist. Dabei ist zweckmäßigerweise die eine Bohrung zur Aufnahme
des Steckstiftes in schlitzartiger Form auszubilden, wie bei 61 dargestellt, und
die Breite dieser Bohrung soll derart sein, däß der in ihr sitzende Stift 60 dem
Verschlußstück keine seitliche Drehbewegung um die Stifte erlaubt, während die Schlitze
es aber gleichzeitig unnötig machen, die Stifte so in den Zylinderblock einzusetzen,
daß sie genau mit den Bohrungen fluchten; diese Notwendigkeit würde aber bestehen,
wenn jede Bohrung rund wäre. Um die Steckstifte 60 herum ist in dem Zylinderblock
10 die Aussparung 62 angebracht, und zwar hat diese aus Gründen, auf die weiter
unten noch genau eingegangen wird, zweckmäßigerweise eine Tiefe, die größer ist
als die Dicke des Verschlußstückes 40. Die Zylinderkopfdichtung-
wird zunächst flach geformt und mit dem länglichn, querveriäufenden Schlitz
63 versehen, der über die Stifte 60 paßt, welche weit genug nach oben hervorragen,
daß die Dichtung in ihrem flachen Zustand und auf ihr liegend das Verschlußstück
40 über die Stifte geschoben werden können, ehe Zylinderkopf und Ventilplatte auf
den Zylinderblock aufgebracht werden. Die Aussparung 62 ist groß genug, um das Ende
58 des Verschlußstückes aufzunehmen, und die Dichtung bedeckt in ihrem flachen Zustand
im wesentlichen die gesamte Fläche der Aussparung. Bei dem freien Ende des Verschlußstückes
wird die Dichtung abgeschnitten, wie bei 64 in Fig. 2 dargestellt, so daß sie die
Bewegung des freien Endes 49 in der Aussparung 52 nicht behindert.
-
Vor dem endgültigen Zusammenbau von Zylinderkopf und Ventilplatte
mit dem Zylinderblock wird die Zylinderkopfdichtung 24 in ihrem flachen Zustand
oben auf den Zylinderblock gelegt, so daß die Steckstifte 60 durch den Schlitz 63
in der Dichtung nach oben herausragen. Dann wird das Verschlußstück 40 über die
Stifte gesetzt, so daß sein Ende 58 auf der Dichtung aufliegt. Wenn dann die Platte
16 und der Zylinderkopf 18 aufgesetzt und angeschraubt werden, wird das Ende 58
des Verschlußstückes durch die Unterseite der Ventilplatte links von der Aussparung
44 in Fig. 1 auf die Dichtung gepreßt, wodurch der über der Aussparung 62 liegende
Teil der Dichtung aus der Ebene der Dichtung heraus nach unten gepreßt wird und
die Aussparung unter dem Ende 58 des Verschlußstückes weitgehend ausfüllt. Der nach
unten gepreßte Teil der Dichtung ist in Fig. 1 bei 66 zu erkennen, und es dürfte
ersichtlich sein, daß dieser Teil 66 unter dem Verschlußstück eine Zwischenlage
bildet, durch die auf der Unterseite des Verschlußstückes, und zwar in seiner gesamten
' Ausdehnung, soweit es eingespannt ist, jegliche metallische Berührung zwischen
Verschlußstück und der Kante des Zylinderblocks verhindert wird.
-
Bei Betrachtung von Fig. 3 und 4 ist zu sehen, daß die Methode der
festen Anbringung des Auslaßventilverschlußstückes 42 im wesentlichen die gleiche
ist wie die für das Einlaßventil gerade beschriebene, und zwar sitzen die Steckstifte
68 so, daß sie in den Schlitz 69 in der Dichtung und in die Bohrungen in dem eingespannten
Ende 70 des Verschlußstückes 42
passen. Da sich das Verschlußstück
42 zur Öffnungsstellung nach oben biegt, ist in dem Zylinderkopf 18 die Aussparung
71 angebracht, und die Dichtung 22 wird vor dem Zusammenbau in ihrem ursprünglichen
flachen Zustand auf das Verschlußstück aufgelegt. Wenn dann der Zylinderkopf mit
dem Zylinderblock verschraubt wird, wird der Teil 72 der Dichtung durch das
Ende 70 des Verschlußstückes in die Aussparung hineingepreßt, wodurch für das Verschlußstück
in der Richtung seiner Biegung eine Zwischenlage gebildet ist, die sich über die
gesamte Ausdehnung des festgeklemmten Teils des Verschlußstückes erstreckt, genau
wie bei dem Einlaßventil 40.
