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Die Erfindung betrifft ein Rmgventil, insbesonders für Verdichter, mit einem Ventilsitz, der ringförmig angeordnete Durchgangskanäle für das gesteuerte Medium aufweist, einem Fänger, der Abströmkanäle aufweist und im Abstand über dem Ventilsitz angeordnet ist, und mit einer zwischen Fänger und Ventilsitz angebrachten Ventilplatte, welche einzelne über den Durchgangskanälen des Ventilsitzes angeordnete Ringplatte und eine vom Fänger her federbelastet auf den Ringplatte aufliegende, gegenüber dem Ventilsitz zentrierte Stützplatte aufweist, und wobei die Ringplatten relativ zum Ventilsitz geführt sind.
Derartige Rrngventile sind beispielsweise aus der EP-345. 245 A1 bekannt und insbesonders bel Kompressoren bzw. Verdichtern zur selbsttätigen Steuerung des Ladungswechsel in Verwendung. Es werden dabei die wesentlichen Funktionen der Ventilplatte einerseits auf die Stützplatte und andererseits auf die einzelnen Ringplatte aufgeteilt. sodass diese beiden Elemente entsprechend der von ihnen auszuführenden Funktion optimiert werden können. Die einzeln ausgestalteten Ringplatte, die mit genügend grosser Weichheit bzw.
Nachgiebigkeit und Elastizität ausgeführt werden können, um eine dichte Zusammenwirkung mit den zugeordneten Gegenflächen am Ventilsitz sicherzustellen, ermöglichen die sichere und zuverlässige Abdichtung der Durchgangskanäle des Ventilsitzes, wogegen die Stützplatte, die relativ steif ausgebildet sein kann, für eine möglichst gleichmässige Aufbringung und Verteilung der Federkräfte sorgt.
Zur radialen Führung bzw. Zentnerung der einzelnen Ringplatte relativ zu den Durchgangskanälen des Ventilsitzes sind bei der genannten bekannten Anordnung entweder kegelige Dichtflächen mit entsprechenden Gegenflächen an den Ringplatte, oder aber Zentriervorsprünge bzw. nutförmige Vertiefungen an der Stützplatte angebracht, in die die Ringplatte eingesetzt sind, bzw mit denen diese zusammenarbeiten. Damit sind auch bei grösseren Hüben bzw. eben ausgebildeten zusammenwirkenden Dichtflächen keine die Funktion des Ventils beeinträchtigenden Verkantungen bzw. Verschiebungen der Ringplatte zu befürchten.
Weiters ist beispielsweise aus der DE-89 947 C ein als Wasserpumpenventil ausgebildetes Ventil der eingangs genannten Art bekannt, bel welchem drei lose Einzelnnge zwar separat befedert aber gegen eine mehrteilige Stützplatte abgestützt sind. Die Führung der Ringplatte ist zumindest teilweise mit der Befederung der Ventilplatte kombiniert, was wiederum zu den oben angesprochenen Problemen führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Rmgventil der eingangs genannten Art so weiterzubilden,
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gewährleistet ist.
Dies wird gemäss der Erfindung bei einem Ringventil der genannten Art dadurch erreicht, dass die Ringplatte mittels von der Befederung der Ventilplatte unabhängiger, an der für alle Ringplatten gemeinsamen Sitzplatte zentrierter Federelemente geführt sind, wobei die Federelemente in an sich bekannter Weise auf die Ringplatte wirken. Damit kann also zur Ermöglichung eines raschen Öffnens des Ventils die federbelastete und zusätzliche träge Masse aufweisende gemeinsame Stützplatte in einem gewissen, durch die Anordnung der zusätzlichen Federelemente gegebenen Abstand über den einzelnen Ringplatte angeordnet werden, ohne dass deswegen eine der Möglichkeiten für die Führung bzw.
