EP0016449A1

EP0016449A1 - Valve lamina, especially for air compressor

Info

Publication number: EP0016449A1
Application number: EP80101380A
Authority: EP
Inventors: Eduard Dr. Gerum
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1979-03-26
Filing date: 1980-03-17
Publication date: 1980-10-01
Also published as: DE2911746A1

Abstract

For the purpose of damping, the valve plate (1), which acts as a suction or pressure plate, is coated on at least one side with a vibration-damping material (7). The vibration-damping material (7) preferably consists of polytetrafluoroethylene (PTFE) of sufficient thermal stability, which can be fixed on the valve plate by adhesive bonding, spraying on etc. The vibration-damping layer can be applied on one side of the valve plate (7) or on both sides; it is also possible to combine the valve plate, which consists in conventional fashion of spring steel or the like, sandwich-fashion with layers of damping material, such that the valve plate consists alternately of a plurality of layers of spring steel and vibration-damping material. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventillamelle, insbesondere für Luftpresser.The invention relates to a valve lamella, in particular for air compressors.

Bei Kompressoren bzw. Luftpressern ist es beabsichtigt, bei einem gegebenen Gegendruck und einer gegebenen Drehzahl eine möglichst hohe Fördermenge zu erlangen. Bei einem Luftpresser mit Lamellenventilen wird u.a. die Fördermenge durch die Bewegung der Lamellen negativ beeinflußt. So hat sich durch Schwingungen ergeben, daß Sauglamellen derartiger Luftpresser Schwingungsamplituten von 50 - 100 % des mittleren Hubes durchführen. Das bedeutet, daß in ungünstigen Fällen die Sauglamelle während der Saugphase mehrmals vollständig schließt, bestenfalls aber den freien Querschnitt zeitweilig stark verkleinert. Dies hat eine verminderte angesaugte Luftmenge und dementsprechend eine verminderte Fördermenge zur Folge. Vergleichbare Probleme bestehen auch bei Drucklamellen derartiger Lamellenventile. Bei einer ungedämpften Drucklamelle wird zu Beginn der Auslaßphase die Drucklamelle gegen den Drucklamellenfänger geschleudert und unter Umständen durch einen teilelastischen Stoß wieder zurückbewegt. Diese Bewegung in Richtung der Ventilträgerplatte verkleinert den freien Querschnitt und läßt somit den Spitzendruck im Arbeitsraum ansteigen. Durch eine schwingungsgedämpfte Drucklamelle würde der Spitzendruck gesenkt und der Druckverlauf während der Auslaßphase geglättet; dies bedingt einen günstigeren Tangenzialkraftverlauf und eine geringere Beanspruchung für die Kurbelwelle des Luftpressers. Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine schwingungsgedämpfte Ventillamelle zu schaffen, welche zu einer hinsichtlich Saugleistung und Druckleistung verbesserten Wirkungsweise beiträgt.With compressors or air compressors, the intention is to obtain the highest possible delivery rate at a given back pressure and a given speed. In the case of an air compressor with lamellar valves, the delivery rate is adversely affected by the movement of the lamellas. It has been shown by vibrations that suction lamellae of such air compressors carry out vibration amplitudes of 50-100% of the average stroke. This means that in unfavorable cases the suction lamella completely closes several times during the suction phase, but at best temporarily greatly reduces the free cross section. This results in a reduced amount of air sucked in and accordingly a reduced delivery rate. Comparable problems also exist with pressure lamellae of such lamella valves. In the case of an undamped pressure lamella, the pressure lamella is thrown against the pressure lamella catcher at the beginning of the outlet phase and, under certain circumstances, is moved back by a partially elastic impact. This movement in the direction of the valve support plate reduces the free cross section and thus increases the peak pressure in the work area. A vibration-damped pressure plate would reduce the peak pressure and smooth the pressure curve during the exhaust phase; this requires a more favorable tangential force curve and less stress on the crankshaft of the air compressor. Based on this, the object of the invention is to provide a vibration-damped valve lamella which contributes to an improved mode of operation with regard to suction power and pressure power.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht aus den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruches 1.The solution to this problem consists of the features of the characterizing part of claim 1.

