DE3713430A1 - Ventil, insbesondere fuer kompressoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere für Luftkompressoren. Sie läßt sich jedoch bei jeder anderen Art von Pumpen anwenden. Das Ventil kann sowohl als Zufuhrventil, wie auch als Saugventil eingesetzt werden.

Ventile der genannten Art sind von einer Verschlußplatte eines Zylinders getragen, in dem ein Kolben hin- und hergeht. Diese Ventile lassen ein fließfähiges Medium durch in der Platte vorgesehene Bohrungen hindurch, und zwar entweder in den Zylinder hinein oder aus diesem heraus, je nachdem, ob das Ventil ein Einlaß- oder ein Saugventil ist. Derzeit erhältliche Ventile weisen einen Streifen auf, der an der Platte ent­ weder zentral oder an deren einem Ende befestigt ist. Solche Ventile arbeiten auf dem Prinzip der Biegsamkeit des Streifens und öffnen und schließen die Bohrungen für den Durchtritt des fließfähigen Mediums in Abhängigkeit von dem Kolbenhub.

Solche Ventile haben zwei erhebliche Nachteile, die in starkem Geräusch sowie hohen Temperaturen bestehen. Das Geräusch hat seine Ursache darin, daß der Streifen vibriert, da er nämlich um ein bestimmtes Maß abheben kann; demzufolge schlägt er ständig auf der Platte sowie auf einem An­ schlag zum Begrenzen der Abhebebewegung an. Manchmal kann dabei auch Resonanz auftreten. Um diesen Nachteil zu vermeiden, sehen einige Her­ steller keinen Endanschlag für die Abhebebewegung vor; der Streifen schlägt jedoch nach wie vor am Verschluß an. Die hohe Temperatur geht auf die starke Reibung zurück, die während des Durchtritts von fließ­ fähigem Medium bei turbulenter Strömung auftritt. Um dem abzuhelfen, gestalten eine Reihe von Herstellern eine Mehrzahl von Bohrungen derart, daß der Querschnitt gesteigert wird; außerdem werden mehrere Ventile vorgesehen. Um mehrere Ventile tragen zu können, muß die Platte einen größeren Durchmesser haben. Demgemäß ist es notwendig, die Bohrung zu vergrößern. Damit dieselbe Kapazität gegeben ist, muß der Hub gleich­ zeitig verringert werden. Der einzige Effekt, der hieraus hervorgeht, besteht darin, daß die Gesamtherstellungskosten steigen, da ja mehr Arbeitsvorgänge an der Platte vorgenommen werden müssen, und da die Anzahl der einzelnen Komponenten größer ist. In allen Fällen unterliegen die derzeit erhältlichen Ventile aus den genannten Gründen einem ganz erheblichen Verschleiß und haben deswegen nur eine geringe Lebensdauer. Dadurch werden wiederum Kosten gesteigert, da der Arbeitszyklus der mit solchen Ventilen ausgestatteten Vorrichtungen abgeschaltet werden muß, um die Ventile auszutauschen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, ins­ besondere für Luftkompressoren, das die genannten Nachteile nicht auf­ weist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt ein Ventil gemäß der Erfindung in Draufsicht;

Fig. 2 zeigt eine Platte in Draufsicht, die das Ventil gemäß Fig. 1 trägt;

Fig. 3 ist eine Teilansicht von unten her auf die Platte gemäß Fig. 2 gesehen.

Die Fig. 4 und 5 sind Teilschnittansichten des Ventiles von Fig. 1 bei zwei verschiedenen Betriebszuständen.

Das Ventil (1) ist in einen Luftkompressor eingebaut, von dem schematisch ein von einer Ventilträgerplatte (3) abgesperrter Zylinder (2) darge­ stellt ist; im Zylinder (2) läuft ein Kolben (4) hin und her. Das hier dargestellte Ventil (1) ist ein Einlaßventil; es könnte natürlich ebenso gut ein Saugventil sein.

