EP3645885A1 - Hochdruckreinigungsgerät - Google Patents

Hochdruckreinigungsgerät

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Publication number
EP3645885A1
EP3645885A1 EP17734301.9A EP17734301A EP3645885A1 EP 3645885 A1 EP3645885 A1 EP 3645885A1 EP 17734301 A EP17734301 A EP 17734301A EP 3645885 A1 EP3645885 A1 EP 3645885A1
Authority
EP
European Patent Office
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pressure
valve
overflow
chamber
line
Prior art date
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Granted
Application number
EP17734301.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3645885B1 (de
Inventor
Andreas HÄGELE
Johannes Götz
Werner Schwab
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.)
Alfred Kaercher SE and Co KG
Original Assignee
Alfred Kaercher SE and Co KG
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 Alfred Kaercher SE and Co KG filed Critical Alfred Kaercher SE and Co KG
Publication of EP3645885A1 publication Critical patent/EP3645885A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3645885B1 publication Critical patent/EP3645885B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F04B49/24—Bypassing
    • 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
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • 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
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
    • 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
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/08—Regulating by delivery pressure
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B08B3/026—Cleaning by making use of hand-held spray guns; Fluid preparations therefor

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure cleaning device with a pump for conveying a cleaning liquid, wherein the pump has a suction line and a pressure line and in the pressure line, a check valve is arranged, and wherein the pump has an overflow valve, which in response to the pressure prevailing in the pressure line Cleaning fluid a flow path via an overflow line releases the drainage of cleaning fluid from the pressure line, the overflow valve having a liquid-tight manner in a closed position on a valve seat closing body, which is movable against the closing force of a closing spring in an open position spaced from the valve seat and the valve via a valve connected to a slidably held in a control chamber and pressurized with cleaning fluid control piston is connected.
  • a cleaning liquid preferably water
  • the high-pressure cleaning device has a pump, which can be driven by a motor, preferably by an electric motor, and has at least one reciprocable piston which dips into a pumping chamber.
  • the pump comprises three reciprocable pistons, each immersed in a pumping chamber.
  • Pressurized cleaning liquid may be supplied to the pump via a liquid supply line, for example, via a suction hose, and the pressurized cleaning liquid may be supplied from the pump via a liquid discharge line, for example, via a high pressure hose, a liquid discharge member such as a spray gun or a spray lance ,
  • the liquid delivery member has a valve that can be opened and closed by the user. When the valve is open, the pressurized cleaning fluid can be discharged, and by closing the valve, the liquid discharge can be stopped.
  • the high-pressure cleaning device has an overflow valve which opens in dependence on the pressure prevailing in the pressure line and releases a flow path, so that cleaning fluid can flow out of the pressure line via an overflow line in order to lower the pressure in the pressure line.
  • an overflow valve which opens in dependence on the pressure prevailing in the pressure line and releases a flow path, so that cleaning fluid can flow out of the pressure line via an overflow line in order to lower the pressure in the pressure line.
  • the flow path extends from the pressure line via the overflow line to the suction line, so that when a predetermined maximum value of the pressure prevailing in the pressure line is exceeded, the overflow valve opens and cleaning fluid can flow from the pressure line via the overflow line to the suction line.
  • the pump can thereby be operated in the circuit.
  • the flow path extends from the pressure line via the overflow line to an outlet, via which cleaning liquid can be dispensed when a predetermined maximum value of the pressure prevailing in the pressure line is exceeded.
  • the flow path extends from the pressure line to a collecting space, which receives cleaning liquid from the pressure line when the pressure prevailing in the pressure line is exceeded.
  • the overflow valve has a closing body which rests liquid-tight in a closed position on a valve seat and can be moved against the closing force of a closing spring in an open position in which it occupies a distance from the valve seat and thereby releases the flow path from the pressure line via the overflow.
  • the control of the closing body by means of a control piston which is rigidly connected via a valve rod to the closing body and which can be acted upon with pressurized cleaning liquid.
  • a high-pressure cleaning device of the aforementioned type is known from WO 2016/015763 AI.
  • the pressure prevailing in the delivery of cleaning fluid in the pressure line acts on one side of the control piston and on the opposite side of the control piston is acted upon by the closing force of the closing spring.
  • the closing force of the closing spring thus counteracts the pressure force resulting from the application of the control piston to the pressure of the cleaning fluid prevailing in the pressure line.
  • the pressure of the cleaning liquid can be more than 100 bar, in particular at least 150 bar.
  • a high-pressure cleaning device in which an overflow valve in dependence on the pressure prevailing in the pressure line flow rate of the cleaning liquid can be actuated.
  • a throttle element in the form of an injector is arranged in a downstream of the check valve arranged region of the pressure line, which has a first narrowing in the flow direction and then widening again through hole, branches off from the narrowest point of a transverse bore.
  • the prevailing in the transverse bore pressure of the cleaning fluid is dependent on the flow rate and is used to control the spill valve.
  • the closing spring of the spill valve can be made weaker and smaller in size, however, the use of the injector not insignificant flow losses result, since the injector is a not insignificant flow resistance. This in turn leads to a higher energy consumption of the high-pressure cleaner.
  • Object of the present invention is therefore to develop a high-pressure cleaner of the type mentioned in such a way that the size of the spill valve reduced without the use of an injector and the assembly of the high-pressure cleaner can be simplified.
  • control piston divides the control chamber into an outlet pressure chamber and an overflow chamber, wherein the outlet pressure chamber is connected via a pressure channel to a region of the pressure line arranged downstream of the non-return valve and has a first passage opening which is passed liquid-tightly by a piston rod fixed to the control piston, and wherein the overflow chamber is connected via a line section of the overflow to a arranged upstream of the check valve portion of the pressure line and having a second passage opening forming the valve seat, wherein the two passage openings are different sizes and the control piston can be acted upon on its side facing the larger passage opening with the closing force of the closing spring.
  • control chamber is subdivided by the control piston into an outlet pressure chamber and an overflow chamber.
  • the control piston is preferably surrounded in the circumferential direction by a sealing element, for example a sealing ring, which seals the outlet pressure chamber with respect to the overflow chamber.
  • the outlet pressure chamber can be acted upon by the pressure prevailing in the pressure line downstream of the check valve. It is for this purpose connected via a pressure channel with a downstream of the check valve arranged region of the pressure line.
  • the overflow chamber forms a region of the overflow line. It is connected via a line section of the overflow line to a region of the pressure line arranged upstream of the check valve. The overflow chamber can therefore be acted upon by the pressure prevailing upstream of the check valve in the pressure line.
  • the pressure prevailing downstream of the check valve in the pressure line is identical to the pressure prevailing in the pressure line upstream of the check valve, with the exception of slight pressure losses which the cleaning fluid undergoes as it flows through the check valve.
  • the discharge of cleaning liquid therefore prevail in the Auslasstikhunt and the overflow substantially the same pressures, wherein a first piston side of the control piston is acted upon by the pressure prevailing in the Auslasstikhunt pressure and wherein a second piston side of the control piston, which faces away from the first piston side, with the in the overflow prevailing pressure is applied.
  • the outlet pressure chamber has a first passage opening, which is liquid-tight by a piston rod fixed to the control piston is penetrated.
  • the piston rod extends from the control piston through the outlet pressure chamber to the first passage opening.
  • the surface of the control piston is reduced in the outlet pressure, which is pressurized in the direction of the overflow chamber with pressure.
  • the larger the first passage opening the lower the pressureable area, since this is reduced by the piston rod passing through the first passage opening. This in turn has the consequence that in the outlet pressure chamber acting on the control piston, directed in the direction of the overflow pressure chamber is reduced.
  • the overflow chamber likewise has a passage opening, which in the present case is referred to as a second passage opening.
  • the second passage opening forms the valve seat of the overflow valve.
  • the closing body of the overflow valve bears against the valve seat.
  • the closing body is connected via the valve rod with the control piston.
  • the valve rod extends from the control piston through the overpressure chamber until it reaches the valve body of the second passage opening.
  • One of the two passage openings for example the second passage opening, is larger according to the invention than the other passage opening, for example the first passage opening.
  • the side of the control piston, which faces the larger passage opening, is subjected to a smaller pressure load than the side which faces the smaller passage opening.
  • the resulting pressure load which acts on the control piston and causes it to shift, resulting from the difference of the pressure loads acting in the outlet pressure chamber and the overflow chamber on the control piston. From the different sizes of the two Through openings results in a resulting pressure load, which causes the control piston to shift in the direction of the larger passage opening. This resulting pressure load counteracts the closing force of the closing spring, which acts on the control piston on the side facing the larger passage opening.
  • the closing force which is required to reliably hold the closing body in its closed position during the dispensing of cleaning liquid can thus be kept low.
  • Decisive for the strength of the required closing force is only the difference of the pressure forces acting on the control piston in the outlet pressure chamber and the overflow chamber. For this difference, in turn, the size difference between the two ports is important. The smaller the difference in size, the lower the required closing force.
  • the pressure forces are dependent on the pressure prevailing in the pressure line of the cleaning liquid. The greater the pressure, the greater the pressure forces acting on the control piston. In contrast to the pressure forces exerted by the closing spring on the control piston closing force is independent of the pressure of the cleaning fluid. If the pressure in the pressure line exceeds a predetermined maximum value, then the closing force exerted by the closing spring on the control piston is no longer sufficient to hold the control piston, but the control piston then moves under the effect of the pressure load and via the valve rod with the control piston connected closing body lifts off the valve seat and releases the flow path from the pressure line via the overflow, so that cleaning liquid flow out of the pressure line and thereby the pressure in the pressure line can be lowered.
