DE3221554A1

DE3221554A1 - Kompressor-ablassventil

Info

Publication number: DE3221554A1
Application number: DE19823221554
Authority: DE
Inventors: Jack F. 35055 Cullman Ala. Fritchman
Original assignee: White Consolidated Industries Inc
Current assignee: White Consolidated Industries Inc
Priority date: 1981-07-27
Filing date: 1982-06-08
Publication date: 1983-02-10
Also published as: KR880000987B1; GB2102919A; AU543812B2; IN156199B; IT8267742A0; PH18871A; FR2510224B1; FR2510224A1; IT1157037B; AU8593982A; ZA823265B; SG36585G; DE3221554C2; KR840000757A; MX159955A; JPS5827889A; DE8216583U1; ES8401213A1; US4352377A; GB2102919B

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf hermetisch abgedichtete Kühlkompressoren und im einzelnen auf ein Ablaßventil für relativ kleine Kühlkompressoren desjenigen Typs, wie er in Haushaltsgeräten zur Anwendung kommt.

Hermetisch dichte Kühlkompressoren werden in einer großen Anzahl von Haushaltsgeräten benutzt, wie Kühlgeräten und Nahrungsmittel-Gefrierapparaten. Bei den meisten dieser Kompressoren wird ein einzelner hin- und hergehender Kolben benutzt, der längs einer horizontalen Achse arbeitet und von einem relativ schneilaufenden, zweipoligen Elektromotor mit einer Nenndrehzahl von 3600 U/ min angetrieben wird. Der Zylinder, in dem sich der Kolben hin- und herbewegt, hat einen Zylinderkopf mit Ansaug- und Ablaßventilen. Bei diesen Ventilen handelt es sich ziemlich universell um solche vom Zungentyp, bei dem ein ebener Streifen aus federartigem Material zum Abschließen bzw. Abdichten der Ansaug- oder Ablaßöffnung benutzt wird. Normalerweise benutzen diese Kompressoren eine einzelne Ventilplatte, wobei ein Saugventil an der Kolbenseite der Ventilplatte angeordnet ist und wobei sich ein Ablaßventil an der Außenseite der Ventilplatte in einer Ablaßkammer befindet, die ihrerseits mit der Ablaßleitung über einen Schalldämpferaufbau verbunden ist.

Die Saug- und Ablaßventile arbeiten bei unterschiedlichen Bedingungen, und deshalb haben sie allgemein einen ziemlich unterschiedlichen Aufbau. Das Saugventil arbeitet bei einer relativ kleinen Druckdifferenz, das heißt dem Druck in dem mit der Rückleitung des Systems verbundenen abgedichteten Gehäuse des Kompressors und dem Druck in dem Zylinder, wenn sich der Kolben beim Saughub befindet. Da der Gehäusedruck relativ klein ist, ist die Druckdifferenz über dem Saugventil auch relativ klein. Für eine passende Leistungsfähigkeit hat die Saugöffnung allgemein einen relativ großen Durchmesser, und deshalb ist es erforderlich, daß das Zungenventil eine relativ große Dichtfläche hat. Das Saugventil kann jedoch über eine beträchtliche Länge des Saughubes offen bleiben, und es schließt im allgemeinen nicht, bis der Kolben die

Bodenuitikehrung durchlaufen hat und den Kompressionshub beginnt. Der im Inneren des Zylinders herrschende Druck, der ansteigt, wenn der Kompressionshub beginnt, unterstützt die Federwirkung der Zunge in dem Saugventil, um den Schließvorgang zu unterstützen. Somit neigen Saugventile allgemein dazu, viel größer zu sein, und sie benutzen im allgemeinen für die Zunge einen Aufbau Vom Ausleger-Typ.

Andererseits arbeitet das Ablaßventil unter ziemlich abweichenden Bedingungen. Mit Ausnahme der anfänglichen Startbedingungen ist der Druck in der Ablaßkammer bei Dauerzustands-Betriebsbedingungen relativ groß, und das Ablaßventil öffnet nicht und kann nicht öffnen, bis der Druck in dem Pumpzylinder den Ablaßdruck und die Vorspannkraft übersteigt, die das Ablaßventil in einer geschlossenen Position hält. Somit öffnet das Ablaßventil nicht, bis der Kolben einen weitgehenden Teil seines Kompressionshubes beendet hat. Nachdem der Kolben das Ende des Kompressionshubes erreicht, muß das Ablaßventil sehr schnell schließen, wenn die Bewegung des Kolbens umkehrt, um zu verhindern, daß Hochdruckgase in der Ablaßkammer in den Zylinder zurückströmen, was einem Zustand entspricht, der zu einem beträchtlichen Wirkungsgradabfall des Kompressors führen kann. Diese Bedingungen erfordern im allgemeinen, daß die Ablaßventile eine relativ kleine Masse haben und über einen relativ kurzen Bewegungsbereich arbeiten; deshalb neigt die Ausbildung des Kompressor-Ablaßventils dazu, relativ kompliziert zu werden,- und es wurde eine große Anzahl von Ausbildungen entwickelt, um den veränderlichen Bedingungen verschiedener Kompressoren gerecht zu werden.