Man erkennt aus Fig. 1 ferner, daß Ventil (1) u. a. einen Streifen um­ faßt, der am besten aus Metall besteht, und in den zwei U-förmige, durch­ gestanzte Schlitze (5) eingearbeitet sind, und zwar derart, daß die beiden U gegeneinander offen sind. Durch diese Schlitze (5) wird im Streifen ein Zentralbereich (6) gebildet, der somit zwischen den Schlitzen (5) liegt, zwei Zwischenbereiche, die sich seitlich des Zentral­ bereiches befinden und die aus einer entsprechenden Zunge (7) bestehen sowie ein Endbereich (8). Die Zungen (7) sind durch den zentralen Bereich (6) miteinander verbunden. An ihren freien Enden haben sie jeweils eine Durchgangsbohrung (11). Der Streifen ist in Bezug auf seine beiden zueinander rechtwinkligen Hauptachsen symmetrisch. Die eine dieser Achsen ist die Längsachse der Zungen (7).

Aus den Fig. 2 bis 5 erkennt man, daß das Ventil auf der Außenfläche der Platte (3) montiert ist. Platte (3) weist zwei Gewinde-Sackbohrungen (12) auf, in die jeweils eine Schraube (13) eingeschraubt ist, die zuvor durch den Streifen hindurchgeführt wurde. Zwischen dem Kopf der einzelnen Schraube (13) und dem Eingangsende der betreffenden Bohrung (11) ist eine Feder (14) eingelassen. Platte (3) weist eine Durchgangsbohrung (15) auf, die sich im Bereich des zentralen Teiles (6) befindet, ferner zwei Durchgangsschlitze (16) von ebenfalls U-förmiger Gestalt. Die beiden U sind einander zugewandt und befinden sich an Stellen entsprechend dem Umfangsbereich (8) von Ventil (1). Die Schlitze (16) haben dieselben Symmetrieachsen wie die Schlitze (5), die gleichzeitig die Längsachse der Zungen (7) ist. Bohrung (15) und die Schlitze (16) bilden Durchtritts­ öffnungen für fließfähiges Medium aus dem Inneren des Zylinders (2) nach außen. Das fließfähige Medium (Flüssigkeit, Gas) tritt in Zylinder (2) durch ein hier nicht dargestelltes Saugventil ein, das ebenfalls von Platte (3) getragen ist. Dieses Saugventil kann genauso aussehen, wie Ventil (1).

Ventil (1) arbeitet wie folgt: insbesondere während des Saughubes gemäß Fig. 4 schließt Ventil (1) die Bohrung (15) und die Schlitze (16) ab, so daß Medium in diese Bohrung von außen in das Innere des Zylinders (2) durch das genannte Saugventil einströmt. Während des Druckhubes gemäß Fig. 5 verformt das Medium das Ventil (1), wodurch die Bohrung (15) und die Schlitze (16) geöffnet werden und demgemäß Medium durch diese Letztgenannten hindurchtritt. In Fig. 5 ist durch Pfeile veranschau­ licht, wie Medium aus Bohrung (15) und den Schlitzen (16) um die Kante des Außen- oder Umfangsbereiches (8) und nach oben durch die Schlitze (5) hindurchtritt. Aufgrund der Gestalt von Fig. 1 und aufgrund der Art und Weise, in welcher es an Platte (3) befestigt ist, heben Zentral­ teil (6) und Umfangsteil (8) im wesentlichen parallel zur Platte (3) ab. Lediglich die Zungen (7) verformen sich, um ein Anheben des zentralen Teiles (6) zu erlauben; sie sind ja durch Schrauben (13) an Platte (3) befestigt. Die Federn (14) bilden entsprechende Reibungselemente, indem sie für die Rückkehr von Ventil (1) sorgen und außerdem dessen Verformung dämpfen.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die angestrebten Vorteile erzielt werden.

