DE4125123C2 - Ventil, insbesondere Kolbenverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil, insbesondere für Kol­ benverdichter, das in ein Gehäuse, z. B. einen Zylinderkopf, ein- oder an dieses angebaut und mit wenigstens einer Zugschraube ge­ gen eine Sitzfläche des Gehäuses festgespannt ist, wobei es aus einem Ventilsitz mit Durchströmkanälen, einem diese steuernden Verschlußstück, einer das Verschlußstück gegen den Ventilsitz belastenden Befederung und einem Fänger für das Veschlußstück sowie allenfalls einem Abstandshalter oder einem Führungsring zwischen Ventilsitz und Fänger besteht.

Ventile dieser Bauart sind bekannt. Sie werden von der Zylinder­ seite in den Zylinderkopf eingepreßt und mit Hilfe einer ver­ hältnismäßig langen Zugschraube, die von der Oberseite des Zy­ linderkopfes bis zum Ventilsitz durchgeht, festgeschraubt und so gesichert. Bei dieser Bauart ist es nicht ohne weiteres möglich, zumindest nicht ohne spezielle Ausbildung der verhältnismäßig langen Zugschraube, die Ventilteile beim Hersteller der Ventile vorzumontieren. Es ist vielmehr notwendig, die Ventilteile satz­ weise verpackt an den Kompressorhersteller zu liefern und sie dort unter Verwendung mehr oder weniger komplizierter Montage­ hilfen zusammenzubauen, in den Zylinderkopf einzupressen und schließlich nach Entfernen der Montagehilfe mittels der durchge­ henden Zugschraube festzuspannen und zu sichern.

In der Praxis kommt es bei der Montage immer wieder vor, daß die Ventilteile von nicht speziell auf dem Ventilgebiet geschulten Monteuren unrichtig zusammengebaut werden oder daß einzelne Ven­ tilteile, insbesondere die Federringe, zwischen den angrenzenden Ventilteilen, z. B. zwischen einem Abstandshalter oder einem Füh­ rungsring und dem Ventilsitz oder dem Fänger, eingeklemmt wer­ den. Die dünnen Ventilteile rutschen bei der Montage in den Trennspalt zwischen den angrenzenden Ventilteilen hinein, ohne daß dies von den Monteuren bemerkt wird. Dort werden sie beim Festspannen des Ventils eingeklemmt. Dadurch ist nicht nur die einwandfreie Funktion des Ventils gestört, sondern es werden auch unangenehme Brüche von Ventilteilen verursacht, wobei Bruckstücke sogar in den Zylinder gelangen und den Verdichter beschädigen können.

Bei einem Verdichterventil (EP 0 242 349 A2) mit variabler Befe­ derung ist es bekannt, Ventilsitz und Fänger mit der dazwischen­ liegenden Ventilplatte durch eine Hülse mit aufgeschraubter Mut­ ter zusammenzuspannen, die gleichzeitig als Führung für einen federbelasteten Druckstempel dient, mit dem der Federteller be­ wegt und damit die Druckkraft von einigen der die Ventilplatte belastenden Federn verändert werden kann. Dieses bekannte Ver­ dichterventil bedarf besonderer Mittel für seinen Einbau im Zy­ linderkopf und zusätzliche Einrichtungen zum Verstellen der Fe­ derkräfte.

Aus der US-PS 3 082 512 ist ein Kompressorventil bekannt, dessen Ventilteile statt durch eine oder mehrere Zugschrauben durch ei­ nen verformbaren Hohlniet miteinander verbunden sind. Dieser be­ sitzt an einem Ende einen ihn abschließenden Nietkopf, der in einer Aussparung des Ventilsitzes verankert ist. Der Nietschaft durchsetzt einen flexiblen Ventilring und einen Fänger, über dem er nach Erwärmung seines Endes zu einem weiteren Nietkopf ge­ staucht ist. Bei diesem bekannten Hohlniet handelt es sich somit nicht um eine Transportsicherung oder Montagehilfe, sondern um die einzige und endgültige Verbindung der Ventilteile unterein­ ander. Der Hohlniet ist nicht zusätzlich zu einer oder mehreren Zugschrauben Vorgesehen, sondern anstelle der Zugschrauben, die er ersetzt. Das bekannte Kompressorventil unterscheidet sich da­ her grundlegend von der erfindungsgemäßen Ausbildung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bekannte Ventile der eingangs erläuterten Bauart so weiterzubilden, daß sie im Be­ trieb des Ventilherstellers vormontiert werden können und da­ durch sichergestellt wird, daß die Ventilteile in der richtigen Einbaulage und die Ventile als komplette Baueinheit einfach in den Verdichter eingebaut oder an diesen angebaut werden können.

