DE2357560C3

DE2357560C3 - Federanordnung für Verdichterventile

Info

Publication number: DE2357560C3
Application number: DE2357560A
Authority: DE
Inventors: Günter Ing. Wien Hofstädter
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: 1985-06-27
Also published as: GB1427438A; BR7309044D0; ES420674A1; DE2357560B2; FR2207537A5; IT1001814B; AT320121B; DE2357560A1; US3875962A; CA996523A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Federanordnung für Verdichterventile nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Anordnung dieser Art ist aus der DE-PS 6 42 815 bekannt. Dort sind zwei nach einer Zylinderfläche gewölbte Einzelringe mit ihren konkaven Seiten einander zugekehrt und um einen Winkel von 90° gegeneinander verdreht aufeinandergelegt. Hierdurch soll vermieden werden, daß die harten Federn mit ihren Kanten auf der Ventilplatte oder dem Fänger scheuern, was bei Verwendung nur einer einzigen zylindrisch gewölbten Feder nicht zu vermeiden ist. Durch die Verwendung von zwei Federn addieren sich jedoch deren Federkräfte, so daß eine steife Federung erhalten wird. Wenn nach einer weiteren Ausbildung dieser bekannten Federanordnung zwei Federn mit verschieden großem Krümmungsradius aufeinandergelegt werden, wird eine stufenweise wirksame Federung erzielt. Zu Beginn des Ventilhubes kommt nur die Feder mit kleinerem Krümmungsradius zur Wirkung, allerdings mit ihrer vollen Steifigkeit. Erst später kommen beide Federn zur Wirkung, so daß gegen Ende des Ventilhubes eine schnelle Abbremsung der Verschlußplatte bewirkt wird. Da gewölbte Federplatten verhältnismäßig steif sind, kann auch diese bekannte Federanordnung nicht verwendet werden, wenn kleine Federkräfte verlangt werden.

Es sind weiterhin Feüerplatten bekannt, die aus mehreren über Radialstege zusammenhängenden konzentrischen Ringen bestehen, wobei die zwischen den Radialstegen liegenden Ringabschnitte aus der Plattenebene bleibend herausgebogen sind (DE-OS 18 16 445 und DE-OS 19 32 784). Diese Ringabschnitte sind verhältnismäßig steif. Solche Federplatten können daher nur in Ventilen verwendet werden, wo entsprechend große Federkräfte erforderlich oder zulässig sind. Dieser Nachteil großer Steifigkeit konnte auch durch mehrere in beliebiger Anordnung in ein Ventil bzw. Ventilteil eingesetzte Federplatten nicht beseitigt werden. Die bekannten qev.~SIbten Federplatten passen in jeder beliebigen Anordnung kongruent ineinander, so daß durch Anordnung von zwei Federplatten eine Verdoppelung der Federkraft erhalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung von einfachen Federplatten mit in festigkeitstechnischer Hinsicht ausreichender Materialstärke eine weiche Federung zu schaffen, die bei genügend großem Federweg verhältnismäßig kleine Federkräfte ergibt und sich insbesondere durch einen vorteilhaften Verlauf der Federkennlinie über den Ventilplattenhub sowie durch eine gute Führung und

ι5 Aufschlagdämpfung der Ventilplatte auszeichnet.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ingegebenen Merkmale gelöst Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der beiden Federplatten wird erreicht, daß die gewölbten Ringabschnitte eines Ringes jeder Federplatte zwar kongruent aufeinanderliegen, die gewölbten Ringabschnitte des anderen Ringes hingegen im Abstand voneinander gehalten sind. Die sich auf der Ventilplatte und auf dem Fänger abstützenden gewölb-

?·> ten Rir.gabschnitte sind dadurch hintereinandergeschaltet, so daß die insgesamt wirkende Federkraft durch Verwendung von zwei oder mehreren Federplatten nicht vergrößert, sondern verkleinert wird. Es addieren sich nu- die Federkräfte der einander zugekehrten und aufeinanderliegenden Ringabschnitte; diese kommen aber erst kurz vor dem Ende des Öffnungshubes der Ventilplatte zur Wirkung, wobei sie eine vorteilhafte Aufschlagdämpfung bewirken. Die erfindungsgemäße Federanordnung zeichnet sich daher durch kleine Federkräfte bei ohne nachteilige Materialbeanspruchung erzieltem großem Federweg und durch einen vorteilhaften Verlauf der Federkennlinie aus.