  • the closing spring In order to hold the closing body in its closed position, the closing spring has to apply only a closing force to the control piston, which is rigidly connected to the closing body via the valve rod, which corresponds to the difference of the pressure forces acting on the control piston.
  • This allows the use of a closing spring with a relatively small size, without requiring an injector must be arranged in the pressure line. In the absence of an injector, the flow losses of the cleaning fluid under pressure can be kept low in the high-pressure cleaning device according to the invention.
  • the closing spring is preferably arranged in the overflow chamber.
  • the closing spring between the control piston and a valve seat member is clamped, wherein the valve seat member forms the second passage opening and the valve seat
  • the control piston On its side facing the second passage opening, in a preferred embodiment of the invention, the control piston carries the valve rod, wherein the valve rod passes through the overflow chamber and the second passage opening and carries the closing body at its region protruding from the overflow chamber, and the valve seat faces away from the overflow chamber Side of the valve seat member is arranged and the closing body against the closing force of the closing spring with the pressure prevailing in the overflow pressure of the cleaning liquid can be acted upon.
  • the closing body is arranged on the side of the valve seat element facing away from the overflow chamber and is acted upon in the closed position via the second passage opening with the pressure prevailing in the overflow chamber. This pressurization is opposite to the closing force of the closing spring. Via the valve rod, the pressure acting on the closing body acts on the control piston, so that it is not only subject to the pressure forces acting directly on it, but also the pressure force acting on the closing body.
  • the closing spring is designed as a helical spring which surrounds the valve rod.
  • the piston rod and the valve rod are cylindrical and have different diameters. In particular, it can be provided that the diameter of the piston rod is greater than the diameter of the valve rod.
  • a sliding sleeve is arranged, in which the control piston is slidably mounted.
  • the control piston carries a sealing ring which rests liquid-tight on the sliding sleeve.
  • the surrounding the control piston in the circumferential direction of the sealing ring slides along with a displacement of the control piston on the sliding sleeve and the frictional forces between the sealing ring and the sliding sleeve can be kept low by suitable choice of material. When worn, the sliding sleeve can be easily replaced.
  • the sliding sleeve is preferably at least partially, in particular completely, made of a plastic material or of metal.
  • control piston has a first piston part and a second piston part which is rigidly connected to the first piston part.
  • the two piston parts are conveniently releasably connectable to each other.
  • the two piston parts are screwed together.
  • the piston rod is conveniently located on the first piston part.
  • the first piston part is integrally connected to the piston rod.
  • the first piston part and the piston rod preferably form a one-piece component made of metal or of a plastic material.
  • the valve rod is conveniently located on the second piston part. It can be provided that the second piston part is integrally connected to the valve rod.
  • the second piston part is detachably or permanently connected to the valve stem.
  • the second piston part can be screwed to the valve rod.
  • a pressure relief valve is integrated in the control piston which releases a flow path between the outlet pressure chamber and the overflow chamber as a function of the pressure difference between the pressure of the cleaning fluid prevailing in the outlet pressure chamber and in the overflow chamber. If the pressure difference reaches a predetermined limit value, pressure equalization can take place via the pressure relief valve by opening the pressure relief valve. If the pressure difference is smaller than the predetermined limit, the pressure relief valve is closed.
  • the outlet pressure chamber is connected via a pressure channel with a region of the pressure line arranged downstream of the non-return valve.
  • the overflow chamber is connected via a first line section of the overflow line to a region of the pressure line arranged upstream of the check valve.
  • a second line section of the overflow line adjoins the valve seat of the overflow valve and the flow connection between the overflow chamber and the second line section of the overflow line can be opened and interrupted with the aid of the overflow valve as a function of the pressure of the cleaning fluid.
  • Pressurized cleaning fluid can be supplied via the pressure line and a liquid discharge line connected to the pressure connection of the high-pressure cleaning device to a liquid delivery device, for example a spray gun or a spray lance.
  • the pressurized cleaning liquid flows through the pressure line, wherein the check valve is opened and the overflow valve is closed. If the liquid discharge member is closed, the pressure of the cleaning liquid increases due to the activity of the pump in the pressure line. If the pressure of the cleaning liquid exceeds a predetermined maximum value, the overflow valve opens and cleaning liquid can flow out of the pressure line via the overflow line, for example to the suction line.
  • the check valve in this case goes into its closed position and thus interrupts the flow connection between the upstream of the check valve arranged region of the pressure line and the downstream of the check valve arranged region of the pressure line.
  • the pressure relief valve is preferably integrated in the control piston, which passes into its open position due to the high pressure downstream of the check valve in the pressure line, and thus a flow connection between the outlet pressure chamber and the overflow chamber releases.
  • the pressure prevailing downstream of the check valve pressure of the cleaning liquid can be lowered by cleaning fluid from the region of the pressure line downstream of the check valve via the pressure channel, the outlet pressure chamber and the opened pressure relief valve to the overflow chamber and from this via the second line section of the overflow, for example, can flow to the suction line.
  • the pressure in the liquid discharge line for example, a high-pressure hose is lowered. This makes it easier for the user to subsequently reopen the fluid delivery device.
  • the integrated in the control piston pressure relief valve preferably has a valve body which can be acted upon by a valve spring with a closing force, under the action of the valve body rests against a valve seat.
  • the pump has a valve chamber into which an overflow device having the overflow valve can be inserted in the form of a preassembled subassembly.
  • the preassembled module preferably has the valve seat element and the closing body of the overflow valve, the control piston and the piston rod, the valve rod and also the closing spring, which is supported on the one hand on the control piston and on the other hand on the valve seat element.
  • a pressure relief valve can be integrated in the control piston.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a high-pressure cleaning device
  • FIG. 2 shows a partial sectional view of a pump of the high-pressure cleaning device from FIG. 1;
  • FIG. 3 shows an enlarged view of an overflow device of the pump from FIG. 2, wherein the overflow device forms a preassemblable subassembly and has an overflow valve.
  • the high-pressure cleaning device 10 has a motor 12, which drives a pump 14 and is designed in the illustrated embodiment as an electric motor.
  • the pump 14 has a cylinder head 16, which forms a plurality of pump chambers, wherein in the drawing, for better clarity, only one of a total of three pump chambers is provided.
  • a piston 20 is immersed, which is driven by the motor 12 to a reciprocating motion.
  • the pumping chamber 18 Via an inlet valve 22 and a suction line 24, the pumping chamber 18 is connected to a suction port 26, and via an outlet valve 28 and a pressure line 30, the pumping chamber 18 is connected to a pressure port 32.
  • liquid supply line such as a suction hose
  • the pump 12 under pressure to be set cleaning fluid preferably water
  • the pressure port 32 can be connected in the usual manner and therefore not shown to achieve a better overview in the drawing liquid discharge line, such as a high-pressure hose, which carries at its free end a closable liquid delivery member, such as a spray gun or a spray lance.
  • a closable liquid delivery member such as a spray gun or a spray lance.
  • cleaning liquid which has been pressurized by the pump 14, can be supplied to the liquid delivery element.
  • a check valve 34 is arranged, which is preferably designed without a spring and has a check valve body 36.
  • the check valve body 36 is liquid-tight with the interposition of a sealing ring 38 to a check valve seat 40 can be applied and can assume an open position not shown in the drawing, in which it is arranged at a distance from the check valve seat 40 for dispensing pressurized cleaning fluid.
  • the cylinder head 16 has a stepped valve chamber 42 which can be closed in a liquid-tight manner with the aid of a sealing plug 44 and into which an overflow device 46 in the form of a preassembled structural unit is inserted.
  • the valve chamber 42 has a first, inwardly directed step 48 at a distance from the closure plug 44, and at a distance from the first step 48, the valve chamber 42 has a second, inwardly directed step 50.
  • the valve chamber 42 is configured cylindrical and receives in the area between the sealing plug 44 and the first stage 48 a sliding sleeve 52 which abuts the wall of the valve chamber 42 with the interposition of a sealing ring 54.
  • the sliding sleeve 52 is made of a plastic material. It could also be made of a metal.
  • the sliding sleeve 52 surrounds in the region between the stopper 44 and the first stage 48, a control chamber 56 which extends to the second stage 50 and in which a control piston 58 is held parallel to a longitudinal axis 60 of the valve chamber 42 slidably.
  • the control piston 58 has an annular groove extending over the outer circumference of the control piston 58 in which a second sealing ring 62 is arranged, which rests in a fluid-tight manner on the sliding sleeve 52.
  • the control piston 58 divides the control chamber 56 into an outlet pressure chamber 64 and an overflow chamber 66.
  • the outlet pressure chamber 64 is arranged between the control piston 58 and the closure plug 44 and connected via a pressure channel 68 to a region of the pressure line 30 arranged downstream of the check valve 34.
  • the overflow chamber 66 is arranged between the control piston 58 and a valve seat element 70 arranged on the second stage 50 and is connected via a first line section 72 of an overflow line 74 to a region of the pressure line 30 arranged upstream of the check valve 34.
