DE1272657B

DE1272657B - Closing spring

Info

Publication number: DE1272657B
Application number: DE1960G0030342
Authority: DE
Original assignee: Grassos Koniklijke Machinefabrieken NV
Current assignee: Grassos Koniklijke Machinefabrieken NV
Priority date: 1959-08-22
Filing date: 1960-08-22
Publication date: 1968-07-11
Also published as: GB903017A; NL103693C; BE593202A; NL242579A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES ÄW^SS PATENTAMT Int. CL: FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN ÄW ^ SS PATENTAMT Int. CL:

F16kF16k

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche KL: 47 g -10/02- German KL: 47 g - 10 / 02-

Nummer: 1272 657Number: 1272 657

Aktenzeichen: P 12 72 657.7-12 (G 30342)File number: P 12 72 657.7-12 (G 30342)

Anmeldetag: 22. August 1960 Filing date: August 22, 1960

Auslegetag: 11. Juli 1968Opening day: July 11, 1968

Die Erfindung bezieht sich auf Schließfedern für ein selbsttätiges, konzentrisches Mehrringventil, vorzugsweise für Kolbenverdichter, mit zwei oder mehreren, ringförmigen Ventilverschlußstücken gleicher Breite und Dicke.The invention relates to closing springs for an automatic, concentric multi-ring valve, preferably for reciprocating compressors, with two or more ring-shaped valve closing pieces of the same type Width and thickness.

Es ist bekannt, Mehrringventile zu bauen, deren Verschlußringe von flachen, scheibenförmigen Federn gegen den Ventilsitz gedrückt werden. Dienen zur Erzeugung der am Verschlußring erforderlichen Anpreßkraft aus Blech hergestellte Schließfedern, so ist es ferner bekannt, diese mit zwei oder mehreren radial verlaufenden, wellenförmigen Ausbiegungen zu versehen. Besitzt ein Ringventil mehrere konzentrisch angeordnete Verschlußringe, so wird für jeden Verschlußring eine besondere Schließfeder vorgesehen. Neben den bereits erwähnten ringförmigen Wellenfedern bei Druck- und Saugventilen von Kolbenverdichtern werden auch einfache Federringe und schließlich Schraubenfedern verwendet, von denen dann mehrere für jeden Ventilring erforderlich sind.It is known to build multi-ring valves whose locking rings are made of flat, disk-shaped springs pressed against the valve seat. Serve to generate the required on the locking ring Contact pressure produced from sheet metal closing springs, so it is also known to these with two or more to provide radially extending, wave-shaped bends. A ring valve has several concentric ones arranged locking rings, a special locking spring is provided for each locking ring. In addition to the already mentioned annular wave springs in pressure and suction valves of reciprocating compressors simple spring washers and finally coil springs are also used, of which then several are required for each valve ring.

Nachteilig ist bei den bekannten Schließfedern, daß zumal bei Schraubenfedern eine sehr große Anzahl Federn notwendig ist. Ferner kann bei einem Bruch einer Schraubenfeder ein abgebrochenes Teil zwischen bewegte Ventilteile geraten und hierdurch weiteren Schaden verursachen. Je größer die Zahl der verwendeten Federn, um so größer ist auch die Gefahr eines möglichen Schadens durch einen eventuell auftretenden Bruch.The disadvantage of the known closing springs is that, especially in the case of helical springs, there is a very large number Springs is necessary. Furthermore, if a helical spring breaks, a broken part can occur get between moving valve parts and cause further damage. The bigger the number of the springs used, the greater the risk of possible damage by one occurring breakage.

Schließlich muß bei der Herstellung der mit Schraubenfedern versehenen Ventile auch besondere Aufmerksamkeit auf die als Federsitz dienenden Flächen gelegt werden. Hiermit sind nicht nur eine erhebliche Mehrarbeit, sondern auch erhöhte Herstellungskosten verbunden.Finally, in the manufacture of the valves provided with coil springs, special ones must also be made Attention should be paid to the surfaces serving as the spring seat. This isn't just one considerable extra work, but also associated increased manufacturing costs.

