DE1903891A1

DE1903891A1 - Federplatte fuer Mehrringventile

Info

Publication number: DE1903891A1
Application number: DE19691903891
Authority: DE
Inventors: Robert Koehler
Original assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Priority date: 1968-01-31
Filing date: 1969-01-27
Publication date: 1969-09-11
Also published as: JPS4949133B1; SE336510B; AT272497B; US3598389A; DE1903891B2; FR2001045A1; GB1208841A; DE1903891C3

Description

Dipl.-in::. ':1\ ' ' VM 1

München I₁ .^iiLil 7 '

Tel. 2ö 19 89

27, Jan. 1969

HOERBIGER VENTILWERKE AKTIENGESELLSCHAFT, Wien

Federplatte für Mehrringventile

Die Erfindung bezieht sich auf eine Federplatte für Mehrringventile, mit konzentrischen Plattenringen, die durch radiale Stege miteinander verbunden sind, wobei alle Stege auf demselben Durchmesser der Federplatte liegen und die Federplatte ungefähr nach einer Zylinderfläche gewölbt ist.

Für die Befiederung der Verschlußplatten von Mehrringventilen, die vor allem in Kolbenverdichtern als Saug- und Druckventile verwendet werden, sind verschiedene Ausführungeformen von Federplatten bekannt, ss.B. Platten mit aus der Plattenebene herausgebogenenfedernden Zungen, mit tellerartiger Wölbung oder mit zylindrischer Wölbung. Bei zylindrisch gewölbten Federplatten ist es außerdem bekannt, die konzentrischen Plattenringe untereinander durch höchstens zwei Stege zfu verbinden, wobei alle Stege auf demselben Plattendurchmesser liegen und die zylindrische Wölbung derart vorgesehen ist, daß die Wölbungsachse parallel zu dem durch die Stege gehenden Plattendurchmesser verläuft. Diese Ausfüarungsform zeichnet sich den anderen bekannten Federplatten

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gegenüber durch einfache Herstellbarkeit und vor allem durch eine größere Lebensdauer aus. Aufgrund der weitgehenden Verringerung der zwischen den Plattenringen vorhandenen Stege und der besonderen Wölbung der Platte, bei welcher der Stegdurchmesser ungewölbt bleibt, können sich die von der Herstellung verbleibenden inneren Spannungen ausgleichen und werden die Biegebeanspruchungen weitgehend herabgesetzt.

Bei allen bisher bekannten Federplatte?! einschließlich der zylindrisch gewölbten Platten mit nur auf einem einzigen Plattendurmesser liegenden Stegen gehen die die Federarbeit leistenden Feuerarme oder Ringabschnitte von radialen Stegen der Platte aus, die beim Arbeiten des V_entiles praktisch nicht verformt werden. Die Stege selbst sind somit iswar nicht besonders beansprucht; an den die sogenannten Federwurzeln bildenden Übergangsstellen zwischen den Stegen und cleaa. federnden Ringteilen treten jedoch die maximalen Biegebaanspmchungen auf. Bei den bekannten Ausführungen sind daher diese Federwurzeln, in deren Bereich ungünstige Querschnittanderungen der federnden Plattentelle zufolge öas Überganges in die Stege unvermeidlich sind, am meisten bruchgefährdet, so daß unter arschwerten Betriebsverhältnissen an diesen Stellen Plattenbrüche auftreten können.

Sie Erfindung bezweckt die Vermeidung dieses Nachteiles und hat eine weitere Verbesserung der Federplatten zum Gegenstand. Sie geht dabei von der eingangs genannten Plattenform aus und besteht darin, daß die Wölbungsachse der ungefähr zylindrischen Wölbung quer zu dem durch die Stege gehenden Durchmesser der Federplatte vorgesehen ist. Durch diese Ausbildung werden Querschnittsveränderungen an den am me iß ten beanspruchten Stellen im Bereich der Wölbungsachse vermieden, so daß die erfindungsgemäße Federplatte praktisch keine kritisch beanspruchten Stellen aufweist. Ferner ist die e^findungsgemäße Plattenform einfach herstellbar. Es wird dabei auch praktisch die gesamte Plattenfläche für die Eederungs-

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arbeit ausgenützt und eine weitgehend symmetrische Verteilung der Federkräfte erzielt.

