DE10033075A1 - Überströmventil - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Überströmventil zur Druckentlastung von Druckleitungen einer Hochdruckanlage, das einen Eingangsanschluß, einen mit dem Eingangsanschluß in Strömungsverbindung stehenden Ausgangsanschluß sowie einen mit dem Eingangsanschluß in Strömungsverbindung stehenden Bypassanschluß aufweist. Des weiteren besitzt das Überströmventil einen Ventilkolben, der zwischen einer Sperrstellung zum Verschließen eines den Eingangsanschluß mit dem Bypassanschluß verbindenden Bypasskanals und einer Freigabestellung zum Freigeben des Bypasskanals verstellbar ist. Ferner ist das Überströmventil mit einem als Rückschlagventil arbeitenden Ventilelement, das die Strömungsverbindung zwischen dem Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß sperrt, wenn die Fluidströmung durch den Ausgangsanschluß zumindest annähernd vollständig unterbrochen ist, sowie mit einem Druckminderungsventil ausgestattet, das bis zu einem vorgegebenen Druck im Ausgangsanschluß eine Fluidströmung vom Ausgangsanschluß in den Eingangsanschluß zuläßt, wenn sich das Ventilelement in seiner Schließstellung befindet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Überströmventil zur Druckentlastung von Druckleitungen einer Hochdruckanlage, insbesondere zur Druckentla­ stung von Schlauchleitungen einer Hochdruckreinigungsanlage, mit ei­ nem mit einer Versorgungseinheit der Hochdruckanlage verbindbaren Eingangsanschluß, einem mit dem Eingangsanschluß in Strömungsver­ bindung stehenden Ausgangsanschluß, an den mindestens eine der Druckleitungen anschließbar ist, sowie einem mit dem Eingangsanschluß in Strömungsverbindung stehenden Bypassanschluß zum Ableiten über­ schüssigen Fluids, mit einem Ventilelement zum Drosseln der Fluidströ­ mung vom Eingangsanschluß in den Ausgangsanschluß, das entgegen der Fluidströmung vorgespannt ist, und mit einem Ventilkolben, der zwischen einer Sperrstellung zum zumindest teilweise Verschließen eines den Ein­ gangsanschluß mit dem Bypassanschluß verbindenden Bypasskanals und einer Freigabestellung zum Freigeben des Bypasskanals verstellbar ist und der einen Kolbenabschnitt aufweist, welcher in einem im Überström­ ventil ausgebildeten Arbeitsraum aufgenommen ist und den Arbeitsraum in eine mit dem Eingangsanschluß in Strömungsverbindung stehende er­ ste Druckkammer und eine mit dem Ausgangsanschluß in Strömungsver­ bindung stehende zweite Druckkammer untergliedert.

Ein Überströmventil der eingangs genannten Art ist bekannt und wird insbesondere zur Druckentlastung von Schlauchleitungen einer Hoch­ druckreinigungsanlage eingesetzt. Zu diesem Zweck weist das Überström­ ventil ein Ventilelement auf, das bei vorliegen einer Fluidströmung den Ausgangsanschluß freigibt, wobei durch die Fluidströmung in einer mit dem Ausgangsanschluß in Strömungsverbindung stehenden zweiten Druckkammer ein Druck, der niedriger als der im Überströmventil herr­ schende Systemdruck ist, erzeugt wird. Der in der zweiten Druckkammer wirkende niedrigere Druck bewirkt, daß ein Ventilkolben in einer Sperr­ stellung gehalten wird, in der der Ventilkolben einen mit dem Eingangsan­ schluß in Strömungsverbindung stehenden Bypassanschluß zumindest teilweise verschließt, so daß das Fluid in den Ausgangsanschluß strömt.

