EP4288664A1 - Kolben für eine kolbenpumpe, verfahren zur herstellung eines kolbens, sowie kolbenpumpe - Google Patents

Kolben für eine kolbenpumpe, verfahren zur herstellung eines kolbens, sowie kolbenpumpe

Info

Publication number
EP4288664A1
EP4288664A1 EP22703382.6A EP22703382A EP4288664A1 EP 4288664 A1 EP4288664 A1 EP 4288664A1 EP 22703382 A EP22703382 A EP 22703382A EP 4288664 A1 EP4288664 A1 EP 4288664A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
section
ring
collar
valve plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22703382.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Dietel
Sebastian PIETSCHKER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
Thyssenkrupp Dynamic Components GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
Thyssenkrupp Dynamic Components GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, Thyssenkrupp Dynamic Components GmbH filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP4288664A1 publication Critical patent/EP4288664A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0005—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 adaptations of pistons
    • F04B39/0016—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 adaptations of pistons with valve arranged in the piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/10—Adaptations or arrangements of distribution members
    • F04B39/1073—Adaptations or arrangements of distribution members the members being reed valves
    • F04B39/1086—Adaptations or arrangements of distribution members the members being reed valves flat annular reed valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/1037—Flap valves
    • F04B53/1047—Flap valves the valve being formed by one or more flexible elements
    • F04B53/105—Flap valves the valve being formed by one or more flexible elements one flexible element oscillating around a fixed point
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/12—Valves; Arrangement of valves arranged in or on pistons
    • F04B53/123—Flexible valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
    • F16J1/005—Pistons; Trunk pistons; Plungers obtained by assembling several pieces

