DE2357560A1

DE2357560A1 - Befederung fuer mehrring-verdichterventile

Info

Publication number: DE2357560A1
Application number: DE2357560A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl Ing Dr Bauer; Guenter Ing Hofstaedter; Robert Koehler
Original assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Priority date: 1972-11-20
Filing date: 1973-11-17
Publication date: 1974-05-22
Also published as: FR2207537A5; US3875962A; BR7309044D0; CA996523A; GB1427438A; ES420674A1; IT1001814B; AT320121B; DE2357560B2; DE2357560C3

Description

wmoFF Köln, den 16.11.1973

DIPL ING. HFNNlCKE Hr 218

DiPL-ING. VOUBACH
5 KÖLN

HOIiRBIGiSR VENTILWEiRKJi AKTIFWGESi]LLSCHAFT., Wien

Befederunsr für Mehrrin^-Verdicciterventile

Die Erfindung bezieht sich auf eine Befeuerung für Mehrring-Verdichterventile„ die aus wenigstens zwei gewölbten, übereinanderliegend angeordneten Federplatten mit durch Radialstege zusammenhängenden konzentrischen Ringen besteht.

Es ist bereits bekannt „ die Veritilplatte von Verdichtcrventilen statt durch eine einzige durch mehrere Federplatten zu befedern, die die gleiche Form besitzen und in gleicher Rauialage parallel übereinander angeordnet sind. Die Federkräfte der Federplatten addieren sich dabei₈ so äa.ß mit Hilfe einer· einzigen Federplattenausführung durch Änderung der Anzahl der in das Ventil eingebauten"Federplatten die auf die .Venti!platte wirkende Federkraft verändert werden kann. 'Beispielsweise wird von dieser Möglichkeit Gebrauch gemacht, ms sowohl im Saugventil als auch ins Druckventil ₉ welches bekanntlich größere Federkräfte erfordert,, die gleichen Federplatten verwenden zu können. Ferner ist eine Anordnung bekannt, bei der -zwei nach einer Zylinderfläclie gewölbte Einzelringe mit Ihren konkaven Seiten einander zugekehrt und um einen Winkel

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von 90 gegeneinander verdreht angeordnet sind. Hit dieser Anordnung soll vermieden werden, daß die harten Federn mit ihren Kanten auf der Ventilplatte oder den Fänger scheuern. Auch in diesem Fall, addieren sich die Federkräfte dev beiden Platten.

Der Erfindung liegt abweichend von den bekannten Ausführungen die Aufgabe zugrunde, unter Venvendung von einfachen Federplatten aiit in festigkeitstechnischer Hinsicht ausreichendex* Materialstärke eine weiche Befederung zu scharfen, die bei genügend großem Federweg verhältnismäßig Kleine Federkräfte ergibt und sich durch weitere Vorteile auszeichnet, insbesondere durch einen vorteilhaften Verlauf der Federkennlinie über den Ventilplattenhub sowie durch eine gute Führung und Aufschlagdämpfung der Ventilplatte.

Die erfindungsgemäße Befederung besteht darin, daß die zwischen den Radialstegen liegenden Ringabschnitte wenigstens, zweier Ringe jeder Federplatte, vorzugsweise der beiden äußersten Ringe, wie an sich bekannt in entgegengesetzten axialen Richtungen aus der durch die Stege verlaufenden Plattenebene bleibend herausgebogen sind, und daß die beiden Platten die gleiche Fona aufweisen, jedoch in um 180 geklappter Raumlage aufeinander liegen und außerdem uti einen der halben Stegteilung entsprechenden Winkel in ihrer Ebene relativ zueinander verdreht sind- Durch die erfindungsgemäße Anordnung der übereinanderliegenden Federplatten wird vermieden, daß sich deren Federkräfte addieren. Die sich auf der Ventilplatte und auf den Fänger abstützenden gewölbten Ringabschnitte sind vielmehr hintereinander geschaltet, ac daß die insgesamt wirkende Federkraft durch Verwendung von zwei oder mehreren Federplatten· nicht vergrößert wird. Die Federkräfte der einander zugekehrten und aufeinanderliegenden Ringabschnitte addieren sich, zwar, kommen aber erst kurz vor· den Ende des Öffnungshubes der Ventilplatte zur Wirkung, wobei sie eine vorteilhafte Aufschlagdämpfung bewirken. Die erfindungsgemäße Befederung zeich-,net sich daher durch kleine Federkräfte bei ohne nachteilige Materialbeanspruchung erzieltem gro3em Federweg und durch einen vorteilhaften Verlauf der Federkennlinie aus.