Bei einer Unterbrechung der Fluidströmung vom Eingangsanschluß in den Ausgangsanschluß herrschen im Eingangsanschluß und im Aus­ gangsanschluß zumindest annähernd gleiche Druckverhältnisse, wodurch das Ventilelement durch seine Vorspannkraft in seine Schließstellung be­ wegt wird, in der es des den Ausgangsanschluß teilweise verschließt. Durch den nach dem Schließen des Ventilelementes im Ausgangsan­ schluß vorliegenden Druck wird seinerseits der Druck in der zweiten Druckkammer ausgeglichen, durch den der Ventilkolben in seine Freiga­ bestellung bewegt wird, um den bis zu diesem Zeitpunkt durch den Ven­ tilkolben gesperrten Bypasskanal zu öffnen.

Um den Druck im Ausgangsanschluß nach dem Schließen des Ventilele­ mentes zu mindern, ist das Ventilelement bei dem bekannten Überström­ ventil als Drossel ausgebildet, durch die das nach dem Sperren des Aus­ gangsanschlusses in der Druckleitung unter hohem Druck stehende Fluid in den Eingangsanschluß abströmen kann. Hierbei besteht jedoch das Problem, daß durch das aus dem Ausgangsanschluß abfließende Fluid der Druck in der zweiten Druckkammer, durch den der Ventilkolben in seiner Freigabestellung gehalten ist, abnimmt und die Gefahr besteht, daß der Bypasskanal zumindest teilweise wieder geschlossen wird. Um dies zu vermeiden ist bei dem bekannten Überströmventil im Bypasskanal zu­ sätzlich eine Drossel angeordnet, die gezielt im Eingangsanschluß einen Staudruck erzeugt, durch den der Ventilkolben in seiner Freigabestellung gehalten werden soll. Durch die Verwendung der beiden Drosseln bei dem bekannten Überströmventil besteht jedoch der Nachteil, daß einerseits bei der Fluidströmung durch den Ausgangsanschluß vergleichsweise hohe Druckverluste auftreten, während sich andererseits bei der Fluidströmung durch den Bypassanschluß das Fluid sehr stark erwärmt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Überströmventil der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ein unerwünschtes Schließen des Bypassan­ schlusses bei einer Unterbrechung der Fluidströmung vom Eingangsan­ schluß in den Ausgangsanschluß wirksam vermieden ist und der im Ein­ gangsanschluß sowie im Bypassanschluß wirkende Staudruck nach dem Sperren des Ausgangsanschlusses vergleichsweise gering ist.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Überströmventil mit den Merk­ malen nach Anspruch 1 und insbesondere dadurch, daß das beweglich im Ausgangsanschluß aufgenommene Ventilelement als Rückschlagventil ar­ beitet, das die Strömungsverbindung zwischen dem Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß in seiner Schließstellung sperrt, wenn die Fluidströmung durch den Ausgangsanschluß zumindest annähernd voll­ ständig unterbrochen ist, und daß das Überströmventil ein Druckminde­ rungsventil aufweist, das zur Minderung des Drucks im Ausgangsan­ schluß bis zu einem vorgegebenen Druck im Ausgangsanschluß eine Fluidströmung vom Ausgangsanschluß in den Eingangsanschluß zuläßt, wenn sich das Ventilelement in seiner Schließstellung befindet.

Bei dem erfindungsgemäßen Überströmventil wird die Strömungsverbin­ dung zwischen dem Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß durch das als Rückschlagventil ausgebildete Ventilelement vollständig gesperrt, sobald die Fluidströmung durch den Ausgangsanschluß zumindest annä­ hernd vollständig unterbrochen ist. Durch diese Maßnahme wird ein ent­ sprechend hoher Druck im Ausgangsanschluß aufrecht erhalten, der gleichzeitig auch in der mit dem Ausgangsanschluß in Strömungsverbin­ dung stehenden zweiten Druckkammer herrscht. Durch diesen hohen Druck in der zweiten Druckkammer wird der Ventilkolben bei der voll­ ständigen Unterbrechung der Fluidströmung durch den Ausgangsan­ schluß in seiner Freigabestellung gehalten, ohne daß hierbei die Gefahr besteht, daß der Ventilkolben unbeabsichtigterweise in seine Sperrstel­ lung zurückkehrt und den den Eingangsanschluß mit dem Bypassan­ schluß verbindenden Bypasskanal wieder verschließt.