Definitions

  • Piston for a piston pump Method for manufacturing a piston, and piston pump
  • the present invention relates to a piston for a piston pump, in particular a piston compressor, according to the preamble of claim 1, and a method for producing a piston according to the preamble of claim 8.
  • the invention also relates to a piston pump, in particular a piston compressor, according to the preamble of claim 11.
  • Pistons with a piston bottom valve for piston compressors and vacuum pumps are known from the prior art.
  • DE 103 223 52 A1 describes an axial refrigerant compressor which has a hollow-cylindrical piston which has an intake valve on the end face remote from the swash plate.
  • DE 199 17 009 A1 describes a vacuum pump.
  • this object is achieved by a piston having the characterizing features of claim 1.
  • the fact that the lamellar valve plate is fastened to the piston body with a collar ring ensures simple assembly.
  • the assembly of the piston bottom valve is made possible in particular by designing the top land of the piston as a collar ring, which is pushed over a stepped diameter on the piston.
  • the sheet metal valve is placed in particular on the piston head and fixed by pressing on the collar ring, with an inwardly offset collar located on the ring pressing on the sheet metal and in particular centering it on the piston at the same time through its inner diameter.
  • the basic piston body has, in the axial direction, starting from the piston crown, a first section with an outside diameter and at least one second section with an outside diameter, the outside diameter of the first section being smaller than the outside diameter of the second Section is designed. This measure allows the piston body to be set up to receive the collar ring. In particular, the collar ring is pressed onto the first section.
  • the collar ring has a hollow-cylindrical shape, with the collar ring having at least a first section with an inner diameter and a second section with an inner diameter in the axial direction, the inner diameter of the second section being smaller than the Inner diameter of the first section is designed and in particular forms a circumferential collar or projection. This measure allows the federation to be set up within the federation ring.
  • the inside diameter of the first section of the collar ring corresponds to the outside diameter of the first section of the piston base body, such that the piston base body and collar ring form a press fit.
  • the press fit can be made more or less tight.
  • the lamellar valve plate comprises an outer ring with an outer diameter and a valve plate, with a spring element being provided between the outer ring and the valve plate.
  • a lamellar valve plate is advantageously suitable for closing or opening a central opening in the piston head.
  • the reed valve plate, in particular the outer ring is accommodated at least in sections between the piston bottom and the collar ring, in particular between the first section of the piston base body and the second section of the collar ring. An axial and in particular also a radial displacement of the lamellar valve plate is therefore no longer possible.
  • the first section of the piston base body is designed to be longer than the collar ring by at least the amount of the height of the piston ring.
  • the piston ring can be mounted particularly advantageously in the closed state. This eliminates the need to separate the piston ring, and the piston ring is particularly smooth. A work step in the ring production, in particular the separation of the ring, can be omitted. The ring becomes more dimensionally stable and there is no possible leakage at the ring gap.
  • a further object of the present invention is to propose an improved manufacturing method for a piston for a piston pump, in particular to propose a manufacturing method for a piston for a piston pump with which such a piston can be easily manufactured. According to the invention, this object is achieved by a method having the characterizing features of claim 8. Because the manufacturing process includes at least the process steps
  • the proposed invention describes a technically easy to implement, cost-effective assembly solution for a lamellar valve plate on a piston for a piston pump.
  • the production process has further steps or intermediate steps known to the person skilled in the art.
  • FIG. 4 shows a detail "Y" according to FIG. 3;
  • FIG. 7 shows an exploded view of a piston according to the invention
  • FIG. 10 shows a reed valve plate for a piston according to the invention
  • FIG. 11 shows a piston ring for a piston according to the invention.
  • crankcase E crankcase E Crankshaft/eccentric shaft
  • the piston base valve 3 essentially comprises a preferably central valve opening 14 in the piston base 13 and a lamellar valve plate 31.
  • the piston base valve 3 is preferably designed as a centrally opening lamellar or reed valve with external fixation. In principle, however, other types of lamellar or reed valves are also possible, in particular valves running at least partially in the circumferential direction or radially, several valve openings, etc. What they all have in common is the external fixation in a circular ring area.
  • the lamellar valve plate 31 is fastened to the piston base body 1 with a collar ring 4 .
  • the basic piston body 1 has a first section 11 and at least one second section 12 in the axial direction, starting from the piston end head 13 .
  • the closest first section 11 seen from the piston head 13 has an outside diameter d11 and the second section 12 further away from the piston head 13 has an outside diameter d12.
  • the outside diameter d11 of the first section 11 is designed to be smaller than the outside diameter d12 of the second section 12 .
  • the first section 11 can also be addressed as a stepped diameter on the piston base body 1 .
  • the collar ring 4 is essentially a hollow-cylindrical body with, in particular, a circular cross section.
  • the collar ring 4 has at least two sections in the axial direction, in particular a first section 41 and a second section 42.
  • the first section 41 has an inner diameter d41 and the second section 42 has an inner diameter d42.
  • the inside diameter d42 of the second section 42 is designed to be smaller than the inside diameter d41 of the first section 41 .
  • the second section 42 can also be addressed as a circumferential collar or protrusion.
  • the first section 41 corresponds in terms of its inside diameter d41 to the outside diameter d11 of the first section 11 of the piston body 1, in particular such that the piston body 1 and collar ring 4 form a press fit in a connected state.
  • the lamellar valve plate 31 is placed on the piston head 13 .
  • the outer diameter of the lamellar valve plate 31, in particular the outer diameter d311 of the outer ring 311 of the lamellar valve plate 31, preferably corresponds to the outer diameter d11 of the first section 11 of the piston base body 1, so that the lamellar valve plate 31 and the first section 11 are aligned.
  • collar ring 4 can also preferably be made for collar ring 4 to have an outside diameter d4 which corresponds to outside diameter d12 of second section 12 of piston base body 1 .
  • collar ring 4 and piston base body 1 in particular complete one another to form a piston.
  • the piston ring 2 is preferably also fixed with the collar ring 4 .
  • a preferred field of application of the piston pump, in particular piston compressor is in the area of a refrigerant compressor, in particular piston pump or piston compressor driven by an electric motor, in particular refrigerant compressor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für eine Kolbenpumpe, insbesondere Kolbenverdichter, umfassend einen Kolbengrundkörper (1), sowie ein Kolbenbodenventil (3), umfassend eine Lamellenventilplatte (31), wobei die Lamellenventilplatte (31) mit einem Bundring (4) an dem Kolbengrundkörper (1) befestigt ist, ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens, sowie eine Kolbenpumpe, insbesondere Kolbenverdichter, mit einem erfindungsgemäßen Kolben.

