DE3406850C1

DE3406850C1 - Pumpenventilkopf fuer eine Hochdruckpumpe

Info

Publication number: DE3406850C1
Application number: DE3406850A
Authority: DE
Inventors: Adalbert 6832 Hockenheim Huperz
Original assignee: WOMA APPBAU WOLFGANG MAASBERG; Woma Apparatebau Wolfgang Maasberg and Co GmbH
Current assignee: WOMA APPBAU WOLFGANG MAASBERG; Woma Apparatebau Wolfgang Maasberg and Co GmbH
Priority date: 1984-02-25
Filing date: 1984-02-25
Publication date: 1985-07-25
Also published as: EP0158063A1; JPS618478A; US4634353A

Description

spannen. Dabei soll ein einfacher Aufbau der Konstruktion, z. B. im Baukastensystem, und eine wirtschaftliche Fertigung möglich sein.

Die zur Lösung der gestellten Aufgabe notwendigen wesentlichen Merkmale der Erfindung sind im Patentanspruch 1 genannt. Die Unteransprüche nennen Ausführungsarten der Erfindung.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß der bei Mehrkolbenpumpen als quasi-statisch anzusehende Betriebsdruck im Druckkanal hinter den Druckventilen des Druckstutzens hinter das Anschlußteil des Ventilraumes, z. B. die Stirnplatte, bzw. unter eine an diesem, ggfs. unter Zwischenschaltung einer Distanzscheibe, anliegende Kolbenscheibe gebracht wird. Dadurch werden saugseitig sämtliche Einbauteile im Ventilkörper unter einer funktionsgerechten Vorspannkraft gehalten. Diese paßt sich selbsttätig jedem Betriebszustand an, da sie abhängig vom jeweiligen Förderdruck ist.

Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform des neuen Ventilkopfs im Bereich der Saugseite im Vertikalschnitt inFig. 1.

Fig.2 zeigt einen hydrostatisch gepanzerten Pumpenventilkopf nach dem Stand der Technik ebenfalls im Vertikalschnitt.

In dem den Plunger 26 aufnehmenden, nicht dargestellten Pumpenzylinder ist eine Verteilerbuchse 1 gehalten. Am Pumpenzylinder ist weiterhin das saugseitige Ventilkopfgehäuse gehalten, das den Saugstutzen 3 aufweist und in seinem Innern die Saugleitung 4 und das Saugventil 5 bzw. 9/10 aufweist. Dessen Ventilteller 10 ist fliegend in einer Ventilfeder 9 gelagert. Das Ventilkopfgehäuse weist die Zentralbohrung 12 zur Aufnahme der Verteilerbuchse 1 sowie im Saugstutzen eine von der Zentralbohrung 12 abzweigende Querbohrung 13 auf. In die Querbohrung ist eine den Ventilteller und die Ventilfeder umgebende Buchse, eine Panzerbuchse 11, eingesetzt und verspannt. Die Buchse 11 und der Ventilteller 10 liegen auf einem den Ventilsitz bildenden Einbaukörper 21 mit getrennten Durchflußbohrungen 22 zur Beaufschlagung des Ventiltellers 10 auf. Der Einbaukörper 21 liegt auf dem Abschlußteil des Ventilraumes, der Stirnplatte 20, auf. Auf der gegenüberliegenden Seite wird die Buchse 11 von der Buchse 14 gehalten. An dieser Buchse 14 liegt zur axialen Ausrichtung des Saugkanals 4 eine weitere Buchse 17 an, die über eine beidseitig konisch zulaufende Linsendichtung 29 an der Verteilerbuchse 1 radial ausgerichtet gehalten ist. Die Verteilerbuchse 1 weist im Bereich der Querbohrung 13 eine Ringnut 18 auf, die durch einen Ringspalt 15 im Saugstutzen 3 bzw. Ventilkopfgehäuse verlängert ist. Um die Buchse 17 herum ist ebenfalls ein Ringspalt 15 gebildet, von dem die Verbindungsleitung 2 abzweigt, die durch eine Zentrierbuchse 32 über einen Ringraum 34 und vorzugsweise drei Radialnuten 35 in den Zwischenraum zwischen zwei Kolbenscheiben 7,8 mündet. Die Kolbenscheiben 7,8 sind in einer Zylinderplatte 30 gleitbar gehalten und mittels eines Schraubverschlusses 19 verspannt. Zwischen der Kolbenscheibe 7 und der Stirnplatte 20 liegt eine Distanzscheibe 33, die den Spalt zwischen Saugstutzen 3 und Zylinderplatte 30 überbrückt und die Kolbenscheiben 7,8 gegen Herausdrükken aus der Zylinderplatte 30 sichert. Die Zylinderplatte 30 mit den Kolbenscheiben 7,8 kann als Baukasteneinheit aufgebaut sein, so daß sie nachträglich bei bekannten Pumpen einsetzbar ist.

