DE1503451A1

DE1503451A1 - Kolbenkompressor

Info

Publication number: DE1503451A1
Application number: DE19651503451
Authority: DE
Inventors: Niedermayer Dipl-Ing Dr T Egon
Original assignee: NIEDERMAYER DIPL ING DR TECHN
Current assignee: NIEDERMAYER DIPL ING DR TECHN
Priority date: 1964-08-21
Filing date: 1965-07-19
Publication date: 1970-07-09
Also published as: GB1083808A; US3457948A; CH437950A

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbenkompressor, bei welchem das Saugventil und das Druckventil aus mehreren Einzelventilen besteht.

Es ist bekannt, die Ventilkörper als kreisrunde Plättchen auszubilden, deren äußerer Durohmesser um so viel größer als der Durchmesser der kreisrunden Zuströmöffnung ist, daß die durch Zuströmdruck und Zuströmquerschnitt gegebene Öffnungskraft der duroh den Unterdruck im Ventilspalt gegebenen entgegengesetzt wirkenden Kraft bei voll geöffnetem Ventil ganz oder nahezu das Gleichgewicht hält. Die Ventilausführungen weisen dabei Ventilsitzplatten und

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Hubbegrenzungsplatten auf, die für sämtliche Einzelventile gemeinsam sind. Dies bedeutet, daß die Ventilsitzplatte gehärtet und geschliffen werden muß und im übrigen die Ventilsitzplatte und die Hubbegrenzungsplatte bzw. -platten für jede Kompressorausführung anders ausgeführt werden muß, was für eine rationelle Großfertigung verschiedener Kompressortypen nebeneinander hemmend und verteuernd wirkt. Hier setzt die Erfindung ein, welche sich zum Ziel gesetzt hat^ diese Schwierigkeiten zu beseitigen.

Die Erfindung besteht darin, daß wenigstens eine Ventilplatte vorgesehen ist, in die je Einzelventil ein Ventilsitz mit einem die Dichtfläche für das Ventilplättchen des Einzelventiles aufweisenden Plansch und einem zylindrischen Portsatz zur Befestigung in der Ventilplatte eingesetzt ist· Die Ventilplatte dient hier nicht als Dichtfläche der Ventilplättchen, so daß ihre Bearbeitung einfacher ist und der Werkstoff, aus dem sie hergestellt ist, nicht gehärtet zu werden braucht. Die Bohrungen in der Ventilplatte, in die die Ventilsitze eingesetzt werden, können mit dem Spiralbohrer ohne Nacharbeit hergestellt werden. Die Ventilplatte kann somit in einfachster Weise sowohl in Guß- als auch in Stahl hergestellt werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Plansch des Ventilsitzes außen die Kontur eines regelmäßigen Sechseckes aufweisen. Diese Formgebung ermöglicht die beste Ausnutzung der für das Kompressorventil zur Ver-

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fügung stehenden Fläche, ähnlich wie dies bei der Bienenwabe der Fall ist. Der Flächenbedarf bei Verwendung von Ventilsitzen gemäß der Erfindung ist zwar infolge des etwa um yf> vergrößerten Abstandes der Ventilplättchen etwas größer; trotzdem kann der Schadraum nicht unbedeutend verkleinert werden.

Bei einer Ausführung, bei welcher die Ventilplättchen an ihrer dem Sitz abgewendeten Seite ausgewölbt ausgebildet sind und dadurch im geöffneten Zustande in einer koaxial zur Zuströmbohrung angeordneten entsprechend großen Bohrung in einer Hubbegrenzungsplatte zentriert sind, kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung bei einem Ventilsitz mit sechseokigem Flansch je Einseiventil eine Hubbegrenzungsplatte (Fänger) vorgesehen sein, deren Kontur nahezu ein gleichseitiges Dreieck ist und das drei Füßchen aufweist, die zur Befestigung auf drei Ecken des sechseokigen Flansches des Ventilsitzes dienen. Die Befestigung des Fängers am Ventilsitz kann nach Einlegen des Ventilplättchens erfolgen, und zwar beispielsweise durch Stumpfschweißen, Hartlöten oder Kleben oder durch eine Schnappeinrichtung nach Art eines Druckknopfes. Die Differenz der Sechseckfläche des Ventilsitzes und der Dreiecksfläche des Fängers sind drei Segmentflächen, die zur Abströmung des Gases aus der Ventileinheit dienen, wobei die Abströmung senkrecht zur Sitzfläche des Ventilplättchens erfolgt. Die Größe der genannten drei Segmentflächen beeinflußt nicht nur den Durchflußwiderstand durch das Ventil, sondern bei Verwendung der Ventileinheit als

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Saugventil auch die Größe des Sohadraumes des Verdichters. Es zeigt sich, daß bei günstigster Bemessung der Segmentflächen der Sohadraum wesentlich kleiner gehalten werden kann als bei der eingangs beschriebenen bekannten Ausführung.

