DE19631415A1

DE19631415A1 - Valve plate for piston compressors, in particular for the generation of compressed air in motor vehicles

Info

Publication number: DE19631415A1
Application number: DE19631415A
Authority: DE
Inventors: Dieter Spurny; Jakob Theiss
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1996-08-06
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2016-08-07
Also published as: DE19631415C2; DE59608212D1

Abstract

A valve plate (1) for a piston compressor, in particular for air compression in motor vehicles, consists of two mutually facing and connected plate halves, each of which is made of a diecast material such that the valve plate (1) consists of two diecast plates (3;5). The two diecast plates are joined together by coating or gluing, the sealant in the sealing gap between the two diecast plates being protected against thermal effects in the region of the pressure apertures (7) by protective bodies (sleeves 19; steel rivets 21) that can be inserted in the pressure apertures.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilplatte nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a valve plate according to the generic term of Claim 1.

Ventilplatten für Kolbenverdichter, welche insbesondere, jedoch nicht ausschließlich für die Drucklufterzeugung in Kraftfahrzeugen vorgesehen sind, bestehen gemäß einer bekannten Konstruktion aus zwei einzelnen Platten, von welchen eine im allgemeinen als Stahlplatte und die andere als Kühlmittel-Strömungskanäle enthal tende Gußplatte ausgebildet ist.Valve plates for piston compressors, which are particularly, but not exclusively are provided for the generation of compressed air in motor vehicles exist according to a known construction from two individual plates, one of which in generally as a steel plate and the other as coolant flow channels end casting plate is formed.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, aus Plattenhälften bestehende Ventilplatten bzw. Ventilträger fertigungstechnisch zu vereinfachen, wobei die Möglichkeiten ausreichender Kühlung mittels eines in der Ventilplatte befindlichen Kühlmittelkanals, die Abschirmung der Druckbohrungen bzw. Druck öffnungen gegenüber Hitzeeinwirkung und die Ausgestaltung der Ventilsitze für die Druckbohrungen optimiert werden sollen.Proceeding from this, the object of the invention consists of plate halves to simplify existing valve plates or valve supports in terms of production technology, the possibilities of adequate cooling by means of a in the valve plate located coolant channel, the shielding of the pressure holes or pressure openings to heat and the design of the valve seats for the Pressure holes are to be optimized.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.To solve this problem, the features according to the labeling part of the Claim 1.

Durch die Ausgestaltung der Ventilplatte aus zwei jeweils aus Druckgußmaterial bestehenden Einzelplatten sind die Möglichkeiten der Fertigung optimiert, da bis auf die Dichtflächenbearbeitung alle mechanischen Bearbeitungen eingespart werden können. Die aus Druckgußplatten bestehende, geteilte Ausführung ermöglicht auch komplizierteste Kühlwasserführungen, insbesondere um Kühlwasser direkt an die heißeste Stelle, nämlich an die Druckbohrungen bzw. Drucköffnungen heranzu führen. Die hochfeste Verbindung beider Druckgußplatten durch Verklebung bei ausreichender Abdichtung ist gewährleistet; zur Optimierung der Dichtfestigkeit im Bereich der Drucköffnungen sind in diese Hülsen einsetzbar. Anstelle der Hülsen können auch Stahlniete vorgesehen sein, welche als Rohrniete in vorteilhafter Weise sowohl zur gegenseitigen Verspannung der Ventilplattenhälften als auch zur Abschirmung des verklebten Zwischenbereiches der beiden Ventilplattenhälften gegenüber Hitzeeinwirkung vorgesehen sind. Infolge der Druckgußausführung ist es darüberhinaus möglich, sowohl an der Druckseite als auch an der Saugseite Nuten für Elastomerdichtungen vorzusehen, wobei die Elastomerdichtungen gegenüber dem Zylinder bzw. dem Zylinderkopf zu dichten vermögen. Auch zwischen den beiden Platte können Elastomerdichtungen in Nuten vorgesehen sein.By designing the valve plate from two each made of die-cast material existing single panels, the possibilities of production are optimized, except for the sealing surface machining saves all mechanical processing can. The split design consisting of die-cast plates also enables most complicated cooling water routing, especially to direct cooling water to the hottest point, namely the pressure holes or pressure openings to lead. The high-strength connection of both die-cast plates by gluing adequate sealing is guaranteed; to optimize the tightness in the The area of the pressure openings can be inserted into these sleeves. Instead of the sleeves Steel rivets can also be provided, which are more advantageous as tubular rivets Way both for mutual bracing of the valve plate halves as well Shielding the glued intermediate area of the two valve plate halves against the effects of heat. As a result of the die-cast design, it is in addition, grooves are possible on both the pressure side and the suction side to be provided for elastomer seals, the elastomer seals opposite able to seal the cylinder or the cylinder head. Even between the Both plates can have elastomer seals in grooves.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patenan sprüchen aufgeführt.Advantageous refinements and developments are in further patents sayings listed.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.The invention is based on an embodiment with reference explained on the attached drawing.