Zentrierung der einzelnen Ringplatte eingebüsst wird und auch ohne in Kauf nehmen zu müssen, dass die zulässige Einbaulage des Ringventils auf horizontal liegende Ringplatte begrenzt würde, da ja frei aufliegende Ringplatte ansonsten relativ zu den Durchgangskanälen im Ventilsitz verrutschen oder herausfallen könnten.
Die unabhängigen Federelemente sind hinsichtlich ihrer Ausbildung und Anordnung in weiten Grenzen frei wählbar, was verschiedenste Möglichkeiten für die Abstufung der Federwirkung im Vergleich mit der gemeinsamen Befederung aller Ringplatte über die Stützplatte erlaubt. Üblicherweise wird auf alle Fälle für diese zusätzliche Befederung der separaten Ringplatte eine Auswahl in der Art getroffen, dass beim Öffnen des Ventils jede Ringplatte zuerst gegen die Wirkung der leichteren zusätzlichen Befederung bis zur Anlage an die Stützplatte gehoben wird und erst dann die gemeinsame Befederung über die Stützplatte zur Abbremsung der gesamten Ventilplatte wirksam wird.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Ringplatte und die Stützplatte an den sich gegenüberliegenden Flächen mit Ringnuten versehen, in denen die in an sich bekannter Weise als Wellringfedern ausgebildeten Federelemente liegen. Bezüglich Ausbildung und Anordnung dieser, an sich beispielsweise aus der US 3 786 834 A bekannten Wellringfedern in den Ringnuten kann hier beispielsweise so vorgegangen werden, dass im normalen Betriebsfall die Wellringfedern entsprechend zusammengedrückt in den zwischen den unmittelbar aufeinander aufliegenden Ringplatten- bzw. Stützplat- tenoberflächen ausgebildeten geschlossenen Ringnuten liegen und somit nur eine Führungsfunktion für die einzelnen Ringplatte haben.
Bel ungleichmässiger Ringplattenabnutzung bzw. bei einem Klemmen oder Kleben der Stützplatte am Fänger macht sich dann allerdings die zusätzliche Federkraft der jeweiligen Wellnngfeder bemerkbar. Die Gesamthöhe der Wellringfedern kann auch so gewählt werden, dass für den Fall, dass die Stützplatte klemmt, auch bei grösstem Hub die Führungsaufgabe durch die Wellringfeder erfüllt
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werden kann. Um die beiseitige Verwendbarkeit der Ringplatte zu gewährleisten, können die Ringnuten in den Ringplatte auf beiden Seiten vorgesehen werden.
Um ein eventuelles Festsaugen der Ringplatte an der Stützplatte zu verhindern, weist letztere in weiterer Ausgestaltung der Erfindung am Grund der Ringnuten Entlastungsbohrungen auf, von denen zumindest eine pro Ringplattengrösse vorzusehen ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ringplatte an der der Stützplatte zugewandten Seite Führrungsbereiche, z. B. nutartige Eindrehungen oder Erhebungen, aufweisen, an denen sich die Federelemente abstützen. Diese Führungsbereiche können sehr einfach auf die Art und Anordnung der unabhängigen Federelemente abgestellt werden-so sind beispielsweise für einzelne Schraubenfedern entsprechende einzelne Ausnehmungen bzw. Erhebungen möglich, die eine Zentrierung und Verdrehsicherung der einzelnen Ringplatten gewährleisten.
Die Federelemente können sich nach einer besonders bevorzugten weiteren Ausbildung der Erfindung von aus der Stützplatte ausgebogenen Federschenkeln gebildet sein. Diese können beispielsweise ausgestanzt oder mit Laser ausgeschnitten sein. was die Herstellung von präzise definierten zusätzlichen unabhängigen Federelementen vereinfacht.
Die Erfindung wird im folgenden noch anhand der in der Zeichnung teilweise schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Fig. 1 und 2 zeigen dabei Detailschnitte durch dem bisher bekannten Stand der Technik entsprechende bzw. diesem nachempfundene Ausführungsformen von Ringventilen im Bereich einer Ringplatte, Fig. 3 zeigt einen entsprechenden Detailschnitt durch ein erfindungsgemäss ausgebildetes Ringventil, Fig. 4 ein Detail aus Fig. 3 in einem Schnitt entlang der Linie IV-
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Erfindung, Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Stützplatte eines erfindungsgemässen Ringventils, mit links und rechts unterschiedlich ausgebildeten unabhängigen Federelementen, und Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Ringventils im Axialschnitt.