  • a second line section 76 of the overflow line 74 connects to the second stage 50 of the valve chamber 42 and opens into the suction line 24th
  • the valve seat member 70 is surrounded by a third sealing ring 78 which bears against the wall of the valve chamber 42 liquid-tight.
  • the control piston 58 On its side facing the outlet pressure chamber 64, the control piston 58 carries a piston rod 94, which is aligned coaxially with the longitudinal axis 60 of the valve chamber 42.
  • the sealing plug 44 has a first passage opening 96 which is aligned coaxially to the longitudinal axis 60.
  • the piston rod 94 passes through the outlet pressure chamber 64 and the first passage opening 96, wherein it is surrounded by a fourth sealing ring 98. With a free end 100 facing away from the control piston 58, the piston rod 94 protrudes from the outlet pressure chamber 64.
  • the valve seat element 70 has a second passage opening 80 which is aligned coaxially to the longitudinal axis 60 of the valve chamber 42 and forms a valve seat 82 of an overflow valve 84 on its end facing the second line section 76 of the overflow line 74.
  • a closing body 86 of the overflow valve 84 which widens conically in the direction of the second line section 76, bears against the valve seat 82 in a liquid-tight manner in a closed position shown in FIGS. 2 and 3. Via a valve rod 88, the closing body 86 is rigidly connected to the control piston 58.
  • valve rod 88 is aligned coaxially with the longitudinal axis 60, passes through the overflow chamber 66 and the second passage opening 80 and protrudes with its control piston 58 facing away from the free end 90 in the second line section 76 of the overflow 74.
  • the valve rod 88 is surrounded by a closing spring 92 designed as a helical spring, which is clamped between the control piston 58 and the valve seat element 70 and acts on the control piston 58 with a closing force.
  • the piston rod 94 is cylindrical as well as the valve rod 88, wherein the diameter of the piston rod 94 is greater than the diameter of the valve rod 88.
  • the first passage opening 96 is as well as the second passage opening 80 designed cylindrical. The diameter of the first passage opening 96 is only slightly larger than the diameter of the piston rod, whereas the diameter of the second passage opening 80 is significantly larger than the diameter of the valve rod 88.
  • the valve rod 88 is surrounded by an annular space 89, about an annular surface 91 of the closing body 86 can be acted upon by the pressure of the cleaning liquid prevailing in the overflow chamber 66.
  • the diameter of the first passage opening 96 is smaller than the diameter of the second passage opening 80 and thus smaller than the diameter of the valve seat 82.
  • the diameter of the first passage opening 96 may be 4.0 mm, for example, and the diameter of the second passage opening 80 and the valve seat 82 can be 4.3 mm, for example.
  • the control piston 58 has a first piston part 102 and a second piston part 104.
  • the first piston part 102 is integrally connected to the piston rod 94 and forms together with the piston rod 94 is a one-piece component made of metal or of a plastic material.
  • the second piston part 104 forms an annular piston portion 106 which carries on its outer side the second sealing ring 62 and to which a piston skirt 108 integrally connects.
  • the piston shaft 108 is rigidly connected to the valve rod 88 via a screw connection 110.
  • the first piston part 102 has a piston sleeve 112, which dips into the annular piston portion 106 of the second piston part 104 and is detachably connected via a screw connection with the second piston part 104 with the interposition of a fifth sealing ring 114.
  • a pressure relief valve 116 is integrated, which has a spherical valve body 118 which is pressed by a valve spring 120 against a valve seat 122.
  • the first piston part 102 has a first radial bore 124, to which a piston sleeve 112 axially cross-stepped, stepped configured axial bore 126 connects, which forms the valve seat 122.
  • the outlet pressure chamber 64 is in fluid communication with the overflow chamber 66, wherein the flow connection by means of the spring-loaded valve body 118 in dependence on the pressure difference between in the outlet pressure chamber 64 and in the overflow chamber 66 prevailing pressure of the cleaning liquid is releasable and interruptible.
  • the outlet pressure chamber 64 and thus also the outlet pressure chamber 64 facing first piston side 132 of the control piston 58 can be acted upon via the pressure channel 68 with the prevailing in the pressure line 30 downstream of the check valve 34 pressure of the cleaning liquid.
  • the overflow chamber 66 and thus also the second piston side 134 of the control piston 58 facing the overflow chamber 66 can be acted upon via the first line section 72 of the overflow line 74 with the pressure of the cleaning fluid prevailing upstream of the check valve 34.
  • the pressure of the cleaning liquid acting on the first piston side 132 exerts on the control piston 58 a first pressure force directed parallel to the longitudinal axis 60 and counteracting the closing force of the closing spring 92
  • the pressure of the cleaning fluid acting on the second piston side 134 exerts on the control piston 58 a oriented parallel to the longitudinal axis 60 and the first pressure force opposing second pressure force.
  • the control piston 58 is acted upon in the closed position of the closing body 86 with a compressive force resulting from the action of the pressure, which acts in the closed position of the closing body 86 on the annular surface 91 and is transmitted via the valve rod 88 to the control piston 58.
  • the check valve 34 When the high-pressure cleaning device 10 releases pressurized cleaning fluid, the check valve 34 is opened, and the upstream Downstream of the check valve 34 in the pressure line 30 prevailing pressure of the cleaning liquid is the same as the downstream of the check valve 34 in the pressure line 30 prevailing pressure of the cleaning liquid except for low pressure losses, which suffers the cleaning fluid during the pressure flow of the springless check valve 34.
  • the outlet pressure chamber 64 virtually the same pressure that prevails in the overflow 66 and the pressure acting on the control piston 58 pressure forces resulting from the sizes of the first piston side 132 and the second piston side 134 and the annular surface 91 of the closing body 86, with the in the overflow chamber 66 prevailing pressure is applied.
  • the diameter of the valve seat 82 of the overflow valve 84 is greater than the diameter of the first passage opening 96, whereas the two piston sides 132, 134 are equal. This has the consequence that the control piston 58 is acted upon by a resulting differential pressure force, which is opposite to the closing force of the closing spring 92.
  • the closing spring 92 counteracts the acting pressure differential force so that the closing body 86 reliably assumes its closed position during the delivery of pressurized cleaning liquid and consequently the flow connection from the pressure line 30 via the overflow line 74 to the suction line 24 is interrupted.
  • the required closing force of the closing spring 92 is relatively low, so that the closing spring 92 may have a small size.
  • an increasing pressure if the pump 14 is not turned off.
  • the increasing pressure of the cleaning liquid acts via the pressure channel 68 and the outlet pressure chamber 64 on the first piston side 132 and via the first line section 72 of the overflow 74 and the overflow 66 on the second piston side 134 and the prevailing in the overflow chamber 66 pressure of the cleaning liquid acted upon annular surface 91 of the closing body 86.
  • the increasing pressure of the cleaning liquid has an increasing differential pressure force result which counteracts the closing force of the closing spring 92.
  • the control piston 58 is displaced counter to the closing force of the closing spring 92 in the direction of the valve seat element 70, so that the closing body 86 lifts off from the valve seat 82 and assumes an open position.
  • a flow connection to the suction line 24 is released via the overflow line 74 and the opened overflow valve 84.
  • the prevailing in the pressure line upstream of the check valve 34 pressure of the cleaning liquid is significantly lowered. Due to the pressure drop in the region upstream of the check valve 34 closes the check valve 34, so that in the outlet pressure chamber 64, a higher pressure acts as in the overflow chamber 66.
  • the pressure can be reduced. This in particular makes it possible to reduce the pressure in the liquid discharge line connected to the pressure connection 32.
  • the cleaning liquid is subject to only small pressure losses when flowing through the pressure line 30. This reduces the power consumption of the high-pressure cleaner 10 in the discharge of cleaning liquid.
  • the closing spring 92 may have a small size. This makes it possible to keep the overall size of the entire overflow device 46 low, wherein the overflow device 46 can be inserted into the valve chamber 42 in the form of a preassembled structural unit. This also simplifies the assembly of the high-pressure cleaning device 10.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hochdruckreinigungsgerät (10) mit einer Pumpe (14), die eine Saugleitung (24) und eine Druckleitung (30) aufweist, wobei in der Druckleitung (30) ein Rückschlagventil (34) angeordnet ist, und die ein Überströmventil (84) aufweist, das druckabhängig einen Strömungsweg über eine Überströmleitung (74) freigibt zum Abfließen von Reinigungsflüssigkeit aus der Druckleitung (30). Das Überströmventil (84) weist einen in einer Schließstellung flüssigkeitsdicht an einem Ventilsitz (82) anliegenden Schließkörper (86) auf, der entgegen der Schließkraft einer Schließfeder (92) in eine zum Ventilsitz (82) beabstandete Offenstellung bewegbar ist und mit einem in einer Steuerkammer (56) verschiebbar gehaltenen und mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbaren Steuerkolben (58) verbunden ist. Um die Baugröße des Überströmventils (84) ohne Einsatz eines Injektors zu reduzieren, unterteilt der Steuerkolben (58) die Steuerkammer (56) in eine Auslassdruckkammer (64) und eine Überströmkammer (66). Die Auslassdruckkammer (64) ist mit einem stromabwärts des Rückschlagventils (34) angeordneten Bereich der Druckleitung (30) verbunden und weist eine erste Durchlassöffnung (96) auf, die von einer am Steuerkolben (58) festgelegten Kolbenstange (94) durchgriffen wird. Die Überströmkammer (66) ist mit einem stromaufwärts des Rückschlagventils (34) angeordneten Bereich der Druckleitung (30) verbunden und weist eine zweite Durchlassöffnung (80) auf, die den Ventilsitz (82) ausbildet. Die Durchlassöffnungen (96, 80) sind unterschiedlich groß und der Steuerkolben (58) ist auf seiner der größeren Durchlassöffnung zugewandten Seite mit der Schließkraft der Schließfeder (92) beaufschlagbar.

