DE3004145A1

DE3004145A1 - Saugventil

Info

Publication number: DE3004145A1
Application number: DE19803004145
Authority: DE
Inventors: Rudolf 8011 Baldham Brunner
Original assignee: Heilmeier and Weinlein Fabrik fuer Oel Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: Heilmeier and Weinlein Fabrik fuer Oel Hydraulik GmbH and Co KG
Priority date: 1980-02-05
Filing date: 1980-02-05
Publication date: 1981-08-06
Also published as: FR2475154A1; IT8147702A0; IT1142272B; CH650846A5; FR2475154B1; SE8100644L; AT383408B; ATA627980A; DE3004145C2; GB2068509B; NL8100289A; JPS56124691A; GB2068509A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Saugventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Sin Saugventil wird in einer Hydraulikpumpe üblicherweise durch den Ansaugdruck selbsttätig gesteuert. Bei einer bekannten Bauart ist ein hülsenförmiger Einsatz vorgesehen, der einen Durchgang für das Druckmittel umgibt und einen kreisringförmigen, planen Ventilsitz bildet, der zum Aufliegen einer ebenen Flachseite des schebenförmigen Schließkörpers dient. Der Schließkörper wird von einer Feder belastet, die ihn auf den Ventilsits aufdrückt, wenn im Durchgang kein nennenswerter Druck herrscht. Bei einem noch neuen Saugventil dieser Bauart ist trotz der Feinstbearbeitung der zusammenarbeitenden Flächen r-onäciist noch eine Rauhigkeit vorhanden, die sich erst mit rr-rzersiender Betriebsdauer verliert. Die zusammenwirkenden Flächen schlagen sich sozusagen gegenseitig glatt. Wenn das Saugventil da-η eingelaufen isί;, tritt jedoch im Leerlauf der Pumpe ein deutlich hörbares, unangenehmes Geräusch auf. Dieses metallische Geräusch verschwindet wieder, sobald die Pumpe unter Last arbeitet. Ss täuscht dieses Leerlaufgeräusch einen mechanischen Defekt der Pumpe vor, wodurch der die Pumpe Benützende verunsichert wird. Er wechselt das Saugventil aus, obwohl dieses noch voll funktionsfähig ist. Wenn er andererseits nach einer entsprechenden Information seitens des Herstellers die Pumpe noch weiter betreibt und die Geräuschentwicklung ignoriert, besteht die Gefahr, daß er das Auftreten eines tatsächlichen mechanischen Defekts im Inneren der Pumpe übersieht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Saugventil der

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eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß es über seine gesamte Lebensdauer geräuschlos arbeitet.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

3ei dieser Ausbildung ergibt sich eine kreislinienförmige Berührungslinie zwischen dem Schließkörper und dem Ventilsitz, die auch nach langer Betriebsdauer und eingelaufenem Saugventil erhalten bleibt. Selbst wenn sich der Schließkörper infolge der turbulenten TJmströmung durch das Druckmittel einmal gegenüber deni Ventilsitz schrägstellen sollte, bleibt eine kreislinienförsige Berührungszone, da die Sitzfläche Teil eines Kugelnsntels ist, der stets mit dem gleichen Kreisdurchmesser den Ventilsitz berührt. Überraschenderweise tritt bei dem erfindungsgemäßen Saugventil kein Leerlauf geräusch mehr auf. Bei den bekannten Saugventilen prägte sich nach längerer Gebrauchsas'-ier der Ventilsitz in die Sitzfläche des Schließkörpers ein. Dieser jSachteil wird bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ebenfalls beseitigt, da die zusammenarbeitenden Flächen stets stumpf aufeinandertreffen und keine Kanten vorhanden sind, die sich aufgrund der Kerbwirkung eingraben oder einschlagen könnten. Zin mechanischer Verschleiß der zusammenarbeitenden Flächen IaBt sich natürlich nicht ausschließen, jedoch wird dieser Verschleiß so gleichmäßig auf den Ventilsitz und die Sitzfläche verteilt, daß keine Einprägungen, Riefen oder sonstigen Unebenheiten entstehen.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht aus Anspruch 2 hervor. Bei solchen Kegelwinkeln des Ventilsitzes ergibt sich in der Schließstellung eine besonders gute Dichtwirkung.

Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht aus Anspruch 3 hervor. Mit dieser Maßnahme wird sichergestellt,

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daß auch bei einem gekippten Schließkörper eine einwandfreie Dichtwirkung eintritt.

Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht aus Anspruch 4- hervor. Dieses Breitenverhältnis stellt sicher, daß auch "bei extrem gekipptem Schließkörper keine scharfen Kanten aufeinandertreffen können, und daß zudem ein eventuell auftretender Verschleiß auf eine optimal große Fläche verteilt wird.

Sine weitere, zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht aus Anspruch 5 hervor. Der Schließkörper wird auf diese Weise besonders gestaitfest und trotzdem leicht, so daß das Ventil auch, bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten einwandfrei arbeitet und nicht auf den Ventilsitz schlägt. Ein scheibenartiger SchlieSkcrper mit kugeliger Sitzfläche wird besonders gut umströmt.

Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht &-Z3 Anspruch 6 hervor. Mit dieser Gestaltungsmaßnahme wird eine günstig große Sitzfläche für den Schließkörper erzielt. Trctrsdem ist seine Gesamtmasse und damit sein Gewicht gering. Die kopfform der Unterseite des Schließkörpers führt zusätzlich dazu, daß das anstehende Druckmittel nach anfänglichem Abheben des Schließkörpers das Saugventil leicht und rasch vollständig öffnen kann.

Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform eines Saugventils, bei dem ein den Ventilsitz mit Abstand umgebender Käfig vorgesehen ist, der die den Schließkörper belastende Feder abstützt, läßt sich aus Anspruch 7 entnehmen. Diese Ausführung führt zu einer losen Führung bei der Bewegung des Schließkörpers, was unter bestimmten Betriebsbedingungen wünschenswert ist. Zudem gestattet der Fortsatz einen gleichmäßigen Kraftangriff der Ventilfeder.

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Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung geht aus Anspruch. 8 hervor. Diese Gestaltungsmaßnahme verbessert das Durchströmungsverhalten des Saugventils. Im übrigen werden bei sämtlichen Ausführungsformen der Erfindung durch die Gestaltung der Sitzfläche und des Ventilsitzes die Strömungsverhältnisse im Saugventil erheblich verbessert. Bei herkömmlichen Ventilen mit scheibenförmigen Schließkörpern traten beim anfänglichen öffnen des Ventils und auch in der vollen Offenstellung erhebliche Turbulenzen an den scharfen Kanten des Ventilsitzes und bei der Umströmung des Schließkcrpers auf, die nicht nur einen Energieverlust sondern auch zusätzliche verschleißfördernde Belastungen an den Ventilelementen bedingten (Kavitation).

Schließlich geht ein weiterer wichtiger Gedanke der Erfindung aus Anspruch 9 hervor. Das erfindungsgemäße Saugventil läßt sich nämlich ohne nennenswerte Modifikationen auch als Druckventil umbauen. Das vereinfacht und verbilligt die Herstellung sowie die Montage der Ventile der Pumpe, da zumindest der gleiche Schließkörper für beide Ventile benützt wird.

Ausfuhrungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Saugventil, rechts in der Schließstellung, links in der Offenstellung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Druckventil, und

Pig. 3 ein Detail aus einer weiteren Ausführungsvariante.

Ein Saugventil 1 ist in einer Gehäusewand 2 einer nicht näher

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dargestellten Hydraulikpumpe angeordnet. Ein hülsenförmiger Körper 3 umgibt einen Durchgang 5 für ein Druckmittel. Der Körper 3 ist in einem Teil seiner Längserstreckung kegelförmig aufgeweitet (Bereich 6) und endet im Inneren des Ventils 1 mit einem Ventilsitz 4. Der Ventilsitz 4 ist ringförmig und !Teil eines Kegelmantels, dessen Kegelspitze im Durchgang 5 liegt.