Eine derartige Ausbildung ist in dem US-Patent 2 970 608 aufgezeigt. Demnach werden ein starres Anschlagglied, das elastisch an der Außenseite der Ventilplatte festgelegt ist, und eine einzige Ventilzunge benutzt, die an den das Anschlagglied anbringenden bzw. haltenden Ständern festgelegt und zu sowie von der Ventilplatte bewegbar ist. Diese hat ein Paar von Ablaßpunkten, welche symmetrisch in bezug auf die transversale Mittellinie des Ansählagglieds und der Anbringungsständer verlaufen. Diese Ausbildung wurde ziemlich erfolgreich in größeren Kühlkompressoren in

dem Bereich von 186 bis 249 Watt (1/4 bis 1/3 HP) benutzt, wobei jedoch Anstrengungen unternommen wurden, um die Leistungsfähigkeit des Ablaßventils in kleineren Kompressoren weiter zu verbessern, die in dem Bereich von 124 oder 149 Watt (1/6 oder 1/5 HP) arbeiten. Eine derartige Gestaltung ist in dem US-Patent 3 039 48 gezeigt. Hierbei wirdfein Anbringungsaufbau benutzt, der demjenigen aus dem US-Patent 2 970 608 etwas ähnelt, mit Ausnahme der Tatsache, daß anstelle der einzigen Ventilzunge drei separate Glieder benutzt werden, einschließlich zweier Rücken an Rücken arbeitender Zungen und eines steiferen flexiblen Anschlagglieds. Mit diesem Ventil wird ein höherer Grad der Leistungsfähigkeit in kleineren Kompressoren erzielt, und zwar wegen der zweistufigen Wirkung des Ventils, in dem bei anfänglichen Niederzieh-Bedingungen (pull-down conditions), wenn der Druck in der Ablaßkammer klein ist, das große Gasvolumen abgelassen wird, beginnend mit der Einleitung des Kompressionshubes, und der flexible Anschlag kann abgelenkt werden, um eine vergrößerte Bewegung für die Ventilzunge zu erhalten und ein stärkeres öffnen an der Ablaßöffnung vorzusehen. Diese größere Bewegung erlaubt dennoch ein relativ sofortiges Schließen des Ventils, da sich nur die Verschlußzunge gegen die Ventilplatte zurückbewegen muß, wenn der Kolben umkehrt. Wenn der Druck in der Ablaßkammer ansteigt, wie es bei normalen Laufbedingungen zutrifft, muß sich die Ventilzunge nicht so weit öffnen, und sie beginnt nicht mit der Öffnungsbewegung, bis sich der Kolben längs des Kompressionshubes weiter bewegt hat. Wegen des höheren Drucks in der Ablaßkammer ist in diesem Fall das Volumen der durch das Ablaßventil abzulassenden Gase wegen des vergrößerten Drucks relativ kleiner, und in einem solchen Fall bewegt sich die Ventilzunge über eine kürzere Distanz, und das flexible Anschlagglied neigt dazu, während des Betriebes nur sehr wenig, wenn überhaupt, auszulenken. Während das in dem US-Patent 3 039 487 gezeigte Ventil gegen ein Paar von Ablaßöffnungen abdichtet, mit einem symmetrischen Aufbau in bezug auf die Anbringungsbolzen, ist festgestellt worden, daß ein solches Ventil gleichermaßen gut arbeitet, wenn eine der zwei Ablaßöffnungen entfällt und die andere Ablaßöffnung im Durchmesser etwas vergrößert wird, während sie an derselben Stelle wie bei dem genannten Patent verbleibt.

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Die vorliegende Erfindung sieht ein Kompressor-Ablaßventil vor, das ein vermindertes Maß an Strömungshemmung auf das von dem Kompressorzylinder in die Ablaßkammer gelangende Kühlmittelgas ausübt. Die reduzierte Drosselung führt zu einer kleineren Gasgeschwindigkeit und zu einem verminderten Druckabfall, so daß der Leistungsbedarf des Kompressors reduziert und die gesamte Betriebsleistungsfähigkeit desselben vergrößert werden.

Der Zungenventil-Aufbau nach der vorliegenden Erfindung führt zu einem größeren maximalen Anheben der Ventilzunge, um hierdurch den Strömungswiderstand zu vermindern und hierdurch die Leistungsfähigkeit zu vergrößern· Ferner arbeitet das Ventil mit einer verminderten Kraft/ die zum Öffnen des Ventils unter allen Betriebsbedingungen erforderlich ist, ohne daß die Ansprechzeit ungünstig beeinflußt wird, um ein sofortiges Schließen bei der KoI-benumkehrung am Ende des Kompressionshubes zu erzielen. Der Aufbau der Zunge und ihre Vorspannfeder reduzieren eine Gleitreibung zwischen den sich bewegenden Teilen, während ein passendes Dämpfungsmaß an der Ventilzunge beibehalten wird, um unerwünschte Schwingungsformen zu vermeiden, die insbesondere beim Schließen des Ventils die Geräusche, vergrößern können. Somit werden annehmbar kleine Geräuschpegel für den Kompressorbetrieb aufrechterhalten. Ferner benutzt der Ventilaufbau eine minimale Anzahl von Teilen, wodurch die Kosten vermindert und die Zuverlässigkeit für eine lange Kompressor-Lebensdauer verbessert werden.