Description

Kolben für eine Kolbenpumpe, Verfahren zur Herstellung eines Kolbens, sowie Kolbenpumpe
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für eine Kolbenpumpe, insbesondere Kolbenverdichter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie Verfahren zur Herstellung eines Kolbens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8. Ferner betrifft die Erfindung eine Kolbenpumpe, insbesondere Kolbenverdichter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11 .
Aus dem Stand der Technik sind Kolben mit Kolbenbodenventil für Kolbenverdichter und Vakuumpumpen bekannt. In der DE 103 223 52 A1 wird ein Axialkältemittelverdichter beschrieben, der einen hohlzylindrisch ausgeführten Kolben aufweist, der an, der Taumelscheibe abgewandten Stirnseite, ein Ansaugventil besitzt. Die DE 199 17 009 A1 beschreibt beispielsweise eine Vakuumpumpe.
Wenngleich aus dem Stand der Technik geeignete Kolben für Kolbenpumpen bekannt sind, so besteht doch ein Verbesserungsbedarf hinsichtlich der Montage bzw. Herstellung derartiger Kolben.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe, einen verbesserten Kolben vorzuschlagen, insbesondere einen Kolben vorzuschlagen, welcher sich durch eine einfache Montage eines Kolbenbodenventils auf dem Kolbenboden auszeichnet.
Erfindungsgemäß wird dieser Aufgabe durch einen Kolben mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die Lamellenventilplatte mit einem Bundring an dem Kolbengrundkörper befestigt ist, kann eine einfache Montage gewährleistet werden. Die Montage des Kolbenbodenventils wird insbesondere ermöglicht, indem der Feuersteg des Kolbens als Bundring ausgeführt wird, welcher über einen abgesetzten Durchmesser am Kolben geschoben wird. Das Blechventil wird insbesondere auf den Kolbenboden gelegt und durch Aufpressen des Bundrings fixiert, wobei ein nach innen abgesetzter, am Ring befindlicher, Bund auf das Blech drückt und insbesondere dieses gleichzeitig durch seinen Innendurchmesser auf dem Kolben zentriert. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Kolbengrundkörper in axialer Richtung, ausgehend von dem Kolbenboden, einen ersten Abschnitt mit einem Außendurchmesser und mindestens einen zweiten Abschnitt mit einem Außendurchmesser aufweist, wobei der Außendurchmesser des ersten Abschnitts kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Abschnitts ausgestaltet ist. Durch diese Maßnahme kann der Kolbengrundkörper für die Aufnahme des Bundrings eingerichtet werden. Der Bundring ist insbesondere auf den ersten Abschnitt aufgepresst.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Bundring eine hohlzylinderförmige Gestalt aufweist, wobei der Bundring in axialer Richtung mindestens einen ersten Abschnitt mit einem Innendurchmesser und einen zweiten Abschnitt mit einem Innendurchmesser aufweist, wobei der Innendurchmesser des zweiten Abschnitts kleiner als der Innendurchmesser des ersten Abschnitts ausgestaltet ist und insbesondere einen umlaufenden Bund oder Vorsprung ausbildet. Durch diese Maßnahme kann der Bund innerhalb des Bundrings eingerichtet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Innendurchmesser des ersten Abschnitts des Bundrings mit dem Außendurchmesser des ersten Abschnitts des Kolbengrundkörpers korrespondiert, dergestalt, dass Kolbengrundkörper und Bundring einen Presssitz ausbilden. Durch Einstellen von Innen- zu Außendurchmesser kann der Presssitz mehr oder minder fest ausgebildet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Lamellenventilplatte einen Außenring mit einem Außendurchmesser und ein Ventilplättchen umfasst, wobei zwischen Außenring und Ventilplättchen ein Federelement vorgesehen ist. Eine derartige Lamellenventilplatte eignet sich vorteilhafterweise zum Verschließen bzw. Freigeben einer zentralen Öffnung im Kolbenboden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Lamellenventilplatte, insbesondere der Außenring, zumindest abschnittsweise zwischen dem Kolbendboden und dem Bundring, insbesondere zwischen dem ersten Abschnitt des Kolbengrundkörpers und dem zweiten Abschnitt des Bundrings, aufgenommen ist. Eine axiale und insbesondere auch eine radiale Verschiebung der Lamellenventilplatte ist somit nicht mehr möglich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt des Kolbengrundkörpers um wenigstens den Betrag der Höhe des Kolbenringes länger als der Bundring ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich nach dem Aufschieben des Bundringes, insbesondere auf Block/Anschlag mit der Lammellenventilplatte und indirekt dem Kolbenboden, ein Teilbereich des ersten Abschnittes des Kolbengrundkörpers, der nicht vom Bundring umschlossen ist. Somit werden eine Kolbenringaufnahme, insbesondere Kolbenringnut, ausgebildet in der der Kolbenring aufgenommen werden kann. Hierdurch kann eine vorteilhafte Möglichkeit zur Ausbildung einer Kolbenringaufnahme geschaffen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Bundring und der Kolbengrundkörper, zwischen sich eine Aufnahme für einen Kolbenring ausbilden, insbesondere dass zwischen einer sich aus dem Übergang von dem zweiten Abschnitt und dem ersten Abschnitt des Kolbengrundkörpers sich ergebenden Schulter und dem freien Ende des ersten Abschnitts des Bundrings eine Kolbenringaufnahme für einen Kolbenring ausgebildet ist, wobei ein Kolbenring in der Kolbenringaufnahme aufgenommen ist.
Durch diese Ausführung kann der Kolbenring besonders vorteilhaft im geschlossen Zustand montiert werden. Dadurch kann das Trennen des Kolbenrings entfallen, der Kolbenring ist insbesondere stoßfrei. Es kann ein Arbeitsschritt bei der Ringherstellung, insbesondere das Trennen des Rings entfallen. Der Ring wird Formstabiler und eine mögliche Leckage am Ringspalt entfällt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin ein verbessertes Herstellungsverfahren für einen Kolben für eine Kolbenpumpe vorzuschlagen, insbesondere ein Herstellungsverfahren für einen Kolben für eine Kolbenpumpe vorzuschlagen, mit dem ein derartiger Kolben leicht hergestellt werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Dadurch, dass das Herstellungsverfahren mindestens die Verfahrensschritte
Auflegen der Lamellenventilplatte auf den Kolbenboden
Aufschieben, insbesondere aufpressen, des Bundrings auf den Kolbengrundkörper, umfasst, wird mit der vorgeschlagenen Erfindung eine technisch leicht umsetzbare, kostengünstige Montagelösung für eine Lamellenventilplatte an einem Kolben für eine Kolbenpumpe beschrieben. Es ist selbstverständlich nicht ausgeschlossen, dass das Herstellungsverfahren weitere, dem Fachmann bekannte, Schritte bzw. Zwischenschritte aufweist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass vor dem Aufschieben, insbesondere aufpressen, des Bundrings auf den Kolbengrundkörper, ein Kolbenring auf dem Kolbengrundkörper, insbesondere auf den ersten Abschnitt des Kolbengrundkörpers aufgefädelt und auf eine durch den Durchmesserunterschied zwischen erstem und zweitem Abschnitt des Kolbengrundkörpers gebildete Schulter, abgelegt wird. Hierdurch wird eine technisch leicht umsetzbare, kostengünstige Montagelösung für einen Kolbenring an einem Kolben für eine Kolbenpumpe beschrieben.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine verbesserte Kolbenpumpe vorzuschlagen, insbesondere eine Kolbenpumpe vorzuschlagen, welche sich durch eine einfache Montage auszeichnet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kolbenpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Kolbens können die Montagevorteile für die Kolbenpumpe nutzbar gemacht werden. Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kolbenpumpe (Kolben im UT);
Fig. 2 eine Einzelheit „X“ gemäß Fig. 1 ;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Kolbenpumpe (Kolben im OT);
Fig. 4 eine Einzelheit „Y“ gemäß Fig. 3;
Fig. 5 ein erfindungsgemäßer Kolben in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 6 eine Einzelheit „Z“ gemäß Fig. 5;
Fig. 7 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Kolbens;
Fig. 8 ein Kolbengrundkörper für einen erfindungsgemäßen Kolben;
Fig. 9 ein Bundring für einen erfindungsgemäßen Kolben;
Fig. 10 eine Lamellenventilplatte für einen erfindungsgemäßen Kolben;
Fig. 11 ein Kolbenring für einen erfindungsgemäßen Kolben.
Folgende Bezugszeichen werden in den Abbildungen verwendet:
K Kolben
A Arbeitsraum
P Zylinderkopf
FE Fluideingang
FA Fluidausgang
G Kurbelgehäuse E Kurbelwelle/Exzenterwelle
UT unterer Totpunkt
OT oberer Totpunkt
S Strömungsrichtung Fluid d4 Außendurchmesser des Bundrings d11 Außendurchmesser erster Abschnitt des Kolbengrundkörpers d12 Außendurchmesser zweiter Abschnitt des Kolbengrundkörpers d21 Innendurchmesser des Kolbenrings d22 Außendurchmesser des Kolbenrings d41 Innendurchmesser erster Abschnitt des Bundrings d42 Innendurchmesser zweiter Abschnitt des Bundrings d311 Außendurchmesser des Außenrings der Lamellenventilplatte
