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Staudruckmengenregler für Kolbenverdichter Zur Mengenregelung an Kolbenverdichtern
hat man bisher Vorrichtungen benutzt, die aus einer gegenüber der Ventilplatte des
Saugventils eines Kolbenverdichters zustellbaren Regelplatte bestehen, an der eine
Anzahl von Greifern angeordnet sind, die durch Ausnehmungen im Ventilsitz hindurchgreifen
und die Ventilplatte in der normalen Schließbewegung behindern. Diese demgemäß auf
der Außenseite des Ventilsitzes angeordnete Regelvorrichtung ist dabei außer mit
den erforderlichen Zustellorganen auch noch mit Federungen ausgestattet, welche
die Schließbewegung der Ventilplatte lediglich verzögern. Es wurde nun als Schwierigkeit
empfunden, daß diese Federmittel zwischen Einstellvorrichtung und Regelplatte eingeschaltet
sind, so daß die gesamte Masse der Regelplatte und der Greifer zu bewegen ist. Hierdurch
entstehen starke Geräusche, hoher Verschleiß und eine erhöhte Trägheit.
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Es ist bereits bekannt, die Abhebestifte gegenüber der Regelplatte
in ihrer Längsrichtung nachgiebig auszugestalten, und hat dies in der Weise verwirklicht,
daß die Abhebestifte in zwei Teile unterteilt wurden, von denen der eine mit der
Regelplatte fest verbunden ist, während der andere unter Zwischenschalten eines
stoßdämpfenden Zwischengliedes mit der Ventilplatte in Verbindung gebracht werden
soll. Diese Ausführung weist indessen die Schwierigkeit auf, daß der andere Teil
des Abnehmerstiftes in einem hülsenförmig ausgebildeten Körper längsverschiebbar
gleiten muß und aus diesem herausfallen kann. Aus diesem Grunde wurde der andere
Stiftteil magnetisch ausgebildet, wobei auf die Dauer der Magnetismus verlorengehen
kann, so daß beim Auseinandernehmen der Vorrichtung die Stifte bei nicht genügender
Sorgfalt unter Umständen in den Zylinderraum gelangen können. Man hat auch einen
Zusammenhalt zwischen den beiden Stiftteilen dadurch herzustellen versucht, daß
man die Teile durch Klebung oder Vulkanisation miteinander verbindet. Hierdurch
wird jedoch in unkontrollierbarer Weise die Bewegungsfreiheit des beweglichen Teiles
beeinträchtigt. Außerdem leidet diese Ausführungsform darunter, daß das stoßdämpfende
Glied zwischen beiden Teilen wegen der hülsenförmigen Ausbildung des einen Teiles
keinen genügenden Federhub und keine ausreichende Federweichheit gewährleistet,
so daß es nötig ist, außer diesen Federmitteln an jedem Greiferstift noch ein zentral
wirkendes Federmittel zwischen Regelplatte und Einstellvorrichtung anzuordnen, so
daß also wiederum die Regelplatte an der Schwingungsbewegung zu einem gewissen Grade
teilnimmt. Während diese bekannte Ausführungsform ein Durchgreifen der Abhebestifte
durch die Ventilschlitze des Ventilsitzes vorsieht und sich die Anordnung deshalb
in vorteilhafter Weise an Ventilen üblicher Bauart nachträglich anordnen läßt sowie
auch bei Neuanfertigungen die Verwendung üblicher Bauarten von Ventilen gestattet,
hat man die vorbeschriebenen Schwierigkeiten dadurch zu beheben versucht, daß man
die beiden Stiftteile in der Ventilsitzplatte führt und zwischen sie jeweils eine
besondere Schraubenfeder einschaltet. Hierdurch werden zwar die bewegten Massen
kleiner gehalten, und es ist nicht mehr erforderlich, eine Feder zwischen Regelplatte
und Einstellorgan einzuschalten, indessen ist es nunmehr nötig, besondere Ventilsitze
vorzusehen, in welche die beiden Teile des Abhebestiftes und die Feder sowie das
stoßdämpfende Zwischenglied Aufnahme finden; dabei muß im Ventilsitz Raum für die
Aufnahme aller dieser Teile gefunden werden, was wiederum eine erhebliche Schwierigkeit
bedeutet.