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Gewölbte F'ederplattori mit in entgegengesetzten axialen Richtungen aus der durch die Stege verlaufenden Plattenebene bleibend herausgebogenen Ringabschnitten sind bisher nut* einzeln oder· in identischer Anordnung übereinanderliegend zur Befeuerung von Verdichterventilen verwendet worden. Dabei, addieren sich bei Verwendung von zwei oder mehreren Federplatten die Federkräfte, so daß dadurch zwar eine stufenweise Vergrößerung der Federkraft, jedoch keine sonstigen Vorteile erzielbar sind.

In v/eiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Konzentrischen Ringe der beiden Federplatten nur auf einem einzigen Durchmesser durch Radialstege miteinander verbunden und die Ringabschnitte zwischen den Radialstegen in entgegengesetzten axialen Richtungen wenigstens annähernd nach einer Zylinderfläche gewölbt sein. Dadurch werden eine möglichst große Länge der aufgebogenen Ringabschnitte und dementsprechend kleine Federkräfte erreicht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein mit der erfindungsgemäßen Befederung versehenes Mehrring-Verdichterventil, Fig. 2 eine Federplatte im Grundriß,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Befederung in einer Abwicklung und

Fig. 4 und 5 die Federplatte eines v/eiteren Ausführun£sbeispieles der erfindungsgemlißen Befederung, wobei in Fig. 4 der Grundriß der Federplatte und in Fig* 5 eine Seitenansicht derselben dargestellt ist.

Das in Fig. 1 dargestellte Mehrring-Verdlchterventil besteht aus einem Ventilsitz 1, an dem durch eine Schraube 2 mit einer Mutter 3 ein Fänger 4 befestigt ist. Durch einen Führungsring 5 sind der Ventilsitz 1 und der Fänger 4 iia Abstand voneinander gehalten. Auf dem Ventilsitz 1 liegt eine'

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Ventilplatte 6 auf, die durch eine aus zwei Federplatten 7 bestehende Befederung belastet ist.

Fig. 2 zeigt eine Federplatte 7 im Grundriß. Diese besteht aus konzentrischen Ringen, die durch Radialstege 8 zusammenhangen. Die zwischen den Radialstegen 8 liegenden Ringabschnitte des äußersten Ringes sind mit 9 und die Ringabschnitte des nach ihnen anschließenden zweiten Ringes sind mit 10 bezeichnet. Wie in der Zeichnung durch Punkt- bzw. Kreuzzeichen angedeutet ist, sind die Ringabschnitte 9 aus der durch die Stege 8 verlaufenden Plattenebene nach oben und die Ringabcchnitte 10 nach unten herausgebogen. Die beiden innersten Ringe sind eben und liegen in der durch die Radialstoge 0 gehenden Ebene.

In Fig. 3 ißt anhand einer schematasch dargestellten Abwicklung veranschaulicht, wie zwei Federplatten 7 gemäß Fig.2. zur Bildung der erfindungsgemäßen Befeuerung übereinander angeordnet sind. Die beiden Platten sind mit 7 und 7' bezeichnet. Beide Platten wei acn die gleiche Form auf, liegen jedoch in un einen Winkel von 130° geklappter Raunlage aufeinander und sind außerdem um einen der halben Stegteilung entsprechenden Winkel, im Falle einer Federplatte nach Fig. 2 also um einen Winkel von 60°, in ihrer Ebene relativ zueinander verdreht. Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, sind die Ringabschnitte 9 der oben liegenden Federplatte 7 nach oben aus der durch die Stege 8 verlaufenden Plattenebene heraucgebogen, wogegen • die Ringabschnitte 10 aus der Flattenebene nach unten verv/ölbt sind und mit ihren V/ölbiin^szenit im Bereich der Radialstege G* auf der Federplatte 7' aufliegen. Die Ringabschnitte 9^f der Federplatte 7¹ sind hingegen nach unten und die Ringabschnitte 10' nach, oben aus der Plattenebene herausgebogen.

Durch die Verdrehung der beiden Federplatten 7 und 7* un einen der halben Stegteilun.^; entsprechenden Winkel vird erreicht, daß die vervölbten Ringabschnitte 10 und 10' um den Plattenumfang herum zahnkranzartig ineinandergreifen, so daß jeweils die gewölbten Ringabschnitte 10,10' einer Federplatte 7»7