Der Ablaßventil-Aufbau nach der vorliegenden Erfindung enthält eine. Ventilplatte mit einer zu einer Ablaßkammer in dem Zylinderkopf des Kompressors weisenden Ablaßseite. Die Ventilplatte hat ein Paar von unter Abstand angeordneten und sich in die Kammer erstreckenden Anbringungsständern. Eine einzige Ventilöffnung und ein Ventilsitz befinden sich auf der Linie zwischen den Ständern, jedoch an einer Stelle wesentlich näher an dem einen als an dem anderen Ständer. An jedem der Ständer ist eine ebene, federähnliche Ventilzunge angebracht, über der sich eine Ventilfeder befindet, die bezüglich ihrer Form der Ventilzunge ähnelt und aber eine bogenähnliche Kurvenform hat, so daß sie die Ventilzunge an die beiden Ständer angrenzend berührt und nicht nur

im Zentrum, sondern auch an jedem Ende, aufwärts gebogen ist. Über der Ventilfeder befindet sich ein aus festem Material bestehendes Halter- oder Anschlagglied, das durch eine an den äußeren Enden der beiden Ständer festgelegte und mit dem Anschlagglied an dessen Zentrum in Eingriff tretende Haltefeder gegen die Ventilplatte positioniert ist. Der Abstand zwischen dem Anschlagglied und der Ventilplatte ist so, daß der Endabschnitt der Ventilfeder an dem Ständer, der von dem Ventilsitz am weitesten entfernt ist, etwas zusammengedrückt ist, während in dem an den anderen Ständer und den Ventilsitz um die Ventilöffnung angrenzenden Bereich der Abstand bedeutend größer ist. Somit kommt die Ventilfeder normalerweise nur am Zentrum des gebogenen Abschnitts mit dem Anschlag in Eingriff, während der gebogene äußere Endabschnitt keinen Kontakt mit dem Anschlagglied hat, wenn sich das Ventilglied in der Sitzposition befindet. Wenn sich das Ablaßventil beim Kompressionshub öffnet, bewegt sich das Zungenventil mit der um den Ventilsitz aufgebrachten Kraft aufwärts, um eine Bogenform anzunehmen. Gleichzeitig bewegt sich die Ventilfeder aufwärts, um sich ausflachend gegen das Anschlagglied zu legen. Das äußere Ende der Ventilfeder berührt dann das Anschlagglied, um für eine vergrößerte Vorspannkraft zu sorgen, wenn sich die Ventilzunge zu einer vollständig geöffneten Position bewegt. Wegen dei" verschiedenen Bewegungsarten der Ventilzunge und der Ventilfeder ergibt sich ein gewisses Maß an Gleitreibung zwischen diesen Teilen und zwischen der Ventilfeder sowie der Anschlagplatte, was zu einer Dämpfurigswirkung und zu einem Ausschalten unerwünschter Schwingungsformen der Ventilzunge führt. Infolge der Art und Weise, in der sich die Ventilfeder biegt, ergibt sich eine nichtlineare Vorspannkraft, die proportional wesentlich größer ist, wenn sich das Ventil in der vollständigen Öffnungsposition befindet, und die in einer nichtlinearen Weise abnimmt, wenn sich die Ventilzunge zu ihrem Sitz zurückbewegt, um eine minimale Vorspannkraft vorzusehen/ wenn die Ventilzunge mit dem Sitz in Eingriff kommt, wodurch jegliches Schlagen oder andere Geräusche infolge der Berührung zwischen der Zunge und der Ventilplatte verringert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnun-

gen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 - in einer teilweise aufgebrochenen Schnittansicht den Zylinderkopf und Zylinder eines hermetisch dichten Kühlkompressors, wobei das Ablaßventil in der Schließposition bei der Saughub-Kolbenbewegung dargestellt ist,

Figur 2 - eine Ansicht ähnlich derjenigen aus Figur 1, wobei jedoch das Ablaßventil beim Kompressionshub des Kolbens dargestellt ist, in der das Ventil offen ist, damit die Gase von dem Zylinder in die Kammer strömen können,

Figur 3 - das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Kompressor-Ablaßventil in einer fragmentarischen Draufsicht und

Figur 4 - in einer perspektivischen Ansicht die Ventilzunge und die Ventilfeder in dem unbelasteten Zustand.