Insbesondere erlaubt die Anwendung von Ventil (1), daß ein weiter Durch­ flußquerschnitt vorgesehen wird (Bohrungen 15 und Schlitze 16). Der weite Durchflußquerschnitt führt zu einer mehr laminaren Strömung und verringert damit die Reibung mit einer entsprechenden Absenkung der Temperatur. Im Hinblick auf das vorstehend Gesagte läßt sich der Hub von Ventil (1) verringern, womit auch das Geräusch verringert wird, nicht zuletzt dank der Federn (14). Im Gegensatz zu bekannten Ausführungs­ formen erlaubt die Erfindung die Senkung der Gesamt-Herstellungskosten; die Bearbeitung von Platte (3) ist nämlich ganz einfach und die Anzahl der einzelnen Komponenten ist gering. Auch ist der Verschleiß, dem Ventil (1) ausgesetzt ist, wesentlich kleiner; hierdurch werden die Lebensdauer gesteigert und die Wartungs- und Reparaturkosten gesenkt.

Es sind alle möglichen Abwandlungen und Ausführungsformen des be­ schriebenen und dargestellten Ventiles denkbar, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

So könnte insbesondere Platte (3) mit noch mehr Bohrungen (15) und/oder noch mehr konzentrischen Schlitzen (16) ausgestattet sein. Statt der U-förmigen Schlitze in Platte (3) könnten wenigstens zwei kontinuierliche Schlitze vorgesehen werden, die zusammen eine U-förmige Gestalt haben. Ventil (1) könnte schließlich aus einem Streifen von Verbundmaterial, beispielsweise mit Kohlenstoff-Faser, aufgebaut sein.

Claims (10)

1. Ventil, insbesondere für Kompressoren, gekennzeichnet durch einen Streifen, in welchem sich zwei erste im wesentlichen U-förmige Schlitze (5) befinden, die einander zugewandt sind und einen zentralen Bereich (6) bilden, der sich zwischen den Schlitzen (5) befindet, daß die zwischen dem zentralen Bereich (6) befindlichen Zwischen­ teile liegen und aus entsprechenden Zungen (7) bestehen, die an einer Ventilträgerplatte (3) befestigt sind, einen Zylinder (2) absperrend, in welchem ein Kolben (4) hin- und hergeht, daß ein Um­ fangsteil (8) vorgesehen ist, daß wenigstens der Umfangsteil (8) unter der Wirkung des Kolbens (4) zwischen einer Schließposition hin- und herzugehen vermag, die die Öffnungen (15, 16) in Platte (3) absperrt, und einer Offen-Position, in welcher Medium durch die Öffnungen (15, 16) hindurchströmt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen in Bezug auf seine beiden Hauptachsen symmetrisch ist, von denen eine die Längsachse der Zunge (7) ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (7) an der Platte (3) mit ihren freien Enden befestigt sind.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (7) an ihren Enden jeweils eine erste Durchgangsbohrung (11) aufweisen, durch die eine entsprechende Schraube (13) hindurchgeführt ist, die in eine zweite Gewindebohrung (12) in Platte (3) eingeschraubt ist, und daß zwischen dem Kopf der einzelnen Schraube (13) und der Kante der ersten Bohrung (11) je eine Feder (14) vorgesehen ist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen wenigstens eine dritte Durchgangsbohrung (15) in der Platte (3) aufweisen, und zwar entsprechend dem zentralen Bereich (6) des Streifens, und daß wenigstens zwei zweite Durchgangs­ schlitze (16) entsprechend dem genannten Umfangsbereich (8) einge­ formt sind.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schlitze (16) U-förmig, einander zugewandt sind und dieselbe Symmetrie­ achse wie die ersten Schlitze (5) haben.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen von der Außenfläche der Platte (3) getragen ist und somit zum Einlaß von Medium dient.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen aus Metall besteht.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen aus einem Verbundwerkstoff aufgebaut ist, beispiels­ weise unter Verwendung von Kohlenstoff-Fasern.

10. Kompressor mit einem Zylinder (2), in dem ein Kolben (4) hin- und hergeht, abgesperrt durch eine Ventilträgerplatte (3), dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Platte (3) mit wenigstens einem Ventil gemäß der Ansprüche 1 bis 9 ausgestattet ist.