DE1500081B2 - RingventiT für Kolbenverdichter - Google Patents
RingventiT für KolbenverdichterInfo
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
- F04B39/10—Adaptations or arrangements of distribution members
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- F04B39/1033—Adaptations or arrangements of distribution members the members being disc valves annular disc valves
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- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ringventil für Kolbenverdichter, mi einem Verschlußorgan zwischen
Ventilsitz und Fänger, das durch eine zur Ventilachse konzentrische Schraubenfeder geführt
ist, die mit einem Ende am Fänger und mit dem anderen Ende am Verschlußorgan auf je einer Zylinderfläche
zentriert ist.
Ringventile dieser Art, bei denen das Verschlußorgan ohne sonstige Führung lediglich durch die
Belastungsfeder geführt ist, sind bereits in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie zeichnen sich
durch einfachen Aufbau und durch die reibungsfreie, ohne Verschleiß arbeitende Führung aus. Bei den
bisher bekannten Ausführungen hat sich jedoch gezeigt, daß insbesondere bei der Verwendung derartiger
Ringventile für Hochdruckverdichter schon nach verhältnismäßig kurzer Betriebszeit Abnützungserscheinungen
an der Dichtfläche des Ventilsitzes und an dem darauf aufschlagenden Verschlußorgan auftreten,
die zu einem Undichtwerden des Ventils führen. Beispielsweise wurde beobachtet, daß sich
die Kanten des Verschlußorgans in die Dichtfläche des Ventilsitzes einschlagen, was auf ein schräges
Auftreffen des Verschlußorgans auf dem Ventilsitz schließen läßt.
Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, daß die auftretenden Abnützungserscheinungen auf
eine ungenaue Führung des Verschlußorgans während des Betriebes zurückzuführen sind. Bekanntlich
können bei der Herstellung von Schraubenfedern keine engen Toleranzen für den Innen- und Außendurchmesser
der Endwindungen eingehalten werden, so daß zur Ermöglichung eines ungehinderten Einbaues
der Schraubenfedern in das Ventil zwischen den Endwindungen und den mit diesen zusammenwirkenden
Zylinderflächen ein entsprechendes Spiel eingeplant sein muß. Dieses Spiel an den beiden
Enden der Schraubenfeder, das sich in seinen Auswirkungen auf das Verschlußorgan addiert, hat eine
mangelhafte Zentrierung und Führung des Verschlußorgans zur Folge.
Die Erfindung bezweckt nun die Vermeidung der Nachteile der bekannten Ringventile dieser Bauart
unter gleichzeitiger Beibehaltung der Vorteile derselben und schafft dadurch Abhilfe, daß wenigstens
an einem Ende der Schraubenfeder die an der Zylinderfläche anliegenden Windungen vor dem Einbau
der Schraubenfeder über die Zylinderfläche radial vorragen und zur Erzielung eines spielfreien Sitzes
nachträglich abgeschliffen sind. Diese nachträgliche Bearbeitung der Endwindungen gestattet, sehr enge
Toleranzen einzuhalten, wodurch das Spiel zwischen .der bearbeiteten Endwindung der Schraubenfeder
und der mit dieser zusammenarbeitenden Zylinderfläche beinahe ganz ausgeschaltet werden kann. Dadurch
ergibt sich eine genaue Führung des Verschlußorgans, durch die vorzeitige Abnützungserscheinungen
und ein Undichtwerden des Ventils vermieden werden, was auch durch Versuche bestätigt
wurde.
Die Schraubenfeder kann bei den der Erfindung zugrunde liegenden Ventilen an ihren beiden Enden
wahlweise entweder mit ihrem Innendurchmesser oder mit ihrem Außendurchmesser auf den Zylinderflächen
zentriert sein. Erfindungsgemäß wird der gewählten Ausführung entsprechend entweder der
Innendurchmesser oder der Außendurchmesser am Ende der Feder nachträglich bearbeitet. Um die
nachträgliche Bearbeitung zu erleichtern, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die
an den Zylinderflächen anliegenden Windungen der Schraubenfeder mit von den übrigen Windungen
verschiedenem Windungsdurchmesser ausgeführt sind. Durch diese Maßnahme wird noch der weitere
Vorteil erzielt, daß eine Beschädigung der nicht anliegenden und während des Arbeitens des Ventils
sich elastisch verformenden Windungen der Feder beim nachträglichen Bearbeiten mit Sicherheit vermieden
wird, was insofern von besonderer Bedeutung ist, als auch nur kleine Einkerbungen oder scharfe
Kanten an der Außenhaut der Feder zu vorzeitigen Brüchen derselben führen können.