Werden an Stelle der gebräuchlichen Schraubenfedern ringförmige Wellenfedern verwendet, so ist bei einem Mehrringventil die an den einzelnen Ventilringen auftretende Federbelastung unterschiedlich. Hiermit verbunden sind ungleichmäßiges Abheben vom Ventilsitz und ungleicher Durchflußwiderstand an den einzelnen Ventilringen.If ring-shaped wave springs are used instead of the usual helical springs, then in the case of a multi-ring valve, the spring load occurring on the individual valve rings is different. Associated with this are uneven lifting from the valve seat and unequal flow resistance on the individual valve rings.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Schließfedern für ein selbsttätiges, konzentrisches Mehrringventil zu schaffen, bei denen die obengenannten Nachteile nicht auftreten.The object of the present invention is to provide closing springs for creating an automatic, concentric multi-ring valve in which the above Disadvantages do not occur.

Die Erfindung sieht vor, daß die jedem Verschlußstück zugeteilten Schließfedern als ringförmige, gleich breite und gleich dicke Wellenfedern ausgebildet sind, deren Wellen sämtlich dieselbe Grundform, Höhe und Wellenlänge haben und deren Durchmesser denjenigen der Verschlußstücke entsprechen, und daß SchließfederThe invention provides that the closing springs assigned to each closure piece are the same as ring-shaped wide and equally thick wave springs are formed whose waves all have the same basic shape, height and have wavelength and the diameter of which correspond to those of the closure pieces, and that Closing spring

Anmelder:Applicant:

Grasso's Koniklijke Machinef abrieken N.V.Grasso's Koniklijke Machinef abrieken N.V.

's-Hertogenbosch (Niederlande)'s-Hertogenbosch (Netherlands)

Vertreter:Representative:

Dr. A. Mentzel und Dipl.-Ing. W. Dahlke,
Patentanwälte, 5060 Refrath, Frankenforst 137Dr. A. Mentzel and Dipl.-Ing. W. Dahlke,
Patent Attorneys, 5060 Refrath, Frankenforst 137

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Niederlande vom 22. August 1959 (242 579) -Netherlands of August 22, 1959 (242 579) -

die mittleren Durchmesser aller Ringe und die Anzahl der Wellen jedes einzelnen Federringes entsprechend einer arithmetischen Reihe erster Ordnung anwachsen. Sämtliche Federn eines Satzes, d. h. alle zum Verschließen der Ventilringe eines Mehrringventils erforderlichen Federn besitzen die gleiche Breite und die gleiche Dicke, und ihr Durchmesser entspricht demjenigen der Ventilverschlußstücke. Auch die Höhe und die Wellenlänge sind bei allen Schließfedern gleich. Lediglich die mittleren Durchmesser der Ringe und somit auch die Anzahl der Wellen einer jeden Schließfeder ändern sich entsprechend einer arithmetischen Reihe erster Ordnung. Sind beispielsweise bei einem Kompressor die mittleren Durchmesser der Ventilverschlußstücke gleich den mittleren Durchmessern der dazugehörigen Federn und sind die Breiten der beiden gleich, so bedeutet das, daß auch die Federbelastung pro Flächeneinheit der Ventilverschlußstücke für alle Ringe dieser Serie konstant ist. Es ist dann einfach, mit erfindungsgemäßen Federn einen Satz genormter Schließfedern und Ventilverschlußstücke für einen Kompressor od. dgl. zu schaffen, die bei einem gegebenen Gasdruck sämtlich zu gleicher Zeit mit der gleichen Beschleunigung angehoben werden, so daß diese Ventile zu jedem Zeitpunkt den gleichen Durchflußwiderstand für das Gas besitzen und auch sämtlich die gleiche Resonanz aufweisen.the mean diameter of all rings and the number of waves of each individual spring washer accordingly of an arithmetic series of the first order. All the springs in a set, i.e. H. Everyone The springs required to close the valve rings of a multi-ring valve have the same Width and the same thickness, and their diameter corresponds to that of the valve plugs. The height and the wavelength are also the same for all closing springs. Only the middle diameter of the rings and thus also the number of waves of each closing spring change accordingly a first order arithmetic series. For example, they are the middle ones for a compressor Diameter of the valve closing pieces equal to the mean diameters of the associated springs and if the widths of the two are the same, this means that the spring load per unit area the valve closing pieces for all rings of this series is constant. It is then easy to use inventive Springs a set of standardized closing springs and valve closing pieces for a compressor or the like, all of which at the same time with the same at a given gas pressure Acceleration can be increased so that these valves have the same flow resistance at all times for the gas and also all have the same resonance.

Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die mittleren Durchmesser den Gliedern der arithmetischen Reihe entsprechen. Dient beispielsweise als Basis des mittleren Durchmessers der Wert 18, so erhält man bei einer Ordnungszahl η = 2 einen mittleren Durchmesser von 36 und bei einer Ord-Furthermore, it is proposed according to the invention that the mean diameters correspond to the members of the arithmetic series. If, for example, the value 18 is used as the basis of the mean diameter, then with an ordinal number η = 2 a mean diameter of 36 is obtained, and with an ordinal

809 569/311809 569/311

nungszahl η = 3 einen mittleren Durchmesser mit dem Wert 54.number η = 3 has a mean diameter with the value 54.

Schließlich wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Anzahl der Wellen pro Federring jeweils ein ganzzahliger Quotient aus jedem einzelnen Glied der arithmetischen Reihe und einem ganzteiligen, konstanten Faktor des ersten Gliedes der Reihe ist. Die Anzahl der Wellen soll somit der Ordnungszahl entsprechen oder einem ganzzahligen Vielfachen davon.Finally, it is proposed according to the invention that the number of waves per spring ring is one Integer quotient from each individual member of the arithmetic series and an integral, constant Factor of the first link in the series is. The number of waves should therefore correspond to the ordinal number or an integral multiple thereof.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung nochmals in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigtThe invention is illustrated again in an exemplary embodiment below with reference to the drawing explained in more detail. It shows

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Schließfeder mit drei Wellen,F i g. 1 a closing spring according to the invention with three shafts,

F i g. 2 eine entsprechende Feder mit vier Wellen undF i g. 2 a corresponding spring with four waves and

F i g. 3 eine erfindungsgemäße Feder mit fünf Wellen.F i g. 3 shows a spring according to the invention with five waves.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Federn mit drei, vier bzw. fünf Wellen gehören zu einem erfindungsgemäßen Satz von Schließfedern, bei denen sowohl der mittlere Durchmesser als auch die Zahl der Wellen — bei konstanter Breite und konstanter ίο Dicke — nach einer arithmetischen Reihe erster Ordnung ansteigen, während die Höhe der Wellen konstant gehalten ist. In der nachstehenden Tabelle sind Abmessungen weiterer Federn dieses Satzes angegeben: The springs shown in FIGS. 1 to 3 with three, four or five waves belong to one according to the invention Set of closing springs in which both the mean diameter and the number of the waves - with constant width and constant ίο thickness - according to an arithmetic series of the first order increase while the height of the waves is kept constant. In the table below are Dimensions of other springs in this set are given:

Ventilring
Nr.Valve ring
No. Mittlerer
Durchmesser
mmMiddle
diameter
mm Ordnungszahl
Nr.Atomic number
No. Breite
mmbroad
mm Innen-Außen-
Durchmesser
mmInside Outside-
diameter
mm Anzahl der Wellen
einer FederNumber of waves
a feather 1
2
3
4
51
2
3
4th
5 36
54
72
90
10836
54
72
90
108 2
3
4
5
62
3
4th
5
6th 6
6
6
6
66th
6th
6th
6th
6th 30/42
48/60
66/78
84/96
102/11430/42
48/60
66/78
84/96
102/114 2
3
4
5
62
3
4th
5
6th

Die Ordnungszahlen η der arithmetischen Reihe sind in diesem Falle also 1, 3, 4, 5, 6 usw., während die Basis des mittleren Durchmessers 18 beträgt und das Verhältnis der Wellenzahl einer Feder zur Ordnungszahl den Wert 1 hat.In this case, the ordinal numbers η of the arithmetic series are 1, 3, 4, 5, 6, etc., while the base of the mean diameter is 18 and the ratio of the wave number of a spring to the ordinal number is 1.