Description

HOCHDRUCKREINIGUNGSGERÄT
Die Erfindung betrifft ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Pumpe zum Fördern einer Reinigungsflüssigkeit, wobei die Pumpe eine Saugleitung und eine Druckleitung aufweist und in der Druckleitung ein Rückschlagventil angeordnet ist, und wobei die Pumpe ein Überströmventil aufweist, das in Abhängigkeit von dem in der Druckleitung herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit einen Strömungsweg über eine Überströmleitung freigibt zum Abfließen von Reinigungsflüssigkeit aus der Druckleitung, wobei das Überströmventil einen in einer Schließstellung flüssigkeitsdicht an einem Ventilsitz anliegenden Schließkörper aufweist, der entgegen der Schließkraft einer Schließfeder in eine zum Ventilsitz beabstandete Offenstellung bewegbar ist und der über eine Ventilstange mit einem in einer Steuerkammer verschiebbar gehaltenen und mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbaren Steuerkolben verbunden ist.
Mit Hilfe eines derartigen Hochdruckreinigungsgeräts kann eine Reinigungsflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, unter Druck gesetzt und auf eine zu reinigende Fläche gerichtet werden. Das Hochdruckreinigungsgerät weist eine Pumpe auf, die von einem Motor, vorzugsweise von einem Elektromotor, angetrieben werden kann und zumindest einen hin und her bewegbaren Kolben aufweist, der in eine Pumpkammer eintaucht. Vorzugsweise umfasst die Pumpe drei hin und her bewegbare Kolben, die jeweils in eine Pumpkammer eintauchen. Unter Druck zu setzende Reinigungsflüssigkeit kann der Pumpe über eine Flüssigkeitszufuhrleitung, beispielsweise über einen Saugschlauch, zugeführt werden, und die unter Druck gesetzte Reinigungsflüssigkeit kann von der Pumpe über eine Flüssigkeitsabgabeleitung, beispielsweise über einen Hochdruckschlauch, einem Flüssigkeitsabgabeorgan, beispielsweise einer Spritzpistole oder einer Sprühlanze zugeführt werden. Das Flüssigkeitsabgabeorgan weist ein Ventil auf, das vom Benutzer geöffnet und geschlossen werden kann. Bei geöffnetem Ventil kann die unter Druck gesetzte Reinigungsflüssigkeit abgegeben werden, und durch Schließen des Ventils kann die Flüssigkeitsabgabe beendet werden.
Das Hochdruckreinigungsgerät weist ein Überströmventil auf, das in Abhängigkeit von dem in der Druckleitung herrschenden Druck öffnet und einen Strömungsweg freigibt, so dass Reinigungsflüssigkeit aus der Druckleitung über eine Überströmleitung abfließen kann, um den Druck in der Druckleitung abzusenken. Wird das Ventil des Flüssigkeitsabgabeorgans geschlossen, so erhöht sich aufgrund der fortdauernden Tätigkeit der Pumpe der Druck der Reinigungsflüssigkeit in der Druckleitung . Bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximalwerts des Drucks gibt das Überströmventil einen Strömungsweg frei, so dass Reinigungsflüssigkeit aus der Druckleitung über eine Überströmleitung abfließen kann.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass sich der Strömungsweg von der Druckleitung über die Überströmleitung zur Saugleitung erstreckt, so dass bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximalwertes des in der Druckleitung herrschenden Druckes das Überströmventil öffnet und Reinigungsflüssigkeit von der Druckleitung über die Überströmleitung zur Saugleitung strömen kann. Die Pumpe kann dadurch im Kreislauf betrieben werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass sich der Strömungsweg von der Druckleitung über die Überströmleitung zu einem Auslass erstreckt, über den bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximalwertes des in der Druckleitung herrschenden Druckes Reinigungsflüssigkeit abgegeben werden kann .
Es kann auch vorgesehen sein, dass sich der Strömungsweg von der Druckleitung zu einem Sammelraum erstreckt, der bei Überschreiten des in der Druckleitung herrschenden Druckes Reinigungsflüssigkeit aus der Druckleitung aufnimmt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Pumpe nach Öffnen des Überströmventils abgeschaltet wird . Das Überströmventil weist einen Schließkörper auf, der in einer Schließstellung flüssigkeitsdicht an einem Ventilsitz anliegt und entgegen der Schließkraft einer Schließfeder in eine Offenstellung bewegt werden kann, in der er einen Abstand zum Ventilsitz einnimmt und dadurch den Strömungsweg von der Druckleitung über die Überströmleitung freigibt. Die Steuerung des Schließkörpers erfolgt mit Hilfe eines Steuerkolbens, der über eine Ventilstange starr mit dem Schließkörper verbunden ist und der mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar ist.
Ein Hochdruckreinigungsgerät der voranstehend genannten Art ist aus der WO 2016/015763 AI bekannt. Bei diesem Hochdruckreinigungsgerät wirkt der bei der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit in der Druckleitung herrschende Druck auf eine Seite des Steuerkolbens und auf der gegenüberliegenden Seite wird der Steuerkolben mit der Schließkraft der Schließfeder beaufschlagt. Die Schließkraft der Schließfeder wirkt somit der Druckkraft entgegen, die aus der Beaufschlagung des Steuerkolbens mit dem in der Druckleitung herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit resultiert. Während der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit kann der Druck der Reinigungsflüssigkeit mehr als 100 bar betragen, insbesondere mindestens 150 bar. Es ist deshalb erforderlich, eine sehr starke Schließfeder zu verwenden, deren auf den Steuerkolben einwirkende Schließkraft bei der Montage sorgfältig justiert werden muss, um sicherzustellen, dass der mit dem Steuerkolben verbundene Schließkörper bei geöffnetem Flüssigkeitsabgabeorgan, d . h. während der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit, mittels der Schließfeder zuverlässig in seiner Schließstellung gehalten und bei geschlossenem Flüssigkeitsabgabeorgan, d. h. bei Überschreiten des vorgegebenen Maximalwertes des Druckes, entgegen der Schließkraft der Schließfeder in seine Offenstellung bewegt wird. Die hierzu erforderliche starke Schließfeder verleiht dem Überströmventil eine beachtliche Baugröße und die erforderliche Justage der Schließfeder erschwert die Montage des Hochdruckreinigungsgeräts. Aus der DE 10 2009 049 096 AI ist ein Hochdruckreinigungsgerät bekannt, bei dem ein Überströmventil in Abhängigkeit von der in der Druckleitung herrschenden Strömungsrate der Reinigungsflüssigkeit betätigt werden kann. Hierzu ist in einem stromabwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung ein Drosselelement in Form eines Injektors angeordnet, der eine sich in Strömungsrichtung zunächst verengende und sich anschließend wieder erweiternde Durchgangsbohrung aufweist, von deren engster Stelle eine Querbohrung abzweigt. Der in der Querbohrung herrschende Druck der Reinigungsflüssigkeit ist von deren Strömungsrate abhängig und wird zur Steuerung des Überströmventils herangezogen. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann die Schließfeder des Überströmventils schwächer und mit kleinerer Baugröße ausgebildet werden, allerdings hat der Einsatz des Injektors nicht unwesentliche Strömungsverluste zur Folge, da der Injektor einen nicht unwesentlichen Strömungswiderstand darstellt. Dies wiederum führt zu einem höheren Energieverbrauch des Hochdruckreinigungsgeräts.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Hochdruckreinigungsgerät der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Baugröße des Überströmventils ohne Einsatz eines Injektors reduziert und die Montage des Hochdruckreinigungsgeräts vereinfacht werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Hochdruckreinigungsgerät der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Steuerkolben die Steuerkammer in eine Auslassdruckkammer und eine Überströmkammer unterteilt, wobei die Auslassdruckkammer über einen Druckkanal mit einem stromabwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung verbunden ist und eine erste Durchlassöffnung aufweist, die von einer am Steuerkolben festgelegten Kolbenstange flüssigkeitsdicht durchgriffen wird, und wobei die Überströmkammer über einen Leitungsabschnitt der Überströmleitung mit einem stromaufwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung verbunden ist und eine zweite Durchlassöffnung aufweist, die den Ventilsitz ausbildet, wobei die beiden Durchlassöffnungen unterschiedlich groß sind und der Steuerkolben auf seiner der größeren Durchlassöffnung zugewandten Seite mit der Schließkraft der Schließfeder beaufschlagbar ist.
Beim erfindungsgemäßen Hochdruckreinigungsgerät wird die Steuerkammer vom Steuerkolben in eine Auslassdruckkammer und eine Überströmkammer unterteilt. Bevorzugt ist der Steuerkolben in Umfangsrichtung von einem Dichtelement, beispielsweise einem Dichtring, umgeben, der die Auslassdruckkammer gegenüber der Überströmkammer abdichtet.