Zur Befestigung der Ventilsitsse bzw. der Ventileinheiten in der Ventilplatte kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der zylindrische Portsatz des Ventilsitzes in der Länge etwa gleich der Sicke der Ventilplatte sein und nahe seinem äußeren Ende eine Ringnut aufweisen, womit der Ventilsitz in der Ventilplatte duroh Stauchen der Ventilplatte rund um das äußere Ende des zylindrischen Fortsatzes befestigbar ist. Dabei dringt das gequetschte Material der Ventilplatte in die Ringnut ein. Sowohl beim Druck- als auch beim Saugventil wirkt der hohe Luftdruck stets von oben auf den Flansch des Ventilsitzes, sodaß die Stauchverbindung durch den Luftdruck nicht beansprucht wird.

Die Erfindung wird an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Ausbildung des Ventilsitzes und des Fängers im Axialschnitt und Fig. in Draufsicht. Die Fig. 3 und 4 zeigen ein kombiniertes Saug-Druckventil gemäß der Erfindung und zwar in Fig. 3 in einem Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 4 und in Fig. 4 im axialen Mittelschnitt. Gleiche Teile sind jeweils mit demselben Bezugszeichen versehen.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ventileinheit

mit ist die Ventilplatte mit H, der Ventilsitz/2, das Ventil-

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plättchen mit 3 und die Hubbegrenzungsplatte bzw. der Fänger mit 4 bezeichnet. Der Ventilsitz 2 besteht aus einem Flansch 2», der außen die Kontur eines regelmäßigen Sechseckes aufweist, und einem hohlzylindrischen Fortsatz 2", dessen Länge gleioh 1st der Stärke der Ventilplatte 1. Nahe seinem äußeren Ende besitzt der hohlzylindrische Fortsatz 2" an seinem Außenumfang eine Ringnut 5» die zur Befestigung des Ventilsitzes 2 in der Ventilplatte 14 dient. Die Befestigung des Ventilsitzes gesohieht in der Weise, daß nach Einsetzen des Ventilsitzes 2 in die Bohrung 18 mittels eines zylindrischen Stempels die ringförmige Kerbe 6 eingepreßt wird, wobei Material der Ventilplatte in die Hingnut 5 hineingequetsoht wird.

Die obere Stirnfläche des Flansches 2' bildet die Dichtfläche für das Ventilplättchen 3, welches kreisförmig ausgebildet ist und einen kuppeiförmigen Mittelteil 3¹ sowie einen konischen Rand 3ⁿ aufweist. Das Ventilplättchen 3 wird durch die konische Bohrung 7 des Fängers 4 zentriert gehalten.Der Fänger 4 weist nahezu die Kontur eines gleichseitigen Dreieckes auf und besitzt an seinen Ecken FUßohen 8, deren Querschnitt in Fig. 2 punktiert angedeutet ist. Die drei Füßohen des Fängers 4 greifen an drei Ecken des Ventilsitzes 2 an einer Ausdrehung 9 desselben in diesen ein. Die Befestigung des Fängers 4 im Ventilsitz 2 geschieht naoh Einlegen des Ventilplättchens 3 z.B. durch Stumpfschweißen, Hartloten,Kleben oder duroh eine Sohnappeinrichtung naoh Art eines Druckknopfes.

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Im vorliegenden Beispiel ist eine Umfangsnaht 10, z.B. Schweiß- oder Lötnaht, vorgesehen. Ventilsitz 2 und Fänger können einfach z.B. aus entsprechendem Walzmaterial hergestellt werden.

