DE2711837B1 - Ventilkopf fuer Hochdruckpumpen - Google Patents

Description

• Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Ventilkopfes besteht darin, daß der Gehäuseeinsatz keine gestufte Gehäusebohrung erforderlich macht. Das Ventilkopfgehäuse läßt sich also mit einem ungestuften zylindrischen und nach einer Seite hin offenen Innenraum versehen, in welche der Gehäuseeinsatz mit Dichtungsringen im Außenmantel der gegen die Innenraumwandung anliegenden, scheibenförmigen und in an sich bekannter Weise mit einem Kranz von achsparallelen Ventilkanälen versehenen Ventilsitzkörpern eingesetzt ist. Die Dichtungsringe ergeben eine ausreichende Abdichtung des Zylinderverbindungsrau mes des Ventilkopfes gegenüber seinem Sauganschlußbereich und seinem Druckanschlußbereich des nicht am Ventilkopfgehäuse abgestützen, sondern nur über den Gehäusedeckel in seiner Relativlage zum Ventilkopf festgelegten Gehäuseeinsatzes.
• Vorteilhafterweise kann der Gehäuseeinsatz im Druckbereich des Ventilkopfes eine konzentrisch auf den Spannanker aufgeschobene Ausgleichskolbenscheibe aufweisen, deren druckventilraumseitige Stirnfläche zu einem kleinen Teil durch den als Führungskörper für das Druckventilschließglied wirkenden Distanzkörper abgedeckt ist und dessen entgegengesetzte Stirnfläche durch Kanäle mit dem Druckventilraum verbunden ist.
• Mit Hilfe dieser Ausgleichskolbenscheibe kann auch noch eine weitgehende Entlastung des Spannankers von den Pulsationsbelastungen erfolgen, die im Ventilkopf zwangsläufig durch die Pumpenbewcgung und den laufenden Wechsel von Saugdruck auf Preßdruck und umgekehrt auftreten.
• Der Gehäuseeinsatz ist vollkommen symmetrisch aufgebaut und ergibt durch die unmittelbare Angliederung der einzelnen Teile an den Umfang des zentralen Spannankers einen raumsparenden Aufbau mit freien, strömungsgünstigen Ringräumen und einem geringen Schadraum oder Totvolumen.
• Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Ventilkopfes anhand der teilweise schematisierten Zeichnung näher erläutert.
• Die Zeichnung zeigt schematisch angedeutet das obere Flanschende 10 eines mit einem Kolben 11 versehenen Pumpenzylinders, auf das ein Ventilkopfgehäuse 12 so aufgestzt ist, daß eine seitliche Zylinderanschlußöffnung 13 mit dem Pumpenzylinder fluchtet. Die Zylinderanschlußöffnung 13 führt in einen ungestuften zylindrischen Innenraum 14 des Ventilkopfgehäuses 12, der nach einer Seite des Gehäuses hin offen ist. Die Öffnung ist durch einen Deckel 15 verschließbar. Der Innenraum 14 weist noch eine Sauganschlußöffnung 16 und eine Druckleitungs-Anschiußöffnung 17 auf.
• In dem Innenraum 14 des Ventilkopfgehäuses 12 ist ein vormontierter Gehäuseeinsatz eingeschoben, der aus folgenden, hintereinander konzentrisch auf einen zentralen, schraubbolzenartigen Spannanker 18 aufgeschobenen Teilen besteht: einem gegen den Kopf 19 des Spannankers 18 anliegenden, scheibenförmigen Saugventilsitzkörper 20, der mit einem Kranz von achsparallelen Ventilbohrungen 21 versehen ist; einem ersten Distanzkörper 22; einem Druckventilsitzkörper 23, in genau gleicher Form wie der Saugventilsitzkörper 20 und mit einem Kranz von Ventilbohrungen 24 versehen; einem zweiten Distanzkörper 25 mit genau gleichem Aufbau wie der erste Distanzkörper n; einer anschließenden Ausgleichskolbenscheibe 26 und schließlich dem mit einem Zentrieransatz 27 versehenen Deckel 15 des Ventilkopfgehäuses. Alle diese Teile sind auf dem Spannanker 18 mittels einer gegen die Außenseite des Deckels 15 anliegenden Schraubmutter 28 verspannt. Die Befestigung des Deckels 15 am Ventilkopfgehäuse 12 mittels einfacher Befestigungsschrauben ist durch strichpunktierte Linien 29 angedeutet.
• Auf dem ersten Distanzkörper n ist ein ringflanschartig geformtes und die Öffnungen der Ventilbohrungen 21 abdeckendes Saugventilglied 30 zwischen dem Saugventilsitzkörper 20 und einer Außenstufe 31 des Distanzkörpers 22 gegen die Kraft einer Rückstellschraubenfeder 32 begrenzt axial verschiebbar gelagert.