Die Ringventile in allen dargestellten Versionen weisen einen ringförmig angeordnete Durchgangskanäle 1 für das gesteuerte Medium aufweisenden Ventilsitz 2, einen Abströmkanäle 3 aufweisenden, über dem Ventilsitz 2 im Abstand angebrachten Fänger 4 und eine zwischen Fänger 4 und Ventilsitz 2 angebrachte Ventilplatte 5 auf, welche auf nur schematisch angedeutete Weise mittels Federn 6 vom Fänger 4 her federbelastet ist.
Die Ventilplatte 5 weist einzelne über den Durchgangskanälen 1 des Ventilsitzes 2 angeordnete Ringplatte 7 sowie eine gemeinsam auf allen Ringplatten 7 (die auf in den Fig. 5 und 7 ersichtliche Weise konzentrisch angeordnet sind) aufliegende, gegenüber dem Ventilsitz 2 zentrierte Stützplatte 8 auf, die üblicherweise aus relativ hartem Werkstoff, wie insbesonders Stahl, ausgebildet ist und die Kraft der Federn 6 gleichmässig auf alle, üblicherweise aus eher weichem Werkstoff, wie insbesonders Kunststoff, ausgebildeten Ringplatte 7 aufteilt, womit diese zur Abdichtung der Durchgangskanäle 1 auf die hier durchwegs kegelig ausgebildeten Dichtflächen 9 gedrückt werden. Diese Dichtflächen 9 könnten aber natürlich im Rahmen der Erfindung auch geeignete andere Form aufweisen und insbesonders auch eben ausgebildet sein.
Die eine Ausbildung nach dem bisherigen Stande der Technik zeigende Fig. 1 stellt eine mögliche Anordnung der Ventilringe dar, wobei diese während der Hubbewegung ohne jegliche Führung sind, und nur in der Schliessstellung durch die kegelige Form der Dichtflächen 9 zentriert werden. Die gegenüber der Stützplatte 8 im geöffneten Zustand des Ventils an sich frei verschiebbaren Ringplatte 7 können sich damit bei einem maximalen Hub H um einen Maximalbetrag von S verschieben. Das Ringventil muss daher insgesamt so konzipiert sein, dass bei einem maximalen Hub H die Höhe t2 kleiner als die Dicke d der Ringplatte ist, da ansonsten unter gewissen Umständen die Ringplatte geklemmt und an ihrer Schliessewegung bzw. ordnungsgemässen Funktion gehindert würde.
Dabei ist natürlich von Nachteil, dass der Ventilhub H - auch wenn dies aus betrieblichen Gründen möglich wäre - nicht über ein konstruktiv festgelegtes Mass hinaus angehoben werden kann.
Gemäss Fig. 2 ist nun in einer im wesentlichen der Fig. 1 entsprechenden Darstellung eine aus dem eingangs angesprochenen Stande der Technik bekannte bzw. zumindest abgeleitete Ausführung dargestellt.
Die Stützplatte 8 ist hier mit im Bereich der Zusammenwirkung mit den Ringplatte 7 umlaufenden Ringnuten 10 versehen, die eine tiefe f aufweisen und in die die Ringplatte 7 eingelegt sind. Der Spalt S1, der die mögliche radiale Relativbewegung zwischen Stützplatte 8 und Ringplatte 7 begrenzt, kann je nach Bedarf ausgebildet werden. Da die Ringplatte 7 einerseits durch den Anströmdruck und andererseits durch die Kraft der Federn 6 in die Ringnut 10 gedrückt werden, können sie nicht aus den Ringnuten 10 fallen und sind auch während der Hubbewegung geführt. Der maximale Ventilhub H kann damit unabhängig von der sonstigen Ventilgeometrie festgelegt werden, wobei insbesonders das zu Fig. 1 besprochene und eingetragene Mass tz beim Maximalhub H grösser als die Ringdicke d sein kann.
