DE2745470C3 - Pumpenventilkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Pumpenventilkopf für insbesondere Kolben-Hochdruckpumpen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

65 Es ist ein derartiger Pumpenventilkopf bekannt, bei dem jedoch der Ventilschließkörper als eine Ventilbuchse ausgebildet ist. Diese Ventilbuchse besitzt einerseits zwar ringartige Schließflächen, andererseits jedoch einen Führungsmantel, welcher die Ventilfeder teilweise umgibt Die Ventilbuchse ist also auf der Ventilfeder geführt

Ferner sind Ringventile für Flüssigkeitspiisnpen und Kolbenverdichter bekannt bei welchen der /entilschließkörper entweder eine kragenförmige Mantelfläche als Führungsfortsatz oder einen U-förmigen Querschnitt mit einem innenliegenden ringförmigen Führungsfortsatz ausweist In beiden Fällen dienen die Fortsätze zugleich zur Zentrierung einer Ventilfeder. Bei dem U-förmigen Ventilschließkörper ist außerdem ein innenliegender Distanzring mit zahnkranzartig angeordneten Vorsprüngen vorgesehen, die als Hilfsführung dienen.

Außerdem ist ein gattungsfremder Pumpenventilkopf bekannt bei welchem der Ventilschließkörper mittels einer konischen Mantelfläche ar. einem Innen.konus des die Ventilfeder tragenden Durchflußkörpers geführt ist Soweit ein Bewegungsspiel zwischen den konischen Führungsflächen verwirklicht ist, soll die Überschneidung der konischen Führungsflächen eine radiale Abstützung des Ventilschließkörpers gegen den Durchflußkörper bewirken.

Bei den vor bekannten Pumpenventilkopf en bzw. Ventilkonstruktionen ist also grundsätzlich eine Führung für den Ventilschließkörper erforderlich, sei es mittels eines Buchsenmantels, sei es mittels konischer Führungsflächen oder mittels kragenartiger Führungsfortsätze für eine Ventilfeder. Aus einer derartigen Ventilführung resultieren erhöhte Beaufschlagungskräfte und Verschleißbeanspruchungen. Bei hochfrequenten Funktionsabläufen sind Störungen nicht ausgeschlossen.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, einen Pumpenventilkopf der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der sich durch exaktes Aüyiten der Ventile unter Berücksichtigung eines extrem hohen volumetrischen Wirkungsgrades auszeichnet und leisen Ventilbetrieb selbst bei hochfrequenten Funktionsabläufen gewährleistet

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Pumpenventilkopf durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1. — Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß die als Druckfeder ausgebildete Ventilfeder den Ringteller gegen den Ventilsitz drückt und erst im Zuge des Saughubes der Ringteller von dem Ventilsitz abgehoben wird und dadurch die Ringkammer öffnet, so daß die Verbindung zwischen Saugkanal und Ventilkammer hergestellt ist. Insoweit wird also eine praktisch verschleißfreie Ventilführung verwirklicht. Da der Ringteller darüber hinaus verhältnismäßig leicht ist, kann mit minimalen Ventilbeaufschlagungskräften gearbeitet werden. Ferner lassen sich verhältnismäßig große Öffnungsquerschnitte unter Berücksichtigung kleiner öffnupgshübe verwirklichen, was zu niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten des Fördermittels führt. Stets sind extrem gute Ansaugverhältnisse am Saugventil gewährleistet, und zwar aufgrund eines besonders günstigen Flächenübersetzungsverhältnisses von der Ringtellerfläche zur Ringkammerflächc.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale der Erfindung sind im folgenden aufgeführt. So kann die Ringkammer einen vom Ansaugkanal zum Ventilsitz hin abnehmenden Ringkammerquerschnitt aufweisen und am Ventilsitz den geringsten Ringkammerquerschnitt

