DE1450531C3 - Federplatte für Mehrringventile - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Federplatte für Mehrringventile, insbesondere für Kolbenverdichter, die aus mehreren durch Stege verbundenen konzentrischen Ringen besteht.

Es sind bereits Federplatten dieser Art bekannt, deren benachbarte Ringe durch mehrere über den Umfang verteilte radiale Stege verbunden und die nach einer Zylinderfläche gewölbt sind. Diese Federplatten sind jedoch verhältnismäßig steif, so daß sie zur Erzielung einer oftmals benötigten größeren Federweichheit aus dünnem Material hergestellt werden müssen. Da aber dünne Federplatten durch die Öffnungsschläge der stärkeren und massigeren Ventilplatten, insbesondere bei raschlaufenden Kolbenverdichtern, leicht beschädigt oder zerstört werden können und dann in der Regel den Bruch der Ventilplatte nach sich ziehen, ist die auf diese Weise praktisch mögliche Erhöhung der Federweichheit nur gering.

Bei einer weiteren bekannten Ausführung weisen die Federplatten eine tellerartige Wölbung in Form eines Kegelstumpfes auf. Um die Weichheit dieser ebenfalls steifen Federplatten zu erhöhen, sind bereits die Radiaistege wellenförmig ausgebildet worden, was jedoch keinen zufriedenstellenden Erfolg brachte und außerdem einen Mehraufwand bei der Hersteilung erfordert Ferner ist es zur Erhöhung der Weichheit dieser Federplatten auch schon bekannt, einen Teil der Ringe der tellerförmigen Federplatten mit Radialschlitzen zu versehen. Diese Unterteilung der Federplatten bringt jedoch weitere Nachteile mit sich, insbesondere wird die Festigkeit verringert und damit die Bruchgefahr vergrößert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zylindrisch gewölbte Federplatte zu schaffen, die eine ausreichende mechanische Festigkeit besitzt, um den auftretenden Schlagbeanspruchungen standhalten zu können, aber trotzdem genügend weich ist. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die benachbarten Ringe durch höchstens zwei Stege miteinander verbunden sind, wobei alle Stege auf demselben Plattendurchmesser liegen, und daß wenigstens ein Ring ungefähr nach einer Zylinderfläche gewölbt ist, deren Erzeugende parallel zu dem durch die Stege gehenden Plattendurchmesser verläuft. Die

ίο erfindungsgemäße Federplatte ist — selbst bei erhöhter Materialstärke, welche Betriebssicherheit gewährleistet — verhältnismäßig weich und zeichnet sich durch geringe Biegebeanspruchung aus, da die frei federnden Teile der gewölbten Ringe entsprechend lang sind.

Dadurch werden auch Eigenspannungen, insbesondere bei ungleichmäßiger Erwärmung auftretende innere Spannungen, weitgehend vermieden und die Beanspruchungen infolge der größeren Elastizität der Federplatte sowohl in Richtung ihrer Ebene als auch senkrecht dazu herabgesetzt. Es wird daher die Lebensdauer der Federplatten und auch der Ventilplatte erhöht und die Gefahr von Brüchen weitgehend beseitigt. Weiterhin wird ein vorteilhaftes ruhiges Arbeiten des Ventils j erzielt. Bei geschlossenem Ventil ist die Ventilplatte j lediglich längs eines Durchmessers durch die erfin- : dungsgemäße Federplatte belastet, so daß sie sich an ^: ihren unbelasteten Steilen leichter vom Sitz abheben < kann. Die Ventilplatte schlägt ferner gedämpft am Fänger an, da die weniger oder gar nicht gewölbten Ringe der Federplatte zugleich wie eine Dämpferplatte wirken. Außerdem hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß die einzelnen, nur verhältnismäßig lose entlang eines einzigen Durchmessers verbundenen Ringe der Federplatte, kurz bevor sie durch die Ventilplatte gänzlich in eine Ebene zusammengedrückt werden, nur entlang einer Randkante am Ventilfänger anliegen, mit der anderen Randkante hingegen sich ' noch in geringem Abstand vom Fänger befinden. Die einzelnen Ringe wirken dadurch kurz vor dem Hubende wie eine verhältnismäßig steife Tellerfeder und bewirken so eine vorteilhafte Dämpfung der Aufschläge am Hubende. Die Anzahl der gewölbten Ringe jeder Federplatte kann beliebig gewählt werden, ebenso die Einbaulage im Ventil relativ zur Ventilplatte. Als weiterer Vorteil der Erfindung wird das z. B. bei Federplatten mit Radialschlitzen mögliche Einscheuern der Federenden in die Ventilplatte vermieden, da die Federplatte aus den vollen Ringen gebildete endlose Bogenfedern besitzt.