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Gemäß der Erfindung sollen nun die Schwierigkeiten des Verlierens
der beiden Teile bei der zuerst genannten Ausführung und gleichzeitig der Schwierigkeiten
der Anordnung der Stifte in der Ventilsitzplatte erfindungsgemäß dadurch behoben
werden, daß die Abhebestifte in der mit der Einstellvorrichtung
kraftschlüssig
bzw. zwangläufig verbundenen Regelplatte zwischen Anschlägen bzw. zumindest solchen
für die Tiefstellung geführt sind und zwischen Regelplatte und zumindest einen Anschlag
'(eine) Feder(n) angeordnet ist. Hierdurch ist eine-besondere Feder nicht erforderlich,
und die gesamte Regelplatte bleibt von den Schwingungen des Ventils praktisch unbeeinflußt,
wodurch eine gleichmäßig genaue reproduzierbare Mengenregelung und trotzdem ein
weiches verschleißarmes Arbeiten der Abhebestifte gegen die Ventilplatte auch bei
hoher Betriebsfrequenz und erheblichen Beschleunigungen sichergestellt ist, wie
sie in modernen Kolbenmaschinen vorkommen. In Weiterbildung der Erfindung wird ein
noch geringerer Verschleiß bei gleichbleibend guter Einstellgenauigkeit dadurch
erreicht, daß die Regelplatte bei ihrer Längsverschiebung (d. h. beim Regelvorgang)
z. B. nach Maßgabe einer Schraubenlinie verdreht wird. Somit werden verschiedenen
axialen Einstellungen des Reglers unterschiedliche Umfangsbereiche der in einer
Spindelführung beweglichen Ventilplatte als Auftreffstellen für die Stirnflächen
der Abhebestifte zugeordnet. Der Verschleiß der Ventilplatte an diesen Auftreffstellen
ist größer als bei ausgeschalteter Hubbegrenzung, wo die Ventilplatte auf die kreisringförmigen
Sitzflächen trifft, die eine wesentlich größere wirksame Stützfläche und damit geringere
Druckbeanspruchung ergeben. Diese geringe Verschleißbeanspruchung wird in Weiterbildung
der Erfindung in etwa auch in der vorgeschobenen wirksamen Stellung des Staudruckmengenreglers
dadurch erreicht, daß jeder Drosselstellung ein anderer radialer Verschleißbereich
auf der Ventilplatte zugeordnet, und damit der Verschleiß wegen der betrieblich
wechselnden Reglereinstellungen gleichmäßig verteilt wird, wodurch die verschleißmindernde
Wirkung der Dämpfungsfedern in vorteilhafter Weise unterstützt ist.
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Da gemäß der Erfindung die Stifte einteilig ausgebildet sind, braucht
ein Auseinanderfallen der Teile nicht befürchtet zu werden. Da sie weiterhin gemäß
der Erfindung zwischen Anschlägen in der Regelplatte längsverschiebbar sind, ist
auch insoweit eine Trennung dieser Teile nicht zu befürchten. Der Zusammenschluß
der Regelplatte, der in ihr zwischen Anschlägen längsgeführten Abhebestifte und
der diese in die vorgeschobene Stellung drückenden Federn hat dabei den weiteren
Vorteil, daß die Abhebestifte nunmehr wiederum in der an sich bekannten Weise unmittelbar
durch die Ventilschlitze hindurchgreifen können und infolgedessen die Vorrichtung
an jedem üblichen Ventilsitz nachträglich angeordnet werden kann bzw. die Schaffung
neuer Modelle überflüssig ist.
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Der hauptsächliche Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung besteht
indessen darin, daß die Anschläge nunmehr die vorgeschobene Stellung der Abhebestifte
genau begrenzen, so daß also diese nach ihrem Einbau in die Regelplatte über geeignete
Vorrichtungen so nachgeschliffen werden können, daß der Ventilring stets in zuverlässig
gleichem Abstand und gleichzeitig auf sämtliche Abhebestifte trifft. Dieser Abstand
ist weiterhin bei der erfindungsgemäßen Ausführung erstmalig durch die kraftschlüssige
bzw. zwangläufige Einstellung der Regelplatte genauestens einstellbar, so daß also
die Leistungsregelung in erheblich genaueren Grenzen möglich ist, als dies bisher
der Fall war.