• Die Schraubendruckfeder 32 ist zwischen der Rückseite des Flansches des Saugventilgliedes 30 und einer weiteren Stufung 33 des Distanzkörpers n konzentrisch zum Spannanker 18 eingespannt. In genau gleicher Weise ist auf dem zweiten Distanzkörper 25 ein gleich ausgebildetes Druckventilglied 34 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 35 begrenzt axial verschiebbar gelagert, das die Öffnung der Ventilbohrungen 24 druckabhängig steuert.
• Am Außenumfang des Saugventilkörpers 20 und des Druckventilkörpers 23 ist jeweils eine mit einem Dichtungsring 36 und 37 besetzte Ringnut ausgebildet.
• Die Dichtungsringe 36 und 37 bewirken eine Abdichtung des zentralen Pumpenanschlußbereichs 38 des Innenraumes 14 gegenüber dem Sauganschlußbereich 39 und dem Druckanschlußbereich 40 des Innenraumes des Ventilkopfes. Weitere Dichtringe 41 und 42 sind am Zentrieransatz 27 des Deckels 15 gelagert und bewirken eine Abdichtung des Innenraumes an der Innenwandung des Gehäuses und am zentralen Spannanker 18.
• in der Ausgleichskolbenscheibe 26 sind Kanäle 43 eingearbeitet, die eine Verbindung von der druckbereichsseitigen Stirnseite zur entgegengesetzten und dem Zentrieransatz 27 des Gehäusedeckels 15 gegenüberliegenden Stirnseite der Ausgleichskolbenscheibe schaffen, so daß der im Druckanschlußbereich 40 des Innenraumes 14 des Ventilkopfes 12 herrschende Druck auch auf der Rückseite der Ausgleichskolbenscheibe 26 wirksam werden kann. Die Ausgleichskolbenscheibe wirkt als Differenzkolbenscheibe auf den anschließenden zweiten Distanzkörper 25 ein und bewirkt eine Pulsationsentlastung des Spannankers 18. Erforderlichenfalls kann der Spannanker 18 mit Anfasungen oder Längsriefen versehen werden, die zum Sauganschlußbereich 39 führende Spalten bilden und sicherstellen, daß sich entlang der Spannankeroberfläche ein geringerer Druck als im Druckkammerbereich 40 einstellt und somit die Funktion der Ausgleichskolbenscheibe gewährleistet ist.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Ventilkopf für Hochdruckpumpen, mit einem Gehäuse mit einer Offnung zum Pumpenzylinder, einem Saugleitungsanschluß, einem Druckleitungsanschluß und einem vormontierbaren Gehäuseeinsatz, der ein Saugventil und ein Druckventil mit federbelasteten Ventilgliedern aufweist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Gehäuseeinsatz als in einen stufenlosen zylindrischen Innenraum (14) des Ventilkopfgehäuses (12) einsetzbare Baueinheit ausgebildet ist und einen zentralen, schraubbolzenartigen Spannanker (18) aufweist, auf welchen die Ventilsitzkorper (20, 23) und zwischen ihnen befindliche Distanzkörper (22,25) als als Scheiben- oder Buchsenkorper konzentrisch aufgeschoben und mittels des Spannankers (18) gegen einen Gehäusedeckel (15) verspannt sind, und daß die mit einem gestuften Außenmantel versehenen Distanzkörper (22,25) gleichzeitig als Führungs- und Anschlagkörper für axial verschiebbare, konzentrisch aufgesetzte, in an sich bekannter Weise ringflanschartig geformte Ventilschließglieder (30,34) dienen.
2. 2. Ventilkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseeinsatz in den ungestuften zylindrischen und nach einer Seite hin offenen Innenraum (14) des Gehäuses (12) mit Dichtungsringen (36, 37) im Außenmantel der gegen die Innenraumwandung anliegenden scheibenförmigen und in an sich bekannter Weise mit einem Kranz von achsparallelen Ventilkanälen (21, 24) versehenen Ventilsitzkörpern (20, 23) eingesetzt ist, wobei der vom Spannanker (18) mitgefaßte Gehäusedeckel (15) die Innenraumöffnung des Gehäuses abdeckt
3. 3. Ventilkopf nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilrückstellfedern (32, 35) jeweils zwischen dem Ventilschließglied (30, 34) und dem als sein Führungskörper dienenden Distanzkörper (22,25) eingespannt sind
4. 4. Ventilkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseeinsatz im Druckanschlußbereich (40) des Ventilkopfes eine konzentrisch auf den Spannanker (18) aufgeschobene Ausgleichskolbenscheibe (26) aufweist, deren druckanschlußseitige Stirnfläche zu einem kleinen Teil durch den als Führungskörper für das Druckventilschließglied (34) wirkenden Distanzkörper (25) abgedeckt ist und dessen entgegengesetzte Stirnfläche durch Kanäle (43) mit dem Druckanschlußbereich (40) des Ventilkopfes verbunden ist.

