[0001] Die Erfindung betrifft eine Ventilsitzplatte, insbesondere für Kolbenkompressoren,
mit zumindest drei übereinanderliegenden Einzelplatten, welche einerseits durchgehende
Kanäle für das zu steuernde Medium aufweisen und andererseits zwischen sich Hohlräume
für Kühlmedium begrenzen.
[0002] Aus mehreren Einzelplatten aufgebaute Ventilsitzplatten sind beispielsweise aus der
DE-AS 1 142 478 bzw. der US-PS 2 449 408 bekannt und ermöglichen die relativ einfache
Herstellung der in die Sitzplatte integrierten Kanäle bzw. Hohlräume. Während bei
der Ausbildung gemäß der an erster Stelle genannten Schrift mit Hilfe der entsprechend
ausgenommenen mittleren Platte lediglich Kanäle für das zu steuernde Medium gebildet
werden, ist aus der an zweiter Stelle genannten US-PS eine Anordnung der eingangs
genannten Art bekannt, bei der neben den Kanälen für das zu steuernde Medium auch
Kühlräume bzw. -kanäle zwischen den Einzelplatten definiert sind. Im Hinblick auf
die Sicherstellung des freien Durchflusses aller Kanäle bzw. Hohlräume einerseits
und der zuverlässigen Abdichtung derselben untereinander andererseits ergibt sich
dabei jedoch ein erhöhter Montageaufwand, wobei zumeist separate Fixierungen für alle
im Mittelbereich liegenden, nicht mit den äußeren Einzelplatten verbundenen Teile
erforderlich sind. Nach der Verbindung der Einzelplatten beispielsweise mittels Lötung
ist die lagerichtige Positionierung nur mit hohem Aufwand kontrollierbar. Darüber
hinaus müssen im Hinblick auf die erwähnten Anforderungen zumindest alle im mittleren
Bereich liegenden Teile extrem fein toleriert oder zusammensortiert werden.
[0003] Bis jetzt ist man deshalb den beschriebenen Schwierigkeiten zumeist dadurch ausgewichen,
daß man derartige Ventilsitzplatten in einem Stück mittels Croning-Kern für die Hohlräume
gegossen hat, was natürlich Einschränkungen hinsichtlich Formgebung und Dicke zufolge
von Grenzen der Gießtechnik und einen hohen Kontroll- und Reinigungsaufwand für den
Hohlraum bedingt.
[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ventilsitzplatte der eingangs genannten
Art so zu verbessern, daß die angeführten Nachteile der bekannten derartigen Anordnungen
vermieden werden und daß insbesonders auf einfache und montagefreundliche Weise eine
Ventilsitzplatte geschaffen ist, bei der die richtige Positionierung der Einzelplatten
und deren Abdichtung im Strömungsbereich erleichtert bzw. verbessert wird.
[0005] Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß die Kanäle in über
die Dicke der Ventilsitzplatte durchgehenden, gegenüber den Hohlräumen abgedichteten
Büchsen angeordnet sind. Damit sind die die Kanäle begrenzenden Bauelemente automatisch
lagerichtig positioniert. Bei gestanzten Einzelplatten ist weiters von Vorteil, daß
damit die Dickentoleranz des Stanzmittelteils nicht abhängig von einem separaten Teil
für die Druckmediumsbohrungen ist. Die durchgehenden Kanäle für das zu steuernde Medium
sind bezüglich der Dichtheit im Strömungsbereich unabhängig vom etwaigen Versatz der
Einzelplatten und von der Qualität der Verbindung, z.B. der Lötung. Die einzelnen
Bauteile der Ventilsitzplatte können aus ihrer jeweiligen Funktion bzw. Herstellung
angepaßtem Werkstoff hergestellt werden, wobei vielfältigste Kombinationen möglich
sind.
[0006] Weiters können die Wanddicken der eingesetzten Büchsen für die Kanäle gegenüber beispielsweise
einer in einem Stück gegossenen Ausführung wesentlich dünner ausgeführt werden, sodaß
sich verbesserte Wärmeübergangsverhältnisse ergeben. Alle einzelnen Bestandteile der
Ventilsitzplatte können dabei so ausgeführt werden, daß nach der Verbindung keine
spanabhebende Fertigung mehr erforderlich ist.