Mit dem Gegenstand des Anspruchs 2 werden eine möglichst große Länge der aufgebogenen Ringabschnitte und dementsprechend kleine Federkräfte erreicht.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch ein mit der Federanordnung versehenes Mehrring-Verdichterventil,

ta F i g. 2 eine Federplatte im Grundriß,

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Federanordnung in einer Abwicklung und

Fig. 4 und 5 die Federplatte sines weiteren Ausführungsbeispiels der Federanordnung, wobei in F i g. 4 der Grundriß der Federplatte und in F i g. 5 eine Seitenansicht derselben dargestellt ist.

Das in Fig. 1 dargestellte Mehrring-Verdichtenentil 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 im Abstand voneinander gehalten. Auf dem Ventilsitz 1 liegt eine Ventilplatte 6 auf, die durch eine aus zwei Federplatten 7 bestehende Federanordnung ist.

F i g. 2 zeigt eine Federplatte 7 im Grundriß. Diese besteht aus konzentrischen Ringen, die durch Radialstege 8 zusammenhängen. 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 Ringabschnitte 10 nach unten herausgebogen. Die beiden innersten Ringe sind eöen und liegen in der durch die Radialstege 8 gehenden Ebene.

In Fig. 3 ist anhand einer schematisch dargestellten Abwicklung veranschaulicht wie zwei Federplatten 7 · gemäß Fig.2 zur Bildung der Federanordnung übereinander angeordnet sind. Die beiden Platten sind mit 7 und T bezeichnet Beide Platten weisen die gleiche Form auf, liegen jedoch in um einen Winkel von 180° geklappter Raumlage aufeinander und sind außerdem um einen tier halben Stegteilung entsprechenden Winkel, im Falle einer Federplatte nach F i g. 2 also um einen Winkel von 60°, in ihrer Ebene relativ zueinander gedreht "Wie aus F i g. 3 zu erkennen ist, sind die Ringabschnitte 9 der oben liegenden Federplatte 7 nach oben aus der durch die Stege 8 verlaufenden Plattenebene herausgebogen, wogegen die Ringabschnitte 10 aus der Plattenebene nach unten gewölbt sind und mit ihrem Wölbungsmaximum im Bereich der Radialstege 8' auf der Federplatte T auhiegen. Die Ringabschnitte 9' der Federplatte T sind hingegen nach unten und die Ringabschnitte 10' nach oben aus der Plattenebene herausgebogen.

Durch die Drehung der beiden Federplatten 7 und T um einen der halben Stegteilung entsprechenden Winkel wird erreicht, daß die verwoibten Ringabsehr.itte 10 und 10' um den Plattenurnfang herum zahnkranzartig ineinandergreifen, so daß jeweils die gewölbten Ringabschnitte 10,10' einer Federplatte 7, T im Bereich der Radialstege 8,8' der anderen Federplatte auf dieser aufliegen. Durch diese ineinanderpassende Anordnung der beiden Federplatten wird eine stabile Relativlage erreicht in der sich die Platten gegeneinander nicht drehen können. Die insgesamt ausgeübte Federkraft wird von der Steifigkeit der aufgebogenen Abschnitte 9 ü und 9' bestimmt Da die Federkräfte dieser Abschnitte hintereinander geschaltet sind, erfolgt keine Addition der Federkräfte, so daß die Federanordnung bei großem Hub verhältnismäßig weich ist. Erst gegen Ende des Federweges, sobald die Abschnitte 9 und 9' praktisch zur Gänze in die Plattenebene gedrückt sind, kommen auch die Abschnitte 10 und 10' zur Wirkung, deren Federkräfte sich addieren. Dieser Zustand wird bei einer in ein Verdichterventil eingebauten Federanordnung dieser Art erreicht kurz bevor die Ventilplatte 6 an ihr Hubende gelangt, wo sie auf dem Fänger 4 aufschlägt Dabei steigt die Federkraft durch Wirksamwerden der gewölbten Abschnitte 10 und 10' verhältnismäßig steil an, so daß eine wirksame Dämpfung der Aufschläge der Venlilplatte 6 auf dem Fänger 4 erzielt wird.