besitzen, damit der Ringteller verhältnismäßig klein und in gewichtsmäßiger Hinsicht leicht ausgeführt werden kann. Sofern die Ringfläche zur Abstützung des Ringtellers in Offenstellung von einem Durchflußkörper gebildet ist, ist erfindungsgemäß der Durchflußkörper von einem zentralen Befestigungsbolzen in der saugseitigen Ventilkammer gehalten und besitzt innenseitig unter Bildung der Ringfläche eine sich verjüngende Ausnehmung, an welche sich Durchflußbohrungen anschließen. Auf diese Weise kann das Fördermedium sowohl über den Ringspalt zwischen Durchflußkörper und Veatilkammerwand als auch über die Durchflußbohrungen in dem Durchflußkörper angesaugt werden, so daß sich bei jedem Saughub ein verhältnismäßig großes Fördermittelvolumen ansaugen und abführen läßt. Bei einer abgewandelten Ausführungsform mit zumindest einem in der druckseitigen Ventilkammer angeordneten Druckventil mit von einer Ventilfeder getragenen Ventilschließkörper, der zwischen dem zugeordneten Ventilsitz und einem Widerlager mit einem verhältnismäßig kleinen Öffnungshub arbeitet, sieht die Erfindung vor, daß der Ventilschließkr>rper als Ventilteller ausgebildet und führungsfrei gelagert ist, und daß das Widerlager eine von seiner Auflagefläche für den Ventilteller ausgehende Axialbohrung mit sich daran anschließenden Radialbohrungen aufweist Diese Axial- und Radialbohrungen haben Drosselfunktion und sorgen dafür, daß im Zuge der Öffnungsbewegung der Druckventile die lediglich von ihren Ventilfedern geführten Ventilteller sich nicht verkanten und schließlieh einseitig auf die ihnen zugeordnete Auflagefläche aufsetzen, sondern eine gleichmäßige Öffnungsbewegung durchführen, weil das sich jeweils zwischen dem Ventilteller und seiner Auflagefläche befindende Fördermittel nur gedrosselt über die Axialbohrung und die Radialbohrungen abschließen kann. Insoweit wird also bis zum vollständigen öffnen der Druckventile gleichsam für eine schwimmende Auflage der Ventilteller Sorge getragen. Sofern das Widerlager von dem Bolzenende vines in das Ventilkopfgehäuse eingesetzten Lagerbolzens gebildet ist, besitzt der Lagerbolzen vorzugsweise ein eingeschnürtes Mittelteil, welches eine außen umlaufende Schulter zum Abstützen der das Bol/enende und die Auflagefläche umgebenden Ventilfeder aufweist. Der Lagerbolzen läßt sich unter Dichtwirkuiig in das Ventilgehäuse gleichsam einschrauhen. 30 daß ein verhältnismäßig einfacher Austausch der Druckventile möglich ist.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile ::nd im wesentlichen darin zu scAen, daß die Ausbildung des VeniilscMießkörpers als Ringteller und seine führungsfreie Lagerung eine kiem.nfreie und folglich exakte sowie vcrschleißfreie Ventilführung gewährleisten. Da der Rinteller darüber hinaus verhältnismäßig leicht ist, jedenfalls leichter als eine Ventilbuchse, kann mit minimalen Ventilbeaufschlagungskräften gearbeitet werden. Daraus wiederum resultiert leichter Ventilbetrieb selbst bei hochfrequenten Funktionsabläufen. Ferner sind extrem gute Ansaugverhältnisse gewährleistet, weil sich eben der verhältnismäßig leichte _ω Ringleller beim Säughub spontan von seinem Ventilsitz abhebt und die gesamte Ringfläche der Ringkammer freigibt. Folglich wird auch ein optimaler volumetrischer Wirkungsgrad erzielt, jedenfalls ist der erfindungsgemäße PumpenventUkopf besonders für hohe Pumpendrehzahlen unter Vermeidung von Ventilschlägen geeignet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Pumpenventilkopf im Querschnitt vor Beginn eines Saughubes. Der Pumpenventilkopf ist für insbesondere Kolben-Hochdruckpumpen geeignet und besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem an den Pumpenzylinder angeschlossenen Ventilkopfgehäuse 1 mit sich in bezug auf den Pumpenzylinder gegenüberliegenden Ventilkammern 2, 3 mit einerseits Ansaugkanal 4 und Saugventil 5 und andererseits Druckkanal 6 und zwei Druckventilen 7, die in Schließstellung mittels Ventilfedern 10, 11 auf ihren Ventilsitz 12, 13 gedrückt sind. Führt der Kolben 14 im Pumpenzylinder 15 einen Saughub auL, so öffnet das Saugventil 5 und das angesaugte Fördermittel wird bei dem anschließenden Druckhub des Kolbens 14 über die sich öffnenden Druckventile 7 abgefördert, während das Saugventil 5 be. aits wieder geschlossen ist. Dieser Weg des FördermitteiS ist durch Pfeile angedeutet. — Bei dem Saugventil 5 steht der Ansaugka.ül 4 mit einer Ringkammer 16 in Verbindung. Die RingLammer 16 ist ventilseitig von dem Ventilsitz 12 begrenzt. Der Ventilteller ist als Ringteller 8 ausgebildet und schließt die Ringkammer 16 ab, wenn er sich in Schließstellung befindet and dazu von der Ventilfeder 10 auf den Ventilsitz 12 gedrückt wird. Der Ringteller 8 arbeitet führungsfrei mit einem verhältnismäßig kleinen Öffnungshub und ist dazu umfangseitig von der Ventilfeder 10 getragen und in Offenstellung unmittelbar gegen eine Ringfläche 17 abgestützt. Die Ringkammer 16 besitzt einen vom Ansaugkanal 4 zum Ventilsitz 12 hin abnehmenden Ringkammerquerschnitt und weist am Ventilsitz den geringsten Ringkammerquerschnitt auf. Sie ist mit dem Ventilsitz 12 von einem scheibenförmigen Einbaukörper 18 gebildet, dessen eine Stirnfläche als Ventilsitz ausgeführt ist. Die Ringfläche J 7 ist zur Abstützung des Ringtellers 8 in Offensteliung von einem Durchflußkörper 19 gebildet, der von einem zentralen Befestigungsbolzen 20 in der saugseitigen Ventilkammer 2 gehalten ist und einerseits Durchflußbohrungen 21 aufweist, andererseits einen Ringspalt mit der Ventilkammerwand bildet. Der Durchflu3körper 19 besitzt außenseitig eine umlaufende Schulter 22 zum Abstützen der ihn und die Ringfläche l⁷ umgebenden Ventilfeder 10 sowie innenseitig unter Bildung der Ringfläche 17 eine sich verjüngende Ausnehmung 23, an welche die Durchflußbohrungen 21 sich anschließen. Die Ausnehmung 23 kann im Querschnitt halbkugelförmig, parabolisch oder ähnlich strömungsgünstig aussehen. Zur Verwirklichung eines doppelabstrahlenden Saugventils 5 schließen sich an die saugseitige Ventilkammer 2 zwei voneinander getrennte Strömungikanäle 24 an.