Dem Ventilsitz 4 ist ein Sohließkörper 7 mit pilzförmiger Gestalt zugeordnet, der eine plane Oberfläche 8 und eine dazu parallele Oberfläche 9 besitzt. Die Oberfläche 8 wird von einem umlaufenden und hochstehenden Rand 10 umgeben. Der SohlieSkörper 7 besitzt seine Sitzfläche 11 am Außenumfang des scheibenförmigen Teiles des Pilzes, welche Teil eines Kugel- :nsn~sls ist, dessen gedachter Mittelpunkt in der Kegelmittelachse des Kegelmantels des Ventilsitzes 4 liegt. Die Breite B der Sitzfläche 11 ist annähernd drei- bis viermal so breit wie die Breite b des Ventilsitzes 4. Die Erzeugende des Ventilsitzes 4 tangiert in der in der rechten Hälfte der Fig. 1 geseisrcen Schließstellung die Sitzfläche 11, so daß sich eine kreislinienförsige Berührungszone zwischen den beiden Teilen ergibt, in deren der Durchgang abgesperrt ist.

Der Körper 3 ist in einer Stufenbohrung 12 der Gehäusewand 2 eingesetzt und durch Verstemmen im Bereich 18 lagegesichert. Sr hält gleichzeitig einen Flansch 17 eines Käfigs 14 in der Bohrung 12 fest, der zur Abstützung einer Ventilfeder 16 dient, die gegen die Oberfläche 9 des Schließkörpers 7 drückt und diesen in seine Schließstellung zu drängen sucht.

Auf der Oberfläche 9 ist ein zapfenartiger Fortsatz 13 angeordnet, der mit radialem Spiel durch eine Führungsöffnung 15 des Käfigs 14 ragt, so daß eine lose Führung des Schließkörpers bewirkt wird.

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In der linken Hälfte von Pig. 1 ist das Ventil 1 in seiner Offenstellung dargestellt, in der der Druck im Durchgang 5 den Schließkörper 7 mit seiner Sitzfläche 11 vom Ventilsitz 4 so abgehoben hat, daß das Druckmittel in die Bohrung 12 und dann weiterfließen kann. Zu diesem Zweck.ist der Käfig mit Durchbrüchen versehen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Die Berührungszone zwischen dem Schließkörper und dem Ventilsitz wird auch dann eine Kreisbogenlinie sein, wenn der Schließkörper 7 sich gegenüber der gezeichneten Stellung geringfügig schrägstellt.

In Jig. 2 ist ein Druckventil 20 im Querschnitt gezeigt, das ~on grundsätzlich, der gleichen Bauart ist, wie das zuvor erläutrerte Saugventil. Die rechte Hälfte von Fig. 2 deutet die Schließstellung und die linke Hälfte die Offenstellung des Druckvectils an. Ein durch Verstemmen in der Gehäusewand 2 festgelegter, hülsenförmiger Körper 21 ist im Bereich 22 aufgeweitet und bildet einen Ventilsitz 23, der Teil eines Kegelmantels ist, dessen Kegelwinkel <* 90° oder weniger beträgt. Auf dem Ventilsitz 23 sitzt ein Schließkörper 24 mit seiner an Umfang liegenden Sitzfläche 25 auf, die Teil eines Kugelmantels ist. Der Schließkörper 24 besitzt einen zapfenartigen Portsatz 26, der durch eine öffnung 28 eines Käfigs 27 greift, so daß der Schließkörper vom Käfig 27 lose geführt wird. Die Schließfeder 16 belastet den Schließkörper in Richtung auf den Ventilsitz 23 hin. Der Käfig 27 ist durch Einpressen in der Gehäusebohrung lagegesichert. In der linken Hälfte der Pig. 2 ist erkennbar, wie der Schließkörper 24 vom Druck im Durchgang 30 abgehoben ist und eine Strömung durch den Ventilsitz 23 zuläßt.