   Die Erfindung betrifft einen Ventilkopf für Hochdruckpumpen, mit einem Gehäuse mit einer Offnung zum Pumpenzylinder, einem Saugleitungsanschluß, einem Druckleitungsanschluß und einem vormontierbaren Gehäuseeinsatz, der ein Saugventil und ein Druckventil mit federbelasteten Ventilgliedern aufweist.

   Es ist bereits bekannt, bei Hochdruck- Kolbenpumpen die Pumpenzylinder mit Ventilköpfen abzuschließen, die das Saugventil und das Druckventil und die zugehörigen Anschlüsse aufweisen. Es ist auch bereits bekannt, hierbei in ein druckfestes Ventilkopfgehäuse die Ventilsitze, Führungsteile für die Ventilschließglieder, die Stanzkörper und Ventilfedern in einen zur Anlage von Teilen gestuften Innenraum des Gehäuses einzuset- zen (z B. US-PS 33 99 694) und über einen Schließdekke: des Ventilkopfgehäuses unter Vorspannung zu halten (z B. US-PS 3508849). Es ist auch bereits bekannt, die Einbauteile in vormontiertem Zustand in ein Ventilkopfgehäuse einzubringen (DE-PS 8 26 243, US-PS 35 08 849> Bei diesen bekannten Ventilköpfen muß das Ventilgehäuse den auf die Einsatzteile ausgeübten Vorspanndruck und den an den Einsatzteilen wirksamen pulsierenden Pumpendruck aufnehmen, was ein absolut fehlerfreies Gehäusegefüge und eine sorgfältige Bearbeitung des Gehäuses, insbesondere im Bereich der Stufungen seines Innenraumes voraussetzt, damit dort keine Kerbschwächungsstellen auftreten. Die relativ kurzen Schrauben zur Befestigung des die Einsatzteile unter Vorspannung haltenden Gehäusedeckels sind der im Ventilkopf auftretenden pulsierenden Hochdruckbelastung voll ausgesetzt Nachteilig an bekannten Ventilköpfen ist auch der Aufbau der Einsatzteile, insbesondere die Ausbildung von Distanzteilen als Käfigkörper oder eine Ausbildung der Ventilglieder als zentral angeordnete Ventilkegel, weil dadurch im Ventilkopf ungünstige Strömungsverhältnisse auftreten und eine gleichmäßige gegenseitige Abstützung der Teile nicht mit Sicherheit gewährleistet ist Auch haben die Einsätze bekannter Ventilköpfe einen relativ komplizierten Aufbau mit einer Vielzahl von Einzelteilen.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventilkopf für Hochdruckpumpen mit erhöhter Betriebssicherheit und erhöhter Funktionssicherheit zu gestalten.

   Die gestellte Aufgabe wird mit einem Ventilkopf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gehäuseeinsatz als in einen stufenlosen zylindrischen Innenraum des Ventilkopfgehäuses einsetzbare Baueinheit ausgebildet ist und einen zentralen, schraubbolzenartigen Spannanker aufweist, auf welchen die Ventilsitzkörper und zwischen ihnen befindliche Distanzkörper als Scheiben- oder Buchsenkörper konzentrisch aufgeschoben und mittels des Spannankers gegen einen Gehäusedeckel verspannt sind, und daß die mit einem gestuften Außenmantel versehenen Distanzkörper gleichzeitig als Führungs- und Anschlagkörper für axial verschiebbare, konzentrisch aufgesetzte, in an sich bekannter Weise ringflanschartig geformte Ventilschließglieder dienen.

   Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Ventilkopf ist das Ventilkopfgehäuse von der den Einsatzteilen aus Sicherheitsgründen gegebenen Vorspannung vollständig entlastet Die Teile des Gehäuseeinsatzes, die sich alle als Drehteile herstellen und konzentrisch auf den langen und stabilen Spannanker aufreihen lassen, sind mittels des Spannankers gegen einen Gehäusedeckel verspannt Der ganze Gehäuseeinsatz läßt sich fertig vormontieren und anschließend in das Ventilkopfgehäuse einschieben. Der lange Zuganker mit seiner günstigen Dehnungscharakteristik hat eine wesentlich höhere Bruchsicherheit als die relativ kurzen Befestigungsschrauben der Spanndeckel bekannter Ventilköpfe. Die Befestigung des Deckels beim erfindungsgemäß ausgebildeten Ventilkopf erfolgt mittels einfacher Befestigungsschrauben.