[0007] In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die mittlere(n) Einzelplatte(n)
im Bereich der Büchsen unter Bildung von Hohlräumen für das Kühlmedium ausgenommen
ist (sind) und daß die Büchsen Absätze zur Abstützung und genauen Positionierung der
äußeren Einzelplatten aufweisen. Diese Ausführung erleichtert das Zusammenpassen der
Einzelteile der Ventilsitzplatte'einerseits und ermöglicht eine von der Dimensionierung
der Kanäle weitgehend unabhängige Dimensionierung der Hohlräume für das Kühlmedium.
[0008] Die Büchsen können in bevorzugter weiterer Ausgestaltung der Erfindung im Bereich
der Hohlräume eine vergrößerte Wärmeübergangsfläche, vorzugsweise rippenartige Außenkonturen,
aufweisen. Zusammen mit der bereits erwähnten Möglichkeit, die Büchsen dünnwandig
auszuführen, ergibt sich damit eine besonders gute Wärmeableitung zur Kühlung der
am meisten beanspruchten Stellen.
[0009] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die mittlere(n) Einzelplatte(n)
über separate Zentrierteile, vorzugsweise eingesetzte, über die Dicke der Ventilsitzplatte
durchgehende Hülsen, in ihrer relativen Lage festgelegt ist (sind). Da die Kanäle
für das zu steuernde Medium unabhängig von den mittleren Einzelplatten in den eingesetzten
Büchsen geführt sind, können die mittleren Einzelplatten, bzw. kann die allenfalls
einzige mittlere Einzelplatte, auf die genannte einfache Weise lagefixiert werden.
[0010] Die Büchsen und die Einzelplatten können - wie obenstehend allgemein bereits angesprochen
- aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, was die vielfältigsten Möglichkeiten
zur Berücksichtigung der speziellen Belastungen bzw. auch Herstellungsverfahren ergibt.
[0011] In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist schließlich vorgesehen,
daß die Büchsen mit den Einzelplatten verlötet sind, womit sich dichte und dauerhafte
Verbindungen auch in weiten Grenzen unterschiedlicher Werkstoffe erzielen lassen.
[0012] Die Erfindung wird im folgenden noch anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Fig. 1 zeigt dabei einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße
Ventilsitzplatte entlang der Linie I-I in Fig. 2 und Fig. 2 zeigt eine Draufsicht
auf die Ventilplatte nach Fig. 1.
[0013] Die dargestellte Ventilsitzplatte 1 für einen nicht dargestellten Kolbenkompressor
oder dergleichen weist drei übereinander liegende Einzelplatten 2, 3, 4 auf, in denen
durchgehende Kanäle 5 für das zu steuernde Druckmedium, ein Hohlraum 6 für Kühlmedium,
und ein Saugraum 7 für die Zuführung des zu komprimierenden Mediums ausgebildet sind.
Die Kanäle 5 sind in über die gesamte Dicke der Ventilsitzplatte durchgehenden, gegenüber
dem Hohlraum 6 (könnte auch von mehreren unterteilten und an Zu- und Ableitung für
Kühlmedium angeschlossenen Hohlräumen gebildet sein) abgedichteten Büchsen 8 angeordnet
und werden im hier nicht dargestellten zusammengebauten Zustand des gesamten Ventils
an der oberen Seite von einer federbelasteten Ventilklappe oder dergleichen abgedeckt.
Der Hohlraum 6 wird hier von einer entsprechenden Ausnehmung der mittleren Einzelplatte
3 definiert, deren Kontur in Fig. 2 strichliert angedeutet und mit 9 bezeichnet ist.
An der Ober- und Unterseite ist der Hohlraum 6 durch die Einzelplatten 2 bzw. 4 begrenzt
und weist Überströmöffnungen 10 zum nicht dargestellten Zylinderkopf an den Ein- bzw.
Ausströmseiten auf.
[0014] Der Saugraum 7 ist an der in der Darstellung unteren Seite durch die untere Einzelplatte
4 begrenzt, welche Einlaßschlitze 11 aufweist, die im zusammengebauten Zustand des
gesamten Ventils von der Unterseite her mittels einer entsprechenden Ventilplatte
überdeckt sind. Die mittlere Einzelplatte 3 weist im Bereich des Saugraumes 7 drei
Stege 12 auf - an der Oberseite ist der Saugraum 7 über eine Öffnung, deren Kontur
in Fig. 2 mit 13 bezeichnet ist, in der oberen Einzelplatte 2 nach oben hin offen
und geht üblicherweise unmittelbar in eine angeschlossene Ansaugleitung (hier nicht
dargestellt) oder dergleichen über.