Die Auslassdruckkammer ist mit dem in der Druckleitung stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck beaufschlagbar. Sie ist hierzu über einen Druckkanal mit einem stromabwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung verbunden. Die Überströmkammer bildet einen Bereich der Überströmleitung aus. Sie ist über einen Leitungsabschnitt der Überströmleitung mit einem stromaufwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung verbunden. Die Überströmkammer ist folglich mit dem stromaufwärts des Rückschlagventils in der Druckleitung herrschenden Druck beaufschlagbar.
Während der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit ist der stromabwärts des Rückschlagventils in der Druckleitung herrschende Druck bis auf geringe Druckverluste, die die Reinigungsflüssigkeit beim Durchströmen des Rückschlagventils erleidet, identisch mit dem stromaufwärts des Rückschlagventils in der Druckleitung herrschenden Druck. Während der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit herrschen daher in der Auslassdruckkammer und der Überströmkammer praktisch dieselben Drücke, wobei eine erste Kolbenseite des Steuerkolbens mit dem in der Auslassdruckkammer herrschenden Druck beaufschlagt wird und wobei eine zweite Kolbenseite des Steuerkolbens, die der ersten Kolbenseite abgewandt ist, mit dem in der Überströmkammer herrschenden Druck beaufschlagt wird .
Erfindungsgemäß weist die Auslassdruckkammer eine erste Durchlassöffnung auf, die von einer am Steuerkolben festgelegten Kolbenstange flüssigkeitsdicht durchgriffen wird. Die Kolbenstange erstreckt sich vom Steuerkolben durch die Auslassdruckkammer hindurch zur ersten Durchlassöffnung . Dadurch wird in der Auslassdruckkammer die Fläche des Steuerkolbens reduziert, die in Richtung der Überströmkammer mit Druck beaufschlagbar ist. Je größer die erste Durchlassöffnung ist, desto geringer ist die mit Druck beaufschlagbare Fläche, da diese durch die die erste Durchlassöffnung durchgreifende Kolbenstange verringert wird . Dies wiederum hat zur Folge, dass die in der Auslassdruckkammer auf den Steuerkolben einwirkende, in Richtung auf die Überströmkammer ausgerichtete Druckkraft reduziert wird.
Die Überströmkammer weist ebenfalls eine Durchlassöffnung auf, die vorliegend als zweite Durchlassöffnung bezeichnet wird . Die zweite Durchlassöffnung bildet den Ventilsitz des Überströmventils aus. Während der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit liegt der Schließkörper des Überströmventils am Ventilsitz an. Der Schließkörper ist über die Ventilstange mit dem Steuerkolben verbunden. Die Ventilstange erstreckt sich vom Steuerkolben durch die Überdruckkammer hindurch bis zu dem am Ventilsitz der zweiten Durchlassöffnung anliegenden Schließkörper. Dadurch wird in der Überströmkammer die Fläche des Steuerkolbens reduziert, die in Richtung der Auslassdruckkammer mit Druck beaufschlagbar ist, und demzufolge wird auch die in der Überströmkammer auf den Steuerkolben einwirkende, in Richtung auf die Auslassdruckkammer gerichtete Druckkraft reduziert.
Eine der beiden Durchlassöffnungen, zum Beispiel die zweite Durchlassöffnung, ist erfindungsgemäß größer als die andere Durchlassöffnung, beispielsweise die erste Durchlassöffnung. Die Seite des Steuerkolbens, die der größeren Durchlassöffnung zugewandt ist, unterliegt einer kleineren Druckbelastung als die Seite, die der kleineren Durchlassöffnung zugewandt ist.
Die resultierende Druckbelastung, die auf den Steuerkolben einwirkt und diesen zu einer Verschiebung veranlasst, ergibt sich aus der Differenz der Druckbelastungen, die in der Auslassdruckkammer und der Überströmkammer auf den Steuerkolben einwirken. Aus den unterschiedlichen Größen der beiden Durchlassöffnungen ergibt sich eine resultierende Druckbelastung, die den Steuerkolben zu einer Verschiebung in Richtung der größeren Durchlassöffnung veranlasst. Dieser resultierenden Druckbelastung wirkt die Schließkraft der Schließfeder entgegen, die den Steuerkolben auf der Seite beaufschlagt, die der größeren Durchlassöffnung zugewandt ist.
Die Schließkraft, die erforderlich ist, um den Schließkörper während der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit zuverlässig in seiner Schließstellung zu halten, kann folglich gering gehalten werden. Maßgeblich für die Stärke der erforderlichen Schließkraft ist lediglich die Differenz der Druckkräfte, die in der Auslassdruckkammer und der Überströmkammer auf den Steuerkolben einwirken. Für diese Differenz ist wiederum der Größenunterschied zwischen den beiden Durchlassöffnungen von Bedeutung. Je geringer der Größenunterschied ist, desto geringer ist auch die erforderliche Schließkraft.
Die Druckkräfte sind von dem in der Druckleitung herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit abhängig . Je größer der Druck, desto größer sind auch die auf den Steuerkolben einwirkenden Druckkräfte. Im Gegensatz zu den Druckkräften ist die von der Schließfeder auf den Steuerkolben ausgeübte Schließkraft unabhängig vom Druck der Reinigungsflüssigkeit. Übersteigt der Druck in der Druckleitung einen vorgegebenen Maximalwert, dann reicht die von der Schließfeder auf den Steuerkolben ausgeübte Schließkraft nicht mehr aus, um den Steuerkolben festzuhalten, vielmehr bewegt sich dann der Steuerkolben unter der Wirkung der Druckbelastung, und der über die Ventilstange mit dem Steuerkolben verbundene Schließkörper hebt vom Ventilsitz ab und gibt den Strömungsweg von der Druckleitung über die Überströmleitung frei, so dass Reinigungsflüssigkeit aus der Druckleitung abfließen und dadurch der Druck in der Druckleitung abgesenkt werden kann.
Um den Schließkörper in seiner Schließstellung zu halten, muss die Schließfeder den über die Ventilstange mit dem Schließkörper starr verbundenen Steuerkolben lediglich mit einer Schließkraft beaufschlagen, die der Differenz der auf den Steuerkolben einwirkenden Druckkräfte entspricht. Dies erlaubt den Einsatz einer Schließfeder mit verhältnismäßig geringer Baugröße, ohne dass hierzu in der Druckleitung ein Injektor angeordnet werden muss. Mangels Injektor können beim erfindungsgemäßen Hochdruckreinigungsgerät die Strömungsverluste der unter Druck stehenden Reinigungsflüssigkeit gering gehalten werden.
Die Schließfeder ist bevorzugt in der Überströmkammer angeordnet.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Schließfeder zwischen den Steuerkolben und ein Ventilsitzelement eingespannt, wobei das Ventilsitzelement die zweite Durchlassöffnung und den Ventilsitz ausbildet
An seiner der zweiten Durchlassöffnung zugewandten Seite trägt der Steuerkolben bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Ventilstange, wobei die Ventilstange die Überströmkammer und die zweite Durchlassöffnung durchgreift und an ihrem aus der Überströmkammer herausragenden Bereich den Schließkörper trägt, und wobei der Ventilsitz an der der Überströmkammer abgewandten Seite des Ventilsitzelements angeordnet ist und der Schließkörper entgegen der Schließkraft der Schließfeder mit dem in der Überströmkammer herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Erfindung ist der Schließkörper auf der der Überströmkammer abgewandten Seite des Ventilsitzelements angeordnet und wird in der Schließstellung über die zweite Durchlassöffnung mit dem in der Überströmkammer herrschenden Druck beaufschlagt. Diese Druckbeaufschlagung ist der Schließkraft der Schließfeder entgegengerichtet. Über die Ventilstange wirkt der auf den Schließkörper einwirkende Druck auf den Steuerkolben, so dass dieser nicht nur den unmittelbar auf ihn einwirkenden Druckkräften unterliegt sondern auch der auf den Schließkörper einwirkenden Druckkraft.
Günstigerweise ist die Schließfeder als Schraubenfeder ausgebildet, die die Ventilstange umgibt. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Kolbenstange und die Ventilstange zylindrisch ausgestaltet und weisen unterschiedliche Durchmesser auf. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Durchmesser der Kolbenstange größer ist als der Durchmesser der Ventilstange.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn in der Steuerkammer eine Gleithülse angeordnet ist, in der der Steuerkolben verschiebbar gelagert ist. Bevorzugt trägt der Steuerkolben einen Dichtring, der an der Gleithülse flüssigkeitsdicht anliegt. Der den Steuerkolben in Umfangsrichtung umgebende Dichtring gleitet bei einer Verschiebung des Steuerkolbens an der Gleithülse entlang und die Reibungskräfte zwischen dem Dichtring und der Gleithülse können durch geeignete Materialauswahl gering gehalten werden. Bei Verschleiß kann die Gleithülse auf einfache Weise ausgetauscht werden.
Die Gleithülse besteht bevorzugt zumindest bereichsweise, insbesondere vollständig, aus einem Kunststoffmaterial oder aus Metall.
Der Steuerkolben weist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein erstes Kolbenteil und ein starr mit dem ersten Kolbenteil verbundenes zweites Kolbenteil auf.
Die beiden Kolbenteile sind günstigerweise lösbar miteinander verbindbar. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die beiden Kolbenteile miteinander verschraubbar sind.
Die Kolbenstange ist günstigerweise am ersten Kolbenteil angeordnet.
Bevorzugt ist das erste Kolbenteil einstückig mit der Kolbenstange verbunden.
