DE175042C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf selbsttätige Ventile für Kraft- und Arbeitsmaschinen, deren Ventilkörper an den Dichtungsstellen aus weicherem Stoff als an den übrigen Stellen besteht. Von ganz besonderer Wichtigkeit ist die Erfindung bei solchen Klappenventilen, wie sie neuerdings besonders ■ für Eis- und Kältemaschinen und auch bei Kompressoren verwendet werden, bei denen die den Schluß herbeiführende Feder beispielsweise spiralig unmittelbar an die Platte angebogen ist.

Es sind Ventile bekannt, bei, denen man für ein elastisches Auftreffen auf den Ventilsitz dadurch sorgte, daß man die Ventilsitzflächen mit einem weichen Stoff wie Holz oder Gummi versah. Abgesehen davon, daß diese Unterlagen nicht für alle Fälle, z. B. für heiße Strömungsmittel, anwendbar sind und schnell

" unbrauchbar werden, können sie nicht bei den modernen, aus dünnem federnden Stoff (z. B. Stahl) gebildeten Ventilen verwendet werden, weil sie eine zu große Belastung herbeiführen und dadurch die gute Wirkungsweise der dünnen Ventile vollkommen aufheben wurden. Die oben erwähnten Konstruktionen sind vielmehr allein bei massigen Ventilen anwendbar.

Es hat sich nun gezeigt, daß die dünnen Plattenventile, welche aus gleichmäßig gehärtetem Material bestehen, infolge der heftigen Stöße an den Rändern aussplittern und unbrauchbar werden. Dies wird erklärlich, wenn man sich ein Plattenventil gewöhnlicher Art über einer Kreisöffnung aufliegend denkt. Der unter Umständen recht beträchtliche Druck bewirkt ein mehr oder minder großes Durchbiegen nach Art einer Kugeloberfläche, was zur Folge hat, daß die äußeren Ränder der Platte das Bestreben haben, sich zu runzeln, indem sie sich von der Sitzfläche nach oben abzubiegen suchen. Außerdem kommt in Betracht, daß das harte Material beim Aufschlagen auf den Ventilsitz besonders an den Rändern Vibrationen erleidet, welche infolge der millionenfachen Wiederholung offenbar mit zum Aussplittern beitragen.

Besonders ungünstig liegen diese Verhältnisse für Klappenventile, wie ein solches in den Fig. ι und 2 der Zeichnung beispielsweise dargestellt ist. Die von der Drehachse d entfernter liegenden Randteile des Ventils b haben den größten Hub auszuführen und schlagen infolgedessen auch mit um so größerer Gewalt auf die Sitzfläche. Deshalb zeigt sich gerade bei solchen Ventilen das Aussplittern der Ränder und Hand in Hand gehend hiermit ein häufiges Abbrechen der Ventilplatte in der. Nähe der Stelle, wo sich die Spiralfeder c ansetzt.

Es hat sich gezeigt, daß diese Mißstände sich beseitigen lassen, wenn man die Plattenventile nicht aus Material einheitlicher Härte, z. B. aus gehärtetem Stahl, durchweg ausführt, sondern indem man die Materialhärten in sachentsprechender Weise auf der Platte verteilt. Es ist der Fall denkbar, daß man das Plattenventil aus verschiedenen Materialien verschiedener Härte innig zusammenschweißt, so zwar, daß ein aus einem einzigen Stück

bestehendes Ventil entsteht; am wichtigsten ist jedoch der Fall, daß man eine Stahlplatte verwendet, der an den verschiedenen Stellen verschiedene Härtegrade mitgeteilt sind.
· Bei Plattenventilen gewöhnlicher Art dient hauptsächlich die Mitte des Ventils als Federungsteil, während die äußeren Ventilkanten als Auflage und Abdichtungsteile dienen. Voraussetzung für eine Federung ist hierbei natürlieh, daß eine Durchbiegung der Plattenventile stattfinden kann, sei dieselbe auch noch so geringfügig. Eingehende Versuche mit Klappenventilen der in der Zeichnung dargestellten Art haben ergeben, daß ein Ausbrechen der äußeren Randteile, selbst wenn die Verhältnisse sehr ungünstig liegen, ausgeschlossen ist, wenn man die Randteile aus weichem Material herstellt, was im Härteprozeß leicht zu erreichen ist, und das Material nach der Feder bezw. der Mitte und der Feder zu allmählich härter (eventuell bis zur größten Stahlhärte) werden läßt. Man kann auch die ganze Klappe (Fig. 1 und 2) bis nahe an die Spiralfeder von annähernd gleicher Weichheit ausführen und nur der Spiralfeder c die Härte lassen. Was man vorzuziehen hat, richtet sich nach der Größe der Ventilklappe, nach der Gestaltung der Ventilöffnung und nach der Größe der Stützflächen, die das Ventil findet, und kann in jedem Fall durch Überlegung oder Versuche ermittelt werden.

Die durch das neue Ventil erzielten günstigen Wirkungen lassen sich daraus erklären, daß die Ventilränder nun nicht mehr elastisch vibrierend, sondern mit ihrem verhältnismäßig weichen Material weniger elastisch auf die Sitzfläche schlagen. Hierdurch werden die im Ventil auftretenden Vibrationen, welche sich bei dem Klappenventil bis zur Spiralfeder fortsetzen, ganz bedeutend vermindert. Es scheint bei Klappenventilen mit Spiralfedern der Fall vorzuliegen, daß sich die Spiralfedervibrationen mit den Vibrationen der Platte treffen, und daß gerade an diesem Treffpunkt besonders ungünstige Beanspruchungen stattfinden. Durch die neue Materialanordnung sind diese schädlichen Einflüsse auf zulässige Grenzen zurückgeführt. Außerdem kommt günstig in Betracht, daß bei Durchbiegungen der Ventile in der Mitte und dem dabei vorhandenen Bestreben der Ränder, sich zu runzeln, die Gefahr des Ausspringens vermindert ist, weil das Randmaterial nicht mehr die natürliche große Sprödigkeit besitzt.

Claims (2)

Patent-An Sprüche:

1. Selbsttätiges Ventil für Kraft- und Arbeitsmaschinen, dessen Ventilkörper an den Dichtungsstellen aus weicherem Stoff als an den übrigen Stellen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsteile aus weichem Stoff nicht besonders in den Ventilkörper eingesetzt sind, sondern daß der in bekannter Weise aus einem Stück hergestellte Ventilkörper so bearbeitet ist, daß er an den auf den Ventilsitz aufschlagenden Randteilen einen geringeren Härtegrad besitzt als an den übrigen Teilen.

2. Selbsttätiges Ventil nach Anspruch 1 mit federndem, klappenförmigem Ventilkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper so hergestellt ist, daß der Härtegrad an den den größten Hub ausführenden Randteilen am geringsten ist und nach den einen geringeren Hub aufweisenden Teilen allmählich zunimmt, bis bei dem lediglich federnden Teil die größte Härte (Stahlhärte) erreicht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.