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Die Erfindung betrifft ein Poppetventil für einen Kompressor sowie einen Kolbenkompressor umfassend ein derartiges Poppetventil.
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Stand der Technik
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Die Druckschrift
WO 2014/033296 A1 offenbart ein Poppetventil für einen Kompressor. Dieses an sich bewährte Poppetventil weist Teile auf, die während des Betriebs verschleissen können.
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Darstellung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es ein Poppetventil auszugestalten, das einen reduzierten Verschleiss aufweist.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Poppetventil aufweisend die Merkmale von Anspruch 1. Die Unteransprüche 2 bis 14 betreffen weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Die Aufgabe wird weiter gelöst mit einem Kolbenkompressor aufweisend die Merkmale von Anspruch 15.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst mit einem Poppetventil für einen Kompressor, umfassend einen Ventilanschlagdeckel, einen Ventilsitzdeckel sowie eine Mehrzahl von Schliesselementen, wobei der Ventilanschlagdeckel eine Mehrzahl von in einer axialen Richtung verlaufenden Sacklochbohrungen aufweist, wobei die Sacklochbohrungen zum Ventilsitzdeckel hin offen sind und an einem bezüglich dem Ventilsitzdeckel entgegen gesetzten Ende ein Bodenteil aufweisen, wobei in den Sacklochbohrungen jeweils ein in axialer Richtung verschiebbares Schliesselement angeordnet ist, wobei der Ventilsitzdeckel eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweist, welche bezüglich den Sacklochbohrungen in axialer Richtung gegenüber liegend angeordnet sind, derart, dass jede der Durchgangsöffnungen durch je eines der Schliesselemente verschliessbar ist, wobei eine Feder zwischen dem Bodenteil und dem Schliesselement angeordnet ist, um eine zum Ventilsitzdeckel hin ausgerichtete Vorspannkraft auf das Schliesselement zu bewirken, wobei eine Federhaltung beim Bodenteil und/oder beim Schliesselement angeordnet ist, wobei die Federhaltung ein Basisteil sowie ein Federhalteteil umfasst, wobei die Feder am Federhalteteil anliegt, und wobei das Federhalteteil bezüglich dem Basisteil in axialer Richtung gegenseitig verschiebbar gelagert ist.
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Das erfindungsgemässe Poppetventil weist den Vorteil auf, dass die auf das Schliesselement wirkende Feder in einer klar definierten Richtung gehalten beziehungsweise geführt wird, sodass die Feder und die mit der Feder zusammen wirkenden Teile einen geringen Verschleiss aufweisen. Das erfindungsgemässe Poppetventil weist somit einen geringen Verschleiss beziehungsweise eine höhere Standzeit auf, sodass das erfindungsgemässe Poppetventil kostengünstiger beziehungsweise zuverlässiger betreibbar ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele verwendeten Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Poppetventils;
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2 einen Längsschnitt durch das Poppetventil gemäss 1;
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3 eine Detailansicht des Poppetventils gemäss 1 in auseinandergenommenem Zustand;
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4 einen Längsschnitt durch die in 3 dargestellte Anordnung;
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5 den in 4 dargestellten Schnitt mit im Ventilanschlagdeckel angeordnetem Schliesselement;
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6 eine Detailansicht eines weiteren Poppetventils in auseinandergenommenem Zustand;
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7 ein Schnitt durch einen Teil der in 6 dargestellten Anordnung;
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8 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schliesselementes mit Federhalterung;
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9 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Federhalterung.
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Grundsätzlich sind in den Zeichnungen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Poppetventils 1 in zusammengebautem Zustand. Das Poppetventil 1 umfasst einen Ventilsitzdeckel 2 sowie einen Ventilanschlagdeckel 3, auch als Fänger bezeichnet. Der Fänger 3 ist über einen Schraubenbolzen 9 mit Mutter 10 mit dem Ventilsitzdeckel 2 verbunden. Der Ventilsitzdeckel 2 weist eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 2a auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Ventilsitzdeckel 2 achtzehn Durchgangsöffnungen 2a. Ein Ventilsitzdeckel 2 kann je nach Durchmesser und Erfordernis auch eine andere Anzahl Durchgangsöffnungen 2a aufweisen. Um ein gegenseitiges Verdrehen von Ventilsitzdeckel 2 und Fänge 3 zu verhindern ist ein Stift 11 vorgesehen, welcher als Lagefixiermittel dient.
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2 zeigt einen Längsschnitt durch das in 1 dargestellte Poppetventil 1. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Ventilsitzdeckel 2 und dem Fänger 3 eine Verschleissplatte 7 angeordnet. In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel könnte auf diese Verschleissplatte 7 auch verzichtet werden. Der Fänger 3 ist über den Schraubenbolzen 9 und die Mutter 10 mit dem Ventilsitzdeckel 2 verbunden. Der Schraubenbolzen 9 ist in einer zentrisch angeordneten Bohrung 3i des Fängers 3 an einem Innengewinde 3e befestigt.