-
Für den Fachmann wird folgendes ersichtlich sein: Da die Zylinderkopfdichtung
nicht nur rein als Dichtungspackung, sondern auch zum Einspannen und zum Schutz
der Verschlußstückenden dient, so müßte die Tiefe der Aussparungen 62 und 71 geringer
sein als die gesamte Dicke von Verschlußstück und Dichtung, und diese gesamte Dicke
wiederum dürfte nicht größer sein als die Tiefe der Aussparung plus der Dicke der
Dichtung, da sonst Ventilplatte 16 und Zylinderblock 10 bzw. Zylinderkopf 18 längs
ihres Umfanges nicht dicht verschraubt werden können. Oder, um es anders auszudrücken:
Ein straff dichtender Sitz der Zylinderkopfdichtung gegen den Zylinderblock oder
den Zylinderkopf ist nur dann gewährleistet, wenn die Dicke des Verschlußstückes
nicht größer ist als die Tiefe der Aussparung und wenn die Dichtung an allen Stellen
im wesentlichen eine gleichmäßige Dicke aufweist. Da die Dichtung beim Einspannen
unter dem Druck nachgibt, wird der Unterschied zwischen der Dicke des Verschlußstückes
und der Tiefe der Aussparung sehr weitgehend, wenn nicht überhaupt völlig ausgeglichen
von dem in der Vertiefung sitzenden Teil der Dichtung, so daß das Verschlußstück
tatsächlich fest eingespannt sitzt. Jedoch ist aus den obigen Ausführungen ersichtlich,
daß der Einsparandruck auf dem Verschlußstück geringer ist als der Einsparandruck
auf dem abdichtenden Teil der Dichtung.
-
Aus der obigen Beschreibung wird ersichtlich, daß die festgehaltenen
Enden der Verschlußstücke ausreichend fest eingespannt sitzen, ohne daß dabei eine
Berührung von Metall mit Metall an der Kante des Zylinderkopfes oder -blocks, über
die die Verschlußstücke bei ihrer Öffnungsbewegung gebogen werden, auftritt. Sollte
das Dichtungsmaterial zwischen der senkrechten Wand der Aussparung und der Innenkante
des Verschlußstückes weggeschert werden, so würde sich dies auf die Funktion der
Dichtung als Dichtung oder als polsternde Zwischenlage für den festgehaltenen Teil
des Verschlußstückes in keiner Weise auswirken. Dadurch, daß unter oder über dem
ganzen fest eingespannten Teil der betreffenden Verschlußstücke eine Zwischenlage
hergestellt ist, liegen die freien Enden der Verschlußstücke infolge ihrer ihnen
eigentümlichen Elastizität, die gegen die halbelastische Dichtungslage wirkt, fest
an ihrem Sitz an, ohne daß das Verschlußstück irgendein Bestreben zeigt, durchzuhängen
oder sich von seinem Sitz wegzuspreizen, wie es der Fall wäre, wenn nur ein kleiner
Teil des festgehaltenen Endes des Verschlußstückes durch die Einspannvorrichtung
gehalten würde.
-
Es ist klar zu ersehen, daß die Einzelheiten der erfindungsgemäßen
Ausbildung der Ventile hier nur ein mögliches Beispiel darstellen und daß Änderungen
innerhalb weitgezogener Grenzen möglich sind, ohne daß dabei Umfang und Grenzen
der angefügten Patentansprüche überschritten würden.