Aufgrund der mitgewölbten radialen Stege zwischen den konzentrischen Plattenringen weist die erfindungsgemäße Federplatte bei gleicher Plattendicke eine größere Steifigkeit auf als die bekannten Ausführungen mit zum Stegdurchmesser paralleler Wölbungsachse. Zur Verringerung der Steifigkeit kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung an wenigstens einer Stelle des durch die Stege gehenden Durchmessers der Federplatte ein Trennschnitt vorgesehen sein, durch den die Radialverbindung "zwischen den Plattenringen unterbrochen ist. Dadurch wird eine Wölbung der Stege weitgehend vermieden und eine Verringerung der Materialbeanspruchung an diesen Stellen erzielt. Ua auch die Federsteifigkeit weitgehend herabgesetzt wird, kann die Plattendicke ohne nachteilige Erhöhung der Federkraft vergrößert werden, so daß die Bruchsicherheit entsprechend verbessert wird. Durch die Trennschnitte im Bereich des Stegdurchmessers wird auch erreicht, daß in diesem Bereich alle Ringe₍auf den Abstützflächen der Federplatte unmittelbar abgestützt und dadurch voll wirksam sind, was einen weiteren Vorteil darstellt. Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Federplatte werden somit praktisch sämtliche Vorteile der bisher bekannten Federplatten vereinigt und deren Nachteile vermieden. :

Eine "bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß von der Plattenmitte ausgehend jeder zweite der in radialer Richtung aufeinanderfolgenden Stege zwischen den Plattenringen mit einem zum Stegdurchmesser senkrecht verlaufenden Trennschnitt versehen ist, wobei die Trennschnitte auf den beiden Seiten der Plattenmitte zwischen verschiedenen Plattenringen liegen. Die Trennschnitte können aber auch schräg zum Stegdurchmesser durch die Plattenringe verlaufen, wobei die Platte in Ringhälftsn unterteilt ist und die Ringhälften benachbarter Ringe über schräg verlaufende Brücken

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zusammenhängen. Auf d£eee Welse können alle inneren Plattenringe aufgetrennt sein, so daß lediglich der äußerste und zweckmäßig auch der innerste Plattenring ohne Irennsehnitte verbleiben.

Die Steifigkeit der erfindungsgemäßen Federplatte kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durch Radialschnitte noch weiter verringert werden, welche die konzentrischen Plattenringe an in Umfangsriehtung «wischen den Stegen liegenden Stellen durchtrennen. Vorzugsweise werden diese Radialschnitte in der Wölbungsachse der zylindrischen Wölbung angeordnet. Um den Zusammenhang zwischen den einzelnen Plattenringen zu wahren, wird jeder Plattenring nur durch einen einzigen Radialschnitt durchtrennt und werden die Radialschnitte in den aufeinanderfolgenden Ringen abwechselnd auf verschiedenen Seiten der Plattenmitte diametral gegenüberliegend vorgesehen. Es wird auf diese Welse eine weitgehend aufgelockerte, einfach herstellbare Federplatte mit vorteilhaften Federungseigenschaften geschaffen, die sich durch große Bruchsicherheit auszeichnet, da kritisch beansprucht® Stellen zur Gänze fehlen und aufgrund der geringen Steifigkeit der Platte eine große Plattendicke gewählt werden kann, ohne die jewtils erforderliche Federkraft zu überschreiten.

Sie erfindungsgemäße Federplatte kam gleitend geführt sein; sie kann aber auch in an eich bekannter Welse eine Nabe mit zum innersten Plattenring führenden elastischen Lenkerarmen aufweisen und mittels der Fabe im Tentil festgespannt sein. Bei entsprechender Auflockerung des mittleren Teils der Platte durch Xrennschnltte kann auch der innerste Plattenring selbst fest eingespannt werden« wobei keine besonderen. Lenkerarme notwendig sind. Sie gemäß der Erfindung ausgebildeten Federplatten können In allen übllohen Ventiltypen sur Belastung beliebiger Verechlußplatten mit Torteil angewendet werden.

In der Zeichnung sind einige Ausfiihrungsbelepiel· der Erfindung dargestellt. Flg. 1 **igt «ine erfindungegesaß ausge-

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"bildete Federplatte im Grundriß, Pig. 2 dazu eine Seitenansicht und in den Fig. 3,4,5 und 6 ist je ein weiteres Auaführungsbeispiel der Erfindung im Grundriß dargestellt, wobei zur Vereinfachung der Darstellung die Wölbung der Platten unberücksichtigt geblieben ist.