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Der Ventilsitzdeckel 2 weist eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 2a auf, welche mittels der Schliesselemente 4 verschliessbar sind. Die Verschleissplatte 7 ist unmittelbar angrenzend an den Ventilsitzdeckel 2 angeordnet. Die Verschleissplatte 7 enthält ebenfalls Durchgangsöffnungen, die im zusammengebauten Zustand mit den Durchgangsöffnungen 2a des Ventilsitzdeckels 2 fluchten.
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Der Fänger 3 umfasst einen umlaufenden Kragen 3f, sodass sich zwischen dem Fänger 3 und dem Ventilsitzdeckel 2 ein Druckentlastungsraum 3g ausbildet. Der Fänger 3 weist eine Mehrzahl von in einer axialen Richtung A verlaufenden, durchgehenden Bohrungen 3d auf, welche in den Druckentlastungsraum 3g münden. Der Fänger 3 weist zudem eine Mehrzahl von in axialer Richtung A verlaufenden Sacklochbohrungen 3a auf, die zum Ventilsitzdeckel 2 hin offen sind, und die am entgegen gesetzten Ende in einem Bodenteil 3b enden. In jeder Sacklochbohrung 3a ist jeweils ein in axialer Richtung A verschiebbares Schliesselemente 4 angeordnet, wobei die Durchgangsöffnungen 2a bezüglich den Sacklochbohrungen 3a in axialer Richtung A gegenüber liegend angeordnet sind, derart, dass jede der Durchgangsöffnungen 2a durch je eines der Schliesselemente 4 verschliessbar ist. In den Sacklochbohrungen 3a ist jeweils ein Basisteil 6f angeordnet, welches am Bodenteil 3b anliegt, wobei jeweils eine Feder 5 zwischen dem Basisteil 6g und dem Schliesselement 4 angeordnet ist, um eine zum Ventilsitzdeckel 2 hin ausgerichtete Vorspannkraft auf das Schliesselement 4 zu bewirken.
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Das in 2 dargestellte Schliesselement 4 mit Feder 5 und Federhaltung 6a, 6b sowie ein Teil des Fängers 3 wird in den 3, 4 und 5 detaillierter dargestellt. Wie aus 4 ersichtlich ist die Druckfeder 5 über zwei Federhalterungen 6, einer ersten Federhalterung 6a sowie einer zweiten Federhalterung 6b, beidseitig geführt. Jede Federhalterung 6 umfasst ein Federhalteteil 6c sowie einen Basisteil 6f. Die Feder 5 liegt am Federhalteteil 6c an. Das Federhalteteil 6c ist bezüglich dem Basisteil 6f in axialer Richtung A gegenseitig verschiebbar gelagert. In dem in den 3, 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Federhalteteil 6c ein Führungsteil 6d, und umfasst das Basisteil 6f eine Bohrung 6g, wobei das Führungsteil 6d und die Bohrung 6g derart gegenseitig angepasst ausgestaltet sind, dass das Führungsteil 6d und somit das Federhalteteil 6c in axialer Richtung A in der Bohrung 6g verschiebbar gelagert ist. Das Federhalteteil 6c weist deshalb eine genau definierte Verschiebungsrichtung auf, was zur Folge hat, dass auch die beiden Enden der Feder 5 in einer definierten Lage gehalten und geführt werden. Dies hat insbesondere zur Folge, dass die beiden Enden der Feder 5 während dem öffnen und schliessen des Schliesselementes 4 eine definierte Lage aufweisen. Dies hat zur Folge, dass die Feder 5 selbst und auch die mit der Feder 5 in Berührung kommenden Teile einen geringeren oder gar keinen Verschleiss mehr aufweisen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Federhalteteil 6c, wie in 8 dargestellt, eine Verbindungsstelle 6e, an welcher der Endabschnitt 5b der Feder 5 anliegt, damit die Feder 5 in zur axialen Richtung A senkrechte Richtung geführt ist. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die Verbindungsstelle 6e sowie der Endabschnitt 5b der Feder 5 derart gegenseitig angepasst ausgestaltet, dass der Endabschnitt 5b an die Verbindungsstelle 6e geklemmt ist, und die Feder 5 somit fest mit dem Federhalteteil 6c verbunden ist. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass bei den in den 2 bis 7 dargestellten Ausführungsformen der untere Endabschnitt 5b und der oberen Endabschnitt 5c der Feder 5 in axialer Richtung A und auch in dazu senkrechte Richtung definiert geführt ist, sodass auch die gesamte Feder 5 definiert geführt ist. Dies verhindert insbesondere ein Verkannten der Feder 5 bezüglich dem Schliesselement 4 bzw. der Sacklochbohrung 3a. Zudem reduziert sich die Gefahr, dass die Feder 5 die Innenwand des hohlzylinderförmigen Führungsteils 4b berührt. Das erfindungsgemässe Poppetventil 1 weist deshalb einen erheblich reduzierten Verschleiss auf, und ist deshalb wartungsarmer, zuverlässiger und kostengünstiger zu betreiben.
