DE8804300U1

DE8804300U1 - Saugventil

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Publication number: DE8804300U1
Application number: DE8804300U
Authority: DE
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 1988-03-30
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 1988-05-19

Description

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 &ogr; · D 7000 STUTTGART 1

&lgr; 47 865 u Anmelderint Alfred KärGher GmbH & Go.

__n ._tu Alfred-Käreher-Str. 28-40

29. März 1988

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Saugventil für eine Pumpe eines Hochdruckreinigungsgerätes

Die Neuerung betrifft ein Saugventil für eine Pumpe eines Hochdruckreinigungsgerätes mit einer einen Ventilsitz ausbildenden Säugöffnung und einem tellerförmigen Ventilkörper, an dem ein Schaft angeformt ist, und mit einer den Ventilkörper gegen den Ventilsitz drückenden Feder.

Bei Pumpen für Hochdruckreinigungsgeräte wird die Reinigungsflüssigkeit mit hoher Pumpendrehzahl auf hohen Druck.gebracht. Dazu sind Saugventile notwendig, die bei den verwendeten hohen Dreüzahlen mit großer Zuverlässigkeit schließen und trotzdem eine rasche und ausreichende öffnung der Saugleitung ermöglichen, um eine möglichst hohe Förderrate zu erreichen.

Es ist zu diesem Zweck bekannt, einen Saugventilkörper mit einem erweiterten Ventilkopf und einem daran angeformten Schaft in der Puapkafflser in eines Säckloohbohrung des reziprozierend angetriebenen Kolbens federnd zu lagern. Dabei taucht der Schaft des Ventilkörpers In eine Sacklochbohrung des Kolbens ein und ist. im Eintauchbereich von einer Schraubenfeder umgeben. Es ergibt sich dabei eine von der jeweiligen Stellung des Kolbens abhängige Schließkraft. Es hat sich herausgestellt, daß eine solche Pumpenkonstruktion zwar bei

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niedrigen Drei* «Ahlen zuverlässig arbeitet, daß aber bei höhen Drehzahlen Probleme bei der einwandfreien Führung und beim einwandfreien Schließen der Saugöffnung auftreten.

Fs ist weiterhin bekannt, die Säugöffnungen mittels eines

| tellerförmigen Ventilkörpers zu verschließen/ an dem sich

eine kegelig gewickelte Schraubenfeder abstützt, deren

&Egr; anderes Ende an einem speziellen, in der Pumpkammer ange-

:_s ordneten Käfig gehalten ist. Die kegelig gewickelte Schraubenfeder übernimmt dabei die Führung des tellerförmigen Ventilkörpers. Eine solche Ventilanordnung erfordert eine Montagebohrung, die nach dem Einsetzen des Ventils mit einem Stopfen verschlossen wird.

Es ist Aufgabe der Neuerung, ein Saugventil so auszubilden, daß es auch bei hohen Drehzahlen ohne zusätzliche Führungselemente einerseits einen zuverlässigen Pumpenbetrieb ermöglicht. Außerdem sollen Hontage und Auswechseln von Einzelteilen eines solchen Saugventils erleichtert werden.

Die Aufgabe - wird bei einem Saugventil der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schaf'·, durch die Saugöffnung hindurchragt, daß der Schaft an seinem freien Ende einen Stützkörper trägt, auf dem sich ein Ende der Feder abstützt, und daß sich die Feder mit ihrem anderen Ende an dem die Saugöffnung umgebenden Ran«* abstützt.

Eine 3olche Lösung führt zwangsläufig 2u einem gegenüber der Hubbewegung des Ventilkörpers relativ langen Schaftteil. Die am freien Ende des Schaftes angreifende Feder ist sott*, vom Köpf des Ventilkörpers relativ weit entfernt, -**> «? 3 sich durch die am Schaftende angreifende Federkraft eine gute Zentrierung und Führung des Ventilkörpers beim Schliessen ergibt. Es ist außerdem in einfacher Heise möglich.