In der druckseitigen Ventilkammer 3 sind Z'vei Druckventile 7 angeordnet. Jedes Druckventil 7 weist einen lediglich von seiner Ventilfeder 11 getragenen Ventilteller 9 auf, der ebenfalls führungsfrei zwischen dem zugeordneteti Ventilsitz 13 und einem Widerlager 25 mit einem verhältnismäßig kleinen Öffnungshub arbeitet. Das Widerlager 25 besitzt eine von seiner Auflagefläche für den Ventilteller P ausgehende Axialbohrung 26 mit sich daran anschließenden Radialbohrungen 27, die einen vorgegebenen Querschnitt besitzen und .n einem zwischen Widerlager 25 und Ventilkammerwand gebildeten Ringspalt münden. Das Widerlager 25 ist von dem Bolzenende eines in das Ventilkopfgehäuse 1 eingesetzten Lagerbolzens 28 mit

eingeschnürtem Mittelteil 29 gebildet, der eine außen umlaufende Schulter 30 zum Abstützen der das Bolzenende und die Aunagefläche umgebenden Ventilfeder 11 aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Puinpenventilkopf für insbesondere Kolben-Hochdruckpumpen, bestehend aus einem an dem Pumpenzylinder angeschlossenen Ventilkopfgehäuse mit sich in bezug auf den Pumpenzylinder gegenüberliegenden Ventilkammern mit einerseits Ansaugkanal und Saugventil und andererseits Druckkanal und zumindest einem Druckventil, wobei die Ventüschließkörper von Saugventil und Druckventil in Schließstellung mittels Ventilfedern auf ihren Ventilsitz gedrückt sind und bei dem Saugventil der Ansaugkanal mit einer Ringkammer in Verbindung sieht und die Ringkammer ventilseitig von dem Ventilsitz begrenzt ist, und wobei der Ventilschließkörper in Schließstellung auf den Ventilsitz gedruckt die Ringkammer abschließt und mit einem verhältnismäßig kleinen Öffnungshub arbeitet und in Oftenstellung unmittelbar gegen eine Ringfläche abge- stützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper als Ringteller (8) ausgebildet sowie umfangseitig von der Ventilfeder (10) getragen ist und führungsfrei zwischen Schließstellung und Offenstellung arbeitet.

2. Pumpenventilkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer (16) einen vom Ansaugkanal (4) zum Ventilsitz (12) hin abnehmenden Ringkammerquerschnitt aufweist und am Ventilsitz den geringsten Ringkammerquerschnitt besitzt.

3. Pumpenventilkopf nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ringffäche zur Abstützung des Ringtellers in Offenstellung von einem DurchP".u3körper gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußkörper (13) von einem zentralen Bsfestigungsbolzen (20) in der saugseitigen Ventilkammer (2) gehalten ist und innenseitig unter Bildung der Ringfläche eine sich verjüngende Ausnehmung (23) besitzt, an welche sich Durchflußbohrungen (21) anschließen.

4. Pumpenventilkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit zumindest einem in der druckseitigen Ven -lilkammer angeordneten Druckventil mit von einer Ventilfeder getragenem Ventilschließkörper, der zwischen dem zugeordneten Ventilsitz und einem Widerlager mit einem verhältnismäßig kleinen Öffnungshub arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventüschließkörper als Ventilteller (9) ausgebildet und führungsfrei gelagert ist, und daß das Widerlager (25) eine von seiner Auflagerfläche für den Ven- tilteller (9) ausgehende Axialbohrung (26) mit sich darin anschließenden Radialbohrungen (27) aufweist.

5. Pumpenventilkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Widerlager von dem Bolzenende eines in das Ventilkopfgehäuse eingesetzten Lagerbolzens gebildet ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbolzen (28) ein eingeschnürtes Mittelteil

(29) besitzt, welches eine außen umlaufende Schulter

(30) zum Abstützen der das Bolzenende und die Auflagerfläche umgebenden Ventilfeder (11) aufweist.