Mit der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ventilteile zusätzlich zu der oder den Zugschrauben und vor der Montage des Ventils mittels diesen durch wenigstens eine als Transportsicherung und Montagehilfe dienende Hülse am Ventilsitz oder am Fänger festgehalten sind, wobei die Hülse mit einem Ende am Ventilsitz oder am Fänger befestigt ist, die übrigen Ventil­ teile einschließlich eines allenfalls vorgesehenen Abstandshal­ ters in der richtigen Einbaulage auf die Hülse aufgesteckt sind und das andere Ende der Hülse zum Verankern der Ventilteile auf­ geweitet ist. Es wird also eine verformbare Hülse verwendet, die die Ventilteile im nicht eingebauten Zustand des Ventils mit dem Ventilsitz oder dem Fänger verbindet, so daß das Ventil als kom­ plette Baueinheit gelagert, transportiert und einfach in den Verdichter eingebaut werden kann. Eine unrichtige Einbaulage der Ventilteile ist dabei nicht möglich. Das vormontierte Ventil kann außerdem vom Ventilhersteller vor der Auslieferung auf richtige Funktion, z. B. auf Dichtheit geprüft werden.

Bei eingebautem Ventil haben die Hülsen selbst keine besondere Funktion zu erfüllen. Das Festspannen und damit auch die Lagesi­ cherung der Ventilteile zueinander wird dann durch die zusätzli­ che Schraubenverbindung oder eine sonstige Einspannung, die das Ventil im oder am Zylinderkopf befestigt, übernommen. Der durch eine oder auch mehrere zusätzliche Hülsen entstehende bauliche Mehraufwand ist vernachlässigbar, weil durch Verwendung entspre­ chender Werkzeuge der Zusammenbau der Ventilteile wesentlich er­ leichtert wird, so daß die Montagekosten insgesamt sogar verrin­ gert werden und die Sicherheit beim Zusammenbau vergrößert wird. Die geringen Mehrkosten der Hülsen werden dadurch mehr als auf­ gewogen.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist wenigstens eine Hülse bei der Montage des Ventils von einer Zugschraube durchsetzt. Es handelt sich dabei um die einfachste und wohl am meisten angewendete Ausführungsform der Erfindung. Vorzugsweise sind eine Hülse und die sie durchsetzende Zugschraube in der Ventilachse angeordnet. Davon abweichend ist es aber auch denk­ bar, zwei oder mehrere Hülsen für jedes Ventil vorzusehen, deren Aufgabe lediglich darin besteht, die Ventilteile vor dem endgül­ tigen Einbau des Ventils in einen Verdichter zu einer funktions­ fähigen Einbaueinheit zu verbinden.

Eine weitere einfache Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die Hülsen mit ihren einen Enden in je eine nach innen offene, vorzugsweise konische Ringnut des Ventilsitzes oder des Fängers einzurollen, einzuspritzen oder einzukleben. Dabei sind für die Verankerung der Hülsen lediglich durch Drehen einfach und billig herstellbare Ringnuten im oberen Teil des Ventilsitzes oder des Fängers notwendig, wobei das Gewinde im Ventilsitz oder im Fän­ ger für die Zugschrauben in keiner Weise beeinträchtigt wird, wenn die Ringnut oder die Ringnuten im Durchmesser etwas größer als das Gewinde sind.

An ihren nicht befestigten, dem Ventilsitz oder dem Fänger abge­ wendeten Enden können die Hülsen innerhalb der Dicke der aufge­ steckten Ventilteile enden, maximal bündig mit deren Außenfläche abschließen, so daß sie die Montage und den Sitz des Ventils im Zylinderkopf in keiner Weise behindern.

Die Hülsen können aus Metall, z. B. aus Stahl, Leichtmetall oder Messing, erfindungsgemäß aber auch in vorteilhafter Weise aus thermoplastischem Kunststoff bestehen. Sie können dann einfach, beispielsweise durch Spritzen, hergestellt und ebenso einfach am Ventilsitz oder am Fänger befestigt werden.

Die erfindungsgemäße Ausbildung ist sowohl für Druckventile als auch für Saugventile von Verdichtern, aber auch für aus Saug- und Druckventil bestehende Ventilsätze, z. B. für konzentrische Ventilkombinationen, geeignet.

