DE1809954C3 - Ventilausbildung und deren Anordnung im Zylinderkopf einer Kolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilausbildung und deren Anordnung im Zylinderkopf einer Kolbenpumpe, bestehend aus Saugventil und Druckventil, wobei beide Ventile in Richtung der Zylinderachse hintereinanderliegend koaxial angeordnet sind, und aus einem zwischen beiden Ventilen angeordneten Ventileinsatz, der an seinen beiden Stirnflächen die Sitze für Saug- und Druckventil aufweist.

Es ist eine gattungsgemäße Ventilausbildung bekannt, bei welcher der Ventileinsatz lediglich aus einem zylindrischen Kernstück besteht, welches die spezielle Gestaltung des Außenteils des Zylinderkopfes unter Bildung eines Ringspaltes erfordert, der einen zum Saugventil führenden Kanal bildet. Dabei wird die gesamte vom Ringspalt durchschnittene Sitzfläche des Saugventils im inneren Bereich vom Außenteil des Zylinderkopfes gebildet. Das wiederum erfordert die Unterbringung des Saugventils in einem Raum größeren Durchmessers, der durch einen Trennring gebildet wird (vergleiche DT-PS 1 164 775). Hier ist der Zylinderkopf aus einer Vielzahl von Einzelteilen aufgebaut, deren Außenflächen sämtlich als Paßflächen bearbeitet werden müssen, und zwar in Abstimmung aufeinander und unter Berücksichtigung verhältnismäßig enger Toleranzen. Denn anders sind Dichtungsschwierigkeiten zu befürchten.

Ferner ist eine Einrichtung zur Abdichtung des gleichachsig zum Zylinder vorgesehenen und zwischen diesem und dem Zylinderkopf eingespannten gemeinsamen Ventilgehäuse für Hochdruckkolbenverdichter mit konzentrischer Anordnung des ringförmigen Saug- und Druckventils bekannt, wobei die Saugleitung axial an das Ventilgehäuse angeschlossen und von dem an den Ventilkörper sich anschließenden Raum einer Druckleitung umgeben ist (vergleiche DT-PS 660 451). Diese bekannte Ausführungsform besteht ebenfalls aus einer Vielzahl von Einzelteilen und ist daher in montagetechnischer Hinsicht ebenso aufwendig wie in fertigungstechnischer Hinsicht, da auch hier verhältnismäßig viele Paßsitze mit der erforderlichen Präzision verwirklicht werden müssen.

Außerdem kennt man eine Ventilausbildung und -anordnung, bei welcher ein Ventileinsatz verwirklicht ist, der aus einem Gehäuse mit zwei über Stege verbundenen Gehäuseringen besteht, von deren der untere eine Anzahl Saugventile trägt, der obere eine Anzahl Druckventile. Das Gehäuse bildet wechselweise eine Saug- oder Druckkammer, und zwar in Abhängigkeit von der Hubbewegung eines Kolbens (vergleiche GB-PS 993 887). Die Vielzahl von Saugventilen und Druckventilen führt bei dieser bekannten Ausführungsform nicht nur zu einem in fertigungstechnischer Hinsicht komplizierten und aufwendigen Aufbau, sondern darüber hinaus sind erhebliche Strömungs- bzw. Druckverluste im Zuge des Durchströmens der Saug- und Druckventile zu befürchten, jedenfalls wird das strömende bzw. zu fördernde Medium verhältnismäßig stark behindert.

Schließlich ist eine Ventilausbildung mit zwei ineinandergesetzten Ventilkörpern bekannt, bei welcher der eigentliche Zylinderkopf von verschiedenen Bauelementen gebildet wird. Verwirklicht man aber zwei ineinanderzusetzende Ventilkörper, dann wird die gesamte Ventilausbildung nicht nur in ihrem Aufbau, sondern auch bezüglich der Bearbeitungsmaßnahmen verhältnismäßig kompliziert. So müssen die Innenfläche und entsprechende Außenfläche der betreffenden Ventilkörper so bearbeitet werden, daß ein einwandfreier Paßsitz erreicht wird, weil allein über den Paßsitz eine dichte Trennung der Druckseite von der Saugseite erreicht werden soll. Schon setzen Bearbeitungsschwierigkeiten ein. Darüber hinaus müssen bei den bekannten Ventilkörpern Bohrungen bzw. deren Übergangsbereiche exakt aufeinander abgestimmt sein. Darum sind die beiden Ventilkörper als getrennte Körper ausgeführt. Schließlich ermöglichen die Bohrungen in den Ventilkörpern nur verhältnismäßig geringe Durchfluß-