Fig. 1 ist eine durch zwei Drucköffnungen verlaufende Schnittansicht einer Ventilplatte nach der Erfindung; Fig. 1 is a sectional view through a two pressure ports of a valve plate according to the invention;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Saugseite der in Fig. 1 wiedergegebenen Ventilplatte; und Fig. 2 is a top view of the suction side of the valve plate shown in Fig. 1; and

Fig. 3 ist eine vergrößte Teilschnittansicht der Ventilplatte nach Fig. 1; Fig. 3 is an enlarged partial sectional view of the valve plate of Fig. 1;

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf eine Ventilplatte nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung unter Darstellung zweier Ventilfänger; Fig. 4 is a plan view of a valve plate according to another embodiment of the invention showing two valve guard;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht von Linie V-V in Fig. 4 unter Darstellung der Ventilplatte mit die Drucköffnungen durchsetzenden Stahlniete. Fig. 5 is a sectional view of line VV in Fig. 4 showing the valve plate with the steel rivets penetrating the pressure openings.

Die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Ventilplatte 1 gemäß der Erfindung besteht aus einer Druckgußplatte 3 und einer Druckgußplatte 5. Die Druckgußplatte 3 ist der Druckseite des Kolbenverdichters zugewandt, während die Druckgußplatte 5 saugseitig vorgesehen ist. Die Druckgußplatte 3 und 5 bestehen jeweils aus einer hochfesten Alulegierung, wobei durch die vorhandene Gußhaut eine besonders hohe Widerstandfähigkeit erzielt wird. Darüber hinaus können durch die Druckguß ausführungen der beiden Plattenhälften alle mechanischen Bearbeitungen mit Aus nahme der Dichtflächenbearbeitung (beide Flächen) eingespart werden.The valve plate 1 according to the invention shown in FIG. 1 of the drawing consists of a die-cast plate 3 and a die-cast plate 5 . The die-cast plate 3 faces the pressure side of the piston compressor, while the die-cast plate 5 is provided on the suction side. The die-cast plates 3 and 5 each consist of a high-strength aluminum alloy, with a particularly high resistance being achieved through the existing cast skin. In addition, the die-cast versions of the two plate halves mean that all mechanical processing with the exception of sealing surface machining (both surfaces) can be saved.