In den beiliegenden Zeichnungen sind Ausführungsbei­ spiele der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt ein in einen Zylinderkopf eingebautes erfindungsgemäßes Druckventil im axialen. Mittelschnitt, Fig. 2 dazu einen Axialschnitt durch das Ventil selbst in größerem Maßstab, Fig. 3 eine Draufsicht auf einen als Führungsring ausgebildeten Abstandshalter mit angedeutetem Verschluß- oder Federring, Fig. 4 einen Axial­ schnitt durch ein erfindungsgemäßes Saugventil und Fig. 5 eine nach der Erfindung ausgebildete konzentrische Ventil­ kombination, die in einen Zylinderkopf eingesetzt ist.

Das gemäß Fig. 1 in einen Zylinderkopf 1 eines Ver­ dichters 2 eingebaute Ventil 2 ist ein Druckventil und be­ steht aus einem Ventilsitz 3, einem als Führungsring ausge­ bildeten Abstandshalter 4 und einer den Fänger 5 bildenden Pufferplatte, zwischen denen weitere Ventilteile angeordnet sind. Das Ventil 2 ist mit dem Ventilsitz 3 in eine Ausneh­ mung des Zylinderkopfes 1 von der Zylinderseite her einge­ setzt, vorzugsweise eingepreßt, und mittels einer Zugschraube 6 gesichert, die den Zylinderkopf 1 in einem in dessen Achse verlaufenden Kanal durchsetzt und in eine Gewindebohrung 7 des Ventilsitzes 3 eingeschraubt ist. Das Ventil 2 wird dadurch gegen eine Sitzfläche 8 des Zylinderkopfes 1 festge­ spannt.

In Fig. 2 ist das Ventil in ausgebautem Zustand dar­ gestellt. Es ist zu erkennen, daß zwischen dem Ventilsitz 3 und dem Fänger 5 ein Verschlußstück 9 und eine aus zwei Federringen bestehende Befederung 10 angeordnet sind, die an aus Fig. 3 ersichtlichen radialen Fortsätzen 11 des Ab­ standshalters 4 gleitend geführt ist. Der Ventilsitz 3 ist mit vom Verschlußstück 9 gesteuerten Durchströmkanälen 12 versehen und der Fänger 5 weist Durchgangsschlitze 13 auf.

Zusätzlich zu den beschriebenen Ventilteilen ist eine Hülse 14 vorgesehen, die mit einem Ende 15 am Ventilsitz 3 befestigt ist und mit ihrem anderen Ende 16 vom Ventilsitz 3 nach oben ragt. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist zur Befestigung der Hülse 14 am Ventilsitz 3 in diesem eine nach innen offene, konische Ringnut 17 vorgesehen, in die das Ende 15 der Hülse 14 eingerollt ist. Auf die so am Ventilsitz 3 befestigte Hülse 14 sind die übrigen Ventilteile, nämlich der Abstandshalter 4, der Fänger 5 und auch das Verschlußstück 9 und die Befederung 10 aufgesteckt. Anschließend ist dann das vom Ventilsitz 3 abgewendete Ende 16 der Hülse 14 aufgewei­ tet, so daß die übrigen Ventilteile fixiert und am Ventilsitz 3 verankert sind.

In Fig. 3 ist lediglich gezeigt, daß das Verschluß­ stück 9 und die Befederung 10 an den radialen Fortsätzen 11 des Abstandshalters 4 zentriert und geführt sind, wie dies im Ventilbau allgemein bekannt ist. Zwischen den radialen Fortsätzen 11 verbleiben Durchgangsöffnungen 18 für den Durchtritt des gesteuerten Mediums.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist die erfindungsgemäße Ausbildung an einem Saugventil gezeigt. Der Fänger 5 ist mit dem als Abstandshalter 4 dienenden Füh­ rungsring aus einem Stück hergestellt. Die Hülse 14 ist dabei mit ihrem Ende 15 am Fänger 5 befestigt und die Zugschraube 6 ist in den Fänger 5 eingeschraubt. Das andere Ende 16 der Hülse 14 hält den Ventilsitz 3 und damit auch die übrigen Ventilteile, nämlich das Verschlußstück 3 und die Befederung 10.

Gemäß Fig. 5 ist das konzentrische Ventil, das aus einem innenliegenden Saugventil und aus einem außenliegenden Druckventil besteht, in einen Zylinderkopf 1 eingebaut. Dort sind zur Sicherstellung des Zusammenhalts der Ventilteile vor dem Einbau in den Zylinderkopf 1 mehrere Hülsen 14 vorgese­ hen, von denen in Fig. 5 zwei Hülsen 14 zu sehen sind. Die Hülsen 14 sind außerhalb der Ventilachse im Trennungsbereich zwischen dem Saugventil und dem Druckventil angeordnet. Jeder Hülse 14 ist eine Zugschraube 6 zugeordnet, die durch den Zylinderkopf 1 hindurch in den unteren plattenförmigen Teil des konzentrischen Ventils, der den Ventilsitz 3 des Druck­ ventils und den Fänger 5 des Saugventils bildet, einge­ schraubt. Die übrigen Ventilteile, insbesondere das Ver­ schlußstück 9 oder zwei getrennte Verschlußstücke und die Befederung 10, sind zwischen den beiden plattenförmigen Teilen eingespannt und werden zusammen mit diesen vor dem Einbau des Ventils in den Zylinderkopf durch die Hülsen 14 in der richtigen Einbaulage zusammengehalten.