Die Ventillamelle wird auf der der Ventilplatte zugekehrten oder abgekehrten Seite mit einem schwingungsdämpfenden Material beschichtet; dadurch erreicht man eine wesentlich höhere Eigendämpfung der Lamelle. Die Funktionen in der beschichteten Ventillamelle sind so verteilt, daß der Federstahl der Lamelle den größten Teil der Steifigkeit übernimmt, während die aufgebrachte Schicht nur die Dämpfung übernimmt. Vorzugsweise werden Polytetrafluoräthylen-Mischungen (Hostaflon und Teflon) zum Beschichten der Ventillamelle verwendet. Derartige Materialien besitzen eine Temperaturbeständigkeit von etwa 250 C und eine hohe chemische Resistenz. Außerdem besitzen derartige Materialien einen verhältnismäßig hohen Elastizitätsmodul, welche nach den allgemeinen Prinzipien der Schwingungsdämpfung für derartige schwingungsdämpfende Materialien erforderlich ist.The valve lamella is coated with a vibration-damping material on the side facing or facing away from the valve plate; this results in a much higher internal damping of the slat. The functions in the coated valve lamella are distributed in such a way that the spring steel of the lamella takes on most of the rigidity, while the applied layer only takes on the damping. Polytetrafluoroethylene mixtures (Hostaflon and Teflon) are preferably used to coat the valve lamella. Such materials have a temperature resistance of about 250 C and a high chemical resistance. In addition, such materials have a relatively high modulus of elasticity, which is required according to the general principles of vibration damping for such vibration-damping materials.

Die PTFE (Polytetrafluoräthylen)-Verbindungen der in Rede stehenden Art werden als Folie vorzugsweise unter Verwendung eines sogenannten Araldit-Klebers auf der gereinigten Lamelle aufgeklebt. Dabei wird die Folie vorzugsweise vorher einseitig geätzt.The PTFE (polytetrafluoroethylene) compounds of the type in question are glued to the cleaned lamella as a film, preferably using a so-called araldite adhesive. The film is preferably previously etched on one side.

Es ist mit derartigen Lamellen eine ausreichende Schwingungsdämpfung realisierbar; bei der Verwendung von Drucklamellen ist zusätzlich eine Stoßdämpfung vorgesehen, da die von der Ventilplatte abgekehrte beschichtete Seite auf den Drucklamellenfänger auftrifft.Adequate vibration damping can be achieved with such slats; When using pressure plates, shock absorption is additionally provided, since the coated side facing away from the valve plate strikes the pressure plate catcher.

Die Ventillamelle kann zur Erhöhung der Dämpfung auch beidseitig mit einem PTFE-Material beschichtet sein; unter bestimmten Einsatzbedingungen ist es sogar möglich, Ventillamellen in Sandwich-Bauweise zwischen Schichten aus PTFE-Folien anzuordnen.The valve lamella can also be coated on both sides with a PTFE material to increase the damping; Under certain conditions of use, it is even possible to arrange valve lamellae in sandwich construction between layers of PTFE films.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.Advantageous refinements and developments are listed in further patent claims.

Die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Ventillamelle 1 ist als Drucklamelle vorgesehen und ist in an sich bekannter Weise zwischen einer Ventilplatte 3 und einem Drucklamellenfänger 5 eingespannt. Die Ventillamelle 1 besteht aus einem an sich bekannten Material, so aus Federstahl, und ist an ihrer dem Drucklamellenfänger 5 zugewandten Seite mit einer Schicht 7 aus einer PTFE-Mischung beschichtet. Die Schicht wird als Folie unter Verwendung eines Klebers an der Ventillamelle befestigt, wobei die Folie auf ihrer Oberseite vorzugsweise geätzt wird, um die Klebeverbindung günstig zu beeinflussen. Infolge der Schicht 7 besitzt die in Fig. 1 dargestellte Drucklamelle eine äußerst günstige Schwingungsdämpfung; darüber hinaus vermittelt die PTFE-Schicht auch eine Stoßdämpfung beim Aufprall der Drucklamelle am Drucklamellenfänger 5.The valve lamella 1 shown in FIG. 1 of the drawing is provided as a pressure lamella and is clamped in a manner known per se between a valve plate 3 and a pressure lamella catcher 5. The valve lamella 1 consists of a material known per se, such as spring steel, and is coated on its side facing the pressure lamella catcher 5 with a layer 7 of a PTFE mixture. The layer is attached to the valve lamella as a film using an adhesive, the film on its upper side preferably being etched in order to favorably influence the adhesive connection. As a result of layer 7, the pressure lamella shown in FIG. 1 has extremely favorable vibration damping; in addition, the PTFE layer also provides shock absorption when the pressure lamella strikes the pressure lamella catcher 5.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform einer Ventillamelle 9 dargestellt, welche auf der gemäß Darstellung oberen Seite eine Schicht 11 aus einer PTFE-Mischung und an der entgegengesetzten Seite eine weitere Schicht 13 aus einer derartigen Mischung aufweist. Die Schichtstärke der beiden Schichten ist im dargestellten Beispiel unterschiedlich, d.h- die untere Schicht 13 ist wesentlich dünner vorgesehen als die gemäß Darstellung obere Schicht 11. Auch in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung können die beiden Schichten 11 und 13 in Form einer Folie unter Verwendung eines geeigneten Klebers an der Ventillamelle befestigt werden. Für das Aufbringen der Schichten bieten sich auch weitere, in der Kunststofftechnik bekannte Auftrageverfahren an.2 shows a further embodiment of a valve lamella 9, which has a layer 11 made of a PTFE mixture on the upper side as shown and a further layer 13 made of such a mixture on the opposite side. The layer thickness of the two layers is different in the example shown, ie the lower layer 13 is provided much thinner than the upper layer 11 as shown Glue to be attached to the valve lamella. For applying The layers also offer other application methods known in plastics technology.