Das erste Kolbenteil und die Kolbenstange bilden bevorzugt ein einteiliges Bauteil aus Metall oder aus einem Kunststoffmaterial aus.
Die Ventilstange ist günstigerweise am zweiten Kolbenteil angeordnet. Es kann vorgesehen sein, dass das zweite Kolbenteil einstückig mit der Ventilstange verbunden ist.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das zweite Kolbenteil mit der Ventilstange lösbar oder unlösbar verbunden ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das zweite Kolbenteil mit der Ventilstange verschraubbar ist.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn in den Steuerkolben ein Druckentlastungsventil integriert ist, das in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem in der Auslassdruckkammer und dem in der Überströmkammer herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit einen Strömungspfad zwischen der Auslassdruckkammer und der Überströmkammer freigibt. Erreicht die Druckdifferenz einen vorgegebenen Grenzwert, so kann über das Druckentlastungsventil ein Druckausgleich erfolgen, indem das Druckentlastungsventil öffnet. Ist die Druckdifferenz kleiner als der vorgegebene Grenzwert, so ist das Druckentlastungsventil geschlossen.
Die Auslassdruckkammer ist über einen Druckkanal mit einem stromabwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung verbunden. Die Überströmkammer ist über einen ersten Leitungsabschnitt der Überströmleitung mit einem stromaufwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung verbunden. Bevorzugt schließt sich an den Ventilsitz des Überströmventils ein zweiter Leitungsabschnitt der Überströmleitung an und die Strömungsverbindung zwischen der Überströmkammer und dem zweiten Leitungsabschnitt der Überströmleitung ist mit Hilfe des Überströmventils in Abhängigkeit vom Druck der Reinigungsflüssigkeit freigebbar und unterbrechbar. Unter Druck gesetzte Reinigungsflüssigkeit kann über die Druckleitung und eine an den Druckanschluss des Hochdruckreinigungsgeräts angeschlossene Flüssigkeitsabgabeleitung einem Flüssigkeitsabgabeorgan, beispielsweise einer Spritzpistole oder einer Sprühlanze, zugeführt werden. Ist das Flüssigkeitsabgabeorgan geöffnet, so durchströmt die unter Druck gesetzte Reinigungsflüssigkeit die Druckleitung, wobei das Rückschlagventil geöffnet und das Überströmventil geschlossen ist. Wird das Flüssigkeitsabgabeorgan geschlossen, so steigt der Druck der Reinigungsflüssigkeit aufgrund der Aktivität der Pumpe in der Druckleitung an. Übersteigt der Druck der Reinigungsflüssigkeit einen vorgegebenen Maximalwert, so öffnet das Überströmventil und Reinigungsflüssigkeit kann aus der Druckleitung über die Überströmleitung abfließen, beispielsweise zur Saugleitung. Das Rückschlagventil geht hierbei in seine Schließstellung über und unterbricht damit die Strömungsverbindung zwischen dem stromaufwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung und dem stromabwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung. Um sicherzustellen, dass auch der stromabwärts des Rückschlagventils angeordnete Bereich der Druckleitung eine Druckabsenkung erfährt, ist bevorzugt in den Steuerkolben das Druckentlastungsventil integriert, das aufgrund des hohen Druckes, der stromabwärts des Rückschlagventils in der Druckleitung herrscht, in seine Offenstellung übergeht und damit eine Strömungsverbindung zwischen der Auslassdruckkammer und der Überströmkammer freigibt. Dadurch kann der stromabwärts des Rückschlagventils herrschende Druck der Reinigungsflüssigkeit abgesenkt werden, indem Reinigungsflüssigkeit aus dem Bereich der Druckleitung stromabwärts des Rückschlagventils über den Druckkanal, die Auslassdruckkammer und das geöffnete Druckentlastungsventil zur Überströmkammer und von dieser über den zweiten Leitungsabschnitt der Überströmleitung beispielsweise zur Saugleitung strömen kann. Somit wird beim Verschließen des Flüssigkeitsabgabeorgans der Druck in der Flüssigkeitsabgabeleitung, beispielsweise einem Hochdruckschlauch, abgesenkt. Dies erleichtert es dem Benutzer, das Flüssigkeitsabgabeorgan anschließend wieder zu öffnen.
Das in den Steuerkolben integrierte Druckentlastungsventil weist bevorzugt einen Ventilkörper auf, der von einer Ventilfeder mit einer Schließkraft beaufschlagbar ist, unter deren Wirkung der Ventilkörper an einem Ventilsitz anliegt. Übersteigt der stromabwärts des Rückschlagventils in der Druckleitung herrschende Druck der Reinigungsflüssigkeit einen vorgegebenen Wert, so geht der Ventilkörper des Druckentlastungsventils entgegen der Wirkung der Ventilfeder in eine Offenstellung über, in der er den Strömungspfad zwischen der Auslassdruckkammer und der Überströmkammer freigibt.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Pumpe eine Ventilkammer aufweist, in die eine das Überströmventil aufweisende Überströmeinrichtung in Form einer vormontierbaren Baugruppe einsetzbar ist. Dies erleichtert die Montage des Hochdruckreinigungsgeräts. Die vormontierbare Baugruppe weist bevorzugt das Ventilsitzelement und den Schließkörper des Überströmventils, den Steuerkolben und die Kolbenstange, die Ventilstange sowie auch die Schließfeder auf, die sich einerseits am Steuerkolben und andererseits am Ventilsitzelement abstützt. Wie bereits erwähnt, kann in den Steuerkolben ein Druckentlastungsventil integriert sein.
Die nachfolgende Beschreibung einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung . Es zeigen :
Figur 1 : eine schematische Seitenansicht eines Hochdruckreinigungsgeräts;
Figur 2 : eine Teilschnittansicht einer Pumpe des Hochdruckreinigungsgeräts aus Figur 1;
Figur 3 : eine vergrößerte Darstellung einer Überströmeinrichtung der Pumpe aus Figur 2, wobei die Überströmeinrichtung eine vormontierbare Baugruppe ausbildet und ein Überströmventil aufweist.
In der Zeichnung ist eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochdruckreinigungsgeräts schematisch dargestellt und insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegt. Das Hochdruckreinigungsgerät 10 weist einen Motor 12 auf, der eine Pumpe 14 antreibt und im dargestellten Ausführungsbeispiel als Elektromotor ausgestaltet ist. Die Pumpe 14 weist einen Zylinderkopf 16 auf, der mehrere Pumpkammern ausbildet, wobei in der Zeichnung zur Erzielung einer besseren Übersicht nur eine von insgesamt drei Pumpkam- mern schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 18 belegt ist. In die Pumpkammer 18 taucht ein Kolben 20 ein, der vom Motor 12 zu einer hin und her gehenden Bewegung angetrieben wird. Über ein Einlassventil 22 und eine Saugleitung 24 ist die Pumpkammer 18 mit einem Sauganschluss 26 verbunden, und über ein Auslassventil 28 und eine Druckleitung 30 ist die Pumpkammer 18 mit einem Druckanschluss 32 verbunden.
An den Sauganschluss 26 kann in üblicher weise eine an sich bekannte und deshalb zur Erzielung einer besseren Übersicht nicht dargestellte Flüssigkeitszufuhrleitung, beispielsweise ein Saugschlauch, angeschlossen werden, über die der Pumpe 12 unter Druck zu setzende Reinigungsflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, zugeführt werden kann. An den Druckanschluss 32 kann in üblicher Weise eine an sich bekannte und deshalb zur Erzielung einer besseren Übersicht in der Zeichnung nicht dargestellte Flüssigkeitsabgabeleitung, beispielsweise ein Hochdruckschlauch, angeschlossen werden, die an ihrem freien Ende ein verschließbares Flüssigkeitsabgabeorgan trägt, beispielsweise eine Spritzpistole oder eine Sprühlanze. Über die Flüssigkeitsabgabeleitung kann dem Flüssigkeitsabgabeorgan Reinigungsflüssigkeit zugeführt werden, die von der Pumpe 14 unter Druck gesetzt wurde.
In der Druckleitung 30 ist ein Rückschlagventil 34 angeordnet, das bevorzugt federlos ausgebildet ist und einen Rückschlagventilkörper 36 aufweist. Der Rückschlagventilkörper 36 ist unter Zwischenlage eines Dichtrings 38 an einen Rückschlagventilsitz 40 flüssigkeitsdicht anlegbar und kann zur Abgabe von unter Druck gesetzter Reinigungsflüssigkeit eine in der Zeichnung nicht dargestellte Offenstellung einnehmen, in der er im Abstand zum Rückschlagventilsitz 40 angeordnet ist.
Der Zylinderkopf 16 weist eine stufig ausgestaltete Ventilkammer 42 auf, die mit Hilfe eines Verschlussstopfens 44 flüssigkeitsdicht verschließbar ist und in die eine Überströmeinrichtung 46 in Form einer vormontierbaren Baueinheit eingesetzt ist. Die Ventilkammer 42 weist im Abstand zum Verschlusstopfen 44 eine erste, nach innen gerichtete Stufe 48 auf, und im Abstand zur ersten Stufe 48 weist die Ventilkammer 42 eine zweite, nach innen gerichtete Stufe 50 auf.