querschnitte, so daß die Förderleistung der zugehörigen Kolbenpumpe stark begrenzt ist. Weiter ist bei der bekannten Ausführungsform von Nachteil, daß zwei verschiedene Ventilarten eingesetzt sind, und zwar infolge des gebohrten Kanalsystems praktisch auch eingesetzt werden müssen, nämlich einerseits ein Ringplattenventil, andererseits ein Kugelventil. Das Kugelventil weist einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau auf, um überhaupt an den zugeordneten Veutilkörper befestigt werden zu können (vergleiche US-PS 3 114 326).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilausbildung und -anordnung zu schaffen, die sich durch einfache Bauweise auszeichnet und unschwer in den Zylinderkopf einer Kolbenpumpe unter Bildung eines funktionstüchtigen Ventilsystems eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Ventilausbildung und deren Anordnung im Zylinderkopf dadurch, daß der Ventileinsatz aus einem Zentralkörper mit Kern und umgebenden Außenring aufgebaut ist, wobei Kern und Außenring über radiale Stege mit dem Zentralkörper verbunden und dadurch Saugkanäle zwischen Außenring und Zentralkörper sowie Druckkanäle zwischen Zentralkörper und Kern gebildet sind. — Nach Lehre der Erfindung wird eine Ventilausbildung und -anordnung verwirklicht, bei welcher der Zylinderkopf der zugeordneten Kolbenpumpe und der darin einsetzbare Ventileinsatz so ausgebildet und aufeinander abgestimmt sind, daß durch das Einführen des Ventileinsatzes bei nur wenigen Bauteilen ein einwandfreies Strömungs- und Ventilsystem gewährleistet ist. Zylinderkopf und Ventileinsalz können als Gußteile ausgebildet sein und bedürfen beide verhältnismäßig weniger Paßflächen in Abstimmung aufeinander sowie zu dem Saug- und Druckventil.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. Der Ventileinsatz liegt zweckmäßigerweise mit seinem Außenring an einem Bund des Zylinderkopfes an und ist von einem Distanzring gehalten. Erfindungsgemäß ist der Ventileinsatz mit seinem Außenring in einer Trennwand zwischen Saugkammer und Druckkammer des Zylinderkopfes und mit seinem Zentralkörper in einer Trennwand zwischen Saug- und Druckkammer dichtend eingepaßt, wobei zur Abdichtung des Venvileinsatzes und der verschiedenen Kammern im Zylinderkopf jeweils O-Ringe in entsprechenden Nuten angeordnet sind. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Ventilausbildung mit federbelastetem Einlaßringkörper für das Saugventil und Auslaßringkörper für das Druckventil ist darin zu sehen, daß die Feder für den Einlaßringkörper sich auf einem Stufenring zwischen Zylinder und Zylinderkopf und die Feder für den Auslaßringkörper sich gegen einen Bund eines in den Kern eingesetzten Bundbolzens abstützt. Vorzugsweise ist der Einlaßringkörper in einer Ausdrehung des Distanzringes geführt und in seinem Weg durch die Stirnfläche der Ausdrehung begrenzt, während der Auslaßringkörper auf einem zylindrischen Abschnitt des Bundbolzens geführt und in seinem Weg durch einen Anschlagbund begrenzt ist.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß eine Ventilausbildung bzw. -anordnung verwirklicht wird, die insgesamt zu einer besonders einfachen Gestaltung des Ventilsystems in dem Zylinderkopf einer Kolbenpumpe führt und Funktionssicherheit gewährleistet. Einfache Bauweise ist deshalb gegeben, weil nur wenige Einzelteile zur Ausbildung einerseits des Saug- und Druckventil, andererseits der Saug- und Druckkanäle erforderlich sind. Hinzu kommt vor allem aber der Vorteil, daß nach Lehre der Erfindung sowohl der Zylinderkopf der Kolbenpumpe als auch der Ventileinsatz als fertige Gußtei-Ie eingesetzt werden können und nur wenige Bearbeitungsflächen vorhanden sind. Es handelt sich dabei im wesentlichen um einerseits die Sitzflächen für das Saug- und Druckventil, andererseits die Dichtflächen zwischen Ventileinsatz und Zylinderkopf. Dadurch wird im Ganzen die Fertigung von Kolbenpumpen vereinfacht und erleichtert.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die Figur zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Kolbenpumpe.