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Es ist allerdings schon bekannt, einteilige Abhebestifte vorzusehen
und diese gegenüber derRegelplatte, die kraftschlüssig mit der Einstellplatte verbunden
ist, unter Zwischenschalten von Schraubenfedern beweglich zu machen. Indessen sieht
diese Ausführungsform Wiederum vor, daß die zwar in besonders günstiger Weise sehr
kurz gehaltenen Abhebestifte im Ventilsitz geführt und mit diesem vereint sind und
daß auch die Führung der Regelplatte über Führungsbolzen geschieht, die mit dem
Ventilsitz fest verbunden sind. Es ergibt sich hieraus einmal das Erfordernis der
Verwendung besonderer Venilsitze, zum anderen aber die Tatsache, daß die Federn,
welche zwischen Regelplatte und Abhebestifte angeordnet sind, beim Auseinandernehmen
der Anordnung keine Führung mehr haben und herausfallen, so daß also sowohl das
Auseinandernehmen als insbesondere der Zusammenbau schwierig ist. Noch bedeutsamer
indessen ist bei dieser Ausführung die Schwierigkeit, daß bei Bruch einer Feder
diese sich aus dem Verbande löst und infolgedessen zu schweren Beschädigungen führen
kann, während bei der erfindungsgemäßen Anordnung unter Verwendung einteiliger und
in der Platte selbst geführter Stifte die Schraubenfedern diese Abhebestifte umgeben
und infolgedessen bei einfachem Bruch ein Verlorengehen der beiden Teile der Schraubenfedern
nicht befürchtet zu werden braucht.
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Die Erfindung ist an Hand einiger Ausführungsbeispiele in ihren weiteren
Einzelheiten beschrieben, die in den Zeichnungen wiedergegeben sind. Hierbei zeigt
Abb. 1 zum Teil in Längsschnitt, zum Teil in der Ansicht einen Staudruckmengenregler
gemäß der Erfindung, Abb. 2 eine Längsdarstellung zum Teil im Schnitt, zum Teil
in der Ansicht der wesentlichen Teile einer anderen Ausführungsform und Abb. 3 einen
Längsschnitt durch einen Ausschnitt entsprechend den vorstehenden Darstellungen
sowie bezüglich einer dritten Ausführungsform.
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Wie Abb. 1 zeigt, ist im Zylinder 5 eines Kolbenverdichters ein Ventilnest
6 vorgesehen, in dem von unten nach oben eine Fängerplatte 7, eine Lenkerplatte
8, eine Ventilplatte 9 und eine Ventilsitzplatte 10 angeordnet sind. Alle Teile
werden durch einen Ventilbolzen 11 zusammengehalten, der unter Einschaltung einer
Abstandhülse 12 gleichzeitig als Führung für eine Gleithülse 13 dient, an der eine
Regelplatte 14 über eine Haube 15 befestigt ist. Gemäß einem besonderen
Merkmal der Erfindung ist die Gleithülse 13 mit der Regelplatte
14 und allen nachstehend beschriebenen und mit ihr verbundenen Teilen gegenüber
der Abstandhülse 12 gegen Verdrehung gesichert, wobei die Drehungssicherung
so erfolgt, daß bei Längsbewegung der beiden Teile gegeneinander diese sich nach
Maßgabe einer besonders hierfür vorgesehenen, aber nicht dargestellten Steigung
verdrehen. So kann z. B. an der Abstandhülse 12 eine Spiralnut vorgesehen sein,
in die ein mit der Gleithülse 13 verbundener Stift eingreift. Der Zweck dieser Einrichtung
wird nachstehend erläutert.
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Das bisher beschriebene und in seinen wesentlichen Teilen an sich
bekannte sowie der üblichen Bauart entsprechende Ventil wird in seinem Ventilnest
6 gehalten durch einen Käfig 16, der als Zwischenstück zwischen der Oberseite der
Ventilsitzplatte 10 und einem Ventildeckel 17 dient; dieser wiederum ist
im Zylinder 5 über Schrauben 18 und Muttern 19 unter Zwischenschaltung geeigneter
Dichtungen gehalten, wobei der stramme Sitz und die Verspannung des
Ventilsitzes
und des Fängers im Ventilnest über im Ventildeckel 17 vorgesehene und ihm
gegenüber abgedichtete Spannungsschrauben erfolgt.