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einen solchen Ventilkörper zu montieren, da es zur Montage genügt, den Ventilkörper von der Pumpenkananerseite in die Säugöffnung einzusetzen und dann nach dem Aufsetzen der Feder den Stützkörper am freien Ende des Schaftes festzulegen und die Feder daran abzustützen. Wenn also der Stützkörper lösbar am Schaft festgelegt wird, ist es auch ohne weiteres möglich, den Ventilkörper ohne größere Montagearbeiten auszuwechseln.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Stützkörper ein Federteller ist, der am freien Ende des Schaftes gehalten ist. Dabei kann vorgesehen sein, daß der Schaft an seinem freien Ende einen Vorsprung trägt, daß der Federteller mindestens eine Durchbrechung für den Vorsprung aufweist und daß der Federteller auf dem Schaft in eine Position verdrehbar ist, in der der Federteller mit einem neben der Durchbrechung angeordneten Bereich auf dem Vorsprung aufliegt. Es ist dadurch in einfachster Weise möglich, den Federteller auf dem Schaft festzulegen. Dazu genügt es, den Federteller so auf den Schaft aufzuschieben, daß die Durchbrechung mit dem Vorsprung auegerichtet ist, so daß der Vorsprung durch die Durchbrechung hindurchtreten kann. Nach dem Durchtreten des VorSprunges durch die Durchbrechung wird der Federteller gedreht, beispielsweise um 90°, so daß dann der Vorsprung an einem nicht durchbrochenen Bereich des Federtellers zur Anlage kommt. In dieser Position wird der Federteller durch die Feder gegen den Vorsprung gedrückt und hält somit den Ventilkörper im Saugventil. Um eine Fixierung in dieser Position zu erreichen, kann bei einem bevorzugten AusfUhrungebeispiel vorgesehen sein, daß die auf dem Vorsprung aufliegenden Bereiche des Federtellers eine im Querschnitt den Querschnitt des Votoprungee entsprechende, vertiefte Fläche aufweisen. Der Vorsprung taucht im Bereich dieser vertieften Fläche In den Federteller ein

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und verhindert somit eine Verdrehung des Federtellers in die Position, in der Vorsprung und Durchbrechungen zueinander ausgerichtet sind. Ein Lösen des Federtellers ist somit nur noch möglich, wenn zunächst der Federteller entgegen der Wirkung der Feder auf dem Schaft axial verschoben und anschließend in die mit dem Vorsprung ausgerichtete Position verdreht wird.

Besonders günstig ist es, wenn der Vorsprung im Querschnitt oval ist und auf gegenüberliegenden Seiten über den kreisförmigen Querschnitt des Ventilschaftes hervorsteht. Die Durchbrechung im Federteller und der vertiefte Bereich im nicht durchbrochenen Bereich des Federtellers haben dieselbe Querschnittsfläche, wobei diese Querschnittsflächen jedoch gegeneinander verdreht sind.

Bei einem anderen bevorzugten Ausführungebeispiel kann der Federteller auf den Schaft aufgeschraubt oder in eine Umfangsnut des Schaftes elastisch eingerastet sein. Da der Federteller in beiden Fällen lösbar mit dem Schaft verbunden ist, ist es auch hier möglich, den Ventilkörper nach Bedarf auszuwechseln.

Bei Kunststoffventilkörpern kann vorgesehen sein, daß der Stützkörper bzw. der Vorsprung durch das warmverformte, verbreiterte Ende des Schaftes gebildet sind. Dieses verbreiterte Ende kann entweder selbst al« Stützkörper wirken oder den Vorsprung für einen entsprechenden Federteller ausbilden.

Es ist auch möglich, da&bgr; der Stützkörper bzw. der Vorsprung durch das durch Nieten verbreiterte Ende des Schaftes gebildet sind.