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Abgesehen von der In Fig. 2 dargestellten einfachen Möglichkeit zur Zentnerung der Ringplatte 7 relativ zur gemeinsamen Stützplatte 8 und damit zum Ventilsitz 2 gibt es natürlich auch noch weitere entsprechend einfache Möglichkeiten-so könnte in abgewandelter Weise die Stützplatte 8 umlaufende Erhebungen oder dergleichen aufweisen, auf denen die entsprechend ausgedrehten bzw. aufgebohrten Ringplatte aufgesteckt sein könnten, was gewisse Vorteile bietet, da dabei die seitlichen Anfasungen bzw Abschrägungen der Ringplatte, die ja an der In der Darstellung unteren Seite der Ringplatte als Dichtfläche dienen, nicht beschädigt werden können.
Weiters sind auch Ausführungen denkbar, bei denen Fixierstifte oder dergleichen, die durch die Stützplatte 8 hindurchragen und in entsprechende Bohrungen der Ringplatte 7 hineinragen, vorgesehen sein können.
Bei der erfindungsgemässen Ausbildung nach den Fig. 3 und 4 sind nun die Ringplatte 7, von denen wie auch In den Fig. 1 und 2 nur eine dargestellt ist, mittels von der hier nicht mehr dargestellten Befederung der Ventilplatte 5 Insgesamt unabhängiger Federelemente 11 an der Stützplatte 8 abgestützt.
Die Ringplatte 7 und die Stützplatte 8 sind an den sich gegenüberliegenden Flächen mit Ringnuten 10' versehen, in denen die hier als konzentrische Wellnngfedern 12 ausgebildeten zusätzlichen Federelemente 11 liegen, womit die Ringplatte 7 gegenüber der gemeinsamen Stützplatte 8 zentriert sind. Mit der entsprechenden radialen Luft zwischen den Nutdurchmessern und den Wellringfedern 12 wird die maximale radiale Verschiebemöglichkeit s festgelegt. Die Gesamthöhe wird so gewählt, dass für den Fall, dass die Stützplatte 8 klemmt, auch bel grösstem Hub noch eine Führung bzw. Zentrierung für die einzelne Ringplatte 7 gegeben ist, womit die unbelastete Höhe der Wellnngfedern 12 mindestens gleich dem Ventilhub H plus dem Zweifachen der Nuttiefe t sein muss.
Die Matenaldicke der Wellringfeder 12 selbst ist kleiner als die zweifache Nuttiefe t
Abgesehen von der durch die Wellnngfedern 12 gegebenen aktiven Führung der Ringplatte 7 relativ zur Stützplatte 8 ist auf diese Weise auch der Vorteil gegeben, dass bei ungleichmässiger Abnutzung der Ringplatte jede dieser Platten für sich durch die unabhängige Vorspannkraft der Wellringfeder 12 gegen den Ventilsitz 2 bzw. die Dichtflächen 9 gedrückt wird. Im ungestörten Normalbetrieb des Ringventils haben die Wellringfedern 12 nur Führungsfunktion, wobei die Anlageflächen der Ringplatte und der Stützplatte aneinander anliegen. Erst bei ungleichmässiger Abnutzung der Ringplatte, bzw. bei einem Klemmen oder Kleben der Stützplatte 8 am hier nicht dargestellten Fänger, macht sich die unabhängige zusätzliche Federkraft der Wellringfedern 12 bemerkbar.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, können die Ringnuten 10'auf beiden Seiten der Ringplatte 7 vorgesehen werden, um diese auch beidseitig verwendbar zu machen. Um ein eventuelles Festsaugen der einzelnen Ringplatte 7 an der Stützplatte 8 zu verhindern, ist für jede Ringplatte 7 zumindest eine Entlastungsbohrung 13 am Grunde der Ringnut 10'der Stützplatte 8 vorgesehen.