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im Bereich der Radiuistece ο,Ο¹ der anderen Federplatte auf dieser aufliegen. Durch, diese ineinanderpassende Anordnung der beiden Federplatten v/ird eine stabile Relativlage erreicht, in der sich die Platten gegeneinander nicht verdrehen können. Die insgesamt ausgeübte- Federkraft wird vcn der Steifigkeit der aufgebotenen Abschnitte 9 und 9* bestimmt. Da die Federkräfte dieser Abschnitte hintereinander geschaltet sind, erfolgt keine Addition der Federkräfte, so da|] die Befeuerung bei großen Hub verhältnismäßig v/eich ist. Erst gegen Ende des Federweges, sobald die Abschnitte 9 und 9^f praktisch zur- Gänze in die Pl&ttenebene gedrückt sind, kommen auch die Abschnitte 10 und 10' zur Wirkung, deren Federkräfte sich addieren. Dieser Zustand v/ird bei einer in ein Verdichterventil eingebauten Befederung dieser Art erreicht» kurz bevor die Ventilplatte 6 an ihr Hübende gelangt, wo sie auf dem Fänger 4 aufschlagt. Dabei steigt die Federkraft durch Wirksamwerden der gewölbten Abschnitte 10 und 10* verhältnismäßig steil an_e so daß eine wirksame Dampfung der Aufschläge der Ventilplatte 6 auf dem Fänger 4 erzielt wird.

Bei dem in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die konzentrischen Ringe der Federplatte 7 nur auf einem einzigen Durchmesser-durch Radialstege 8 miteinander verbunden. Die Ringabschnitte 9 und 10 zv/ischen den Radialstegen S sind in entgegengesetzten axialen Richtungen wenigstens annähernd nach einer Zylinderfläche gewölbt, wie aus Fig. 5 zu erkennen ist. Die Ringabschnitte 9 des äußersten Ringes sind nach oben und die Ringabschnittie 10 des daran anschließenden Ringes sind nach unten aus der durch die Radialstege G verlaufenden Plattenebene herausgebogen. Im Zentrum der Federplatte 7 befindet sich eine Nabe 11 mit einem flexiblen Lenkerana 12, der eine reibungsfreie Führung bewirkt. Zwei Federplatten dieser Art werden wie in vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel zur erfindungsgemäßen Befeuerung dadurch zusammengebaut g daß sie in einer relativ zueinander um 130 geklappten Raumlage und außerdem in ihrer Ebene um einen der halben Ste^teilung entsprechenden n'inkel·, im vorliegenden Fall

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um einen Winkel van 9CT', relativ zueinander verdreht aufeinander angeordnet werden. Eine solche Befederung zeichnet sich durch eine besonders geringe Federkraft aus, da die gewölbten RingabschnLtte, welche die Federkraft liefern, verhältnismäßig lang sind.

Im Rahmen der Erfindung können .auch mehr als zwei Federplatten zu einer vorteilhaften Befederung zusammengebaut werden. Ferner können die zum Aufbau der Befederung verwendeten gewölbten Federplatten eine beliebige Formgebung aufweisen, insbesondere eine beliebige Anzahl von radialen Stegen und eine beliebige Anzahl von konzentrischen Plattenringen. Es können alle Ringe oder nur ein Teil der Rin^e aus der Plattenebene in entgegengesetzten axialen Richtungen herausgebogen sein. Die gegebenenfalls eben verbleibenden Ringe tragen zur Federkraft nicht bei, verbessern Jedoch die Parallelführung der befederten Ventilplatte. Wie leicht zu erkennen*ist_f können in Abwandlung der Ausfiihrungsbeispiele auch die Ringabschnitte derselben Plattenring» in verschiedenen axialen Richtungen verwölbt sein. '■.'■'.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche ;

Befederung für Mehrring*Verdichterventile, die aus v/enigstens zwei gewölbten, übereinanderliegend angeordneten Federplatten mit durch Radialstege zusammenhängenden konzentrischen Ringen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Radialstegen (8) liegenden Ringabschnitte (9»10) v/enigstens- zweier Ringe jeder Federplatte (7), vorzugsweise der beiden äußersten Ringe, wie an sich bekannt in entgegengesetzten axialen Richtungen aus der durch die Stege (8) verlaufenden Plattenebene bleibend herausgebogen sind, und daß die beiden Pltitten (7,7*) die gleiche Form aufweisen, jedoch in um 180° geklappter Rauinlage aufeinander liegen und außerdem um einen der halben Stegteilung entsprechenden Winkel in ihrer Ebene relativ zueinander verdreht sind.

Befeuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrischen Ringe der beiden Federplatten (7) nur auf einem einzigen Durchmesser durch Radialstege (8) miteinander verbunden und 4ie Ringabschnitte (9,10) zwischen den Radialstegen (β) in entgegengesetzten axialen Rieh" tungen wenigstens annähernd nach einer Zylinderflache gev/ölbt. sind (Fig. 4 u. 5).

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