Die beschriebene Ventileinheit kann für Kompressorventile verschiedenster Bauart sowohl für ein Saugventil als auch für ein Druckventil verwendet werden, wobei sich die Anzahl der verwendeten Ventileinheiten nach dem Förder- ^ volumen des Kompressors bestimmt. Der Kompressor kann sowohl wassergekühlt als auch luftgekühlt sein.

In Fig. 3 und 4 ist als Anwendungsbeispiel ein Saug-Druckventil, für einen luftgekühlten Kompressor dargestellt. Der Kompressorzylinder ist mit 11, der Kompressorkolben mit 12, der Zylinderkopf mit 13 und die Ventilplatte mit 14 bezeichnet. Die Kühlrippen dieser Teile sind entsprechend mit den BessugRzeichen 11', 13' und H¹ versehen. Der Druckraum 15 des Zylinderkopfes ist vom Saugraum 16 durch einen Steg 17 getrennt, der bis zur Ventilplatte 14 reioht. Im Bereich ™ des Druckraumes 15 weist die Ventilplatte 14 einen Kranz Druckventile auf, die so wie die innerhalb des Steges 17 angeordneten Saugventile aus Ventileinheiten 1 bestehen, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt und vorstehend beschrieben wurden. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß die Druckventile von oben und die Saugventile von unten in die Ventilplatte 14 eingesteckt sind.

Aus Fig. 3 ist zu ersehen, wie die Ventileinheiten 1 mit ihren sechseckigen Flanschen platzsparend honigwaben-

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artig angeordnet sind, wobei sich auch eine gegenseitige Sicherung der Ventileinheiten gegen Verdrehung ergibt. Der Steg 17 des Zylinderkopfes 13 muß so geformt sein, daß er einerseits die Flanschen der außenliegenden Druckventile umschließt andererseits aber die Austrittsquerschnitte der innenliegenden Saugventile frei läßt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist diese Forderung durch eine wellenförmige Ausbildung des Steges 17 erfüllt worden.

Die Ventileinheiten können vorteilhaft als Fertigteile in Großserie von Herstellern gefertigt werden, die sich mit dem Zuüammenbau von Ventilen für die verschiedenen Kompressortypen nicht zu befassen brauchen.

Patentansprüche:

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Claims

Pat »ntansprüohe :

Kolbenkompressor, bei welchem das Saugventil und das Druckventil aus Mehreren Einzelventilen beetent, wobei die Ventilkörper als kreisrunde Plättchen ausgebildet sind, deren äußerer Durchmesser um so viel größer als der Surohmesser der kreisrunden Zuströmöffnung ist, daß die durch Zuströmdruck und Zuströmquersohnitt gegebene Öffnungskraft der durch den Unterdruck im Ventilspalt gegebenen entgegengesetzt wirkenden Kraft bei voll geöffnetem Ventil ganz oder nahezu das Gleichgewicht hält, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Ventilplatte vorgesehen ist, in die je Einzelventil ein Ventilsitz mit einem die Dichtfläche fttr das Ventilplättchen des Einzelventiles aufweisenden Flansoh und einem zylindrischen Fortsatz zur Befestigung in der Ventilplatte eingesetzt let.

2. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch des Ventilsitzes außen die Kontur eines regelmäßigen Sechseckes aufweist.

3. Kolbenkompressor nach Anepruoh 2, wobei die Ventilplättchen an ihrer dem Sitz abgewendeten Seite ausgewölbt ausgebildet sind und dadurch im geöffneten Zustande in einer koaxial zur Zuströmbohrung angeordneten entsprechend großen Bohrung in einer Hubbegrenzungsplatte zentriert sind, dadurch gekennzeichnet, daß je Einzelventil eine Hubbe-

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grenzungsplatte vorgesehen ist, deren Kontur nahezu ein gleichseitiges Dreieck ist und das drei Füßohen aufweist, die zur Befestigung auf drei Ecken des sechseckigen Flansches des Ventilsitzes dienen. 4· Kolbenkompressor naoh einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet^ daß der zylindrische Fortsatz des Ventilsitzes in der Länge etwa gleich ist der Dicke der Ventilplatte und nahe seinem äußeren Ende eine Ringnut aufweist, womit der Ventilsitz in der Ventilplatte durch Stauchen der Ventilplatte rund um das äußere Ende des zylindrischen Fortsatzes befestigbar ist, wobei das gequetschte Material der Ventilplatte in die Ringnut eindringt .

15.7.65
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