DE3004145C2

DE3004145C2 - Saugventil

Info

Publication number: DE3004145C2
Application number: DE3004145A
Authority: DE
Inventors: Rudolf 8011 Baldham Brunner
Original assignee: Heilmeier & Weinlein Fabrik fur Oel-Hydraulik & Co Kg 8000 Muenchen De GmbH
Current assignee: Heilmeier & Weinlein Fabrik fur Oel-Hydraulik & Co Kg 8000 Muenchen De GmbH
Priority date: 1980-02-05
Filing date: 1980-02-05
Publication date: 1984-10-31
Also published as: IT8147702A0; FR2475154A1; AT383408B; GB2068509A; DE3004145A1; GB2068509B; SE8100644L; NL8100289A; JPS56124691A; CH650846A5; ATA627980A; IT1142272B; FR2475154B1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Saugventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einem aus der Praxis bekannten Saugventil dieser Art liegt der scheibenförmige Schließkörper mit einer ringförmigen Sitzfläche auf dem ebenfalls kreisringförmigen Ventilsitz auf. Der Schüeßkörper wird von einer Feder belastet, die ihn auf den Ventilsitz drückt, solange im Durchgang kein nennenswerter Druck herrscht. Wenn das Saugventil nach einer anfänglichen Betriebszeit eingelaufen ist, so daß die zusammenarbeitenden Flächen zwischen dem Schließkörper und dem Ventilsitz glatt sind, ergibt sich, insbesondere bei Leerlaufbetrieb, eine starke Geräuschentwicklung, die den Benutzer der Hochdruck-Hydraulikpumpe oder das Wartungspersonal verunsichert, da das Arbeitsgeräusch einen Schaden andeutet, der gar nicht vorliegt bzw. einen tatsächlich vorliegenden Schaden kaschiert und nicht erkennen läßt. Da bei einer Hochdruck-Hydraulikpumpe der vom Saugventil überwachte Durchgang groß ist und der Schüeßkörper mit hoher Frequenz und großem Öffnungshub betätigt wird, können nicht Schüeßkörper mit beliebiger Form, z. B. Vollkugeln oder andere massive Schließkörper verwendet werden, deren Form oder Ausbildung unter Umständen diese Geräuschentwicklung vermeiden könnte. Vielmehr ist die Masse des Schließkörpers möglichst klein zu halten und soll seine Abmessung in Hubrichtung möglichst kurz sein, da in dieser Richtung nur wenig Platz für die Unterbringung

vorliegt.

Bei einer aus der US-PS 33 09 013 bekannten Hochdruckpumpe ist das Saugventil ein Plättchenventil mit einer kreisringförmigen Scheibe, die auf dem Ventilsitz mit einer großen Berührungsfläche aufliegt Mit der kreisringförmigen Scheibe ist wiederum die unangenehme Geräuschentwicklung, insbesondere im Leerlaufbetrieb, verbunden, vermutlich durch eine verstärkte Adhäsion zwischen dem Schließkörper und dem Ven jlsitz, weiche Adhäsion beim Saughub schlagartig überwunden werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Saugventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß es speziell im Leerlaufbetrieb geräuschlos arbeitet

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst

Bei dieser Ausbildung des Schließkörpers ergibt sich eine kreislinienförmige Berührungszone zwischen dem Schüeßkörper und der .Auflagefläche des Ventilsitzes. Der damit erreichte, außerordentlich dichte Verschluß ist für die nur vorübergehend erforderliche Abdichtung in einem Saugventil einer Hochdruck-Hydraulikpumpe gar nicht erforderlich. Trotzdem tritt überraschenderweise dann bei diesem Saugventil kein Leerlaufgeräusch mehr auf, selbsi dann nicht, wenn das Saugventil nach langem Gebrauch einwandfrei eingelaufen ist Natürlich läßt sich ein mechanischer Verschleiß zwischen den aufeinandertreffenden Teilen nicht vermeiden; infolge der speziellen Ausbildung der Sitzfläche des Schließkörpers wird dieser Verschleiß jedoch so gleichmäßig verteilt, daß über die gesamte Lebensdauer des Saugventils keine flächige Auflage eintritt und damit kein Laufgeräusch mehr auftritt.

Es ist zwar aus unterschiedlichen Anwendungsfällen eine Kombination einer kugeligen Sitzfläche an einem Schließkörper mit einer kegeligen Auflagefläche im Ventilsitz bekannt. Diese Konstruktior wird jedoch nur stets unter dem Gesichtspunkt einer besonders guten Abdichtung gewählt, die sich bei einer Linienberührung und den damit gegebenen, hohen spezifischen Flächenbelastungen erreichen läßt. Diese bekannten Ventilausbildungen berücksichtigen aber nicht, daß der Schüeßkörper trotz seiner kugeligen Sitzfläche eine möglichst geringe Masse aufweisen soll, weil dieses Kriterium dabei keine Rolle spielt Deshalb wendet man z. B. in Kugelventilen Voükugeln an, die zwangsweise eine kugelige Sitzfläche haben. Für ein Saugventil läßt sich jedoch eine Schließkugel nicht verwenden.