Als besonders vorteilhaft hat sich hierbei erwiesen, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
die Schraubenfeder tonnenförmig auszubilden. Im Rahmen der Erfindung sind aber auch andere Federformen
möglich. Beispielsweise wird es bei mit ihrem Außenumfang am Verschlußorgan oder am
Fänger anliegender Feder zweckmäßig sein, diese sanduhrartig in Form eines einschaligen Hyperboloides
auszubilden. Ferner hat sich die erfindungsgemäße Maßnahme sowohl bei aus Runddraht gewickelten
Schraubenfedern als auch bei Federn mit rechteckigem Querschnitt der Windungen als vorteilhaft
erwiesen.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In F i g. 1 ist
ein erfindungsgemäßes Ringventil im axialen Mittelschnitt dargestellt und die Fig. 2 und 3 zeigen je
ein Detail einer weiteren Ausführungsform in größerem Maßstab und im Schnitt.
Gemäß Fig. 1 besteht das Ringventil aus einem
Ventilsitz 1 und einem Fänger 2, welche Teile mit Hilfe eines Distanzringes 3 im Abstand voneinander
angeordnet und durch eine Schraube 4 mit der Mutter 5 fest verbunden sind. Im Zwischenraum zwischen
Ventilsitz 1 und Fänger 2 ist ein Verschlußorgan 6 in Achsrichtung verschiebbar angeordnet, das ringförmig
ausgebildet und durch eine konzentrisch im Ventil vorgesehene Schraubenfeder 7 belastet ist.
Die Schraubenfeder 7 ist mit einem Ende am Fänger 2 und mit dem anderen Ende am Verschlußorgan
6 auf je einer Zylinderfläche zentriert und dient gleichzeitig zur reibungsfreien Führung des
Verschlußorgans 6. Am Fänger 2 ragt die Schraubenfeder 7 in einen Ringraum 8 hinein und sitzt mit
ihrer letzten Windung auf der Zylinderfläche 9. Das Verschlußorgan 6 besitzt einen U-förmigen Querschnitt,
wobei die Zylinderfläche 10 für die Zentrierung der Schraubenfeder 7 von dem innenliegenden
ringförmigen Fortsatz 11 des Verschlußorgans gebildet wird. Innerhalb des vom ringförmigen Fortsatz
11 des Verschlußorgans umschlossenen Raumes liegen zahnkranzartig angeordnete Vorsprünge 12
des Distanzringes 3, die im Abstand vom Verschlußorgan 6 enden und als zusätzliche Hilfsführung
dienen, um bei einem Bruch der Schraubenfeder 7 ein Weiterarbeiten des Ventils zu ermöglichen.
Die im Ventil nach F i g. 1 vorgesehene Schraubenfeder 7 besteht aus hochkant gewickeltem Bandstahl
mit rechteckförmigem Querschnitt und ist tonnenförmig ausgebildet, wobei der Innendurchmesser
der auf den Zylinderflächen 9 und 10 gelagerten Endwindungen der Schraubenfeder 7 kleiner
als der Innendurchmesser der übrigen Federwindungen ist. Der Innendurchmesser der Endwindungen
ist bei der Herstellung der Schraubenfeder auch kleiner als der Durchmesser der Zylinderflächen 9
und 10. Vor dem Einbau der Schraubenfeder 7 in das Ventil wird der Innendurchmesser der Endwindungen,
die auf den Zylinderflächen 9 und 10 aufsitzen sollen, ausgeschliffen, so daß ein spielfreier
Sitz und dadurch eine genaue Führung des Verschlußorgans erzielt wird. Das Verschlußorgan 6
führt dadurch eine zur Dichtfläche des Ventilsitzes 1 im wesentlichen parallele Arbeitsbewegung aus und
trifft auch mit seiner vollen Fläche auf den Ventilsitz 1 auf, wodurch eine Beschädigung der Dichtflächen,
z. B. durch sogenannte Kantenschläge, und ein dadurch verursachtes Undichtschlagen vermieden
werden.
Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 besteht die Schraubenfeder 7 aus Runddraht und weist mit Ausnahme
ihres auf dem Verschlußorgan 6 aufliegenden Endes eine im wesentlichen zylindrische Form auf.