[0015] Die mittlere Einzelplatte 3 ist also im Bereich der Büchsen 8 für die das Druckmedium
führenden Kanäle 5 unter Bildung des Hohlraumes 6 ausgenommen, wobei die Büchsen 8
hier im Bereich ihres unteren Endes Absätze 14 zur Abstützung und genauen Positionierung
an der unteren Einzelplatte 4 aufweisen. Im Bereich der oberen Einzelplatte 2 sind
vergrößerte Bohrungen 15 vorgesehen, die das Einstecken der Büchsen 8 samt der Ansätze
14 von der Oberseite her erlauben. Im Bereich des Hohlraumes 6, bzw. der gegebenenfalls
einzelnen Hohlräume 6, ist eine vergrößerte Wärmeübergangsfläche an der Außenseite
der Büchsen 8 vorgesehen, die dafür vorzugsweise rippenartige Außenkontur 16 aufweisen.
[0016] Die mittlere Einzelplatte 3 ist über eingesetzte, über die Dicke der Ventilsitzplatte
1 durchgehende, separate Hülsen 17 in ihrer relativen Lage festgelegt, wobei zufolge
der Unabhängigkeit dieser Lagefestlegung von der Ausbildung der Kanäle 5 in den Büchsen
8 keine besondere Genauigkeit in diesem Zusammenhang erforderlich ist.
[0017] Die Büchsen 8 können aus von den Einzelplatten 2, 3, 4 unterschiedlichem Werkstoff
bestehen und mit den Einzelplatten 2, 4 verlötet sein, was die Berücksichtigung verschiedenster
Anforderungen an die Werkstoffwahl erlaubt.
[0018] Durch die Möglichkeit die Wandstärken der Büchsen 8 relativ dünn auszuführen und
die Oberfläche zum Kühlmittelstrom durch die Gestaltung der Außenkontur 16 der Büchsen
zu vergrößern, kann das Ventil insgesamt in der Leistung (Liefergrad/Enddruck) gesteigert
werden - die auftretenden höheren Temperaturen können durch die genannten Verbesserungen
leicht abgeführt und damit beherrscht werden.
[0019] Abgesehen von der dargestellten Ausbildung der Zentrierung bzw. Abstützung der Büchsen
8 in der oberen und der unteren Einzelplatte 2, 4 können diese Teilfunktionen aber
natürlich auch vertauscht oder aber an beiden Seiten vorgesehen werden. Ebenso kann
bedarfsweise die Lagefestlegung der mittleren Einzelplatte 3, bzw. mehrerer derartiger
Einzelplatten, auch anders als mit den dargestellten Hülsen 17 vorgenommen werden.
1. Ventilsitzplatte, insbesondere für Kolbenkompressoren, mit zumindest drei übereinanderliegenden
Einzelplatten, welche einerseits durchgehende Kanäle für das zu steuernde Medium aufweisen
und andererseits zwischen sich Hohlräume für Kühlmedium begrenzen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kanäle (5) in über die Dicke der Ventilsitzplatte (1) durchgehenden, gegenüber
den Hohlräumen (6) abgedichteten Büchsen (8) angeordnet sind.
2. Ventilsitzplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere(n) Einzelplatte(n)
(3) im Bereich der Büchsen (8) unter Bildung von Hohlräumen (6) für das Kühlmedium
ausgenommen ist (sind) und daß die Büchsen (8) Absätze (14) zur Abstützung und genauen
Positionierung der äußeren Einzelplatten (2,4) aufweisen.
3. Ventilsitzplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchsen (8) im Bereich
der Hohlräume (6) eine vergrößerte Wärmeübergangsfläche, vorzugsweise rippenartige
Außenkonturen (16), aufweisen.
4. Ventilsitzplatte nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere(n)
Einzelplatte(n) (3) über separate Zentrierteile, vorzugsweise eingesetzte, über die
Dicke der Ventilsitzplatte (1) durchgehende Hülsen (17), in ihrer relativen Lage festgelegt
ist (sind).
5. Ventilsitzplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Büchsen (8) und die Einzelplatten (2,3,4) aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
6. Ventilsitzplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchsen (8) mit
den Einzelplatten (2,3,4) verlötet sind.