1 Kolbengrundkörper
2 Kolbenring
3 Kolbenbodenventil
4 Bundring 11 erster Abschnitt
12 zweiter Abschnitt
13 Kolbenboden
14 Ventilöffnung
31 Lamellenventilplatte
41 erster Abschnitt
42 zweiter Abschnitt
311 Außenring
312 Ventilplättchen
313 Federelement
Zunächst wird auf Fig. 1 bis 4 Bezug genommen.
In den Fig. 1 bis 4 ist schematisch eine Kolbenpumpe, insbesondere das schematisch angedeutete Zusammenspiel von Kolben bzw. Kolbengrundkörper und Kolbenbodenventil dargestellt.
Ein Kolben K für eine Kolbenpumpe, insbesondere einen Kolbenverdichter, umfasst im Wesentlichen einen Kolbengrundkörper 1 und ein Kolbenbodenventil 3.
Eine Kolbenpumpe umfasst im Wesentlichen einen Arbeitsraum A mit dem Kolben K und einem Zylinderkopf P, sowie einen Fluideingang FE und einen Fluidausgang FA. Der Kolben ist mit mindestens einem Kolbenbodenventil 3 ausgestattet. In der Regel wird der Kolben über eine Kurbelwelle E oder einen Exzenter in dem Arbeitsraum angetrieben. Dabei bildet das Kurbelgehäuse G in der Regel den Fluideingang FE und der Fluidausgang FA ist in dem Zylinderkopf P angeordnet. Das Kolbenbodenventil 3 öffnet entsprechend, wenn sich der Kolben K auf dem Weg zum Kurbelgehäuse K, also Richtung UT (unterer Totpunkt), befindet und schließt auf dem Weg zum Zylinderkopf P, also Richtung OT (oberer Totpunkt). Das Fluid wird von dem Fluideingang FE zu dem Fluidausgang FA gefördert. Der Kolben K ist dementsprechend insbesondere durchströmbar, damit Fluid von einer Niederdruckseite im Arbeitsraum und von dort mittels Fluidausgang auf eine Hochdruckseite gelangt.
Nachfolgend wird auf die Fig. 5 bis 11 Bezug genommen.
Das Kolbenbodenventil 3 umfasst im Wesentlichen eine, vorzugsweise zentrale, Ventilöffnung 14 in dem Kolbenboden 13, sowie eine Lamellenventilplatte 31. Das Kolbenbodenventil 3 wird vorzugsweise als zentralöffnendes Lamellen- bzw. Zungenventil mit Außenfixierung ausgeführt. Prinzipiell sind jedoch auch andere Arten von Lamellen- oder Zungenventilen möglich, insbesondere wenigsten teilweise in Umfangsrichtung oder radial verlaufende Ventile, mehrere Ventilöffnungen, etc. Allen gemein ist die Außenfixierung in einem Kreisringbereich.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Lamellenventilplatte 31 mit einem Bundring 4 an dem Kolbengrundkörper 1 befestigt ist.
Der Kolbengrundkörper 1 weist in axialer Richtung, ausgehend von dem Kolbendboden 13, einen ersten Abschnitt 11 und mindestens einen zweiten Abschnitt 12 auf. Der vom Kolbenboden 13 aus gesehene nächstliegende erste Abschnitt 11 weist einen Außendurchmesser d11 und der vom Kolbenboden 13 weiter entfernte zweite Abschnitt 12 einem Außendurchmesser d12 auf. Der Außendurchmesser d11 des ersten Abschnitts 11 ist kleiner als der Außendurchmesser d12 des zweiten Abschnitts 12 ausgestaltet. Der erste Abschnitt 11 kann auch als abgesetzter Durchmesser am Kolbengrundkörper 1 angesprochen werden.
Bei dem Bundring 4 handelt es sich im Wesentlichen um einen hohlzylinderförmigen Körper mit insbesondere kreisförmigem Querschnitt. Innenseitig weist der Bundring 4 in axialer Richtung mindestens zwei Abschnitte auf, insbesondere einen ersten Abschnitt 41 und einen zweiten Abschnitt 42. Der erste Abschnitt 41 weist einen Innendurchmesser d41 und der zweiten Abschnitt 42 weist einen Innendurchmesser d42 auf. Der Innendurchmesser d42 des zweiten Abschnitts 42 ist kleiner als der Innendurchmesser d41 des ersten Abschnitts 41 ausgestaltet. Der zweite Abschnitt 42 kann auch als umlaufender Bund oder Vorsprung angesprochen werden. Der erste Abschnitt 41 korrespondiert hinsichtlich seines Innendurchmessers d41 mit dem Außendurchmesser d11 des ersten Abschnitts 11 des Kolbengrundkörpers 1 , insbesondere dergestalt, dass Kolbengrundkörper 1 und Bundring 4 in einem verbundenen Zustand einen Presssitz ausbilden.
Die Lamellenventilplatte 31 umfasst vorzugsweise einen Außenring 311 und ein Ventilplättchen 312. Zwischen Außenring 311 und Ventilplättchen 312 ist vorzugsweise ein Federelement 313 vorgesehen. Die Lamellenventilplatte kann vorzugsweise als ausgestanztes Blechteil ausgeführt sein. Das Federelement 313 bzw. die Federelemente sind beispielsweise als abschnittsweise in Umfangsrichtung verlaufende Blechstreifen ausgebildet. Der Außenring 311 weist einen Außendurchmesser d311 auf.