Eine zweckmäßige Ausführungsform geht aus Anspruch 2 hervor. Dieses Breitenverhältnis stellt sicher, daß auch bei extrem gekipptem Schließkörper keine scharfen Kanten aufeinandertreffen und daß ein eventuell auftretender Verschleiß auf eine optimal große Fläche verteilt wird, obwohl die Abmessung des Schließkörpers in Hubrichtung wünschenswert klein ist

Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform geht aus Anspruch 3 hervor. Bei dieser Ausbildung ergibt sich eine gute Umströmung des Schließkörpers, der zudem gestaltfest und leicht ist

Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform geht aus Anspruch 4 hervor. Bei dieser Ausbildung ergibt sich eine günsiig große kugelige Sitzfläche am Schließkörper, obwohl seine Gesamtmasse und sein Gewicht gering bleiben. Die topfförmige Ausbildung der Unterseite des Schließkörpers führt zusätzlich zu dem Vorteil, daß das anstehende Druckmittel nach anfänglichem Ab-

heben des Schließkörpers das Saugventil leicht und rasch vollständig öffnet.

Schließlich ist auch der Gedanke von Anspruch 5 zweckmäßig, da ein in einer Großserienproduktion hergestelltes Saugventil praktisch ohne nennenswerte Modifikation nur in umgekehrter Einbaulage auch als Druckventil verwendbar ist, bei dem allerdings die Geräuschdämpfung keine Rolle spielt. Dies ist im Hinblick auf die Montag» und die Herstellungskosten vorteilhaft.

Ausführungsformen der Erfindung werden nächstehend anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Saugventil, wobei in der linken Hälfte der Figur das Saugventil in der Offenstellung und in der rechten Hälfte der Figur in der Schließstellung steht,

F i g. 2 das Saugventil von F i g 1 in umgekehrter Einbaulage, in der es als Druckventil arbeitet.

Ein Saugventil 1 ist in einer Gehäusewand 2 einer nicht näher dargestellten Hydraulikpumpe angeordnet. Ein hülsenförmiger Körper 3 umgibt einen Durchgang 5 für ein Druckmiüe!. Der Körper 3 ist in einem Teii 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 Schließkörper 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 Schließkörper 7 besitzt eine Sitzfläche 11 am Außenumfang des scheibenförmigen Teiles des Pilzes, welche Teil eines Kugelmantels 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 v/ie die Breite b des Ventilsitzes 4. Die Erzeugende des Ventilsitzes 4 tangiert in der in der rechten Hälfte der Fig. 1 gezeigten Schließstellung die Sitzfläche 11, so daß sich eine kreislinienförmige Berührungszone zwischen den beiden Teilen ergibt, in deren der Durchgang abgesperrt ist.

Der Körper 3 ist in einer Stufenbohrung *2 der Gehäusewand 2 eingesetzt und durch Verstemmen im Bereich 18 lagegesichert. Er hält gleichzeitig einen Flansch 17 eines Käfigs 14 in der Bohrung 12 fest, der zur Ab-Stützung einer Ventilfeder 16 dient, die gegen die Oberfläche 9 des Schließkörpers 7 drückt und diesen in seine Schließstellung zu drüngen 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 de;. Schließkörpers bewirkt wird.

In der linken Hälfte von F i g. 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 angehoben 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 F i g. 2 ist ein Druckventil 20 im Querschnitt gezeigt, das von grundsätzlich der gleichen Bauart ist. wie -w das zuvor erläuterte Saugventil. Die rechte Hälfte von F i g. 2 deutet die Schlief,teilung und die linke Hälfte die Offcnstcllung des Druckventil an. Ein durch Verstemmen in der Gehäusewand 2 festgelegter, hülsenförmiger Köiper 21 ist im. Bereich 22 aufgeweitet und bildet einen Ventilsitz 23, der Teil eines Kegelmantels ist, dessen Kegelwinkel <x 90° oder weniger beträgt Auf dem Ventilsitz 23 sitzt ein Schließkörper 24 mit seiner am Umfang liegenden Sitzfläche 25 auf, die Teil eines Kugelmantels ist Der Schließkörper 24 besitzt einen zapfenartigen Fortsatz 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 F i g. 2 ist erkennbar, wie der Schließkörper 24 vom Druck im Durchgang 30 abgehoben ist und eine Strömung durch den Ventilsitz 23 zuläßt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Saugventil für eine Hochdruck-Hydraulikpumpe, mit einem einen Durchgang umgebenden, ringförmigen Ventilsitz, auf dem in der Schließstellung ein federbelasteter, scheibenförmiger Schleißkörper mit einer ringförmigen Sitzfläche aufliegt, der vom Druck des Druckmittels im Durchgang selbsttätig vom Ventilsitz abhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzfläche auf dem Außenrand des scheibenförmigen Schließkörpers (7,24) und als Teil eines Kugelmantels ausgebildet ist, und daß die am Ventilsitz (4, 23) vorgesehene Auflagefläche für die Sitzfläche im Querschnitt konvex gekrümmt oder — wie an sich bekannt — als Teil eines Kegelmantels ausgebildet ist.

2. Saugventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B) der Sitzfläche (11, 25) annähernd den Dreifachen bis Vierfachen der Breite (b) der für die Sitzfläche bestimmten Auflagefläche (23) des Ventilsitztes (4,21) entspricht

3. Saugventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (7) zueinander parallele Oberflächen (8,9) besitzt.

4. Saugventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die dem Durchgang (5) im Ventilsitz zugewandte Oberfläche (8) des Schließkörpers (7) von einem umlaufenden Rand (10) umgeben ist, dessen Außenumfang kugelig gestaltet ist.

5. Saugventi¹ nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch seine Verwendung als Druckventil in einer Hochdrutfc-Hydiaulikpumpe, wobei es mit gegenüber der Durciigangsrichtung bei einer Verwendung als Saugventil umgekehrter Durchgangsrichtung eingesetzt ist.