Um den Druck im Ausgangsanschluß zu mindern, weist das erfindungs­ gemäße Überströmventil zusätzlich ein Druckminderungsventil auf, das bis zu einem vorgegebenen Druck im Ausgangsanschluß eine Fluidströ­ mung vom Ausgangsanschluß in den Eingangsanschluß zuläßt, wenn sich das Ventilelement in seiner Schließstellung befindet. Durch dieses zusätz­ liche Druckminderungsventil wird erreicht, daß der im Ausgangsanschluß anliegende Staudruck bis zu einem vorgegebenen Wert von beispielsweise 5 bar reduziert werden kann, wodurch gleichzeitig auch der in der zweiten Druckkammer wirkende Druck auf den entsprechenden Druckwert abge­ senkt wird. Der vorgegebene Druck ist jedoch so bemessen, daß sicherge­ stellt ist, daß der Ventilkolben bei Erreichen des vorgegebenen Drucks in der zweiten Druckkammer dennoch in seiner Freigabestellung verharrt und das überschüssige Fluid aus dem Bypassanschluß abgeleitet werden kann.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Unteransprüchen sowie der Zeichnung.

So wird bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überströmventils als Druckminderungsventil eine in der ersten Druck­ kammer aufgenommene Ventilplatte verwendet, die unter Vorspannung am Kolbenabschnitt des Ventilkolbens anliegt und einen Kanal ver­ schließt, der die zweite Druckkammer mit der ersten Druckkammer ver­ bindet. Ist die durch den im Kanal wirkenden Druck verursachte Druck­ kraft, die an der Ventilplatte angreift, größer als die Kraft, mit der die Ventilplatte gegen den Kolbenabschnitt vorgespannt ist, ist das Druck­ minderungsventil geöffnet. Nimmt dagegen der Druck in der zweiten Druckkammer durch das Abströmen des Fluides in die erste Druckkam­ mer langsam ab, schließt die Ventilplatte den Kanal, sobald die durch den im Kanal wirkenden Druck verursachte Druckkraft kleiner ist als die Kraft, mit der die Ventilplatte gegen den Kolbenabschnitt vorgespannt ist. Durch entsprechendes Auswählen der Vorspannkraft, mit der die Ventil­ platte gegen den Kolbenabschnitt vorgespannt ist, kann gezielt eingestellt werden, bis zu welchem Druck das Druckminderungsventil ein Abströmen von Fluid aus dem Ausgangsanschluß in den Eingangsanschluß zuläßt.

Bei Verwendung der zuvor beschriebenen Ventilplatte und der Ausbildung des Kanals am Kolbenabschnitt kann auf vergleichsweise einfache Art und Weise das erfindungsgemäße Überströmventil mit einem Druckminde­ rungsventil auch nachträglich ausgestattet werden.

Die Kraft, mit der bei dieser Weiterbildung die Ventilplatte gegen den Kol­ benabschnitt vorgespannt ist, wird vorzugsweise einerseits durch den im ersten Druckraum wirkenden Druck und andererseits durch ein elasti­ sches Element erzeugt, das die Ventilplatte gegen den Kolbenabschnitt drückt. Als elastisches Element wird bevorzugt das elastische Element verwendet, mit dem auch der Ventilkolben in seine Sperrstellung vorge­ spannt ist, so daß das elastische Element eine Doppelfunktion erfüllt und auf zusätzliche Bauteile verzichtet werden kann.

Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Über­ strömventils wird als Druckminderungsventil ein Rückschlagventil einge­ setzt, das in einem den Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß verbindenden Strömungskanal angeordnet ist. Bei dieser alternativen Ausführungsform des Überströmventils besteht der Vorteil, daß die Kraft, mit der das Rückschlagventil geschlossen wird und durch die der Druck im Ausgangsanschluß eingestellt und vorgegeben werden soll, ohne gro­ ßen Aufwand nachträglich justiert werden kann.