Weitere Details der Erfindung ergeben sich insbesondere aus einer Montage des Kolbens unter Zuhilfenahme der Bundringanordnung 4.
Die Lamellenventilplatte 31 wird auf den Kolbenboden 13 aufgelegt. Vorzugsweise korrespondiert der Außendurchmesser der Lamellenventilplatte 31 , insbesondere der Außendurchmesser d311 des Außenrings 311 der Lamellenventilplatte 31 , mit dem Außendurchmesser d11 des ersten Abschnitts 11 des Kolbengrundkörpers 1 , so dass die Lamellenventilplatte 31 und der erste Abschnitt 11 fluchten.
Anschließend wird der Bundring 4, insbesondere der erste Abschnitt 41 , auf den ersten Abschnitt 11 des Kolbengrundkörpers 1 aufgeschoben, insbesondere aufgepresst. Im Ergebnis ist die Lamellenventilplatte 31 , insbesondere der Außenring 311 , zumindest abschnittsweise, zwischen dem Kolbenboden 13 und dem Bundring 4, insbesondere zwischen dem ersten Abschnitt 11 des Kolbengrundkörpers 1 und dem zweiten Abschnitt 42 des Bundrings 4, aufgenommen, so dass die Lamellenventilplatte 31 , insbesondere in axialer Richtung, fixiert ist. Vorzugsweise ist die Lamellenventilplatte auch in radialer Richtung durch den Bundring 4 fixiert bzw. zentriert. Es kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass der Außendurchmesser der Lamellenventilplatte 31 , insbesondere der Außendurchmesser d311 des Außenrings 311 der Lamellenventilplatte 31 , gleich dem Innendurchmesser d41 des ersten Abschnitts 41 ist.
Es kann ferner vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Bundring 4 einen Außendurchmesser d4 aufweist, der dem Außendurchmesser d12 des zweiten Abschnitts 12 des Kolbengrundkörpers 1 entspricht. Insofern komplettieren sich insbesondere Bundring 4 und Kolbengrundkörper 1 zu einem Kolben.
Es kann weiter vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Kolben mit einem Kolbenring 2 ausgestattet ist. Vorzugsweise wird auch der Kolbenring 2 mit dem Bundring 4 fixiert.
Es kann weiter vorzugsweise vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt 11 des Kolbengrundkörpers 1 um wenigstens den Betrag der Höhe des Kolbenringes 2 länger als der Bundring 4 ausgebildet ist.
Der Kolbenring 2 weist einen Innendurchmesser d21 auf, wobei der Innendurchmesser d21 vorzugsweise größer als der Außendurchmesser d11 des ersten Abschnitts des Kolbengrundkörpers sein soll, so dass ein Auffädeln des Kolbenrings 2 auf den ersten Abschnitt 11 des Kolbens erfolgen kann. Der Innendurchmesser d21 sollte vorzugsweise Spiel zum ersten Abschnitt 11 des Kolbengrundkörpers 1 aufweisen. Der Außendurchmesser d22 des Kolbenrings 2 wird im Wesentlichen durch den Zylinder /Zylinderdurchmesser des Arbeitsraums A vorgegeben.
Es kann vorgesehen sein, dass der Bundring 4 den Kolbenring am freien Ende des zweiten Abschnitts 42 führt bzw. fixiert. Zur Montage des Kolbenrings 2 kann dieser beispielsweise vor dem Aufschieben des Bundrings 4 auf den Kolbengrundkörper 1 aufgefädelt und insbesondere auf die sich aus dem Übergang vom zweiten Abschnitt 12 zum ersten Abschnitt 11 ergebenden Schulter gelegt worden sein. Durch das Aufschieben des Bundrings 4 wird der Kolbenring 2 zwischen der Schulter des zweiten Abschnittes 12 und dem Bundring 4 axial festgelegt bzw. geführt.
Der Kolbengrundkörper 1 , insbesondere die Schulter des zweiten Abschnittes 12, und der Bundring 4, insbesondere das freie Ende des ersten Abschnitts 41 , bilden vorzugsweise eine Kolbenringaufnahme, insbesondere Kolbenringnut, aus. Eine Montage ist insbesondere in der Fig. 7 ersichtlich. Dabei wird insbesondere der Kolbengrundkörper 1 gehalten, anschließend der Kolbenring 2 aufgefädelt, anschließend das Kolbenbodenventil 3 auf Kolbenboden 13 gelegt, und anschließend der Bundring 4 über Abschnitt 11 von 1 geführt und mittels der Pressverbindung fixiert.
Für die genannten Durchmesserbeziehungen gelten technisch notwendige Toleranzen bzw. Abweichungen.
Ein bevorzugtes Einsatzgebiet der Kolbenpumpe, insbesondere Kolbenverdichter, liegt im Bereich eines Kältemittelverdichters, insbesondere mit einem Elektromotor angetriebene Kolbenpumpe bzw. Kolbenverdichter, insbesondere Kältemittelverdichter.
Es gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben sind selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Außerdem kann ein ggf. beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden.