Figur 1 zeigt in einer fragmentarischen Schnittansicht einen Kühlkompressor-Zylinderblock und -kopf mit einem Ablaßventil nach der vorliegenden Erfindung. In Figur 1 ist ein Zylinderblock 10 nur als der Kopfendabschnitt dargestellt, da der übrige Teil des Zylinderblocks irgendeinen in der Technik bekannten herkömmlichen Aufbau haben kann. Der Zylinderblock 10 hat eine sich darin axial erstreckende Zylinderbohrung 12, in der ein Kolben 13 mittels eines herkömmlichen Kurbelwellen- und Kurbelstangen-Aufbaues hin- und herbewegbar ist. An dem äußeren Ende der Zylinderbohrung 12 befindet sich eine an die ebene Stirnfläche 15 des Zylinderblocks 10 angrenzende Sack- bzw. Versenkbohrung 14.

Eine Ventilplatte 17 ist an dem Ende des Zylinderblocks angebracht und hieran in geeigneter Weise befestigt, wie durch Kopf- * schrauben (nicht dargestellt) und hat eine zu der Stirnfläche des Zylinderblocks weisende Innenseite 18. Eine dazwischen befind-? liehe geeignete Dichtung 19 dient zu Abdichtungszwecken. Es ist festzustellen, daß die Ventilplatte 17 eine Saugöffnung 21 (siehe Figur 3) enthält und daß normalerweise ein geeignetes Saugventil zwischen der Innenseite 18 der Ventilplatte und der Dichtung 19 angeordnet wäre, wobei jedoch dieses nicht dargestellt ist, da es keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung bildet. Die Ventilplatte 17 hat eine Außenseite oder -fläche 22, die allgemein

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parallel zur Innenseite oder -fläche 18 verläuft und zum Anbringen des Ablaßventils dient. Außerhalb der Außenseite 22 befindet sich eine Dichtung 23, die mit einer Fläche 26 des Zylinderkopfes 25 in Eingriff kommt. Es ist ersichtlich, daß der Zylinderkopf 25, die Ventilplatte 17 und verschiedene dazwischen befindliche Dichtungen insgesamt gegen die Zylinderblock-Stirnfläche 15 geklemmt bzw. gedruckt werden und daß der Zylinderkopf 25 eine Ablaßkammer 28 begrenzt, die mit der Ablaßleitung des Kompressors verbunden ist.

Die Ventilplatte 17 hat eine Ablaßöffnung 30, die sich zwischen der Zylinderbohrung 12 und der Kammer 28 erstreckt. Die Außenseite 22 der Ventilplatte 17 ist mit einem ausgesparten Abschnitt 29 versehen, der sich um die Ablaßöffnung 30 erstreckt,· um um die Ablaßöffnung 30 einen erhöhten ringförmigen Ventilsitz 31 übrig zu lassen, so daß dieser koplanar mit der Außenseite 22 der Ventilplatte verläuft.

Der Ablaßveritilaufbau ist in der Kammer 28 mittels eines Paares von Anbringungs- und Führungsständern 32, 33 angebracht und positioniert. Diese Ständer sind in Bohrungen 35 in der Ventilplatte fixiert, und die an die Innenseite 18 der Ventilplatte angrenzenden Enden der Bohrungen 35 sind mit vergrößerten Sack- oder Versenkbohrungen 36 versehen, die verdickte, geriffelte Köpfe 38 der Ständer aufnehmen. Wenn die Ständer mit einem Preßsitz in der Ventilplatte positionsmäßig eingepreßt sind, erfassen die Köpfe 38 mit den Riffelungen die Versenkbohrungen 36, um ein stärkeres Halten und axiales Positionieren der Ständer sicherzustellen, wie auch irgendeine Drehbewegung der Ständer in der Ventilplatte zu vermeiden. Jeder der Ständer 32 und 33 hat einen zylindrischen Abschnitt 39, der sich von der Außenseite 22 der Ventilplatte aufwärts oder auswärts erstreckt, um in einem durchmesserverminderten Halsabschnitt 42 zu enden, an den sich ein leicht verdickter Kopfabschnitt 43 anschließt. Es ist festzustellen, daß die beiden Ständer 32 und 33 in bezug auf die Mittellinie der Zylinderbohrung 12 symmetrisch äquidistant angebracht sind und daß die von den beiden Ständern 32 und 33 bestimmte Mittellinie von der Mittellinie versetzt ist, um Raum bzw. Platz für einen Saug-

raum (nicht dargestellt) um die Säugöffnung 21 zu bilden. Ferner ist die Ablaßöffnung 30 koBinear mit den beiden Ständern 32 sowie 33 und von dem Mittelpunkt zwischen den beiden Ständern um eine Distanz versetzt, die etwa gleich einem Sechstel des Abstandes zwischen den beiden Ständern ist, so daß die Distanz der Ablaßöffnung 30 von dem linken Ständer 32 dem Doppelten der Distanz von dem rechten Ständer 33 entspricht, wie es siGh durch die Mittellinien der beiden Ständer und der Ablaßöffnung 30 ergibt.