Fig. 1 als Schnittansicht der Ventilplatte welche im Bereich zweier Druckboh rungen bzw. Drucköffnungen 7 verläuft, offenbart, daß in der Ventilplatte ein Kühl mittelkanal 9 verläuft. Der Kühlmittelkanal 9 befindet sich vorzugsweise im Bereich der Drucköffnungen 7 und weist (nicht dargestellte) Zulauf- und Ablauföffnungen für das Kühlmittel auf. Den in der Zeichnung in Fig. 1 im Schnitt und in Fig. 2 in Draufsicht dargestellten Drucköffnungen 7 ist auf der Druckseite jeweils eine (nicht dargestellte) Drucklamelle zugeordnet, weiche sich gegenüber den in Fig. 3 in vergrößerter Schnittansicht dargestellten Ventilsitzen 11 bewegt und jeweils im Bereich von Bohrungen 13 mittels (nicht dargestellter) Befestigungselemente gehal ten ist. Den in der Draufsicht nach Fig. 2 dargestellten Saugöffnungen 15 ist eine (nicht dargestellte) Sauglamelle zugeordnet, welche in im einzelnen nicht näher erläuterter Weise an der Saugseite der Ventilplatte gehaltert ist und gegenüber den Saugöffnungen 15 wirkt. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf die besondere Ausführungsform einer Ventil- oder Lamellenkonstruktion für die Druck- und Saug seite festgelegt, wenngleich Ventillamellen mit gleichzeitiger Überdeckung mehrerer Öffnungen sowohl für Druck- als auch Saugseite bevorzugt verwendbar sind. Fig. 1 as a sectional view of the valve plate which runs in the region of two Druckboh or pressure openings 7 , discloses that a cooling medium channel 9 extends in the valve plate. The coolant channel 9 is preferably located in the area of the pressure openings 7 and has inlet and outlet openings (not shown) for the coolant. The pressure openings 7 shown in the drawing in FIG. 1 in section and in plan view in FIG. 2 are each assigned a pressure lamella (not shown) on the pressure side, which moves and in each case relative to the valve seats 11 shown in an enlarged sectional view in FIG. 3 is in the area of holes 13 by means of (not shown) fasteners is th A suction lamella (not shown) is assigned to the suction openings 15 shown in the top view according to FIG. 2, which is held on the suction side of the valve plate in a manner not explained in detail and acts against the suction openings 15 . Basically, the invention is not limited to the special embodiment of a valve or lamella construction for the pressure and suction side, although valve lamellae with simultaneous coverage of several openings can be used preferably for both the pressure side and the suction side.

Die beiden Druckgußplatten 3 und 5 können durch Beschichtung oder Verklebung im Bereich der Dichtfläche 16 verbunden bzw. abgedichtet werden. Auch eine beidseitig beschichtete Metalldichtung zwischen den Druckgußplatten kann vorge sehen sein. Infolge der Druckgußausführung der beiden Druckgußplatten 3 und 5 ist es in einfacher Weise möglich, an Saug- und/oder Druckseite jeweils eine Nut 17 für eine Elastomerdichtung vorzusehen. Im Falle der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist die Nut 17 an der Saugseite, d. h. an der dem Zylinder zugewandten Seite der Druckgußplatte 5 vorgesehen. Eine derartige Nut mit Elastomerdichtung kann auch an der Druckseite, d. h. an der Oberseite der Druckgußplatte 3 vorgesehen sein; es ist auch möglich, zusätzlich eine Nut mit Elastomerdichtung zwischen den beiden Druckgußplatten vorzusehen.The two die-cast plates 3 and 5 can be connected or sealed by coating or gluing in the area of the sealing surface 16 . A metal seal coated on both sides between the die-cast plates can be seen easily. As a result of the die-cast design of the two die-cast plates 3 and 5 , it is possible in a simple manner to provide a groove 17 for an elastomer seal on the suction and / or pressure side. In the case of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the groove 17 is provided on the suction side, ie on the side of the die-cast plate 5 facing the cylinder. Such a groove with an elastomer seal can also be provided on the pressure side, ie on the top of the die-cast plate 3 ; it is also possible to additionally provide a groove with an elastomer seal between the two die-cast plates.