Die Ventilkammer 42 ist zylindrisch ausgestaltet und nimmt im Bereich zwischen dem Verschlussstopfen 44 und der ersten Stufe 48 eine Gleithülse 52 auf, die unter Zwischenlage eines Dichtrings 54 an der Wand der Ventilkammer 42 anliegt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gleithülse 52 aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Sie könnte auch aus einem Metall gefertigt sein.
Die Gleithülse 52 umgibt im Bereich zwischen dem Verschlussstopfen 44 und der ersten Stufe 48 eine Steuerkammer 56, die sich bis zur zweiten Stufe 50 erstreckt und in der ein Steuerkolben 58 parallel zu einer Längsachse 60 der Ventilkammer 42 verschiebbar gehalten ist. Der Steuerkolben 58 weist eine sich über den Außenumfang des Steuerkolbens 58 erstreckende Ringnut auf, in der ein zweiter Dichtring 62 angeordnet ist, der an der Gleithülse 52 flüssigkeitsdicht anliegt.
Der Steuerkolben 58 unterteilt die Steuerkammer 56 in eine Auslassdruckkammer 64 und eine Überströmkammer 66. Die Auslassdruckkammer 64 ist zwischen dem Steuerkolben 58 und dem Verschlussstopfen 44 angeordnet und über einen Druckkanal 68 mit einem stromabwärts des Rückschlagventils 34 angeordneten Bereich der Druckleitung 30 verbunden.
Die Überströmkammer 66 ist zwischen dem Steuerkolben 58 und einem an der zweiten Stufe 50 angeordneten Ventilsitzelement 70 angeordnet und über einen ersten Leitungsabschnitt 72 einer Überströmleitung 74 mit einem stromaufwärts des Rückschlagventils 34 angeordneten Bereich der Druckleitung 30 verbunden . Ein zweiter Leitungsabschnitt 76 der Überströmleitung 74 schließt sich an die zweite Stufe 50 der Ventilkammer 42 an und mündet in die Saugleitung 24. Das Ventilsitzelement 70 ist von einem dritten Dichtring 78 umgeben, der an der Wand der Ventilkammer 42 flüssigkeitsdicht anliegt.
An seiner der Auslassdruckkammer 64 zugewandten Seite trägt der Steuerkolben 58 eine Kolbenstange 94, die koaxial zur Längsachse 60 der Ventilkammer 42 ausgerichtet ist. Der Verschlussstopfen 44 weist eine koaxial zur Längsachse 60 ausgerichtete erste Durchlassöffnung 96 auf. Die Kolbenstange 94 durchgreift die Auslassdruckkammer 64 und die erste Durchlassöffnung 96, wobei sie von einem vierten Dichtring 98 umgeben ist. Mit einem dem Steuerkolben 58 abgewandten freien Ende 100 ragt die Kolbenstange 94 aus der Auslassdruckkammer 64 hervor.
Das Ventilsitzelement 70 weist eine koaxial zur Längsachse 60 der Ventilkammer 42 ausgerichtete zweite Durchlassöffnung 80 auf, die an ihrem dem zweiten Leitungsabschnitt 76 der Überströmleitung 74 zugewandten Ende einen Ventilsitz 82 eines Überströmventils 84 ausbildet. Ein Schließkörper 86 des Überströmventils 84, der sich in Richtung des zweiten Leitungsabschnitts 76 konisch erweitert, liegt in einer in den Figuren 2 und 3 dargestellten Schließstellung flüssigkeitsdicht am Ventilsitz 82 an. Über eine Ventilstange 88 ist der Schließkörper 86 starr mit dem Steuerkolben 58 verbunden. Die Ventilstange 88 ist koaxial zur Längsachse 60 ausgerichtet, durchgreift die Überströmkammer 66 und die zweite Durchlassöffnung 80 und ragt mit ihrem dem Steuerkolben 58 abgewandten freien Ende 90 in den zweiten Leitungsabschnitt 76 der Überströmleitung 74.
Die Ventilstange 88 ist von einer als Schraubenfeder ausgebildeten Schließfeder 92 umgeben, die zwischen den Steuerkolben 58 und das Ventilsitzelement 70 eingespannt ist und den Steuerkolben 58 mit einer Schließkraft beaufschlagt.
Die Kolbenstange 94 ist ebenso wie die Ventilstange 88 zylindrisch ausgestaltet, wobei der Durchmesser der Kolbenstange 94 größer ist als der Durchmesser der Ventilstange 88. Die erste Durchlassöffnung 96 ist ebenso wie die zweite Durchlassöffnung 80 zylindrisch ausgestaltet. Der Durchmesser der ersten Durchlassöffnung 96 ist nur geringfügig größer als der Durchmesser der Kolbenstange, wohingegen der Durchmesser der zweiten Durchlassöffnung 80 deutlich größer ist als der Durchmesser der Ventilstange 88. Im Bereich der zweiten Durchlassöffnung 80 ist die Ventilstange 88 von einem Ringraum 89 umgeben, über den eine Ringfläche 91 des Schließkörpers 86 mit dem in der Überströmkammer 66 herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar ist. Der Durchmesser der ersten Durchlassöffnung 96 ist kleiner als der Durchmesser der zweiten Durchlassöffnung 80 und damit auch kleiner als der Durchmesser des Ventilsitzes 82. Der Durchmesser der ersten Durchlassöffnung 96 kann beispielsweise 4,0 mm betragen und der Durchmesser der zweiten Durchlassöffnung 80 und des Ventilsitzes 82 kann beispielsweise 4,3 mm betragen.
Der Steuerkolben 58 weist ein erstes Kolbenteil 102 und ein zweites Kolbenteil 104 auf. Das erste Kolbenteil 102 ist einstückig mit der Kolbenstange 94 verbunden und bildet gemeinsam mit der Kolbenstange 94 ein einteiliges Bauteil aus Metall oder aus einem Kunststoffmaterial aus. Das zweite Kolbenteil 104 bildet einen ringförmigen Kolbenabschnitt 106 aus, der an seiner Außenseite den zweiten Dichtring 62 trägt und an den sich ein Kolbenschaft 108 einstückig anschließt. Der Kolbenschaft 108 ist über eine Schraubverbindung 110 starr mit der Ventilstange 88 verbunden.
Das erste Kolbenteil 102 weist eine Kolbenhülse 112 auf, die in den ringförmigen Kolbenabschnitt 106 des zweiten Kolbenteils 104 eintaucht und über eine Schraubverbindung mit dem zweiten Kolbenteil 104 lösbar verbunden ist unter Zwischenlage eines fünften Dichtrings 114.
In den Steuerkolben 58 ist ein Druckentlastungsventil 116 integriert, das einen kugelförmigen Ventilkörper 118 aufweist, der von einer Ventilfeder 120 gegen einen Ventilsitz 122 gepresst wird. Das erste Kolbenteil 102 weist eine erste Radialbohrung 124 auf, an die sich eine die Kolbenhülse 112 axial durchgreifende, stufig ausgestaltete Axialbohrung 126 anschließt, die den Ventilsitz 122 ausbildet. Über die erste Radialbohrung 124, die Axialbohrung 126 und eine zweite Radialbohrung 128 des zweiten Kolbenteils 104 steht die Auslassdruckkammer 64 mit der Überströmkammer 66 in Strömungsverbindung, wobei die Strömungsverbindung mittels des federbelasteten Ventilkörpers 118 in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem in der Auslassdruckkammer 64 und dem in der Überströmkammer 66 herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit freigebbar und unterbrechbar ist.
Die Auslassdruckkammer 64 und damit auch die der Auslassdruckkammer 64 zugewandte erste Kolbenseite 132 des Steuerkolbens 58 sind über den Druckkanal 68 mit dem in der Druckleitung 30 stromabwärts des Rückschlagventils 34 herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar. Die Überströmkammer 66 und damit auch die der Überströmkammer 66 zugewandte zweite Kolbenseite 134 des Steuerkolbens 58 sind über den ersten Leitungsabschnitt 72 der Überströmleitung 74 mit dem stromaufwärts des Rückschlagventils 34 herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar. Der auf die erste Kolbenseite 132 einwirkende Druck der Reinigungsflüssigkeit übt auf den Steuerkolben 58 eine parallel zur Längsachse 60 ausgerichtete und der Schließkraft der Schließfeder 92 entgegen gerichtete erste Druckkraft aus, und der auf die zweite Kolbenseite 134 einwirkende Druck der Reinigungsflüssigkeit übt auf den Steuerkolben 58 eine parallel zur Längsachse 60 ausgerichtete und der ersten Druckkraft entgegen gerichtete zweite Druckkraft aus. Zusätzlich wird der Steuerkolben 58 in der Schließstellung des Schließkörpers 86 mit einer Druckkraft beaufschlagt, die aus der Einwirkung des Druckes resultiert, der in der Schließstellung des Schließkörpers 86 auf die Ringfläche 91 einwirkt und über die Ventilstange 88 auf den Steuerkolben 58 übertragen wird .