An den Ständern 32 und 33 ist eine Ventilzunge 46 angebracht, die aus einem ebenen Federstahlstreifen gleichförmiger Dicke sowie Ebenheit hergestellt ist. Diese Ventilzunge liegt normalerweise in Anlagekontakt mit der Außenseite 22 der Ventilplatte 17 und insbesondere in Abdichtungskontakt mit dem Ventilsitz 31 um die Ablaßöffnung 30. Die Ventilzunge 46 hat allgemein parallele Seiten 4 7 und eine Breite, die größer als der Außendurchmesser des Ventilsitzes 31 ist. An dem einen Ende 49 hat die Ventilzunge 46 ein rundes Loch 50, dessen Durchmesser etwas größer als derjenige des zylindrischen Ständer-Abschnitts 39 ist, während sich am anderen Ende 51 ein etwas längliches Loch 52 befindet, um ein Zwangsspiel mit dem zylindrischen Abschnitt 39 des anderen Ständers sicherzustellen/ damit sich die Zunge frei biegen kann und eine kleine Längenänderung möglich ist, wenn sie sich öffnet und gegen den Ventilsitz 31 der Ablaßöffnung schließt.

Eine Ventilfeder 54 ist an den Ständern 32 und 33 über der Ventilzunge 46 angeordnet und aus einem ebenen Federstahlstreifen geformt, dessen Dicke und Abmessungen im wesentlichen der Ventil-^ zunge 46 entsprechen. Somit hat die Ventilfeder 54 parallele Sei-, ten 55, die allgemein mit den parallelen Seiten 47 der Ventilzun-_s ge 46 zusammenfallen. An dem einen Ende 57 der Ventilfeder 54 befindet sich ein rundes Loch 58, während an dem anderen Ende 59 ein langgestrecktes Loch 60 ist, so daß die Ventilfeder denselben Sitz und Freiheitsgrad wie die Ventilzunge 46 hat. Die Ventilfeder -54 ist jedoch nicht eben, sondern vielmehr ist ihr Mittenabschnitt 62 von der Ventilzunge 46 abweisend aufwärts gebogen, und in ähnlicher Weise sind die Spitzen bzw. Köpfe 56 und 61 der zwei

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Enden 57 und 59 ebenfalls aufwärts gebogen, so daß der tatsächliche Punkt des normalen Kontakts mit der Ventilzunge 46 nur unmittelbar an die Löcher 58 und 60 angrenzend auftritt.

Die Ventilfeder 54 wird durch ein starres Ventilanschlagglied 6 5 zusammengepreßt und positionsmäßig festgehalten. Dieses Glied 6 5 hat zwei öffnungen 66 und 67, um einen losen Sitz um die Ständer 32 und 33 herzustellen. An den Enden hat das Ventilanschlagglied 65 Schenkel 68 und 69, die mit der Außenseite 22 der Ventilplatte 17 in Anlagekontakt kommen. Das Ventilanschlagglied 65 hat auch eine kleine öffnung 71 am Zentrum zwischen den öffnungen 6 6 und 67. Ein Federhalter 74 in Form eines relativ steifen Federstahlblatts hat einen einwärts gebogenen Mittenabschnitt 75 mit einem vorstehenden Grübchen 76 zum Herstellen eines Eingriffs mit der öffnung 71 in dem Ventilanschlagglied, um die Position des Federhalters festzulegen. Der Federhalter 74 erstreckt sich über die Ständer 32, 33 und ist von diesen aufgenommen. Er übt eine elastische Vorspannkraft auf den gebogenen Mittenabschnitt

75 aus, um das Ventilanschlagglied 65 gegen die Ventilplatte 17 zu drücken. An dem an den Ständer 32 angrenzenden Ende 77 des Federhalters 74 hat dieser einen Schlüsselloch-Schlitz 78, der über den Halsabschnitt 42 des Ständers paßt und gegen die Unterseite des Kopfes 4 3 gehalten wird. Am anderen Ende 80 des Federhalters befindet sich ein offener Schlitz 81, der ebenfalls um den Halsabschnitt 42 des Ständers 33 paßt und gegen die Unterseite des .Kopfabschnitts 43 gehalten wird. Dieser Aufbau ermöglicht eine einfache Montage des Ventilmechanismus, da es lediglich erforderlich ist, die Ventilzunge 46 und die Ventilfeder 54 über den Ständern 32 und 33 anzuordnen, um dann die Montage des

.Ventilanschlagglieds 65 in ähnlicher Weise durchzuführen. Der Federhalter 74 wird anschließend über den Ständern 32 und 3 3 angebracht, aber zu einer Seite des Zentrums, so daß das Grübchen