Der Schraubverschluß 19, der eine Lüftungsbohrung 25 aufweist, ist in einem Flansch 36 gehalten, der seinerseits durch Befestigungsschrauben 37 am Saugstutzen 3 gehalten ist. Am Saugstutzen 3 ist das Gehäuse 31 der Saugleitung 4 gehalten. Alle abzudichtenden Spalte sind durch Dichtungsmittel, z. B. O-Ring, von denen nur der in der Buchse 14 befindliche in F i g. 1 mit Bezugszeichen versehen ist, abgedichtet. Die Verteilerbuchse 1 weist eine Durchflußbohrung 28 für die Saugleitung 4 auf, die in den Zylinderraum 27 mündet. In die Verbindungsleitung 2 mündende Montagebohrungen sind durch Schraubzapfen verschlossen.

In F i g. 2 sind die den Teilen der F i g. 1 entsprechenden Teile mit gleichem Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehen. Die F i g. 2 zeigt zusätzlich den Druckstutzen 6 und weiterhin einen in eine der Panzerbuchsen 14 vorgelagerten weiteren Panzerbuchse hineinragenden vorkragenden Zapfen 23 mit einer Einschnürung, an die sich ein Montagekopf 24 für das zugeordnete Druckventil anschließt. Im Bereich der Einschnürung des Zapfens 23 sind die Druckmitteldurchtrittsbohrungen zu den Ringspalten 15 erkennbar. Wie die Kreuzschraffierung in F i g. 2 erkennen läßt, sind die Verteilerbuchse 1 und die Buchsen 14 derart eingesetzt, daß sie von miteinander kommunizierenden Ringspalten umgeben sind. Dadurch sind sie an ihrem äußeren Umfang von einem Flüssigkeitsmantel, der unter dem jeweiligen Förderdruck steht, ummantelt. Sie werden dadurch gleichsam durch einen hydrostatischen Außendruck vorgespannt, so daß sie höheren Förderbrücken standhalten können.

Die Wirkungsweise des neuen mit Hydrokompensator versehenen gepanzerten Ventilkopfes ist folgende: Beim Betrieb der Pumpe kann sich der Förderdruck aus dem Druckkanal hinter dem Druckventil des Druckstutzens durch die Druckmitteldurchtrittsbohrung der das Druckventil umgebenden Buchse über die Ringspalte 15 sowie die Verbindungsleitung 2 in den Zwischenraum zwischen den Kolbenscheiben 7 und 8 fortsetzen und. sorgt damit für eine kraftschlüssige Verbindung der spielfrei aneinander liegenden Bauteile zwischen Kolbenscheibe 7 und Verteilerbuchse 1. Durch den vom Flansch 36 und Befestigungsschrauben 37 gehaltenen Schraubverschluß 19 werden sowohl die Einbauteile im Druckstutzen als auch im Saugstutzen und auch die Verteilerbuchse fest in ihrer Lage gehalten.