Nach einer dritten (nicht dargestellten) Ausführungsform der Erfindung kann die Ventillamelle auch in Sandwich-Bauweise ausgebildet sein, derart, daß zwei aus Federstahl bestehende Lamellenkörper durch eine gemeinsame mittlere Schicht voneinander getrennt sind und gleichzeitig an ihren Außenseiten jeweils mit einer weiteren Schicht aus einer PTFE-Mischung beschichtet sind. Auf diese Weise ist eine fünflagige Lamellenanordnung geschaffen, welche starke Schwingungsdämpfung gegenüber herkömmlichen Lamellenkonstruktionen besitzt.According to a third (not shown) embodiment of the invention, the valve lamella can also be constructed in a sandwich construction in such a way that two lamellar bodies made of spring steel are separated from one another by a common middle layer and at the same time on the outer sides in each case with a further layer of PTFE Mixture are coated. In this way, a five-layer lamella arrangement is created, which has strong vibration damping compared to conventional lamella constructions.

Es hat sich herausgestellt, daß bei sorgfältiger Klebung die Beschichtung der Lamelle den Beanspruchungen widersteht. Bei einer PTFE-Schicht von 1 mm konnte bei einem Gegendruck von 8 bar bei 1.000 und 2.000 U/min, zunächst keine Veränderung-der Fördermenge festgestellt werden. Bei 3.000 U/min, konnte eine Zunahme der Fördermenge um 9 % nachgewiesen werden, d.h., daß-zumindest bei hohen Drehzahlen, wo starke Schwingungen auftreten, Verbesserungen bei Schwingungsdämpfung der Ventillamelle erzielt werden können.It has been found that the coating of the lamella resists the stresses when carefully glued. With a PTFE layer of 1 mm and a back pressure of 8 bar at 1,000 and 2,000 rpm, no change in the delivery rate was found at first. At 3,000 rpm, an increase in the delivery rate of 9% could be demonstrated, i.e. that at least at high speeds, where strong vibrations occur, improvements in vibration damping of the valve lamella can be achieved.

Die Erfindung ist nicht auf PTFE-Materialien bzw. deren "Com-pounds" bzw. Mischungen beschränkt, d.h. Lamellen der in Rede stehenden Art können gemäß der Erfindung mit geeigneten Kunststoffen beschichtet werden, welche insbesondere den Erfordernissen des möglichst hohen Elastizitätsmoduls und der Temperaturbeständigkeit genügen.The invention is not limited to PTFE materials or their "compounds" or mixtures, i.e. Slats of the type in question can be coated according to the invention with suitable plastics, which in particular meet the requirements of the highest possible modulus of elasticity and temperature resistance.

Claims

1. valve lamella, in particular for air compressors, characterized in that the valve lamella (1) is coated on at least one side with a vibration-damping material.

2. valve lamella according to claim 1, characterized in that it is coated with a layer of a polytetrafluoroethylene composition.

3. valve lamella according to claim 1, characterized in that the valve lamella is coated on both sides with vibration-damping layers of different thickness.

4. valve lamella according to one of the preceding claims, characterized by the use as a pressure lamella for lamellar valves of air compressors.

.5. Valve lamella according to one of claims 1 to 3, characterized by the use as a suction lamella for lamellar valves of air compressors.

6. valve lamella according to one of the preceding claims, characterized in that the vibration-damping material is designed as a film and is fixed by gluing.

7. Valve lamella according to claim 1 or 2, characterized in that the valve lamella (1) is coated with the vibration-damping material only on the side facing away from the valve plate (3).

8. valve lamella according to claim 3, characterized in that the arranged on the side facing the valve plate, vibration-damping layer (13) is thinner than the other side, vibration-damping layer (11).

9. valve lamella according to claim 1, characterized by a sandwich construction with alternating, several layers of spring steel and vibration-damping material.