76 neben der Mittenöffnung 71 in dem Ventilanschlagglied zu liegen kommt. Die Enden 77 und 80 des Federhalters werden dann niedergedrückt, wobei das Ende 77. so positioniert wird, daß der große Abschnitt des Schlüsselloch-Schlitzes 78 über den Kopfabschnitt 43 des Ständers 32 paßt, während der offene Schlitz 81 an dem anderen Ende unter dem Kopfabschnitt 43 des Ständers 33

gehalten wird. Der Federhalter wird dann lediglich seitwärts bewegt, bis das Grübchen 76 mit der Mittenöffnung 71 in dem Ventilanschlagglied in Eingriff kommt. An diesem Punkt liegt der schmale Bereich des Schlüsselloch-Schlitzes 78 unter dem Kopfabschnitt 43 des linken Ständers 32, während der offene Schlitz 81 um den Halsabschnitt 42 des Ständers 33 und unter den Kopfabschriitt 43 paßt/ so daß beide Enden des Federhalters zu der Ventilplatte 17 niedergedrückt sind und den gesamten Aufbau positionsmäßig halten. Es ist festzustellen, daß der Federhalter 74 in ähnlicher Weise auch von der entgegengesetzten Richtung aus montiert werden könnte, wobei der Schlüsselloch-Schlitz 78 an den rechten Ständer 33 angrenzt. Während festgestellt wurde, daß die länglichen Löcher der Ventilzunge 46 und der Ventilfeder 54 an den rechten Ständer 33 angrenzen, ist dieses unkritisch, und das Ventil funktioniert gleichermaßen gut, wenn die Positionen der Ventilzunge 46 und/ oder der Ventilfeder 54 umgekehrt werden, so daß die länglichen Locher den linken Ständer 32 umgeben. Es ist nur wichtig, daß das Ventilanschlagglied 65 gemäß Darstellung in bezug auf die Ablaßöffnung 30 aus noch zu erläuternden Gründen positioniert ist.

Das Ventilanschlagglied 65 hat an seiner Unterseite eine Anschlagfläche 83, die sich von dem an den rechten Ständer 33 angrenzenden Ende ziemlich bis zu dem linken Ständer 32 erstreckt. Diese Anschlagoberfläche 83 verläuft parallel zu der Außenseite 22 der Ventilplatte 17. An den'linken Ständer 32 angrenzend hat das Ventilanschlagglied 65 eine reduzierte Anschlagfläche 85, die von dem Mittelpunkt des Ständers bis zu dem Schenkel 68 verläuft und die zu der Außenseite 22 der Ventilplatte 17 viel näher als die Haupt-Anschlagfläche 83 angeordnet ist. Vorzugsweise entspricht der Abstand an der Anschlagfläche 83 zumindest dem zweifachen Abstand . an der reduzierten Anschlagfläche 85. Zwischen beiden Anschlag- '_s flachen 83 und 85 befindet sich eine geneigte bzw. schräge Übergangsfläche 86. Die Abmessungen der Ventilfeder 54 und de3: beiden Anschlagflächen 83 sowie 85 sind so, daß dann, wenn sich . die Ventilzunge 46 gemäß der Darstellung in Figur 1 in der geschlossenen Position befindet, wie es auftritt, wenn sich der Kolben 13 beim Saughub befindet, der gebogene Mittenabschnitt 62 weitgehend niedergedrückt ist, um auf beide Enden der Ventilzunge 46

durch ihren Kontakt in den begrenzten Bereichen um die beiden Ständer 32 und 33 Spannung auszuüben. Der AbuLand der reduzierten Anschlagfläche 85 ist jedoch dergestalt, daß sie auch die gebogene Spitze 56 an dem einen Ende 57 der Ventilfeder zusammendrückt, um für eine zusätzliche Kompression an dem Ende 4 9 der Ventilzunge 46 an den linken Ständer 32 angrenzend zu sorgen. Der Abstand der Haupt-Anschlagfläche 83 ist jedoch so, daß die gebogene Spitze 61 an dem anderen Ende 59 der Ventilfeder 54 von dieser Oberfläche einen Abstand hat, so daß die Vorspannkraft an dem anderen Ende 51 der Ventilzunge 46 an den ständer 33 angrenzend kleiner als diejenige an dem anderen Ende 49 ist.

Wenn das Ablaßventil gemäß der Darstellung in Figur 2 nahe dem Ende des Kompressionshubes des Kolbens 13 vollständig geöffnet ist, befindet sich die Ventilzunge 46 in der maximalen Öffnungsposition, in der das durch die Ablaßöffnung 30 austretende Gas die Ventilzunge an diesem Punkt um eine maximale Distanz von dem Ventilsitz 31 und somit der Außenseite 22 der Ventilplatte 17 abhebt. Da sich die Ventilfeder 54 an der Anschlagfläche 83 anlegen bzw. ausflachen kann, ist es ersichtlich, daß die maximale Anhebung der Ventilzunge 46 an diesem Punkt gleich dem Abstand zwischen der Anschlagfläche 83 und der Ventilplatten-Fläche 22 vermindert um die kombinierte Dicke der Ventil^un-ge 46 und der Ventilfeder 54 ist. Da die Ablaßöffnung 30 in bezug auf die Ständer 32 und 33 nicht zentral angeordnet ist, ist es klar, daß die Ventilfeder 54 und die Ventilzunge 46 über eine weitgehende Distanz um den Ständer 33 abgelenkt werden können, während sich weitgehend keine Ablenkung oder Aufwärtsbewegung der Ventilzunge 46 an den anderen Ständer 32 angrenzend ergibt. Wenn sich die Ventilzunge 46 von der Position aus Figur 1 zu der Position aus Figur 2 aufwärts bewegt,, veranlaßt die Kompression, die die Ventilzunge 46 auf die Ventilfeder 54 ausübt/ anfänglich die Ventilfeder 54 zum Ablenken durch Biegen um den gebogenen Mittenabschnitt 65, bis die Ventilzunge eine teilweise geöffnete Position erreicht, in der die gebogene Spitze 61 an dem anderen Ende 59 der Ventilfeder 54 mit der Anschlagfläche 83 in Eingriff kommt. An diesem Punkt steigt die von der Ventilfeder 54 ausgeübte Vorspannkraft beträchtlich an, wenn die Ventilzunge 46 die vollstän-