Claims

Ansprüche Kolben für eine Kolbenpumpe, insbesondere Kolbenverdichter, umfassend
- einen Kolbengrundkörper (1 ) mit einem Kolbenboden (13), sowie
- ein Kolbenbodenventil (3), umfassend eine Lamellenventilplatte (31 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenventilplatte (31 ) mit einem Bundring (4) an dem Kolbengrundkörper (1) befestigt ist. Kolben nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbengrundkörper (1 ) in axialer Richtung, ausgehend von dem Kolbenboden (13), einen ersten Abschnitt
(11 ) mit einem Außendurchmesser (d11 ) und mindestens einen zweiten Abschnitt
(12) mit einem Außendurchmesser (d12) aufweist, wobei der Außendurchmesser (d11 ) des ersten Abschnitts (11 ) kleiner als der Außendurchmesser (d12) des zweiten Abschnitts (12) ausgestaltet ist. Kolben nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bundring (4) eine hohlzylinderförmige Gestalt aufweist, wobei der Bundring (4) in axialer Richtung mindestens einen ersten Abschnitt (41 ) mit einem Innendurchmesser (d41 ) und einen zweiten Abschnitt (42) mit einem Innendurchmesser (d42) aufweist, wobei der Innendurchmesser (d42) des zweiten Abschnitts (42) kleiner als der Innendurchmesser (d41 ) des ersten Abschnitts (41 ) ausgestaltet ist und insbesondere einen umlaufenden Bund oder Vorsprung ausbildet. Kolben nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (d41) des ersten Abschnitts (41 ) des Bundrings (4) mit dem Außendurchmesser (d11 ) des ersten Abschnitts (11 ) des Kolbengrundkörpers (1) korrespondiert, dergestalt, dass Kolbengrundkörper (1 ) und Bundring (4) einen Presssitz ausbilden. Kolben nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenventilplatte (31 ) einen Außenring (311) mit einem Außendurchmesser (d311 ) und ein Ventilplättchen (312) umfasst, wobei zwischen Außenring (311 ) und Ventilplättchen (312) ein Federelement (313) vorgesehen ist. Kolben nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenventilplatte (31 ), insbesondere der Außenring (311 ), zumindest abschnittsweise zwischen dem Kolbendach (13) und dem Bundring (4), insbesondere zwischen dem ersten Abschnitt (11 ) des Kolbengrundkörpers (1) und dem zweiten Abschnitt (42) des Bundrings (4), aufgenommen ist. Kolben nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (11 ) des Kolbengrundkörpers (1 ) um wenigstens den Betrag der Höhe des Kolbenringes (2) länger als der Bundring (4) ausgebildet ist. Kolben nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bundring (4) und der Kolbengrundkörper (1 ) zwischen sich eine Aufnahme für einen Kolbenring (2) ausbilden, insbesondere dass zwischen einer sich aus dem Übergang von dem zweiten Abschnitt (12) und dem ersten Abschnitt (11 ) des Kolbengrundkörpers ergebenden Schulter und dem freien Ende des ersten Abschnitts (41 ) des Bundrings (4) eine Kolbenringaufnahme für einen Kolbenring (2) ausgebildet ist, wobei ein Kolbenring (2) in der Kolbenringaufnahme aufgenommen ist. Verfahren zur Herstellung eines Kolbens gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte
- Auflegen der Lamellenventilplatte (31 ) auf den Kolbenboden (13);
- Aufschieben, insbesondere aufpressen, des Bundrings (4) auf den Kolbengrundkörper (1 ). Verfahren nach Anspruch 9 zur Herstellung eines Kolbens gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufschieben, insbesondere aufpressen, des Bundrings (4) auf den Kolbengrundkörper (1 ) ein Kolbenring (2) auf dem Kolbengrundkörper (1 ), insbesondere auf einer sich aus dem Übergang von dem 14 zweiten Abschnitt (12) und dem ersten Abschnitt (11 ) des Kolbengrundkörpers sich ergebenden Schulter, aufgelegt wird. Kolbenpumpe, insbesondere Kolbenverdichter, gekennzeichnet durch einen Kolben gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.
EP22703382.6A 2021-02-05 2022-02-02 Kolben für eine kolbenpumpe, verfahren zur herstellung eines kolbens, sowie kolbenpumpe Pending EP4288664A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021201112.8A DE102021201112A1 (de) 2021-02-05 2021-02-05 Kolben für eine Kolbenpumpe, Verfahren zur Herstellung eines Kolbens, sowie Kolbenpumpe
PCT/EP2022/052512 WO2022167501A1 (de) 2021-02-05 2022-02-02 Kolben für eine kolbenpumpe, verfahren zur herstellung eines kolbens, sowie kolbenpumpe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4288664A1 true EP4288664A1 (de) 2023-12-13