Die Federplatte ist in allen Ausführungsbeispielen mit bezeichnet und besteht aus mehreren konzentrischen Hingen 2, die durch radiale Stege 3 miteinander verbunden sind. Alle Stege 3 liegen auf demselben Durchmesser der Federplatte 1, welcher strichpunktiert eingezeichnet und mit 4 bezeichnet ist. Zwischen den Eingen 2 befinden sich die Durchgangsschlitze 5 für den Durchtritt des gesteuerten Mediums durch die Federplatte 1. Alle dargestellten Federplatten 1 sind nach einer Zylinderfläche gewölbt, wobei die gestrichelt eingezeichnete Wölbungsachse 6 quer zu dem durch die Stege 3 gehenden Durchmesser 4 verläuft, wie aus den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist. Dadurch werden kritische. Biegebeanspruchungen der Federplatte im Bereich der Stege 3 vermieden. Die größten Biegebeanspruchungen treten in oder in der Nähe der Wölbungsachse 6 auf, an der jedoch keine nachteiligen Querschnittsänderungen der Platte vorhanden sind. An diesen am meisten beanspruchten Stellen der Platte befinden sich verhältnismäßig lange Ringabschnitte, die sich ohne Behinderung durch die benachbarten Ringe frei bewegen können, so daß sich allfällige innere Spannungen ausgleichen können und zu große Biegebeanspruchungen vermieden werden.

In den Aueführungsbeispielen nach den Fig. 3-6 sind längs des Stegdurchmessers 4 Trennschnitte 7 vorgesehen, durch welche die durch die Stege 3 gebildete, gemäß Fig. 1 durchgehende Radialverbindung zwischen den Plattenringen 2 unterbrochen ist. In den Fig.3, 5 und 6 verlaufen die Trennschnitte 7 senkrecht zum Stegdurohmesser' 4. Von der Plattenmitte ausgehend ist jeder zweite der in radialer Richtung aufeinanderfolgenden Stege 3 durchtrennt, wobei die Trennschnitte 7 auf den beiden Selten

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der Plattemaltte zwischen verschiedenen Plattenringen 2 liegen, so daß der Zusammenhang zwischen allen Ringen 2 der Federplatte 1 gewahrt bleibt« Die benachbarten Ringe 2 sind dadurch jeweils durch einen einzigen Steg 3 miteinander verbunden. Gemäß FIg. 4 verlaufen dagegen die Trennaeiinltte 7 schräg zum Stegdurchmesser 4 waä durchsetzen öle Plattenrimge 2, die dadurch In Ringhälften aufgeteilt sind, Zwischen den Trenö,™ sehnltten 7 verbieiban' sum Stegdurehmesser 4 se&räg verlaufende Brücken 8,. durch welehe die Ringhälften benachbarter Ringe miteinander in Verbindung atehen, so daß aueii bei dieser Ausf ülirungsf or® dar Zusameafeang zwischen den' einzelnen Plattenringen 2 gewahrt bleibt. Die am inneren unä äaßeren Rand der Federplatte 1 liegenden RiBge 2 ainä ssvFeckiEäßig idMhfb aufg©-- treimt.

Durch diese weitgehende Aufzeichung äex Platta mittels der Trennschnitte 7, wobei lediglich di© für den Zusaiamenhali;' der Platte unbedingt notwendigen Stegverblndussgea. aid.3ch@n dsa Ringen 2 erhalten bleiben, werden- lo?i.tiisslie Blegelisaaapraclnmgen Im Bereich der Stege 3 praictis©Si zur Gänse (vermiaäezi uaai wird außerdem die Steifigkeit ä@r federplatte 1 vsrrlngert« Um die, Platte noch weicher zu machen, sind gemäß S⁵Ig. 5 zusätzlich zu defr Trennschnitten 7 Rad3,alsclmitte!9 vorgesehen,, die einen Tel} der Plattenringe 2 duichtrennen. Ms Radialschnitte 9 liegen in ^Umfausrichtung zwischen den Stegen 3 im der Wjölbungsachse 6 tier zylindrischen Wölbung der sFeäerplatt© Jede:? Plattehring 2.ist nur durch einen einzigen R&ülalaohnitt aufgetrennt» wobei flie Radialschnitte¹ in den aufeinanderfolgenden Ringen 2 abwechselnd auf verschieden«. Seiten der Plattenmitt^ liegen, so daß nicht nur der Zusammenhang zwischen den Plattenringen 2 gewahrt bleibt sondern auch, eine FeldeTwiriaiEig mögliohst vermieden wird.