Die in der Figur dargestellte Kolbenpumpe, insbesondere Hochdruckkolbenpumpe, besteht aus einem Zylinder 1. Kolben 2 und Zylinderkopf 3 mit Saugkammer 4, Druckkammer 5 sowie zugeordnetem Saug- ο und Druckventil 7. Saug- 6 und Druckventil 7 sind zu einem Ventileinsatz mit Ventilkörper aus einem Außenring 9, einem im wesentlichen zylindrischen Zentralkörper 10 und einem Kern 11 zusammengefaßt. Das Saugventil 6 wird von den unteren Flächen 12, 13 des Außenringes 9 und des Zentralkörpers 10 und einem gegen diese Flächen 12,13 elastisch gedrückten mnlaliringkörper 14 gebildet. Das Druckventil 7 wird von den oberen Flächen 15. 16 des Zentralkörpers 10 und des Kerns 11 und einem gegen diese Flächen elastisch gedrückten Auslaßringkörper 17 gebildet. Der Zylinderkopf 3 ist über einen Stufenring 18 an den Zylinder 1 angeschlossen. Der Ventileinsatz 8 ist bei dieser Anordnung von der Anschlußseite für den Zylinder 1 her in den Zylinderkopf 3 einbaubar. Bei dem Ventileinsatz. 8 ist der Außenring 9 mit dem Zentralkörper 10 und der Zentralkörper 10 mit dem Kern U über radiale Stege 19 verbunden. Der Ventileinsatz 8 liegt mit seinem Außenring 9 an einem Bund 20 des Zylinderkopfes 3 an und ist von einem Distanzring 21 gehalten. Dabei ist der Ventileinsatz 8 mit seinem Außenring 9 in der Trennwand 22 zwischen Saugkammer 4 und Pumpenkammer 23 des Zylinderkopfes 3 und mit seinem Zen^ tralkörper 10 in der Trennwand 24 zwischen Saug- 4 und Druckkammer 5 dichtend eingepaßt. Zur Abdichtung des Ventileinsatzes 8 und der verschiedenen Kammern des Zylinderkopfes 3 sind jeweils O-Ringe 25 in entsprechenden Nuten 26 angeordnet. Am Ventileinsatz 8 liegen die als Ventilsitz dienenden unteren Nachen 12, 13 von Außenring 9 und Zentralkörper 10 sowie die oberen Flächen 15, 16 von Zentralkörper und Kern 11 jeweils in einer Ebene. Einlaß- und Auslaßringkörper 17 sind als mit ebenen Flächen versehene Lochscheiben ausgebildet. Einlaß- 14 und Auslaßringkörper 17 sind jeweils über Druckfedern 27, 28 elastisch angedrückt, wobei die Feder 27 sich auf dem Stufenring 18 und die Feder 28 sich gegen einen Bund a eines in den Kern 11 eingesetzten Bundbolzens 30 abstützt. Der Einlaßringkörper 14 ist in einer Ausdrehung 31 des Distanzringes 21 geführt und in seinem Weg durch die Stirnfläche 32 der Ausdrehung 31 begrenzt In gleicher Weise ist der Auslaßringkörper 17 au! einem zylindrischen Abschnitt 33 des Bundbolzens geführt und in seinem Weg durch einen Anschlagbund 34 begrenzt. Das Saug- 6 und Druckventil 7 ist in der Figur im geschlossenen Zustand dargestellt. Trotzdem geben Pfeile die Strömungsrichtung in zwischen Außenring 9 und Zentralkörper 10 gebildeten Saugka-

lälen 35 sowie zwischen Zentralkörper 10 und Kern 11 gebildeten Druckkanälen 36 an. Die Elemente 18 und Jl sind zweckmäßig ein einheitliches Bauteil, der Diitanzring 21 ist im oberen Bereich zur besseren Was- ;erführung geschlitzt und daher nicht schraffiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Ventilausbildung und deren Anordnung im Zylinderkopf einer Kolbenpumpe, bestehend aus Saugventil und Druckventil, wobei beide Ventile in Richtung der Zylinderachse hintereinanderliegend koaxial angeordnet sind, und aus einem zwischen beiden Ventilen angeordneten Ventileinsatz, der an seinen beiden Stirnflächen die Sitze für Saug- und Druckventil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventileinsatz (8) aus einem Zentralkörper (iO) mit Kern (11) und umgebendem Außenring (9) aufgebaut ist, wobei Kern und Außenring über radiale Stege (19) mit dem Zentralkörper verbunden und dadurch Saugkanäle (35) zwischen Außenring und Zentralkörper sowie Druckkanäle (36) zwischen Zentralkörper und Kern gebildet sind.

2. Ventilausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventileinsatz (8) mit seinem Außenring (9) an einem Bund (20) des Zylinderkopfes (3) anliegt und von einem Distanzring (21) gehalten ist.

3. Ventilausbildung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventileinsatz (8) mit seinem Außenring (9) in einer Trennwand (22) zwischen Saugkammer (4) und Pumpenkammer (23) des Zylinderkopfes (3) und mit seinem Zentralkörper (10) in einer Trennwand (24) zwischen Saug- und Druckkammer (4, 5) dichtend eingepaßt ist und zur Abdichtung des Ventiieinsatzes und der verschiedenen Kammern im Zylinderkopf jeweils O-Ringe (25) in entsprechende Nuten (26) angeordnet sind.

4. Ventilausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit federbelastetem Einlaßringkörper für das Saugventil und Auslaßringkörper für das Druckventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (27) für den Einlaßringkörper (40) sich auf einem Stufenring (18) zwischen Zylinder (1) und Zylinderkopf (3) und die Feder (28) für den Auslaßringkörper (17) sich gegen einen Bund (29) eines in den Kern (11) eingesetzten Bundbolzens (30) abstützt.

5. Ventilausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßringkörper (14) in einer Ausdrehung (31) des Distanzringes (21) geführt und in seinem Weg durch die Stirnfläche (32) der Ausdrehung (31) begrenzt ist.

6. Ventilausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßringkörper (17) auf einem zylindrischen Abschnitt (33) des Bundbolzens geführt und in seinem Weg durch einen Anschlagbund (34) begrenzt ist.