dige Öffnungsposition aus Figur 2 erreicht. Diese vergrößerte Vorspannkraft wird nur wirksam, wenn die Ventilzunge ihre Öffnungsbewegung begonnen hat, so daß sich die Ventilzunge 46 ziemlich schnell öffnen kann, nachdem der Druck in dem Zylinder 12 denjenigen in der.Kammer 28 übersteigt. In ähnlicher Weise verhindert die durch den kontakt der gebogenen Spitze 61 des anderen Endes 59 der Ventilfeder 54 an der Anschlagfläche 83 gebildete zunehmende Vorspannkraft jegliche Schlagbewegung (slapping movement), wenn die Ventilzunge die vollständige Öffnungsposition erreicht, und sie sorgt für eine ansteigende Schließkraft auf die Ventilzunge 46, wenn der Kolben 13 am Ende des Kompressionshubes seine Bewegung umkehrt. Wenn sich dann die Ventilzunge 46 zu schließen beginnt, vermindert sich die von der Ventilfeder 54 ausgeübte Vorspannkraft in einer nichtlinearen Weise, wenn sich die Spitze 61 oder das andere Ende 59 aus einem Kontakt an der Anschlagfläche 83 bewegt. Wenn sich die Ventilzunge 46 schließt, ist daher die Vorspannkraft minimal, was dazu neigt, die Schlagkraft (slapping force) der Ventilzunge 46 gegen die äußere Seitenoberfläche 82 der Ventilplatte 17 zu vermindern. Somit wird das durch die Bewegung der Ventilzunge 46 erzeugte Geräusch vermindert. Wenn die Ventilzunge 46 vollständig offen ist, besteht ein großes Spiel bzw. ein großer Abstand in bezug auf den Ventilsitz 31, wodurch die austretenden Gase in minimaler Weise gedrosselt bzw. gehemmt werden. Für die Öffmmgs- und Schließvorgänge der Ventilzunge 46 ergibt sich ein schnelles Ansprechverhalten, wodurch der volumetrische Wirkungsgrad des Kompressors maximal wird. Ferner ist festzustellen, daß dann, wenn sich die Ventilzunge 46 öffnet und schließt, ein leichter Gleitvorgang zwischen der Ventilfeder 54 und der Ventilzunge 46 auftritt. Diese Gleitbewegung führt in Verbindung mit dem Flächenkontakt zwischen der Ventilzunge 4 6 und der Ventilfeder 54 in der offenen Position zu einem leichten Reibungsmaß, das einen Dämpfungsvorgang ergibt, der dazu neigt, das Auftreten von Schwingungen in der Ventilzunge 46 oder der Ventilfeder 54 zu vermeiden, wenn der Kompressor normal arbeitet.

Während eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und beschrieben ist, ist festzustellen, daß im Rahmen der Erfin-

dung verschiedene Modifikationen und Umgestaltungen von Teilen vorgenommen werden können.

Claims

G 53 415 /uh·

White Consolidated Industries, Inc., A Corporation of the State of Delaware, 11770 Berea Road, Cleveland, Ohio 44111, U.S.A.

Kompressor-Ablaßventil

Patentansprüche

Ablaßventil für einen Kühlkompressor, gekennzeichnet durch eine Ventilplatte (17) mit einer weitgehend ebenen planaren Oberfläche (22) , durch eine einzige Ablaßöffnung (30) in der Ventilplatte (17), wobei diese Öffnung einen mit der Oberfläche (22) der Ventilplatte (17) koplanaren Ventilsitz (31) bestimmt, durch eine ebene, längliche Ventilzunge (46) mit ersten sowie zweiten Enden (49, 51), wobei sich die Ventilzunge (46) normalerweise mit der Oberfläche (22) der Ventilplatte (17) in Kontakt sowie mit dem Ventilsitz (31) in Abdichtungseingriff befindet und wobei die Ventilzunge (46) so angeordnet ist, daß der Ventilsitz (31) näher an dem zweiten Ende (51) als an dem ersten Ende (49) ist, durch eine Ventilfeder (54), die im wesentlichen gleich groß wie die Ventilzunge (46) ist sowie diese überlagert, die ferner aus Blatt- bzw. Blechmaterial besteht, deren Mittenabschnitt (62) von der Ventilzunge (46) abweisend aufwärts gebogen ist und deren Enden (57, 59) in Anlagecingriff mit der Ventilzunge (46) stehen, und durch ein Anschlagglied (65), das in bezug auf die Ventilplatte (17) fest angebracht ist und eine Anschlagflache hat, die die Ventilfeder (54) überlagert und in AnIa- * geeingriff mit dem gebogenen Abschnitt (62) der Ventilfeder ι