In der vergrößerten Teilschnittansicht nach Fig. 3 sind Hülsen 19 als Einlegeteile in den Drucköffnungen 7 der Ventilplatte 1 dargestellt. Mit Hilfe dieser Hülsen wird die heiße Druckluft von den verwendeten Dichtmitteln bzw. Klebern getrennt, welche zur Verbindung der beiden Druckgußplatten 3 und 5 verwendet werden. Zudem wird der Verbindung der beiden Druckgußplatten ein gewisses Maß an Stabilität verliehen. Der Einsatz derartiger Hülsen 19 erweist sich von besonderem Vorteil, da sich in dem fraglichen Durchgangsbereich der Drucköffnungen 7 die höchsten Tempe raturen einstellen und bei herkömmlich geteilten Ventilplatten die Gefahr der ther mischen Zerstörung der Dichtmittel bestand.In the enlarged partial sectional view according to FIG. 3, sleeves 19 are shown as inserts in the pressure openings 7 of the valve plate 1 . With the help of these sleeves, the hot compressed air is separated from the sealants or adhesives used, which are used to connect the two die-cast plates 3 and 5 . In addition, the connection between the two die-cast plates is given a certain degree of stability. The use of such sleeves 19 proves to be particularly advantageous, since the highest temperatures are set in the passage area in question of the pressure openings 7 and, in the case of conventionally divided valve plates, there was a risk of thermal destruction of the sealant.

Die Ein- und Ausströmkanten der die Ventilplatte durchsetzenden Öffnungen bzw. Bohrungen, also der Drucköffnungen und der Saugöffnungen, werden durch Verrundung bzw. Profilierung so gestaltet, daß Strömungsverluste auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden.The inflow and outflow edges of the openings or through the valve plate Holes, i.e. the pressure openings and the suction openings, are through Rounding or profiling designed so that flow losses on a Minimum be reduced.

In den Fig. 4 und 5 ist eine Ventilplatte gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung dargestellt. Die Ventilplatte besteht in entsprechender Weise aus zwei Druckgußplatten 3 und 5, weiche mit Druckbohrungen bzw. Drucköffnungen 7 versehen sind. Anstelle der Hülse 19 der Anordnung nach Fig. 3 sind in die Drucköffnungen 7 Stahlniete 21 eingesetzt und im Wege des Nietvorganges gegenüber den Plattenhälften verspannt. Die Stahlniete besitzen also nicht nur die Funktion, den Trennbereich zwischen den Plattenhälften gegenüber der Hitzeeinwirkung der erzeugten Druckluft abzuschirmen, sie vermitteln auch eine Halte- und Spannfunktion gegenüber den beiden Plattenhälften, was insbesondere im Bereich der Drucköffnungen infolge der beträchtlichen Temperaturdifferenzen von besonderem Vorteil ist. Die Stahlniete sind gemäß Darstellung als Rohrniete ausgebildet, welche den in Fig. 5 am unteren Ende befindlichen Nietkopf tragen und deren entgegengesetztes Ende im Nietvorgang in bekannter Weise geformt wird. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 sind zwei Ventilfänger 23 dargestellt, welche in bekannter Weise zum Abfangen der gleichfalls dargestellten, die Drucköffnungen 7 überdeckenden Ventillamelle(n) 25 dienen.In Figs. 4 and 5, a valve plate is shown according to another embodiment of the invention. In a corresponding manner, the valve plate consists of two die-cast plates 3 and 5 , which are provided with pressure bores or pressure openings 7 . Instead of the sleeve 19 of the arrangement according to FIG. 3, steel rivets 21 are inserted into the pressure openings 7 and braced in the way of the riveting process relative to the plate halves. The steel rivets not only have the function of shielding the separating area between the plate halves from the heat of the compressed air generated, they also provide a holding and tensioning function against the two plate halves, which is particularly advantageous in the area of the pressure openings due to the considerable temperature differences. The steel rivets are designed as tubular rivets, which carry the rivet head located at the lower end in FIG. 5 and whose opposite end is shaped in a known manner in the riveting process. In the embodiment according to FIGS . 4 and 5, two valve catchers 23 are shown, which serve in a known manner to intercept the valve lamella (s) 25 , which are also shown and cover the pressure openings 7 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Ventilplatte
3 Druckgußplatte
5 Druckgußplatte
7 Drucköffnung
9 Kühlmittelkanal
11 Ventilsitz
13 Bohrung
15 Saugöffnung
16 Dichtfläche
17 Nut
19 Hülse
21 Stahlniet
23 Ventilfänger
25 Ventillamelle 1 valve plate
3 die-cast plate
5 die-cast plate
7 pressure opening
9 coolant channel
11 valve seat
13 hole
15 suction opening
16 sealing surface
17 groove
19 sleeve
21 steel rivet
23 valve catcher
25 valve lamella