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Gemäß der Erfindung sind nun an der Regelplatte 14 Abhebestifte
43 vorgesehen, die einteilig und glatt sowie im wesentlichen zylindrisch
und ohne Absatz ausgeführt sind. Die Herstellung dieser Abhebestifte ist deshalb
denkbar einfach. Sie können z. B. gewalzt oder gezogen sein und bedürfen keiner
weiteren Bearbeitung, zumal dann nicht, wenn ihre Bearbeitungsrichtung mit der Längsrichtung
zusammenfällt, wie dies beim Walzen oder Ziehen der Fall ist. Die Abhebestifte sind
durch die Ventilschlitze 44 in der Ventilsitzplatte 10 hindurchgeführt
und in diesem Bereich konisch verjüngt, z. B. geschliffen. Sie weisen gemäß der
Erfindung an ihrem oberen Ende und in ihrer Mitte jeweils einen Anschlag
45 bzw. 46 auf, wobei die Anschläge 45 zur genauen Begrenzung
der Stellung der Abhebestifte in der vorgeschobenen Lage dienen, während die Anschläge
46 als Widerlager für kegelförmige Schraubenfedern 47 dienen. Zur besseren
Führung der Abhebestifte und zu ihrer einwandfreien Lagerung sowie zur guten Schmierung
ist die Regelplatte 14 an den Durchtrittsstellen der Abhebestifte mit Gleitbuchsen
48 ausgestattet, wobei die Schmierung noch durch Zusatz geeigneter Dauerschmiermittel
verbessert werden kann. Die Gleitbuchsen 48 dienen dabei nur teilweise zur Führung
und können deshalb entsprechend kurz gehalten sein, weil die als Schraubenfedern
ausgebildeten Federn 47 eine zusätzliche Führung in ausreichendem Maße übernehmen.
Die kraftschlüssige Anlage der Regelplatte 14 und ihrer Haube 15 am
Schaft 23 wird durch eine Rückführfeder 49 erreicht, die geschützt innerhalb der
Haube untergebracht ist und infolgedessen selbst bei Bruch keine Störungen hervorrufen
kann. Sie stützt sich einerseits gegen die Innenfläche der Haube 15, andererseits
gegen eine mit dem Ventilbolzen 11 verbundene Unterlagscheibe 50 ab.
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Die Ausführungsform nach Abb. 2, in welcher im übrigen für die gleichen
Teile die gleichen Bezugszeichen vorgesehen sind, unterscheidet sich im wesentlichen
gegenüber der nach Abb. 1 dadurch, daß außer der Regelplatte 14 zur besseren Führung
eine weitere Führungsplatte 51 vorgesehen ist, die durch ein Abstandstück 52 auf
entsprechenden Abstand gehalten wird. Eine Besonderheit dieser Konstruktion liegt
noch in der Anordnung der Gleitbuchsen 53, die in Fassungen 54 eingelassen sind,
welche ihrerseits in Bohrungen 55 der Regelplatte bzw. der Führungsplatte eingeschoben
werden und durch Kappen 56 gehalten sind. Hierbei sind Federn 57 zwischen der Innenseite
der Kappen 56 und den Gleitbuchsen 53 eingesetzt, die eine genaue Lage der Gleitbuchsen
gewährleisten.
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Bei der Ausführung gemäß Abb. 3 ist im wesentlichen die Konstruktion
gemäß Abb. 1 zugrunde gelegt, dabei jedoch auf eine Gleitführung verzichtet. Diese
Ausführung nach Abb.3 zeigt wesentlich kürzere Abhebestifte 58 mit dicht beieinanderliegenden
Anschlägen 59 und 60, die über flachgewickelte zylindrische Schraubenfedern
61 mit hoher Seitensteifigkeit und entsprechendem flachliegendem Rechteckquerschnitt
gegenüber der Regelplatte 14 bzw. einer mit ihr fest verbundenen Glocke 62
verbunden sind. Diese Ausführung der Abhebestifte gewährleistet eine reibungsfreie
Führung mit praktisch ausreichender Zentrierung. Die vorstehend erwähnte Anordnung
einer Führung der Regelplatte gegenüber dem Ventilbolzen in der Weise, daß eine
Drehungssicherung erzielt, dabei aber im Verlauf einer Längsbewegung der Regelplatte
eine Drehung nach fester Vorschrift, z. B. gemäß einer Schraubennut vollführt wird,
hat gegenüber den bekannten Vorrichtungen den erheblichen Vorteil, daß die Einwirkungsstelle
der unteren, als Anschlag für die Ventilplatte dienenden Enden derAbhebestifte auf
die Ventilplatte sich mit der Höheneinstellung ändert. Die Ventilplatte wird demgemäß
nicht stets an den gleichen Stellen belastet, so daß also ein vorzeitiger Verschleiß
an diesen Stellen vermieden wird.