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Vorzugsweise ist die Feder eine den Schaft umgebende Schraubenfeder, die in eine Ringnut des Federtellers eingreift. Die Feder könnte aber auch als Bügelfeder ausgebildet sein.

Wenn die Feder eine Schraubenleder ist, ist es vorteilhaft, wenn das dem Federteller gegenüberliegende Ende der Feder an einem Zentrierring anliegt, der die Saugöffnung umgibt. Dieser Zentrierring kann als Ringschulter oder als Ringnut ausgebildet sein.

Eine besonders zuverlässige Zentrierung und damit eine gute Abdichtung ergeben sich, wenn der Ventilkörper eine konische Dichtfläche aufweist.

Es i«,t vorteilhaft, wenn auch der Ventilsitz konisch oder pilzartig ausgebildet ist.

Eine zusätzliche Vorzentrierung kann erreicht werden, wenn der tellerförmige Ventilkörper auf seiner der Säugöffnung zugewandten Seite Zentrierelemente trägt, die zumindest bei geschlossenem Ventil in die Saugöffnung eintauchen. Diese gelangen bei nicht zentriertem Ventilkörper bereits vor der Schließung an der Saugöffnung zur Anlage und führen somit den Ventilkörper in seine zentrierte Schließstellung.

Es ist günstig, wenn die Zentrierelemente konzentrisch zum Schaft angeordnete Kreissegmente mit kegeliger Außenfläche sind, zwischen denen ein Abstand eingehalten ist. Die Zentrierelemente können auch radial vom Schaft abstehende Flügel sein.

Bei einer Lösung, bei der sich eine Feder an einem Federteller des Schaftes abstützt, ist es vorteilhaft, wenn der Federteller Durchbrechungen und/oder umfangseitige Ausschnitte aufweist. Dadurch wird sichergestellt, daß die Strömung der in die Pumpkammer eingesaugten Flüssigkeit durch den Federteiier gar nicht oder nur,'qefiingiügi.^·beeinflußt wird.

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Es ist auch möglich, daß der Federteller an den Schaft ange- -formt ist, beispielsweise angespritzt.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß der tellerförmige Ventilkopf auf der dem Schaft gegenüberliegenden Seite eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Druckfeder aufweist. Dadurch wird es möglich, den Ventilkörper auch in der Weise einzusetzen, daß sich eine in die Ausnehmung eingesetzte Druckfeder, beispielsweise eine Schra'\benfeder, auf der dem Schaft qegenüberliegenden Seite des Ventilkörpers am Gehäuse abstützt und dadurch den Ventilkörper in die Schließstellung verschiebt. Eine solche Anwendung ist insbesondere günstig, wenn derselbe Ventilkörper in einem Druckventil eingesetzt werden soll.

* Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

der Neuerung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines teilweise

aufgeschnittenen Saugventils gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform und

Figur 2 eine Längsschnittansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels eines Saugventils.

In den beiden Figuren der Zeichnung ist nur der Saugventilbereich einer Pumpe dargestellt, wie sie Üblicherweise in Hochdruckreinigungsgeräten verwendet wird. Es handelt sich dabei in der Regel um Axial-Kolbenpumpen mit oszillierend angetriebenen Kolben, die in eine Pumpkammer abgedichtet eintauchen. Die Pumpkammer ist über ei &agr; Saugventil mit einer Saugleitung und über ein Druckventil mit einer Druckleitung verbunden.

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In Figur 1 1st eine die Pumpkaminer 1 begrenzende Wand 2 bereichsweise dargestellt, In der sich eine Saugöffnung 3 mit kreisförmigem Querschnitt befindet. Die Saugöffnung 3 verbindet da« Innere der Pumpkammer 1 mit einem Saugraum 4 -der in üblicher Weise mit einer Zufuhrleitung für die zu fördernde Flüssigkeit verbunden ist.