(54) steht, wobei der/das zweite Ende (51) der Ventilzunge "* (46) angrenzende Abschnitt (83) der Anschlagfläche von der Oberfläche (22) der Ventilplatte (17) weiter entfernt ist als der an das erste Ende (49) der Ventilzunge (46) angrenzende Abschnitt (85) der Anschlagfläche. /an
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (54) an jedem Ende (57, 59) eine von der Ventilzunge

(46) abweisend aufwärts gebogene Spitze (56, 61) hat.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn sich die Ventilzunge (46) in der Schließposition in Dichtungseingriff mit. dem Ventilsitz (31) befindet, die an das erste Ende (49) der Ventilzunge (46) angrenzende gebogene Spitze (56) der Ventilfeder (54) in Kontakt mit der Anschlagfläche (85) steht und die an das zweite Ende (51) der Ventilzunge (46) angrenzende gebogene Spitze (61) der Ventilfeder (54) von der Anschlagfläche (83) einen Abstand hat.
4. Ventil nach Anspruch 3₇ dadurch gekennzeichnet, daß die gebogene Spitze (62) der Ventilfeder (54) an dem zweiten Ende (51) der Ventilzunge (46) mit der Anschlagfläche ,(83) in Eingriff steht, wenn die Ventilzunge (46) vollständig von dem Ventilsitz (31) wegbewegt bzw. geöffnet ist.
5. Ablaßventil für einen Kühlkompressor, gekennzeichnet durch eine Ventilplatte (17) mit einer im wesentlichen ebenen planaren Oberfläche (22), durch erste und zweite Führungsständer (32, 33), die an der Ventilplatte (17) befestigt sind und rechtwinklig zu der planaren Oberfläche (22) aufwärts vorstehen, durch eine einzelne Ablaßöffnung (30) in der Ventilplatte (17) zwischen den Ständern (32, 33) und koMnear hiermit, wobei die Öffnung (30) näher an dem zweiten Ständer (33) als an dem ersten Ständer (32) angeordnet ist und einen zu der Oberfläche (22) der Ventilplatte (17) koplanaren Ventilsitz (31) bestimmt, durch eine ebene Ventilzunge (46) in Führungseingriff mit den Führungsständern (32, 33) und normalerweise in Berührung mit der Oberfläche (22) der Ventilplatte (17) sowie in Dichtungseingriff mit dem Ventilsitz (31), durch eine Ventilfeder (54) .in Führungseingriff mit den Führungsständern (32, 33) über der. Ventilzunge (46), wobei die Ventilfeder (54) aus Blatt- bzw. Blechmaterial besteht, wobei ferner ihr Abschnitt (62) zwischen den Führungsständern (32, 33) aufwärts gebogen ist und wobei die an die Führungsständer (32₇ 33) angrenzenden Enden (57, 59) in Anlageeingriff mit der Ventilzunge (46) stehen, und durch ein Anschlagglied (65),

das in bezug auf die Ventilplatte (17) fixiert angebracht ist und eine Anschlagfläche hat, die sich zwischen den Führungsständern (32, 33) über der Ventilfeder (54) und in Anlageeingriff mit dem gebogenen Abschnitt (62) der Ventilfeder (54) erstreckt, wobei der an den zweiten Führungsständer (33) angrenzende Abschnitt (83) der Anschlagfläche von der Oberfläche (22) der Ventilplatte (17) weiter entfernt ist als der an den ersten Führungsständer (32) angrenzende Abschnitt (85).
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (54) an jedem Ende (57, 59) auswärts von den angrenzenden Führungsständern (32, 33) gebogene Spitzenabschnitte (56, 61) hat, die von der Ventilzunge (46) aufwärts gebogen sind.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn sich die Ventilzunge (46) in der geschlossenen Position befindet, die an den ersten Führungsständer (32) angrenzende gebogene Spitze (56) in Kontakt mit der Anschlagfläche (85) steht ; und die an den zweiten Führungsständer (33) angrenzende gebogene Spitze (61) von der Anschlagfläche (83) einen Abstand hat.
8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die an den zweiten Führungsständer (33) angrenzende gebogene Spitze

(61) der Ventilfeder (54) mit der Anschlagfläche (83) in Eingriff kommt, wenn die Ventilzunge (46) vollständig von dem Ventilsitz (31) abgehoben hat bzw. offen ist.
9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Anschlagfläche (83) an dem zweiten Führungsständer (33) zumindest doppelt so groß wie der Abstand der Anschlagfläche (85) an dem ersten Führungsständer (32) ist.