Die benachbarten Ringe jeder Federplatte können nur durch je einen Steg verbunden sein, wobei alle Stege entweder auf derselben Seite oder abwechselnd auf verschiedenen Seiten des Plattenmittels liegen. Durch beide Maßnahmen werden die Weichheit und die Elastizität der Federplatten noch weiter erhöht. Eine weitere Anpassung der Steifigkeit der Federplatten kann gemäß der Erfindung dadurch erfolgen, daß ein Teil der Ringe der Federplatten an wenigstens einer Stelle ihres Umfanges, vorzugsweise in der Mitte der freien Ringteile zwischen den Stegen, etwa in radialer Richtung aufgetrennt ist

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht

Fig.l zeigt einen axialen Mittelschnitt durch ein Ringventil mit einer erfindungsgemäßen Federplatte,
F i g. 2 die dazugehörige Ventilplatte und
F ig. 3 die Federplatte, jeweils in Draufsicht; in
F i g. 4 und 5 ist je eine weitere Ausführungsform der

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht.

F i g. 1 zeigt einen axialen Mittelschnitt durch ein Ringventil mit einer erfindungsgemäßen Federplatte,

F i g. 2 die zugehörige Ventilplatte und

F i g. 3 die Federplatte, jeweils in Draufsicht; in

F i g. 4 und 5 ist je eine weitere Ausführungsform der Federplatte in Draufsicht dargestellt.

Das Ringventil nach F i g. 1 besteht aus einem Ventilsitz 1 und einem Fänger 2, welche Teile durch eine Schraube 3 mit einer Mutter 4 zentriert und fest miteinander verbunden sind. Zwischen Sitz 1 und Fänger 2 ist ein Beilagering 5 vorgesehen, der den Abstand zwischen den beiden Teilen bestimmt und zugleich zur Führung der Ventilplatte 6 und der diese belastenden Federplatte 7 dient. Die Ventilplatte 6 besteht, wie aus F i g. 2 hervorgeht, aus vier konzentrisch ineinanderliegenden Ringen 8, die durch Stege 9 miteinander in Verbindung stehen. Zwischen je zwei benachbarten Ringen 8 sind dabei vier Stege 9 vorgesehen, die in Umfangsrichtung um 90° gegeneinander versetzt sind. Das Langloch 10 im Bereich des Steges 9 ist zum Durchtritt eines im Sitz 1 oder Fänger 2 befestigten, nicht dargestellten Stiftes vorgesehen, der die Ventilplatte 6 und die Federplatte 7 gegen Verdrehen sichert.

Die in F i g. 3 in ebenem Zustand dargestellte Federplatte 7 besteht ebenfalls aus vier vollen Ringen 11, die jedoch lediglich durch je zwei Stege 12 miteinander verbunden sind, wobei alle Stege 12 der Federplatte 7 auf demselben Plattendurchmesser liegen. Außerdem sind die Ringe 11 nach einer Zylinderfläche gewölbt, deren Erzeugenden parallel zu dem durch die Stege 12 gehenden Plattendurchmesser verlaufen. Das zur Sicherung gegen Verdrehen vorgesehene Langloch ist hier mit 13 bezeichnet. Infolge der lediglich auf einem Plattendurchmesser vorgesehenen Stege 12 sind die federnden Teile der Ringe 11 entsprechend lang, so daß sich die Federplatte 7 durch Weichheit und große Elastizität auszeichnet.

Im eingebauten Zustand gemäß F i g. 1 liegt die gewölbte Federplatte 7 mit ihrer konvexen Seite auf der Ventilplatte 6 auf und berührt diese lediglich entlang ihrer Stege 12. Der äußere, nach oben gewölbte Ring 11 stützt sich am Fänger 2 ab. DieVentilplatte 6 hebt sich daher beim Öffnen zunächst im Bereich der durch die Federplatte 7 nur wenig oder gar nicht belasteten äußeren Ringe 8 vom Sitz 1 ab und schmiegt sich bei entsprechender elastischer Äusbildung mehr oder weniger an die Federplatte 7 an. Sobald die weiter innenliegenden Ringe 11 der Federplatte 7 mit zunehmender Hubhöhe zum Tragen kommen, wird die auf die Ventilplatte 6 ausgeübte Kraft größer, so daß der Aufschlag der Ventilplatte 6 am Fänger 2 gedämpft wird. Die Federplatte 7 wirkt somit gleichzeitig als Dämpferplatte. Beim Schließen des Ventils nimmt die Federkraft wieder ab, so daß auch das Aufschlagen der Ventilplatte 6 auf den Sitz 1 gedämpft erfolgt. Auf diese Weise werden die Beanspruchungen der Ventilplatte 6 und zugleich auch die Betriebsgeräusche vermindert. Die Ventilplatte 6 kann daher dünner als bisher ausgebildet sein. Außerdem ergibt sich zufolge der erfindungsgemäßen Ausbildung auch ein geringerer Verschleiß der Ventilplatte 6, da die Federplatte 7 Steg auf Steg an der Ventilplatte anliegt und daher kein gegenseitiges Scheuern der Platten auftritt.