Bei dem in den F i g. 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 zwischen den Radialstegen 8 sind in entgegengesetzten axialen Richtungen wenigstens annähernd nach einer Zylinderfläche gewölbt, wie aus Fi g. 5 zu erkennen ist Die Ringabschnitte 9 des äußersten Ringes sind nach oben und die Ringabschnitte 10 des daran anschließenden Ringes sind nach unten aus der durch die Radialstege 8 verlaufenden Plattenebene herausgebogen. Im Zentrum der Federplatte 7 befindet sich eine Nabe 11 mit einem flexiblen Lenkerarm 12, der eine reibungsfreie Führung bewirkt Zwei Federplatten dieser Art werden wie im vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel zur Federanordnung dadurch zusammengebaut daß sie um 180° zueinander geklappt und außerdem in ihrer Ebene um einen der halben Stegteilung entsprechenden Winkel, Im vorliegenden Fall um einen Winkel von 90°, relativ zueinander gedreht aufeinander angeordnet werden. Eine solche Federanordnung Eeichnei sich durch eine besonders geringe Federkraft aus, da die gewölbten Ringabschnitte, welche die Federkraft liefern, verhältnismäßig lang sind.

Im Rahmen der Erfindung können auch mehr als zwei Federplatten zu einer vorteilhaften Federanordnung zusammengebaut werden. Ferner können die zum Aufbau der Befederung verwendeten gewölbten Federplatten eine beliebige Anzahl von radialen Stegen und eine beliebige Anzahl von konzentrischen Plattenringen aufweisen. Es können alle Ringe oder nur ein Teil der Ringe aus der Plattenebene in entgegengesetzten axialen Richtungen herausgebogen sein. Die gegebenenfalls eben verbleibenden Ringe tragen zur Feder kraft nicht bei, verbessern jedoch die Parallelführung der Ventilplatte.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Federanordnung für Verdichterventile, die aus wenigstens zwei gleich ausgebildeten, gewölbten Federplatten besteht, die um 180° geklappt und in ihrer Ebene gegeneinander gedreht aufeinandergelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Federplatten (7 und T) aus wenigstens zwei über Radialstege (8) zusammenhängenden konzentrischen Ringen bestehen, wobei die zwischen den Radialstegen (8) liegenden Ringabschnitte (9 und 10) wenigstens zweier Ringe aus der durch die Stege (8) verlaufenden Plattenebene .herausgebogen sind, daß sämtliche Ringabschnitte (9) eines dieser Ringe in der gleichen, aber entgegengesetzten Richtung wie die Ringabschnitte (10) des benachbarten Ringes aus der Plattenebene herausgebcgen sind und daß die Platten (7 und 7') um einen dei halben Stegteilung entsprechenden Winkel gegeneinander gedreht sind.

2. Federanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrischen Ringe der Federplatten (7 und 7') nur auf einem einzigen Plattendurchmesser durch Radialstege (8) miteinander verbunden und die aus der Plattenebene herausgebogenen Ringabschnitte (9 und 10) wenigstens annähernd nach einer Zylinderfläche gewölbt sind (F i g. 4 u. 5).