DE1282389B - Schliessfeder fuer Druck- oder Saugventile an Kolbenverdichtern - Google Patents

Description

• Schließfeder für Druck- oder Saugventile an Kolbenverdichtern Die Erfindung betrifft eine Schließfeder für Druck-oder Saugventile an Kolbenverdichtern mit bandstreifenförmigem Ventilverschlußstück, bestehend aus zwei einfach gewölbten streifenförmigen Blattfedern, die mit den konkaven Seiten gegeneinander gelegt sind und bei kreisbogenförmiger Umrißlinie unter Vorspannung stehen, von denen bei geschlossenem Ventil die untere Blattfeder sich in der Mitte des Ventilverschlußstückes und die obere Blattfeder sich in der Mitte des Hubfängers abstützt.
• Bei schnellaufenden Verdichtern für Gase und technische Dämpfe ist es heute allgemein üblich, an Stelle der bisherigen Ringplattenventile Streifenventile zu verwenden. Das Ventilverschlußstück der Streifenventile hat eine relativ geringe Masse, welcher Umstand sich auf einen schnellen Gaswechsel günstig auswirkt. An diesen Streifenventilen sind die Durchbrüche im Ventilkörper durch bandstreifenförmige Ventilverschlußstücke abgedeckt und werden durch Federn auf die Sitzfläche des Ventilkörpers gedrückt. Hierbei wird nun angestrebt, daß die Federn während des ersten Teiles des Hubes einen nur geringen Druck auf das Ventilverschlußstück ausüben, um die Kraft für das Öffnen des Ventils klein zu halten. Mit zunehmendem öffnungsweg soll die Federkraft dagegen stark ansteigen, insbesondere gegen Ende des Hubes, um den Aufschlag des Ventilverschlußstückes auf der Sitzfläche des Ventilkörpers zu dämpfen.
• Streifenventile mit vorgebogenen Federn, deren Krümmung im unbelasteten Zustand der Biegelinie entspricht, sind bereits bekannt. Bei Belastung am Ende des Öffnungshubes erreichen die Federn nach einem bekannten Vorschlag die Form ebener Platten. Die Kennlinie dieser Federn folgt annähernd dem Hookschen Gesetz. Nach anderen bekannten Vorschlägen sind Federn in Anwendung, die zwei Wölbungen und drei Auflagepunkte aufweisen. Jene Federn erhalten die doppelt gewölbte Form bereits bei der Herstellung und weisen diese somit bei geschlossenem Ventil auf. Sowohl die einfach gekrümmten als auch die doppelt gekrümmten Federn erfordern die Verwendung zusätzlicher Dämpfungsmittel, beispielsweise in Form besonderer Federn. Hieraus resultiert ein größerer konstruktiver und fertigungstechnischer Aufwand sowie eine erhöhte Störanfälligkeit.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, an Streifenventilen eine Dämpfung des Aufschlages des Ventilverschlußstückes auf der Sitzfläche des Ventilkörpers gegen Ende des Öffnungshubes ohne zusätzliche Dämpfungsmittel zu erreichen.
• Dies wird erfindungsgemäß durch Blattfedern mit einer derartigen Durchwölbung bei geöffnetem Ventil nach innen erreicht, daß das Ventilverschlußstück an zwei außerhalb ihres Mittelpunktes liegenden Stellen an der unteren Blattfeder anliegt, während sich die obere Blattfeder an zwei korrespondierenden Stellen am Hubfänger abstützt. Bei Belastung der stetig gekrümmten Blattfedern durch das Ventilverschlußstück steigt die Federkraft während des öffnungshubes zunächst annähernd nach dem Hookschen Gesetz an, bis durch das maximale Biegemoment dritte Auflagestellen im Mittenbereich der Federn entstehen. Dabei bilden sich jeweils aus einer einfach gewölbten Feder solche mit je zwei nebeneinanderliegenden Wölbungen. Infolge dieser Verformung erhöht sich die Federkraft sprunghaft erheblich, welche Erscheinung näherungsweise auf folgende Zusammenhänge zurückführbar ist: Die Kraft zum Durchbiegen eines auf zwei Stützen aufliegenden prismatischen Trägers ist umgekehrt proportional der dritten Potenz der Stützweite, welche im vorliegenden Fall der Federlänge entspricht. Hierdurch steigt die Federkonstante ungefähr auf den sechzehnfachen Wert der Federkonstante der einfach gewölbten Feder an. Als Folge davon ergibt sich eine starke Dämpfungswirkung, durch welche ein Zurückprallen des Ventilverschlußstückes weitgehend vermieden wird.
• Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt F i g. 1 zwei kreisbogenförmig gekrümmte Federn im ungespanntem Zustand, F i g. 2 einen Schnitt durch ein Streifenventil mit unter Vorspannung eingebauten Federn, F i g. 3 einen Schnitt durch ein Streifenventil in geöffnetem Zustand, F i g. 4 eine Federkernlinie der erfindungsgemäßen Feder. Das Ventil besteht aus dem Ventilkörper 1, der Zwischenplatte 2, dem Hubfänger 3, den Federn 4; 4' und dem Ventilverschlußstück 5. Beim Öffnungshub werden die Federn 4; 4' soweit zusammengedrückt, bis sich dritte Auflagestellen bilden, wobei die Federn in ihrem mittleren Bereich 6 aneinanderliegen und je zwei Wölbungen 7; 7' bzw. 8; 8' entstehen. Im Kennlinien-Diagramm (F i g. 4) ist die gestrichelte Linie 9 das Belastungsschaubild einer Feder, die dem Hookschen Gesetz folgt. Die voll gezeichnete Linie 10 entspricht der Feder des Streifenventils. Der erste Teil 11 der Federkennlinie stellt die Vorspannung dar. Im mittleren Teil 12 ist der Bereich des Öffnungshubes dargestellt. Der letzte Teil 13 zeigt den starken Anstieg der Kennlinie 10 gegen Ende des öffnungshubes durch die entstandenen beiden Wölbungen 7; 7' bzw. 8; 8'.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Schließfeder für Druck- oder Saugventil 20 für Kolbenverdichter mit bandstreifenförmigem Ventilverschlußstück, bestehend aus zwei einfach gewölbten streifenförmigen Blattfedern, die mit den konkaven Seiten gegeneinander gelegt sind und bei kreisbogenförmiger Umrißlinie unter Vorspannung stehen, von denen bei geschlossenem Ventil die untere Blattfeder sich in der Mitte des Ventilverschlußstückes und die obere Blattfeder sich in der Mitte des Hubfängers abstützt, g e -kennzeichnet d u r c h eine derartige Durchwölbung (7; 8 bzw. 7'; 8') der Blattfedern (4; 4') bei geöffnetem Ventil nach innen, daß das Ventilverschlußstück (5) an zwei außerhalb seines Mittelpunktes liegenden Stellen an der unteren Blattfeder (4') anliegt, während sich die obere Blattfeder (4) an zwei korrespondierenden Stellen am Hubfänger (3) abstützt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 718 718; -deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1710 697, 1785 486; französische Patentschrift Nr. 1217 020; USA.-Patentschriften Nr. 1443 365, 1986 810.