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Die Feder 5 weist vorzugsweise einen Aussendurchmesser 5a auf, der kleiner ist als der Innendurchmesser des hohlzylinderförmigen Führungsteils 4b. Der Aussendurchmesser 5a ist vorzugsweise etwa 1 bis 5 mm kleiner als der Innendurchmesser. Dadurch ist, wie in 5 dargestellt, gewährleistet, dass die Feder 5 die Innenseite des hohlzylinderförmigen Führungsteils 4b nicht berührt.
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Die 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schliesselementes 4 mit Federhalterung 6, 6a, 6b und Druckfeder 5. In diese Ausgestaltung weist das Federhalteteil 6c eine Zentralbohrung 6h auf. Das oben und unten angeordnete Basisteil 6f weist ein gegengleich ausgestaltetes, vorstehendes Zentrierteil 6g auf, vorzugsweise zylinderförmigen ausgestaltet, sodass das Federhalteteil 6c bezüglich im Basisteil 6f in axialer Richtung A verschiebbar gelagert ist. Die Feder 5 liegt am Federhalteteil 6c an oder ist mit diesem fest verbunden. Die Feder 5 ist somit über die erste Federhalterung 6a und die zweite Federhalterung 6b beidseitig gehalten und geführt.
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In einer weiteren möglichen Ausführungsform könnte die Federhalterung 6 auch nur an einem Endabschnitt 5b, 5c der Feder 5 vorgesehen sein, so dass der andere Endabschnitt 5c, 5b beispielsweise direkt am Bodenteil 3b oder direkt an der Stirnseite 4e der Innenbohrung 4f des Schliesselementes 4 anliegt.
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9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem die zweite Federhalterung 6b einstückig ausgebildet ist und ein Basisteil 6f sowie ein Federhalteteil 6c umfasst.
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Das Basisteil 6f könnte auch derart ausgestaltet sein, dass dieses wie in den 3 und 5 dargestellt, ein Basisteildurchlass 6i aufweist. Der Basisteildurchlass 6i könne beispielsweise als Bohrung ausgestaltet sein. Vorteilhafterweise umfasst das Basisteil 6f, wie in 3 dargestellt, in Umfangsrichtung zumindest ein Abschnitt, entlang welchem das Basisteil 6f einen reduzierten Durchmesser aufweist, um entlang dieses Abschnitts den Basisteildurchlass 6i auszubilden. Wie in 3 dargestellt weist das Basisteil 6f entlang des Abschnitts 6k in einer vorteilhaften Ausgestaltung in Umfangsrichtung einen konkaven Verlauf auf. Wie in 3 dargestellt weist das Basisteil 6f in Umfangsrichtung vorteilhafterweise eine Mehrzahl von gegenseitig beabstandeten Basisteildurchlässen 6i auf. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die in axialer Richtung A verlaufende Feder 5 einen derartigen Aussendurchmesser 5a aufweist, dass die Basisteildurchlässen 6i ausserhalb dieses Aussendurchmessers 5a angeordnet sind.
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Das Basisteil 6f ist vorzugsweise beweglich in der Sackbohrung 3a gelagert, und ist insbesondere drehbar und/oder in axialer Richtung A verschiebbar in der Sackbohrung 3a angeordnet.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Bodenteil 3b, wie in 5 dargestellt, zumindest einen Bodenteildurchlass 3h aufweist. Der Basisteildurchlass 6i und der Bodenteildurchlass 3h wird vorzugsweise derart gegenseitig angepasst ausgestaltet und angeordnet, dass in jeder möglichen Lage des Basisteils 6f bezüglich dem Bodenteil 3b ein in axialer Richtung A verlaufender Durchgang 16 durch das Basisteil 6f und das Bodenteil 3b ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass eine sich allfällig in der Sackbohrung 3a im Bereich des Bodenteils 3b ansammelnde Verschmutzung über den Durchgang 16 entfernt wird. Dieses Entfernen der Verschmutzung wird insbesondere durch ein Rotieren und/oder eine Bewegung in axialer Richtung A des Basisteils 6f innerhalb der Sacklochbohrung 3a zusätzlich unterstützt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Basisteil 6f bezüglich der Wand der Sackbohrung 3a ein Spiel auf, derart, dass das Basissteil 6f radial zur axialen Richtung A eine Oszillationsbewegung ausführen kann, und/oder dass das Basisteil 6f um dessen Längsachse A drehbar gelagert ist.
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Das erfindungsgemässe Poppetventil ist insbesondere für Kolbenkompressor geeignet. Das Schliesselement 4 und das Basisteil 6f bestehen vorzugsweise aus einem Kunststoff wie zum Beispiel Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyimid (PI). Vorteilhafterweise bestehen das Schliesselement 4 und das Basisteil 6f aus demselben Material. Die Feder 5 besteht vorteilhafterweise aus einem Metall.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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