Die Hülsen 14 erleichtern die Montage des Ventils, u. zw. sowohl den Zusammenbau der Einzelteile als auch den Einbau des kompletten Ventils in den Verdichter oder in dessen Zylinderkopf, und sie bringen auch noch weitere Vor­ teile. Wenn die Ventilteile lose an den Hersteller des Ver­ dichters geliefert werden und von diesem erst beim Einbau des Ventils 2 in den Zylinderkopf 1 zusammengebaut werden, kommt es immer wieder vor, daß insbesondere die aus Ringen oder Platten bestehende Befederung 10, aber auch das Verschluß­ stück 9, zwischen dem Abstandshalter 4 und dem Fänger 5 oder dem Ventilsitz 3 eingeklemmt werden. Dadurch kann es zu Beschädigungen der Ventilteile kommen, in jedem Fall wird aber die Funktion des Ventils beeinträchtigt.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen Hülsen 14 fixieren außer der Vereinfachung des Zusammenbaus des Ventils die Ventilteile am Ventilsitz 3 oder am Fänger 5 in der richtigen Einbaulage, so daß beim Einbau des Ventils in den Verdichter keinerlei Einzwängungen oder andere Fehllagen möglich sind. Der Zusammenbau des gesamten Ventils kann zweckmäßigerweise schon vom Hersteller des Ventils erfolgen. Der Transport und die Lagerhaltung des Ventils werden dann aufgrund der Fixie­ rung der Ventilteile durch die Hülsen 14 wesentlich erleich­ tert. Außerdem kann vom Hersteller eine Funktionsprüfung, z. B. eine Dichtheitsprüfung, vorgenommen werden. Beim Her­ steller des Verdichters wird das Ventil sodann im zusam­ mengebauten Zustand lediglich in die im Zylinderkopf vorgesehene Ausnehmung eingepreßt und mit Hilfe einer oder mehrerer Zugschrauben 6 gesichert, welche die Hülsen 14 durchsetzen und in die Gewindebohrungen 7 des Ventilsitzes 3 oder des Fängers 5 eingeschraubt werden.

Claims (6)

1. Ventil, insbesondere für Kolbenverdichter, das in ein Gehäu­ se, z. B. einen Zylinderkopf, ein- oder an dieses angebaut und mit wenigstens einer Zugschraube gegen eine Sitzfläche des Gehäuses festgespannt ist, wobei es einen Ventilsitz mit Durchströmkanälen, ein diese steuerndes Verschlußstück, eine das Verschlußstück gegen den Ventilsitz belastenden Befede­ rung und einen Fänger für das Verschlußstück aufweist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ventilteile (5, 9, 10) zusätz­ lich zu der oder den Zugschrauben (6) und vor der Montage des Ventils mittels diesen durch wenigstens eine als Trans­ portsicherung und Montagehilfe dienende Hülse (14) am Ven­ tilsitz (3) oder am Fänger (5) festgehalten sind, wobei die Hülse (14) mit einem Ende (15) am Ventilsitz (3) oder am Fänger (5) befestigt ist und die übrigen Ventilteile (5, 9, 10) in der richtigen Einbaulage auf die Hülse (14) auf­ gesteckt sind und das andere Ende (16) der Hülse (14) zum Verankern der Ventilteile (5, 9, 10) aufgeweitet ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenig­ stens eine Hülse (14) bei der Montage des Ventils von einer Zugschraube (6) durchsetzt ist.

3. Ventil mach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (14) mit ihren einen Enden (15) in eine nach in­ nen offene Ringnut (17) des Ventilsitzes (3) oder des Fän­ gers (5) eingerollt, eingespritzt oder eingeklebt sind.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (17) konisch ausgebildet ist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hülsen (14) mit ihren den befestigten En­ den (15) abgewendeten Enden (16) innerhalb der Dicke der auf sie aufgesteckten Ventilteile (4, 5, 9, 10) enden, maximal mit deren Außenfläche bündig abschließen.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hülsen (14) aus thermoplastischem Kunst­ stoff bestehen.