Wenn man beispielsweise die Breite des Ventilverschlußstückes bzw. des Ventilringes mit b bezeichnet und seinen mittleren Durchmesser mit d_m, so berechnet sich die Flächest des Ventilringes bei einer Ordnungszahl η nach dem Ausdruck:If, for example, the width of the valve closure piece or the valve ring is designated with b and its mean diameter with d _m , then the area of the valve ring with an ordinal number η is calculated according to the expression:

A = d_m-b-n-n = 18 ■ b-π-η. A = d _m -bnn = 18 ■ b-π-η.

Dieser Ventilring wird durch eine Feder mit η Wellen belastet. Die Fläche a_w pro Welle beträgt demnach:This valve ring is loaded by a spring with η waves. The area a _w per wave is therefore:

A_w = A _w =

bremst, so daß der bei Verwendung von Schraubenfedern auftretende harte Schlag vermieden wird. Dadurch werden außerdem die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit des Ventils erhöht. Die Form der Charakteristik der Feder kann experimentell ermittelt werden.brakes so that the hard impact that occurs when using coil springs is avoided. Through this the service life and reliability of the valve are also increased. The shape of the The characteristics of the spring can be determined experimentally.

Die relative Fläche pro Welle ist also, wie man sieht, unabhängig von der Ordnungszahl n. Da die Wellen sämtlich gleiche Abmessungen besitzen, ist also die Belastung pro Flächeneinheit des Ventilringes überall gleich.As you can see, the relative area per shaft is independent of the atomic number n. Since the shafts all have the same dimensions, the load per unit area of the valve ring is the same everywhere.

Wenn man nun die Höhe der Ventilringe der gesamten Serie konstant wählt, dann wächst ihre Masse bzw. ihr Gewicht proportional mit der Ordnungszahl n, so daß wegen der konstanten Federbelastung pro Flächeneinheit auch die Beschleunigung für alle Ventilringe der Serie gleich ist.If the height of the valve rings of the entire series is chosen to be constant, then their mass or weight increases proportionally with the ordinal number n, so that because of the constant spring load per unit area, the acceleration is the same for all valve rings in the series.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Federn liegt darin, daß man sie ohne weiteres um eine in ihrer Hauptebene liegende Achse um 180° kippen kann, ohne die Federwirkung in irgendeiner Weise zu beeinflussen.Another advantage of the springs according to the invention is that you can easily get a can tilt the axis lying in its main plane by 180 ° without the spring effect in any way influence.

Die Federcharakteristik der erfindungsgemäßen Feder ist bis zu einer bestimmten Kompression geradlinig und steigt erst danach progressiv an. Das hat zur Folge, daß beim Öffnen des Ventils die Feder schließlich in zunehmendem Maße den Hub ab-The spring characteristic of the spring according to the invention is straight up to a certain compression and only then increases progressively. This has the consequence that when the valve is opened, the spring finally, increasingly, the hub

Claims

Patent claims:

1. Closing springs for an automatic, concentric multi-ring valve, preferably for piston compressors, with two or more annular valve closure pieces of the same width and thickness, characterized in that the closing springs allocated to each Vers chlußstück are designed as annular, equally wide and equally thick wave springs, all of whose shafts have the same basic shape, height and wave length and whose diameters correspond to those of the locking pieces, and that the mean diameter of all rings and the number of waves of each individual spring ring increase according to an arithmetic series of the first order.

2. Closing springs according to claim 1, characterized in that the mean diameter correspond to the terms of the arithmetic series.

3. Closing springs according to claim 1, characterized in that the number of waves per Spring washer each have an integer quotient from each individual member of the arithmetic series and an integral, constant factor of the first term in the series.

Considered publications:
German patent specifications No. 184 531, 424118,
817, 453 300, 839 298, 1034438;

French Patent No. 1120 052;
British Patent No. 459 223.

1 sheet of drawings