-
Kolben für Gasverdichter Die Erfindung betrifft einen Kolben mit eingebautem
Saugring- (Einlaß-) Ventil für Gasverdichter mit Kurbelantrieb. Sie bezieht sich
insbesondere auf solche Luftverdichter, bei denen das im Kolbenboden angeordnete
Saugringventil abgefedert ist und diesem die Saugluft durch im Arbeitszylinder befindliche
Öffnungen zugeführt wird.
-
Mit der Erfindung wird bezweckt, die Lebensdauer des Saugorgans zu
erhöhen, einerseits durch wesentliche Herabminderung der Beanspruchung der federnden
Körper, andererseits durch vollkommene Beseitigung des durch Reibung der federnden
Organe verursachten Verschleißes. Schließlich soll neben einer Verkleinerung des
schädlichen Raumes innerhalb des Ventils durch eine Herabminderung der Einzelteile
des Einlaßventils ein wesentlich erleichterter und technisch gesicherter Zusammenbau
der Ventileinzelteile erreicht werden.
-
In den Verdichterkolben eingebaute Saugorgane werden in der Regel
als ein- oder doppelseitig wirkende Ventilringe, über die Kolbenfläche gelegte Abschlußstreifen
oder auch einfache Abschlußplatten verwandt. Um die einwandfreie Wirkung dieser
möglichst leicht gehaltenen Abschlußkörper zu erreichen, werden zur Sicherstellung
eines guten Liefergrades, insbesondere bei verminderter Umlaufzahl, oder zur Ausschaltung
des Einflusses eintretender Ölverdickung auf die Ventilwirkung besondere Abfederungen
der Abschlußkörper vorgesehen. Die Federung der Ventile ist bei den bekannten Bauarten
in verschiedener Weise durchgeführt. Doppelt oder einseitig wirkende, konzentrisch
zum Kolbenmittel angeordnete Ventilringe oder auch einzelne Ventilplatten werden
entweder durch in der Ventilhubbegrenzungsplatte lose eingelegte Spiralfedern beeinflußt
oder aber durch lose angeordnete dünne, blattfederartig ausgebildete Metallstreifen,
die radial zum Kolbenmittel frei beweglich in Aussparungen der Hubbegrenzungsplatte
untergebracht sind. Die Führung der Ringe geschieht entweder an besonderen Führungsstiften
oder Nocken oder aber an einem Führungskragen, der entweder im Kolbenboden oder
an der diesem aufgelegten Hubbegrenzungsplatte angebracht ist. Einzelne sehnenartig
über den Kolbenboden gelegte Streifen werden durch in der Hubbegrenzungsplatte lose
eingelegte Blattfederstreifen beeinflußt.
-
Unter diesen bekannten Ventilbauarten zeigt das Saugventil mit einseitig
wirkendem Ventilring die einfachste Durchbildung, die jedoch empfindliche Mängel
aufweist hinsichtlich der Betriebssicherheit; Beanspruchung an schädlichem Raum
sowie in bezug auf Sicherheit und Einfachheit des Einbaues der Einzelteile in den
Verdichter.
-
Die verhältnismäßig schwachen Spiralfedern halten der starken Daueranstrengung
nur kurze Zeit stand. Sie erfordern zufolge der unbedingt nötigen, nicht unbeträchtlichen
Federhöhe tiefe Bohrungen, die ihrerseits wieder eine entsprechend starke und schwere
Hubbegrenzungsplatte bedingen. Der Rauminhalt der Bohrungen vergrößert das durch
den Hubraum
des Ringes bedingte Mindestmaß des schädlichen Raumes
beträchtlich. Die Montage des Ventils bei fertig montierten Maschinen, insbesondere
stehender Bauart, wird durch die zahlreichen losen Einzelteile erheblich erschwert.
Auch mit der Anwendung gestreckter Federn, z. B. Flachfedern bei Abschlußstreifen,
ist eine Vergrößerung des schädlichen Raumes bedingt, weil durch die zwischen der
Innenfläche der Hubbegrenzungsplatte und der Außenseite des Streifens bei angehobenem
Ventil gestreckte Feder eine Vergrößerung des Raumes eintritt, die durch die Dicke
der Feder bedingt ist. Schließlich beeinträchtigen alle mit einer Mehrzahl von lose
verlagerten Einzelteilen durchgebildeten Bauarten die Einfachheit des Aufbaues empfindlich.
-
Nach dem Erfindungsgedanken wird der einzelne Ring eines einseitig
wirkenden Saugventils von einer verdeckt verlagerten, neuartig ausgebildeten, sehr
einfach gehaltenen Blattfederung beeinflußt, wodurch der schädliche Raum auf ein
bisher nicht erreichtes Mindestmaß herabgesetzt, die Betriebssicherheit aber durch
Behebung jeder Federreibung bedeutend erhöht wird. Ferner ist die Federung derart
durchgebildet, daß die Flach- oder Runddrahtfedern zwecks Behebung zu hoher Biegungsanstrengung
sehr lang gehalten sind. Ferner sind die Federn fest mit der Hubbegrenzungsplatte
verbunden und in diese mit Flankenspiel eingelassen, wobei eine Verdrehung der Platte
gegenüber dem Kolbenboden, in welchen die Federenden in Nuten eingreifen, in einfachster
Weise dadurch verhindert wird, daß die vorstehenden Köpfe der Federbefestigung in
gegenüberliegende Aussparungen des Kolbenbodens nahezu schließend eingreifen.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Beispiel dargestellt.