Da bei einer Unterbrechung der Fluidströmung, einerseits das Sperren des Ausgangsanschlusses und die Druckminderung im Ausgangsan­ schluß, andererseits das Öffnen des Bypassanschlusses zumindest annä­ hernd gleichzeitig erfolgt, sind die beim Sperren des Ausgangsanschlusses auftretenden Druckspitzen verglichen mit bekannten Überströmventilen vergleichsweise gering, so daß auch Ventilelemente, die aus Materialien mit geringer Oberflächenhärte gefertigt sind, eingesetzt werden können. So wird vorgeschlagen, daß Ventilelement aus einem Kunststoffmaterial, bei­ spielsweise aus Polyamid, zu fertigen, da sich das Material des Ventilele­ ments bei den auftretenden Drücken gleichmäßig an den Mündungsbe­ reich der abzudichtenden Strömungsöffnung anschmiegt, wodurch eine entsprechend hohe Dichtwirkung erzielt wird, ohne daß dabei das Ventil­ element beschädigt wird.

Als Ventilelement zum Sperren des Ausgangsanschlusses wird bei einer bevorzugten Ausführungsform des Überströmventils ein verschieblich im Ausgangsanschluß aufgenommener Ventilkegel verwendet, der von einem elastischen Element, beispielsweise einer Druckfeder, in seine Schließ­ stellung vorgespannt ist. Zum Verschließen des Ausgangsanschlusses liegt der Ventilkegel mit seinem Kegelabschnitt unter Vorspannung an ei­ nem hohlkegelförmigen Ventilsitz an, der am Übergang zwischen dem Ein­ gangsanschluß und dem Ausgangsanschluß vorgesehen ist. Durch Ver­ wendung des Ventilkegels als Ventilelement wird erreicht, daß die durch die Ventilkegel-Ventilsitz-Anordnung bewirkte Drosselung der Fluidströ­ mung vergleichsweise gering ausfällt, so daß die im erfindungsgemäßen Überströmventil entstehenden Druckverluste vernachlässigbar klein sind.

Der Öffnungswinkel des Ventilkegels weist vorzugsweise einen Wert in ei­ nem Bereich von 50° bis 70°, besonders bevorzugt einen Wert von zumin­ dest annähernd 60° auf, wodurch eine besonders gute Dichtwirkung an dem abzudichtenden Mündungsbereich erzielt wird.

Um eine linienförmige Berührung des Ventilkegels an dem abzudichten­ den Mündungsbereich zu erreichen, wird ferner vorgeschlagen, die Dicht­ fläche, an der der Ventilkegel zum Sperren des Ausgangsanschlusses mit seiner kegelförmigen Dichtfläche anliegt, hohlkegelförmig auszubilden, wobei der Öffnungswinkel der hohlkegelförmigen Dichtfläche vorzugsweise einen Wert in einem Bereich von 80° bis 100°, besonders bevorzugt einen Wert von zumindest annähernd 90° aufweist.

Zum Verbinden des Ausgangsanschlusses mit der zweiten Druckkammer wird vorgeschlagen, im Überströmventil einen Strömungskanal auszubil­ den, der vorzugsweise nahe dem Ventilelement in den Ausgangsanschluß mündet. Durch die Ausbildung der Mündung des Strömungskanals nahe dem Ventilelement wird erreicht, daß mit geringster Zeitverzögerung die durch das Öffnen und Schließen des Ventilelementes erzeugten Druckän­ derungen an die zweite Druckkammer weitergeleitet werden und so der Ventilkolben innerhalb kürzester Zeit von seiner Sperrstellung in die Frei­ gabestellung verstellt werden kann, wenn das Ventilelement in seine Schließstellung bewegt wird.

Der Ventilkolben zum Sperren des Bypasskanals ist vorzugsweise durch eine Druckfeder in seine Sperrstellung vorgespannt und weist eine kegel­ förmige Dichtfläche auf, mit der der Ventilkolben in seiner Sperrstellung unter Vorspannung an einer komplementär gestalteten Dichtfläche dich­ tend anliegt, die an der Eintrittsöffnung des Bypasskanals ausgebildet ist. Durch die kegelförmige Ausbildung der Dichtfläche wird erreicht, daß sich der Ventilkolben bei seiner Stellbewegung an der komplementär gestalte­ ten Dichtfläche des Bypasskanals selbst ausrichtet, wodurch eine ent­ sprechend gute Dichtwirkung erzielt wird.