Abgesehen von der dargestellten und besprochenen Ausbildung der Wellringfedern 12 könnten diese aber natürlich auch so ausgebildet sein, dass damit ein gewisser Freiabstand zwischen den im Schliesszustand des Ventils auf den Dichtflächen 9 aufliegenden Ringplatte 7 und der Stützplatte 8 überbrückt wird, sodass bei der Öffnungsbewegung die Ringplatten 7 zuerst gegen die geringere Federkraft der Federele- mente 11 bzw. Wellringfedern bel vorerst stehender Stützplatte 8 angehoben werden. Erst nach der über die Wellringfedern 12 abgebremsten Anlage der Ringplatte 7 an der Stützplatte 8 bewegt sich dann die gesamte Ventilplatte 5 gegen die Wirkung der hier nicht dargestellten Befederung in Richtung zum Fänger.
Damit kann ein leichtes Öffnen des Ventils bei gleichzeitig sicherer und effektiver Abbremsung der Öffnungsbewegung der gesamten Ventilplatte erreicht werden.
Gemäss den Fig. 5 bis 7 sind die unabhängigen Federelemente 11 zwischen Stützplatte 8 und Ringplatte 7 unmittelbar von aus der Stützplatte 8 ausgebogenen Federschenkeln 14 gebildet, welche sich in hier wiederum als Ringnut 10'ausgebildeten Führungsbereichen an der der Stützplatte 8 zugewandten Seite der Ringplatte 7 abstützen, womit wiederum die beschriebenen Vorteile hinsichtlich der Führung bzw. Zentnerung der einzelnen Rtngplatten 7 auch während der Hubbewegung und hinsichtlich der unabhängigen Zusatzbefederung der Ringplatte 7 gegeben sind. Die Ausführungen nach den Fig. 5 und 7 unterscheiden sich im wesentlichen nur dadurch, dass gemäss Fig. 7 keine Ringnuten 10'in den Ringplatte 7 vorgesehen sind-ob ein einfaches Aufliegen der Federschenkel 14 auf der Oberseite der Ringplatte 7 für die Führung bzw.
Zentrierung der Ringplatte 7 ausreicht, oder ob an der Stelle der Auflage der Federschenkel 14 beispielsweise entsprechende Erhebungen oder Ausnehmungen, die mit den Enden der Federschenkel 14 zusammenarbeiten, vorzusehen sind, ist im Einzelfall leicht festzustellen bzw. zu entscheiden.
Bezüglich der Fig. 5 und 7 ist der Vollständigkeit halber auch auf die zentrale Schraube 15 zu verweisen, die in den Fänger 4 bzw. den Ventilsitz 2 eingeschraut. Ist und mittels einer Mutter 16 das gesamte Ringventil zusammenhält. In beiden Fällen ist auch zwischen Fänger 4 und Ventilsitz 2 ein Distanzstück 17 eingesetzt, das auf einer Eindrehung 18 die Ventilplatte 5 bzw. die Stützplatte führt, die
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damit Ihre Hubbewegung in axialer Richtung ausführen kann. Die eigentlichen Ventilfedern sind wiederum angedeutet und mit 6 bezeichnet.
In Fig. 6 ist schliesslich noch in zwei Varianten die Ausbildung von aus der Stützplatte 8 ausgebogenen Federschenkeln 14 ersichtlich. Auf der linken Seite sind durch Laserschnitt hergestellte einseitige Zungen zu ersehen, die zwar einfach in der Herstellung sind, die aber unter gewissen Umständen ein ständiges Weiterdrehen der damit befederten einzelnen Ringplatte bewirken. Um dies zu verhindern, können die Federschenkel 14 gemäss der Darstellung auf der rechten Seite aber auch als in beide Richtungen weisende doppelte Zungen ausgebildet werden, die damit auch eine Verdrehsicherung der hier nicht dargestellten Ringplatte 7 ergeben.