Wird vom Hochdruckreinigungsgerät 10 unter Druck gesetzte Reinigungsflüssigkeit abgegeben, so ist das Rückschlagventil 34 geöffnet, und der stromauf- wärts des Rückschlagventils 34 in der Druckleitung 30 herrschende Druck der Reinigungsflüssigkeit ist bis auf geringe Druckverluste, die die Reinigungsflüssigkeit beim Druckströmen des federlosen Rückschlagventils 34 erleidet, gleich groß wie der stromabwärts des Rückschlagventils 34 in der Druckleitung 30 herrschende Druck der Reinigungsflüssigkeit. Somit herrscht in der Auslassdruckkammer 64 praktisch derselbe Druck, der auch in der Überströmkammer 66 herrscht und die auf den Steuerkolben 58 einwirkenden Druckkräfte ergeben sich aus den Größen der ersten Kolbenseite 132 und der zweiten Kolbenseite 134 sowie der Ringfläche 91 des Schließkörpers 86, die mit dem in der Überströmkammer 66 herrschenden Druck beaufschlagt wird . Der Durchmesser des Ventilsitzes 82 des Überströmventils 84 ist größer als der Durchmesser der ersten Durchlassöffnung 96, wohingegen die beiden Kolbenseiten 132, 134 gleich groß sind. Dies hat zur Folge, dass der Steuerkolben 58 mit einer resultierenden Differenzdruckkraft beaufschlagt wird, die der Schließkraft der Schließfeder 92 entgegengerichtet ist. Die Schließfeder 92 wirkt der einwirkenden Druckdifferenzkraft so entgegen, dass der Schließkörper 86 während der Abgabe von unter Druck gesetzter Reinigungsflüssigkeit zuverlässig seine Schließstellung einnimmt und demzufolge die Strömungsverbindung von der Druckleitung 30 über die Überströmleitung 74 zur Saugleitung 24 unterbrochen ist. Die hierfür erforderliche Schließkraft der Schließfeder 92 ist verhältnismäßig gering, so dass die Schließfeder 92 eine geringe Baugröße aufweisen kann.
Wird die Abgabe von unter Druck gesetzter Reinigungsflüssigkeit unterbrochen, so stellt sich in der Druckleitung stromaufwärts und stromabwärts des Rückschlagventils 34 ein zunehmender Druck ein, sofern die Pumpe 14 nicht abgeschaltet wird . Der zunehmende Druck der Reinigungsflüssigkeit wirkt über den Druckkanal 68 und die Auslassdruckkammer 64 auf die erste Kolbenseite 132 und über den ersten Leitungsabschnitt 72 der Überströmleitung 74 und die Überströmkammer 66 auf die zweite Kolbenseite 134 und auf die mit dem in der Überströmkammer 66 herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbare Ringfläche 91 des Schließkörpers 86. Der zunehmende Druck der Reinigungsflüssigkeit hat eine zunehmende Differenzdruckkraft zur Folge, die der Schließkraft der Schließfeder 92 entgegenwirkt. Übersteigt der Druck in der Druckleitung 30 einen vorgegebenen Maximalwert, so wird der Steuerkolben 58 entgegen der Schließkraft der Schließfeder 92 in Richtung des Ventilsitzelements 70 verschoben, so dass der Schließkörper 86 vom Ventilsitz 82 abhebt und eine Offenstellung einnimmt. Es wird somit ausgehend von dem stromaufwärts des Rückschlagventils 34 angeordneten Bereich der Druckleitung 30 über die Überströmleitung 74 und das geöffnete Überströmventil 84 eine Strömungsverbindung zur Saugleitung 24 freigegeben. Der in der Druckleitung stromaufwärts des Rückschlagventils 34 herrschende Druck der Reinigungsflüssigkeit wird deutlich abgesenkt. Aufgrund der Druckabsenkung im Bereich stromaufwärts des Rückschlagventils 34 schließt das Rückschlagventil 34, so dass in der Auslassdruckkammer 64 ein höherer Druck wirkt als in der Überströmkammer 66. Dies hat zur Folge, dass das Druckentlastungsventil 116 öffnet, indem der Ventilkörper 118 entgegen der Kraft der Ventilfeder 120 vom Ventilsitz 122 abhebt und dadurch über die erste Radialbohrung 124, die Axialbohrung 126 und die zweite Radialbohrung 128 ein Strömungspfad von der Auslassdruckkammer 64 zur Überströmkammer 66 freigegeben wird.
Somit kann auch in dem stromabwärts des Rückschlagventils 34 angeordneten Bereich der Druckleitung 30 der Druck reduziert werden. Dies erlaubt es insbesondere, den Druck in der an den Druckanschluss 32 angeschlossenen Flüssigkeitsabgabeleitung zu reduzieren .
Da in der Druckleitung 30 lediglich das federlose Rückschlagventil 34 angeordnet ist, nicht aber eine weitere Drosselstelle in Form eines Injektors, unterliegt die Reinigungsflüssigkeit beim Durchströmen der Druckleitung 30 nur geringen Druckverlusten. Dies reduziert den Energieverbrauch des Hochdruckreinigungsgeräts 10 bei der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit.
Wie bereits erwähnt, kann die Schließfeder 92 eine geringe Baugröße aufweisen. Dies erlaubt es, die Baugröße der kompletten Überströmeinrichtung 46 gering zu halten, wobei die Überströmeinrichtung 46 in Form einer vormontierten Baueinheit in die Ventilkammer 42 eingesetzt werden kann. Dies vereinfacht ebenfalls die Montage des Hochdruckreinigungsgeräts 10.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Hochdruckreinigungsgerät mit einer Pumpe (14) zum Fördern einer Reinigungsflüssigkeit, wobei die Pumpe (14) eine Saugleitung (24) und eine Druckleitung (30) aufweist und in der Druckleitung (30) ein Rückschlagventil (34) angeordnet ist, und wobei die Pumpe (14) ein Überströmventil (84) aufweist, das in Abhängigkeit von dem in der Druckleitung (30) herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit einen Strömungsweg über eine Überströmleitung (74) freigibt zum Abfließen von Reinigungsflüssigkeit aus der Druckleitung (30), wobei das Überströmventil (84) einen in einer Schließstellung flüssigkeitsdicht an einem Ventilsitz (82) anliegenden Schließkörper (86) aufweist, der entgegen der Schließkraft einer Schließfeder (92) in eine zum Ventilsitz (82) beabstandete Offenstellung bewegbar ist und der über eine Ventilstange (88) mit einem in einer Steuerkammer (56) verschiebbar gehaltenen und mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbaren Steuerkolben (58) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (58) die Steuerkammer in eine Auslassdruckkammer (64) und eine Überströmkammer (66) unterteilt, wobei die Auslassdruckkammer (64) über einen Druckkanal (68) mit einem stromabwärts des Rückschlagventils (34) angeordneten Bereich der Druckleitung (30) verbunden ist und eine erste Durchlassöffnung (96) aufweist, die von einer am Steuerkolben (58) festgelegten Kolbenstange (94) flüssigkeitsdicht durchgriffen wird, und wobei die Überströmkammer (66) über einen Leitungsabschnitt (72) der Überströmleitung (74) mit einem stromaufwärts des Rückschlagventils (34) angeordneten Bereich der Druckleitung (30) verbunden ist und eine zweite Durchlassöffnung (80) aufweist, die den Ventilsitz (82) ausbildet, wobei die beiden Durchlassöffnungen (96, 80) unterschiedlich groß sind und der Steuerkolben (58) auf seiner der größeren Durchlassöffnung zugewandten Seite mit der Schließkraft der Schließfeder (92) beaufschlagbar ist.
2. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließfeder (92) in der Überströmkammer (66) angeordnet ist.
3. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließfeder zwischen dem Steuerkolben (58) und einem Ventilsitzelement (70) eingespannt ist, das die zweite Durchlassöffnung (80) und den Ventilsitz (82) ausbildet.
4. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (58) an seiner der zweiten Durchlassöffnung (80) zugewandten Seite (134) die Ventilstange (88) trägt, wobei die Ventilstange (88) die Überströmkammer (66) und die zweite Durchlassöffnung (80) durchgreift und an ihrem aus der Überströmkammer (66) herausragenden Bereich den Schließkörper (86) trägt, und wobei der Ventilsitz (82) an der der Überströmkammer (66) abgewandten Seite des Ventilsitzelements (70) angeordnet ist und der Schließkörper (86) entgegen der Schließkraft der Schließfeder (92) mit dem in der Überströmkammer (66) herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar ist.
5. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (94) und die Ventilstange (88) zylindrisch ausgestaltet sind und unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
6. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerkammer (56) eine Gleithülse (52) angeordnet ist, in der der Steuerkolben (58) verschiebbar gelagert ist.
7. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (58) ein erstes Kolbenteil (102) und ein starr mit dem ersten Kolbenteil (102) verbundenes zweites Kolbenteil (104) aufweist.
8. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kolbenteil (102) einstückig mit der Kolbenstange (94) verbunden ist.
9. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kolbenteil (104) mit der Ventilstange (88) lösbar oder unlösbar verbunden, insbesondere verschraubt ist.
10. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Steuerkolben (58) ein Druckentlastungsventil (116) integriert ist, das in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem in der Auslassdruckkammer (64) und dem in der Überströmkammer (66) herrschenden Druck einen Strömungspfad zwischen der Auslassdruckkammer (64) und der Überströmkammer (66) freigibt.
11. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckentlastungsventil (116) einen Ventilkörper (118) aufweist, der von einer Ventilfeder (120) mit einer Schließkraft beaufschlagbar ist, unter deren Wirkung der Ventilkörper (118) an einem Ventilsitz (122) anliegt.
12. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (14) eine Ventilkammer (42) aufweist, in die eine das Überströmventil (84) aufweisende Überströmeinrichtung (46) in Form einer vormontierten Baugruppe einsetzbar ist.
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