Claims

1. Ventilplatte für Kolbenverdichter, insbesondere für die Drucklufterzeugung in Kraftfahrzeugen, bestehend aus zwei miteinander verbundenen, Druck- und Saugventilelemente tragenden Plattenhälften, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die beiden Plattenhälften der Ventilplatte (1) sind aus Druckgußplatten (3; 5) gebildet;
b) auf der Druckseite der Ventilplatte (1) ist wenigsten eine Drucköffnung (7) durch einen aus dem Material der Druckgußplatte bestehenden Ventilsitz (11) für das Druckventilelement umgeben; und
c) in die wenigstens eine Drucköffnung (7) ist ein den Spaltbereich der Dichtung zwischen den beiden Druckgußplatten (3; 5) gegenüber Wärmeeinwirkung schützender Schutzkörper eingesetzt.

1. Valve plate for piston compressors, in particular for the generation of compressed air in motor vehicles, consisting of two interconnected plate halves carrying pressure and suction valve elements, characterized by the following features:

a) the two plate halves of the valve plate ( 1 ) are formed from die-cast plates ( 3 ; 5 );
b) on the pressure side of the valve plate ( 1 ) at least one pressure opening ( 7 ) is surrounded by a valve seat ( 11 ) for the pressure valve element, which is made of the material of the die-casting plate; and
c) a protective body protecting the gap area of the seal between the two die-cast plates ( 3 ; 5 ) against the action of heat is inserted into the at least one pressure opening ( 7 ).

2. Ventilplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper aus einer Hülse (19) besteht.2. Valve plate according to claim 1, characterized in that the protective body consists of a sleeve ( 19 ).

3. Ventilplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper aus einem Stahlniet (21) besteht.3. Valve plate according to claim 1, characterized in that the protective body consists of a steel rivet ( 21 ).

4. Ventilplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, mehrere, jeweils einen Schutzkörper (Hülse 19; Stahlniet 21) enthaltende Drucköffnungen (7). 4. Valve plate according to one of the preceding claims, characterized by a plurality of pressure openings ( 7 ) each containing a protective body (sleeve 19 ; steel rivet 21 ).

5. Ventilplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen die Ventilplatte (1) durchsetzenden Kühlmittelkanal (9), welcher durch Vertiefungen in den einander zugewandten Plattenhälften gebildet ist.5. Valve plate according to one of the preceding claims, characterized by a coolant channel ( 9 ) passing through the valve plate ( 1 ), which is formed by depressions in the mutually facing plate halves.

6. Ventilplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Saug- und/oder Druckseite der Ventilplatte (1) wenigstens eine Nut (17) für eine Elastomerdichtung vorgesehen ist.6. Valve plate according to one of the preceding claims, characterized in that in the suction and / or pressure side of the valve plate ( 1 ) at least one groove ( 17 ) is provided for an elastomer seal.

7. Ventilplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Ein- und Ausströmkanten der Druck- und Saugöffnungen zum Zweck der Minimierung der Strömungsverluste profiliert bzw. verrundet sind.7. Valve plate according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the inlet and outlet edges of the pressure and suction openings are profiled or rounded for the purpose of minimizing flow losses.

8. Ventilplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckventilelement aus einer gegenüber einem Ventilfänger (23) abgefangenen Ventillamelle (25) besteht.8. Valve plate according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure valve element consists of a valve lamella ( 25 ) intercepted with respect to a valve catcher ( 23 ).