Hierbei ist lediglich die auf dem Verschlußorgan 6 liegende Endwindung mit kleinerem Durchmesser
gewickelt als die übrigen Federwindungen und nachträglich ebenfalls ausgeschliffen, so daß sich ein
spielfreier Sitz zwischen der Endwindung der Schraubenfeder 7 und der Zylinderfläche 10 am Verschlußorgan
ergibt. Bei einer aus Runddraht bestehenden Schraubenfeder wird durch diese Maßnahme außerdem
erreicht, daß die letzte Windung der Feder nicht nur entlang einer schmalen Berührungslinie,
sondern mit einer verhältnismäßig breiten Fläche an der Zylinderfläche 10 des Verschlußorganes 6 anliegt.
Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 unterscheidet sich im wesentlichen dadurch, daß die Schraubenfeder
7 nicht an ihrem Innendurchmesser, sondern an ihrem Außendurchmesser auf dem Verschlußorgan
6 anliegt. Die Zylinderfläche 10 für die Zentrierung der Schraubenfeder 7 ist dabei am äußeren
ringförmigen Fortsatz 13 des U-förmigen Verschlußorgans 6 vorgesehen. Die Schraubenfeder 7 besteht
gemäß F i g. 3 aus hochkant gewickeltem Bandstahl und weist eine im wesentlichen zylindrische Form
auf, wobei jedoch die auf dem Verschlußorgan 6 aufliegende Endwindung mit größerem Durchmesser
gewickelt ist als die übrigen Federwindungen, so daß sie an ihrem Außenumfang ohne Gefahr einer Verletzung
der übrigen Federwindungen abgeschliffen werden kann, damit ein fester und spielfreier Sitz
der Feder auf der Zylinderfläche 10 erzielt wird.
Im Rahmen der Erfindung sind sowohl hinsiehtlieh
des Querschnittes der Windungen als auch der äußeren Form verschiedene Ausführungsformen der
Feder möglich. Die Feder kann durchgehend eine zylindrische Form besitzen; sie kann aber auch an
ihren Enden einen anderen Durchmesser aufweisen als im Bereich der innenliegenden Windungen. Wesentlich
ist nur, daß die Feder bei ihrer Herstellung zumindest an ihren Enden derart bemessen ist, daß
sie auf die für ihre Zentrierung bestimmten Zylinderflächen erst nach einer Nachbearbeitung aufgebracht
werden kann, um auf diese Weise die Erzielung eines spielfreien Sitzes zu ermöglichen. Wenn die Feder
mit ihrem Innendurchmesser auf einer Zylinderfläche zentriert werden soll, wird sie bei der Herstellung
wenigstens im Bereich der letzten Federwindung einen kleineren Innendurchmesser aufweisen als die
Zylinderfläche, während bei einer Feder, die mit ihrem Außendurchmesser auf einer Zylinderfläche
zentriert werden soll, der Außendurchmesser vor der Nachbearbeitung größer als der Durchmesser
der Zylinderfläche sein muß. Als vorteilhaft haben sich beispielsweise tonnenförmige Schraubenfedern
für Ausführungen, die mit ihrem Innendurchmesser auf Zylinderflächen sitzen, und sanduhrartige Schraubenfedern
mit einer hyperbolischen Form für Ausführungen, bei welchen die Schraubenfedern mit
ihrem Außendurchmesser an einer Zylinderfläche anliegen, erwiesen.
Claims (3)
1. Ringventil für Kolbenverdichter, mit einem Verschlußorgan zwischen Ventilsitz und Fänger,
das durch eine zur Ventilachse konzentrische Schraubenfeder geführt ist, die mit einem Ende
am Fänger und mit dem anderen Ende am Verschlußorgan auf je einer Zylinderfläche zentriert
ist, dadurchgekennzeichnet, daß wenigstens an einem Ende der Schraubenfeder (7) die an
der Zylinderfläche (9 bzw. 10) anliegenden Windungen vor dem Einbau der Schraubenfeder über
die Zylinderfläche radial vorragen und zur Erzielung eines spielfreien Sitzes nachträglich abgeschliffen
sind.
2. Ringventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Zylinderflächen (9,
10) anliegenden Windungen der Schraubenfeder (7) mit von den übrigen Windungen verschiedenem
Windungsdurchmesser ausgeführt sind.
3. Ringventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (7) tonnenförmig
ausgebildet ist oder eine hyperbolische Form aufweist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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