Die Saugöffnung 3 weist an ihrem der Pumpkammer 1 zugewandten Ende eine sich konisch erweiternde Dichtfläche 5 auf, die einen Ventilsitz ausbildet.

Ein Ventilkörper 6 zum abwechselnden öffnen und Schließen der Saugöffnung 3 ist mit einem tellerförmigen Kopf 7 und einem zentralen Schaft 8 versehen. Während sich der Kopf im Inneren der Pumpkammer befindet, ragt der Schaft 8 durch die Saugöffnung in den Saugraum 4 hinein und ist im Saug-

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raum 4 von einer Schraubenfeder 9 Im Abstand umgeben. Diese Schraubenfeder stützt sich mit einem Ende 10 an der die Saugöffnung 3 aufweisenden Wand 2 ab/ die zur Zentrierung der Schraubenfeder 9 eine die Saugöffnung 3 unmittelbar umgebende Ringschulter 11 aufweist. Das andere Ende 12 der Schraubenfeder 9 ruht in einer zentrierenden Ringnut 13 eines Federtsilsrs 14,- d«?r am freien Ende 15 des Schaftes festgelegt ist.

Bei dem Ausfuhrungsbeispiel der Figur 1 trägt der Schaft 8 an seinem freien Ende 15 zu diesem Zweck zwei einander diametral gegenüberliegende, radial vorstehende Vorsprünge 16 mit halb ovalförmigem Querschnitt, so daß der Schaft am freien Ende einen insgesamt länglichen oder ovalförmigen Querschnitt aufweist, wie dies aus der Darstellung der Figur ersichtlich ist.

Im Federteller 14 ist eine zentrale Durchbrechung 17 vorgesehen, deren Querschnitt dem Querschnitt des ovalen Endes des Schaftes 8 entspricht, so daß das freie Ende 15 des Schaftes 8 durch diese Durchbrechung 17 hindurchgesteckt werden kann. Um 90° verdreht zu der langen Achse der Durchbrechung 17 ist in dem Federteller 14 auf der dem Ventilkopf 7 abgewandten Seite eine Ausnehmung 18 eingearbeitet, die eine Vertiefung aber keine vollständige Durchbrechung des Federtellers 14 bildet. Die Fläche dieser Ausnehmung 18 entspricht ebenfalls der ovalen Querschnittsflache des freien Endes 15 des Schaftes 8, jedoch ist bei dec Aus» nehmung 18 die lange Achse gegenüber der Durchbrechung 17 um 90° verdreht.

Dadurch wird es möglich, den Federteller in einfacher Weise auf dem Schaft 8 festzulegen. Dazu werden Federteller und Schaft, so gegeneinander gedreht, daß die VorSprünge 16 durch die Durchbrechung 17 hindurchgeschoben werden können.

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Daran anschließend wird der Federteiler um 90° gedreht, so daß die VorSprünge 16 in die Ausnehmung 18 eingreifen. Durch die Schraubenfeder 9 wird der Federteller 14 gegen die Vorsprünge 16 gedrückt/ so daß diese in der vertieften Ausnehmung 18 fixiert werden, d.h. der Federteller 14 wird auf diese Weise wirksam gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen und Ausrichten der Durchbrechung 17 mit den Voraprüngen 16 gesichert. Insgesamt erhält man auf diese Weise eine einfach lösbare Verbindung zwischen Federteller und Schaft, der Schaft hat das Aussehen eines doppelbärtigen Schlüssels, der in ein passendes Schlüsselloch (Durchbrechung 17) eingesteckt und durch Verdrehung gegen Herausziehen gesichert werden kann.

Der Kopf 7 ist auf seiner der Saugöffnung zugewandten Seite ebenfalls konisch ausgebildet und weist dort eine Dichtfläche 19 auf, die im Schließzustand dichtend an der Dichtfläche 5 der Saugöffnung 3 anliegt.