-
Fig. i zeigt einen Längsschnitt durch den Kolben mit Ventil und Arbeitszylinder.
-
In Fig. 2 ist eine Aufsicht auf den Kolben mit eingebautem Ventil
gegeben, in Fig.3 ein Schnitt durch die Federung nach Linie C-D der Fig. 2.
-
Der Boden a des Kolbenkörpers b (Fig. i) ist am äußeren
Rand mit einer schulterartigen, ringförmigen Vertiefung c versehen, die als Sitzfläche
dient für einen sehr schmal gehaltenen Ventilabschlußring d, dessen Innenflanke
nahezu schließend geführt wird durch den kreisrunden Kragen der Einschnürung c,
e. Der äußere Umfang des Ventilringes ist in bekannter Weise derart nahe an die
Zylinderbohrung f herangerückt, d aß zwischen beiden nur der notwendige freie Raum
zum Durchtritt der geförderten Saugluft verbleibt. Der Ring wird im Hube begrenzt
durch eine an sich bekannte glatte, massive, kreisrunde Platte g von- zweckmäßig
gleichem Durchmesser, die in der Mitte oder in sonst geeigneter Weise durch eine
Verschraubung h in ihrer Lage gesichert wird. Zwischen Ring und Platteninnenfläche
ist die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Federung untergebracht. Diese besteht aus
zwei oder mehr dünnen Blattfederstreifen oder aber aus einem Blattfederstern oder
aus Runddrähten. Im gezeichneten Beispiel sind zwei schmale Blattfedern i dargestellt,
die zweckmäßig sehnenartig und parallel zueinander über den Kolbenboden nach Fig.
2 verlegt sind. In der Mitte sind die in flachem Bogen gekrümmten Federn durch einen
Stift k, einen Niet, Knebel o. dgl. in ihrer genauen Stellung hinsichtlich der Lage
der Federenden zum Ventilring gesichert. Die Enden der Federn liegen auf der Oberfläche
des Ringes mit geringer Spannung derart auf, daß sie an keiner Stelle über den Außenrand
l (Fig. 2) des Ringes vorstehen. Die Mitte der Federn ist fest eingespannt zwischen
der Innenfläche der Platte und der äußeren Kolbenbodenfläche. Die Einspannstelle
ist in Fig. 3 durch ein Pfeihnäß m bezeichnet. Die Köpfe n der zur
Feststellung der Federn dienenden Nieten oder Knebel k (Fig. i und 3) sind mit geringem
Spiel in flachen Löchern o des Kolbenbodens verlagert. Hierdurch wird erreicht,
daß sich weder die Platte g noch die mit ihr fest verbundenen Federn i gegen den
Kolbenkörper bei Anzug der Schraube h verdrehen können, das unbedingt reibungslose
Flankenspiel der Federung also mit Sicherheit erhalten bleibt. Ferner wird durch
die feste Verbindung der Federn mit der Hubbegrenzungsplatte der technisch neue
Vorteil eines überaus einfachen Ventilaufbaues erreicht. Von den Enden der Einspannstelleyn
ausgehend, sind in den Kolbenboden geneigt angeordnete schlitzartige Vertiefungen
P (Fig. 2 und 3) angebracht, welche einerseits den Federn die völlig reibungslose
Bewegung ermöglichen, andererseits aber diesen Spielraum der Größe nach auf das
geringst erreichbare Maß eingrenzen. Um den durch die Federdicke verursachten ringförmigen
Spielraum zwischen Ringoberfläche und Innenfläche der Platte g zu beseitigen, also
zum Zwecke einer weiteren Verkleinerung des schädlichen Raumes, sind der Breite
der Federstreifen mit geringem Spiel angepaßte Nutenq (Fig. 2 und 3) an der Platteninnenfläche
angebracht, in die sich die bei geöffnetem Ventil völlig gestreckten Federn derart
einfügen, daß die Außenfläche des Ventilringes d sich sowohl schließend an die Fängerplatte
als auch an die Federinnenseite anlegt. Die Einspannstelle-m verhindert hierbei
jegliche Beanspruchung der Federn an der Lochstelle.
-
Das Wesen der Erfindung bleibt unberührt, wenn statt sehnenartig verlagerter
Blattfedern radial angeordnete Halbfedern oder aber innerhalb der Ringbreite des
Ventilringes verlagerte
Zungenfedern o. dgl. aus Flach- oder Rundstahl
angeordnet werden. Ferner wird der Erfindungsgedanke nicht beeinträchtigt, wenn
er bei Vakuum- oder Flüssigkeitspumpen Anwendung findet.