In Pig. 3 ist ein hülsenförmiger Körper 31 im Schnitt ange-

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deutet, der anstelle der Körper 21 oder 3 der Pig. 1 und 2 verwendet werden kann, und einen Ventilsitz 34- "besitzt, der konvex gekrümmt ist. Die Erzeugende des Ventilsitzes 34- ist beispielsweise ein Kreisbogenabschnitt mit dem Kadius 36 und dem Mittelpunkt bei 35· Der Körper 31 "begrenzt wiederum einen Druckinitteldurchgang 32 und ist in einem Längsbereich 33 kegelförmig aufgeweitet.

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Leerseite

Claims

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ΝTA.NJVv/ALTE A. GRÜNECKER

H. KINKELDEY

W. STOCKMAlR

DR IMG Adfc lCALTEOn

K. SCHUMANN

DR REfI MAT O.PU PHVS

P. H. JAKOB G. BEZOLD

ΕΛ REB NAT DPI. OtEM.

8 MÜNCHEN 22

MAX1MILIANSTRA55E 43

5. Febr. 1980 PH 14 470 - 25/wa

Heilmeier & Weiniein

Fabrik für Oel-Hydraulik GmbH & Co.KG

Neumarkter Str. 26

Münclien 80

Saugventil

Patentansprüche

fi.J Saugventil für eine Druckmittelpumpe, insbesondere für eine Hochdruck-Hydraulikpumpe, mit einem einen Durchgang umgebenden, ringförmigen Ventilsitz, auf dem in der Schließstellung ein federbelasteter scheibenförmiger Schließkörper mit einer ringförmigen Sitzfläche aufliegt, der vom Druck des Druckmittels im Durchgang selbsttätig vom Ventilsitz abhebbar ist, dadurch g e kennzeichnet, daß die Sitzfläche (11, 25) des Schließkörpers (24, 7) an seinem Umfang und als Teil eines Kugelmantels und der Ventilsitz (4, 23, 34) als Teil eines Kegelmantels oder im Querschnitt konvex gekrümmt ausgebildet ist.

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TELEFON (OBO) 92 3859 TELEX OS-SB38O TeLESRAMME MONAPAT TELEKOPiERER

2. Saugventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel (oO des Ventilsitzes (4, 23) 90° oder weniger beträgt.

3. Saugventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der gedachte Mittelpunkt des Kugelmantels in der Mittelachse des Kegelmantels liegt.

4. Saugventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e kennzeichnet, daß die Breite (B) der Sitzfläche (11, 25) annähernd dem Dreifachen bis Vierfachen der Breite (b) des Ventilsitzes (4, 23, 3²O entspricht.

5- Saugventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Schließkörper (7) eine scheibenartige Gestalt mit zueinander parallelen Oberflächen (8, 9) besitzt.

6. Saugventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die dem Durchgang (5) zugewandte Oberfläche (8) des Schließkörpers (7) von einem umlaufenden Rand ("O) umgeben ist, dessen Außenumfang kugelig gestaltet ist.

7· Saugventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein den Ventilsitz mit Abstand umgebender Käfig vorgesehen ist, der die den Schließkörper belastende Feder abstützt, dadurch gekennzeichnet , daß der Schließkörper (7) pilzförmig ausgebildet ist und mit einem an seiner dem Durchgang (5) abgewandten Oberfläche (9) angeordneten Fortsatz (13) lose durch eine Führungsöffnung (15) im Käfig (14) greift.

8. Saugventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchgang (5i 50) über einen Teil seiner zum Ventilsitz (4, 25, 54) reichenden Langserstreckung kegelförmig aufgeweitet (6, 22,53) ist.

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9. Saugventil, nach den Ansprüchen 1 "bis 8, gekennzeichnet durch seine Verwendung als Druckventil in einer Hochdruck-Hydraulikpumpe, wobei es mit umgekehrter Durchgangsrichtung eingesetzt ist.

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