Die in Fig. 6 gezeigte Federplatte 1 Ist für Fuhrung ausgebildet. Sie besitzt für diesen Iweclc In de?? Plat ,tenmltte eine Nabe 1o, voi^ der elastische JmBk^TB-Tm» 11. äusdie zum innersten KLattenrlng 2 filMam. Mit Hilfe de?

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Nabe 10 kann die Federplatte 1 im Ventil fest eingespannt werden. Aufgrund der weitgehenden Auflockerung der erfindungsgemäßen Federplatte durch die Trennschnitte 7 können aber auch die anderen dargestellten Plattenformen im Ventil fest eingespannt werden, insbesondere die in Fig. 4 gezeigte AusfUhrungeform, wobei der innerste Plattenring eingespannt wird und keine besonderen lenkerarme notwendig sind. Aus Fig. 6 1st ferner zu erkennen, daß zur. Herstellung dieses Ausführungsbeispiels von einer Plattenform mit auf zwei Plattendurchmessern liegenden Stegen ausgegangen wurde. Die in der Wölbungeachse 6 ursprünglich vorhandenen Stege sind jedoch alle durch verhälnismäßlg breite Xrennschnitte 12 aufgetrennt, wodurch praktisch die gleiche Plattenform erhalten wird, wie beim AusführungsbeiBpIel nach. Fig. 3.

Anhand der nur beispieleweise dargestellten Ausführungsformen der erflndungsgemäSen Federplatte ist zu erkennen, daß im Rahmen der Erfindung durch Kombination und Variation der veranschaulichten Merkmale die verschiedensten Plattenformen hergestellt werden können. Zur Erzielung der von der Erfindung angestrebten Tortelle 1st dabei lediglich wichtig, daß die Plattenringe durch; auf einem.einzigen Plattendurchmesser liegende Stege verbunden sind und die zylindrische Wölbung der Platte derart vorgenommen wird, daß die Wölbungeachse quer zu denjäurch die Stege gehenden Durchmesser der Federplatte ver- . läuft. Die Trennechnitte durch die Stege und die Plattenringe dienen zur Auflockerung der Platte und zur Erzielung einer größeren Federweichheit, sind jedoch nicht unbedingt erforderlich.

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Claims

P atentansprüche

Federplatte für Mehrringventile, mit konzentrischen Plattenringen, die durch radiale Stege miteinander verbunden sind, wobei alle Stege lauf demselben Durchmesser der· Federplatte liegen und die Federplatte ungefähr nach einer Zylinderfläche gewölbt ist^ dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbungsachse (6) der ungefähr zylindrischen Wölbung quer zu dem durch die Stege (3) gehenden Durchmesser (4) der Federplatte (1) vorgesehen itet.

^ 2. Federplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer Stelle des durch die Stege (3) gehenden DurchmeeseiB (4) den Federplatte (1) ein Trennschnitt (7) vorgesehen ist, durch/den die ·Radialverbindung zwischen den Plattenringen (2) unterbrochen ist. . .

3. Federplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Plattenmitte ausgehend jeder zweite der in radialer Richtung aufeinanderf olgenden. Steg« (3) zwischen den Plattenringen (2) mit einem zum Stegdurchmesser (4) senkrecht verlaufenden Trennschnitt (7) versehen ist, wobei die Trennschnitte (7) auf den beiden Seiten der Plattenmitte zwischen verschiedenen Plattenringen (2) liegen.

4.· Federplatte naJch Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß " die Trennschnitte (7) schräg zum Stegdurchmesser (4) durch die PpLattenringe (2) verlaufen.

Federplatte nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der konzentrischen Plattenringe (2) an einer in Umfausrichtung zwischen den Stegen (3) liegenden Stelle, vorzugsweise in der Wölbungsachae (6) der zylindrischen Wölbung, durch einen Radialechnitt (9) durchtrennt ist.

6. Federplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Plattenring (2) nur durch einen einzigen Radial-

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schnitt (9) durchtrennt ist und die Radialschnitte in den aufeinanderfolgenden Ringen (2) abwechselnd auf verschiedenen Seiten der Plattenmitte diametral gegenüberliegend vorgesehen sind.

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