Innerhalb des Querschnitts der Saugöffnung 3 trägt die Dichtfläche 19 zusätzlich mehrere RingscLulterabschnitte 20 mit einer konischen oder kegeligen Zentrierfläche 21. Diese Zentrierflächen 21 gelangen an der konischen Dichtfläche 5 zur Anlage, wenn beim Schließen des Ventilkörpers dieser außermittig angeordnet sein sollte. Sie dienen somit der Vorzentrierung, während die endgültige Zentrierung durch die Anlage der Dichtfläche 19 an der als Ventilsitz wirkenden Dichtfläche S erfolgt.

Um den Durchgang der Flüssigkeit durch die Ringschulterabschnitte 20 möglichst: wenig zu beeinflussen, sind zwischen den einzelnen Ringschulterabschnitten 20 Abstände vorgesehen, so daß in diesem Bereich Ströraungsdurchlässe 22 entstehen.

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Aueh im Federteller 14 können sieh weitere g

23 befinden/ durch die Flüssigkeit hindurchtfeten kann» so daß die Strömung durch den Federwelle» wögliahst wenig behindert wird. Diese Durchbrechungen 23 können einen wesentlich größeren Querschnitt haben, als es im Ausführungsbeispiel der Figur 1 schematisch angedeutet ist. Es wäre auch möglich, anstelle der Durchbrechungen 23 oder zusätzlich tu diesen am Umfang des Federteilers 14 Ausschnitte anzu= bringen, so daß der Federteller insgesamt im Strömungsweg der geförderten Flüssigkeit eine möglichst geringe Störung hervorruft.

Der Kopf 7 des Ventilkörpers 6 wird über einen relativ langen Schaft 8 mit der Schließkraft beauftragt, da der Schaft mindestens durch die Saugöffnung 3 hindurchtritt und zusätzlich die Länge der komprimierbaren Schraubenfeder 9 aufweist. Der Krafteinleitungspunkt ist somit relativ weit vom Kopf 7 entfernt, so daß sich eine gewisse Eigenzentrierung des Ventilkörpers durch die enfernt angreifende Schließkraft ergibt, ohne daß eine körperliche Führung des Ventilkörpers notwendig wäre.

Wesentlich ist auch, daß bei der beschriebenen Saugventilkonstruktion lediglich die Dichtflächen 5 und 19 präzise bearbeitet werden müssen, während es bei allen anderen Flächen ausreicht, diese grob zu bearbeiten, also mit relativ großer Toleranz. Trotzdem kann ein präzises Zusamluenspiel der einzelnen Teile mit zuverlässiger Abdichtung erreicht werden, auch bei hoher Arbeitsfrequenz.

Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist weitgehend gleich aufgebaut wie das der Figur 1, eina&usj. entsprechende Teile tragen daher dieselben Bezugszeichen.

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Im Unterschied der Federteller	zum 14	Ausführungsbeispiel der Figur 1 bei dem AusfUhrungsbeispiel der

nicht nach Art eines Schlüssels oder eines Bajonettverschlusses auf dem Schaft festgelegt, sondern durch elastisches Eingreifen des Randes 24 einer zentralen Durchbrechung 25 in eine Umfangsnut 26 auf dem Schaft 8. Zum Befestigen des Federtellers wird dieser vom freien Ende her auf den Schaft aufgeschoben, bis der Rand 24 elastisch in die Umfangsnut 26 einrastet. Um dieses Einrasten zu erleichtern, kann es vorgesehen sein, daß von der zentralen Durchbrechnung 25 radiale Einschnitte in den Federteller einge arbeitet sind, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 trägt der Federteller 14 keine zentrierende Ringnut 13, sondern er zentriert die Schraubenfeder 9 durch einen äußeren Ringflansch 27.