Die weiteren Ausführungsformen der Federplatte nach den F i g. 4 und 5 unterscheiden sich von jener nach F i g. 3 nur durch die Verminderung der die benachbarten Ringe verbindenden Stege. In beiden Fallen sind die benachbarten Ringe jeder Federplatte nur durch je einen Steg miteinander verbunden. Gemäß F i g. 4 liegen alle die Ringe 14 der Federplatte 15 verbindenden Stege 16 auf derselben Seite des Plattenmittels, wogegen bei der in F i g. 5 dargestellten Federplatte 17 die die Ringe 18 verbindenden Stege 19 abwechselnd auf verschiedenen Seiten des Plattenmittels liegen. Auch hier sind die Ringe 14, 18 der Federplatten 15, 17 zylindrisch gewölbt. Durch beide Ausführungsformen wird eine weitere Verbesserung der Elastizität der Federplatten erzielt.

Die Steifigkeit der erfindungsgemäßen Federplatten kann durch Auftrennen eines Teiles der Ringe an besondere Anforderungen angepaßt werden. Bei der Ausführung nach F i g. 3 können beispielsweise die drei äußeren Ringe 11 zweckmäßig in der Mitte zwisehen den Stegen 12 etwa in radialer Richtung aufgeschlitzt sein, wobei der innere Ring 11 jedoch voll bleibt, um den Zusammenhalt der Federplatte zu gewährleisten. Bei Federplatten gemäß den F i g. 4 und 5 können die Ringe dagegen nur an einer Stelle ihres Umfanges aufgetrennt sein. Die Radialschlitze der einzelnen Ringe können auch an verschiedenen Steilen des Umfanges der Federplatte und allenfalls auch im Bereich der Stege liegen.

An Stelle der in der Zeichnung dargestellten gleitenden Führung können gemäß der Erfindung die Federplatten und/oder die Ventilplatte auch mit einer Lenkerführung versehen sein. Weiterhin können die Federplatten mit ihrer konkaven Seite der Ventilplatte zugekehrt sein, und es können mehrere Federplatten in beliebiger Anordnung oder nur eine einzige Federplatte in einem Ventil verwendet werden. Bei einer Ventilplatte, deren Ringe ebenfalls durch nur zwei auf demselben Plattendurchmesser liegende Stege verbunden sind, können die durch die Stege hindurchgehenden Durchmesser der Federplatte und der Ventilplatte entweder parallel oder senkrecht zueinander verlaufen. Bei mehreren Federplatten können diese ferner in abwechselnder Anordnung vorgesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Federplatte für Mehrringventile, insbesondere für Kolbenverdichter, die aus mehreren durch Stege verbundenen konzentrischen Ringen besteht, d a durch gekennzeichnet, daß die benachbarten Ringe (11, 14, 18) durch höchstens zwei Stege (12, 16, 19) miteinander verbunden sind, wobei alle Stege auf demselben Plattendurchmesser liegen, und daß wenigstens ein Ring (11, 14, 18) ungefähr nach einer Zylinderfläche gewölbt ist, deren Erzeugende parallel zu dem durch die Stege (12,16,19) gehenden Plattendurchmesser verläuft.

2. Federplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Ringe (14) nur durch je einen Steg (16) verbunden sind und alle Stege (16) auf derselben Seite des Plattenmittels liegen (Fig.4).

3. Federplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Ringe (18) nur durch je einen Steg (19) verbunden sind und die Stege (19) abwechselnd auf verschiedenen Seiten des Plattenmittels liegen ( F i g. 5).

4. Federplatte nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Ringe (11,14,18) an wenigstens einer Stelle ihres Umfanges, vorzugsweise in der Mitte der freien Ringteile zwischen den Stegen (12, 16, 19), etwa in radialer Richtung aufgetrennt ist.