Family

ID=80284812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22703382.6A Pending EP4288664A1 (de) 2021-02-05 2022-02-02 Kolben für eine kolbenpumpe, verfahren zur herstellung eines kolbens, sowie kolbenpumpe

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240117800A1 (de)
EP (1) EP4288664A1 (de)
CN (1) CN117242261A (de)
DE (1) DE102021201112A1 (de)
WO (1) WO2022167501A1 (de)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1682736A (en) 1927-03-05 1928-09-04 Carl W Floss Compressor piston
DE4203384C2 (de) * 1992-02-06 1994-10-20 Hunger Walter Dr Ing E H Kolben einer Kolbenmaschine
DE19917009A1 (de) 1999-04-15 2000-10-19 Leybold Vakuum Gmbh Kolbenvakuumpumpe mit Gaseinlass und Gasauslass
KR100442391B1 (ko) * 2001-12-11 2004-07-30 엘지전자 주식회사 흡입밸브 조립체
DE10322352A1 (de) 2002-06-24 2004-01-22 Volkswagen Ag Elektrisch angetriebener Kompressor für eine Fahrzeug-Klimaanlage
DE10330366A1 (de) * 2003-06-30 2005-01-27 Dbw Metallverarbeitung Gmbh Kolbenverdichter
DE102007053750B4 (de) 2007-11-12 2010-06-17 Jhou, Wen-San, An-Din Luftverdichter mit verbessertem Ventilbauelement
DE102019120730A1 (de) * 2019-07-31 2021-02-04 Amk Holding Gmbh & Co. Kg Zylinderkolben für einen Luftkompressor

Also Published As

Publication number Publication date
CN117242261A (zh) 2023-12-15
WO2022167501A1 (de) 2022-08-11
DE102021201112A1 (de) 2022-08-11
US20240117800A1 (en) 2024-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013226062A1 (de) Kolben-Kraftstoffpumpe für eine Brennkraftmaschine
DE10230282A1 (de) Doppelseitig betriebener Kolbenverdichter
DE3100120A1 (de) Kompressor
DE102004048711B4 (de) Radialkolbenpumpe mit Rollenstößel
DE102010040819A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Kolbenpumpe und Kolbenpumpe
WO2014121774A1 (de) STÖßEL
DE102009001433A1 (de) Saugventil für eine Kraftstoffhochdruckpumpe
DE102006017037B4 (de) Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei einer Brennkraftmaschine
WO2022013062A1 (de) Radialkolbenpumpe
EP3058223B1 (de) Ein hochdruckmedium führendes bauelement
DE102014212548A1 (de) Kraftstoff-Hochdruckpumpe, insbesondere für ein Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine
EP2519743B1 (de) Kolbenpumpe mit einem einlassventil
DE102008010238A1 (de) Hochdruckelement für Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen
WO2019015859A1 (de) Kolbenpumpe
WO2022167501A1 (de) Kolben für eine kolbenpumpe, verfahren zur herstellung eines kolbens, sowie kolbenpumpe
DE112020000261T5 (de) Metalldämpfer mit Metallmembran und damit versehene Kraftstoffpumpe
DE102013224797A1 (de) Kraftstoffpumpe mit einem Kolben, an dessen einem Antrieb zugewandten Endabschnitt ein Federteiler angeordnet ist
DE102018131093A1 (de) Ventil und Verfahren zur Herstellung eines Ventils sowie Vorrichtung zur Regelung von Drücken eines Strömungsmittels in einem Fahrzeuggetriebe mit einem als Druckausgleichsventil ausgebildeten Ventil
DE102008040959B4 (de) Stößelverdrehsicherung einer Hochdruckkraftstoffpumpe
DE10352024A1 (de) Elektromagnetventil
DE102008000955A1 (de) Hochdruckkraftstoffpumpe mit konstantem Kolbenspiel
EP4337860A1 (de) Radialkolbenpumpe, sowie verfahren zur herstellung einer radialkolbenpumpe
DE3304341A1 (de) Kolbenverdichter mit kombiniertem saug- und druckventil, insbesondere fuer kaeltemaschinen
EP4337859A1 (de) Radialkolbenpumpe, sowie verfahren zur herstellung einer radialkolbenpumpe
DE102016207738B4 (de) Kraftstoffhochdruckpumpe und Abdichteinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20230905

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)