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HOEGER, 'STELLRECHT'&'PARTNER PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14C-D 70CO STUTTGART 1 A 47 865 u Anmelderin: Alfred Kärcher GmbH & Co. 29. März 1988 AIfred-Kärcher-Str. 28-40 u-219 7057 Winnenden SCHÜTZANSPRÜCHE

1. Saugventil für eine Pumpe eines Hochdruckreinigungsgerätes mit einer einen Ventilsitz ausbildenden Saugöffnung und einem tellerförmigen Ventilkörper, an dem ein Schaft angeformt ist, und mit einer den Ventilkörper gegen den Ventilsitz drückenden Feder, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (8) durch die Säugöffnung (3) hindurchragt, daß der Schaft (8) an seinem freien Ende (15) einen Stützkörper (14) trägt, auf dem sich ein Ende (12) der Feder (9) abstützt, und daß sich die Feder (9) mit ihrem anderen EaAe (10) an dem die Saugöffnung (3) umgebenden Rand abstützt.

2. Saugventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper ein Federteller (14) ist, der am freien Ende (15) des Schaftee (8) gehalten ist.

3. Saugventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (8) an seinem freien Ende (15) einen Vorsprung (16) trägt, daß der Federteller (14) mindestens eine Durchbrechung (17) für den Vorsprung (16) aufweist und daß der Federteller (14) auf dem Schaft (8) in eine Position verdrehbar ist, in der der Federteller (14) mit einem neben der Durchbrechung (17)

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angeordneten Bereich auf dem Vorsprung (16) aufliegt.

4. Saugventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Vorsprung (16) aufliegenden Bsreiche des Federtellers (14) eine im Querschnitt dem Querschnitt des VorSprunges (16) entsprechende/ vertiefte Fläche (Ausnehmung 18) aufweisen.

5. Saugventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (16) im Querschnitt oval ist und auf gegenüberliegenden Seiten über den kreisförmigen Querschnitt des Ventilschaftes (8) hervorsteht.

6. Saugventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (14) auf den Schaft (8) aufschraubbar ist.

Saugventil nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (14) in eine Umfangenut (26) dee Schaftes (8) elastisch eingerastet ist.

8. Saugventil nach Anspruch * cütr 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper bzw. der Vorsprvr.g bei Kunstetoffventilkörpera durch das warmverformte, verbreiterte Ende (15) de· Schaftes (8) gebildet sind

9. Saugventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, äa.2 der StUtzkttrper bzw. der Vorsprung durch das durch KiiitiÄ verbreiterte Ende (15) des 3sh&£t*s <@) gebildet sind.

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10. Saugventil nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (9) eine den Schaft (8) umgebende Schraubenfeder ist, die in eine Ringnut (13) des Federtellers (14) eingreift.

11. Saugventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Federteller (14) gegenüberliegende Ende (10) der Feder (9) an einem Zentrierring (11) anliegt, der die Saugöffnung (3) umgibt.

12. Saugventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper eine konische Dichtfläche (19) aufweist.

13. Saugventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (5) konisch oder pilzartig ausgebildet ist.

14. Saugventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der tellerförmige Ventilkopf (7) auf seiner der Saugöffnung (3) zugewandten Seite Zentrierelemente (20, 21) trägt, die zumindest bei geschlossenem Ventil in die Säugöffnung (3) eintaud.on.

15. Saugventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierelemente konzentrisch zum Schaft (8) angeordnete Kreissegmente (20) mit kegeliger Außenfläche (21) sind, zwischen denen ein Abstand eingehalten ist.

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16. Saugventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet.

daß die Zentrierelemente radial vom Schaft (8) abstehende Flügel sind.

17. Saugventil nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (14) Durchbrechungen (23) und/oder umfangsseitige Ausschnitte aufweist.

18. Saugventil nach einem der Ansprüche 1, 2 sowie 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller an den Schaft (8) angeformt ist.

19. Saugventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der tellerförmige Ventilkopf (7) auf seiner dem Schaft (8) abgewandten Seite eine Aufnahme für eine Druckfeder aufweist.