Bezugszeichenliste	Verteilerbuchse im Pumpenzylinder
1	Verbindungsleitung
2	Saugstutzen
3	Saugleitung
4	Saugventil = 9,10
5	Druckstutzen
6	Kolbenscheibe
7	Kolbenscheibe
8	Ventilfeder
9	Ventilteller
10	Buchse
11	Zentralbohrung
12	Querbohrung
13	Buchse
14	Ringspalt
15	Dichtungsmittel (O-Ring)
16	Buchse
17	Ringnut
18	Schraubverschluß
19	Stirnplatte
20	Einbaukörper als Ventilsitz
21	Durchflußbohrung
22	Zapfen
23

24 Montagekopf

25 Lüftungsbohrung

26 Plunger

27 Zylinderraum

28 Durchflußbohrung

29 Linsendichtung

30 Zylinderplatte

31 Gehäuse der Saugleitung

32 Zentrierhülse

33 Distanzscheibe

34 Ringraum

35 Radialnut

36 Flansch

37 Befestigungsschraube

38 Schraubzapfen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

20

35

40

45

50

55

60

65

Claims

1 2 17, 14, 11, 21) zwischen Verteilerbuchse (1) und Patentansprüche: Stirnplatte (20) als Panzerbuchsen ausgeführt sind.

1. Pumpenventilkopf für eine mehrkolbige Hoch-

druckpumpe bestehend aus einem an jeden Pum- 5

penzylinder angeschlossenen Ventilkopfgehäuse

mit einander in bezug auf den Pumpenzylinder ge- Die Erfindung betrifft einen Pumpenventilkopf für

genüberliegenden Saugstutzen mit Saugleitung und eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Oberbe-

Saugventil sowie Druckstutzen mit Druckleitung griffs des Anspruchs 1. Solche Pumpen sind allgemein

und Druckventil, dadurch gekennzeich- io bekannter Stand der Technik.

net, daß in den Innenraum des Saugstutzens (3) Um bei solchen Pumpenventilköpfen Rißbildungen endseitig auf seiner dem Zylinderraum (27) abge- infolge hoher Beanspruchung im Bereich des Pumpenwandten Seite in einen Zwischenraum zwischen ei- Zylinders zu vermeiden, ist ein Pumpenventilkopf nach nem Abschlußteil (20), ζ. B. einer Stirnplatte, des der britischen Patentschrift 10 27 934 so ausgebildet, Saugventils (5 bzw. 9/10) und einem Verschluß teil 15 daß das Ventilkopf gehäuse eine Zentralbohrung sowie (19) des Saugstutzens (3) eine Verbindungsleitung im Saugstutzen und Druckstutzen jeweils eine von der (2) mündet, die mit dem Druckraum hinter den Zentralbohrung abzweigende Querbohrung aufweist. Druckventilen des Druckstutzens, vorzugsweise Dabei sind in die Zentralbohrung eine Verteilerbuchse über eine Druckmitteldurchtrittsbohrung, in der das und in die Querbohrung den Saugkanal und den Druck-Druckventil umgebenden Buchse sowie über Ring- 20 kanal bildende sowie Saugventil und Druckventil umgespalte (15) am Außenumfang der das Druckventil bende Buchsen eingesetzt und verspannt. Weiterhin ist umgebenden Buchse, der den Plunger (26) umge- die Verteilerbuchse im Pumpenzylinder als Panzerbuchbenden Verteilerbuchse (1) und einer dem Saugven- se ausgebildet und unter Bildung eines abgedichteten til (5 bzw. 9/19) zugeordneten Buchse (17), in Ver- Ringspaltes in die Zentralbohrung eingesetzt und die bindung steht. 25 das Druckventil umgebende Buchse weist mindestens

2. Ventilkopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn- eine radiale Druckmitteldurchtrittsbohrung auf. zeichnet, daß zwischen Abschlußteil (20) und Ver- Mit einer derartigen Anordnung ist es nocht nicht schlußteil (19) eine Kolbenscheibe (8) angeordnet ist möglich, sämtliche hochbeanspruchten Pumpenkopfzo- und die Verbindungsleitung (2) in den Zwischenraum nen insbesondere im Bereich von Druckventil und Saugzwischen der Kolbenscheibe (8) und dem Abschluß- 30 ventil vor Rißbildung zu schützen. Um das zu erreichen, teil (20) mündet. ist nach der deutschen Offenlegungsschrift 29 40 606

3. Ventilkopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn- vorgesehen, auch die das Druck- und Saugventil umgezeichnet, daß zwischen Abschlußteil (20) und Ver- benden Buchsen als Panzerbuchsen auszuführen und schlußteil (19) zwei Kolbenscheiben (7, 8) aneinan- beide Buchsen unter Bildung von Ringspalten in die der liegend angeordnet sind und die Verbindungslei- 35 zugeordneten Querbohrungen einzusetzen. Dabei vertung (2) in den Zwischenraum zwischen den beiden bindet die Druckmitteldurchtrittsbohrung in der das Kolbenscheiben (7, 8), vorzugsweise über einen Druckventil umgebenden Buchse den Druckkanal hin-Ringraum (34) und Radialnuten (35) mündet. ter den Druckventilen dem die druckseitige Panzer-

4. Ventilkopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge- buchse umgebenden Ringspalt und dieser Ringspalt kennzeichnet, daß die Kolbenscheibe (8) bzw. die 40 kommuniziert mit den saugseitigen Ringspalten und Kolbenscheiben (7, 8) in einer Zylinderplatte (30) sämtliche Ringspalten sind zur Bildung eines sämtliche gehalten sind, die endseitig an dem Saugstutzen (3) Panzerbuchsen umgebenden Druckmittelmantels gegen anliegt und durch die Verbindurigsleitung (2) geführt Druckmittelaustritt abgedichtet.

ist. Die letztgenannte als hydrostatisch gepanzerter Pum-

5. Ventilkopf nach Anspruch 4, gekennzeichnet 45 penkopf bezeichnete Bauform hat sich an sich bewährt durch eine Distanzscheibe (33) zwischen Abschluß- Es hat sich nun aber gezeigt, daß insbesondere bei teil (20) und der ihr benachbarten, in der Zylinder- Mehrkolbenpumpen, z. B. Drei- oder Vierkolbenpumplatte (30) gehaltenen Kolbenscheibe (8 bzw. 7). pen, beim Überschreiten eines bestimmten Förderdruk-

6. Ventilkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, kes von z. B. 1300 bar, auf der Saugseite des Pumpendadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (19) 50 kopfes die mechanische Verspannung der Innenteile ein am Saugstutzen (3) vorzugsweise über einen durch die axiale Gewindekraft nicht mehr ausreicht Bei Flansch (36) und Befestigungsschrauben (37) gehal- dem bekannten Ventilkopf erfolgt die Aufrechterhaltener axialer Schraubverschluß (19) ist tung des Kraftschlusses mittels von Hand aufgebrachter

7. Ventilkopf nach einem der Ansprüche 4 bis 6, axialer Gewindekraft. Das reicht erfahrungsgemäß bis dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslei- 55 zu einem maximalen Betriebsdruck von etwa 1300 bar tung (2) im Bereich zwischen Saugstutzen (3) und aus. Beim Überschreiten dieser Druckschwelle verursa-Zylinderplatte (30) durch eine Zentrierhülse (32) ge- chen die elastischen Verformungen im Rhythmus der führt ist. Pumpenstöße die Bildung von Spielräumen zwischen

8. Ventilkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, den aufeinandergeschichteten Bauteilen der saugseitig dadurch gekennzeichnet, daß die den Ventilteller 60 angeordneten Ventilbauelemente, die sich unter Entfal-(10) und die Ventilfedern (9) umgebende Buchse (11) tung einer erheblichen Schlagwirkung jeweils wieder über eine Buchse (14) axial verspannt ist, an der zur schließen müssen und somit bei längerem Betrieb Schäaxialen Ausrichtung der Saugleitung (14) eine weite- den hervorrufen.

re Buchse (17) anliegt, die über eine beidseitig ko- Aufgabe der Erfindung ist es daher, zur Beseitigung

nisch zulaufende Linsendichtung (29) an der Vertei- 65 dieses Mangels im Saugstutzen endseitig auf seiner dem

lerbuchse (1) radial ausgerichtet gehalten ist. Zylinderraum abgewandten Seite eine zusätzliche

9. Ventilkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, Spanneinrichtung vorzusehen, um die saugseitig angedadurch gekennzeichnet, daß alle Einbauteile (29, ordneten Ventilbauelemente im Pumpenkopf zu ver-