Der Eingangsanschluß steht vorzugsweise durch einen im Ventilkolben ausgebildeten Druckausgleichskanal mit der ersten Druckkammer in Strömungsverbindung. Durch die Ausbildung des Druckausgleichskanals im Ventilkolben können bei dem erfindungsgemäßen Überströmventil auf vergleichsweise einfache Art und Weise bei Verwendung des gleichen Ven­ tilgehäuses unterschiedliche Schaltdauern des Ventilkolbens realisiert werden, indem Ventilkolben mit unterschiedlich dimensionierten Druck­ ausgleichskanälen eingesetzt werden, wobei eventuelle Querschnittsände­ rungen im betreffenden Druckausgleichskanal an beliebigen Stellen im Druckausgleichskanal ausgebildet sein können.

Damit das Überströmventil auch bei sich ändernden Strömungsbedingun­ gen verwendet werden kann, beispielsweise wenn die Fluidströmung nur gedrosselt, nicht jedoch vollständig unterbrochen ist, ist es von Vorteil, wenn das Überströmventil einen Teil des Fluides über den Bypasskanal ableiten kann, während der andere Teil des Fluides durch den Ausgangs­ anschluß abströmt. Hierzu wird bei einer besonders bevorzugten Ausfüh­ rungsform des Überströmventils ein Bypassventilkörper verwendet, in dem der Bypasskanal ausgebildet ist und der im Überströmventil entlang einer mit der Bewegungsrichtung des Ventilkolbens fluchtenden Achse zwischen einer Ruhestellung und einer Einlaßstellung bewegbar ist. In der Ruhe­ stellung des Bypassventilkörpers kann der Ventilkolben zum Verschließen der Eintrittsöffnung des Bypasskanals am Bypassventilkörper unter Vor­ spannung anliegen. Ist der Bypassventilkörper dagegen in die Einlaßstel­ lung bewegt, ist er beabstandet zu dem in seine Sperrstellung bewegten Ventilkolben angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, daß trotz des in seine Sperrstellung bewegten Ventilkolbens ein Teil des Fluides durch den Bypasskanal abströmen kann, wenn sich der Bypassventilkörper in seiner Einlaßstellung befindet.

Der Bypassventilkörper ist vorzugsweise durch eine Federanordnung, ins­ besondere eine Tellerfederanordnung, in seine Ruhestellung vorgespannt, wobei besonders bevorzugt die Vorspannkraft, die von der Federanord­ nung auf den Bypassventilkörper aufgebracht wird, einstellbar ist. Hier­ durch ist es möglich, durch entsprechendes Einstellen der Vorspannkraft auch die Menge des durch den Bypassanschluß teilweise abströmenden Fluids zu regulieren.

Bei der mit dem Bypassventilkörper ausgestatteten Ausführungsform des Überströmventils ist es ferner von Vorteil, daß, wenn der Ventilkolben zum Verschließen des Bypassventils an der Stirnseite des Bypassventilkörpers anliegt, nur ein Teil der Fläche der Stirnseite des Bypassventilkörpers von der Dichtfläche des Ventilkolbens bedeckt ist, so daß der im Eingangsan­ schluß wirkende Druck an dem unbedeckt gebliebenen Flächenabschnitt der Stirnseite des Bypassventilkörpers angreifen kann. Der unbedeckt ge­ bliebene Flächenabschnitt an der Stirnseite des Bypassventilkörpers ist bei diesem Ausführungsbeispiel so bemessen, daß der Bypassventilkörper durch den im Eingangsanschluß wirkenden Druck gegen die Wirkung der Vorspannkraft in seine Einlaßstellung bewegbar ist, wenn das Ventilele­ ment den Ausgangsanschluß sperrt oder das Ventilelement zumindest die Fluidströmung durch den Ausgangsanschluß teilweise drosselt. Auf diese Weise wird erreicht, daß, sobald der Druck im Eingangsanschluß ansteigt, wenn das Ventilelement zumindest teilweise geschlossen wird, der Bypassventilkörper zumindest annähernd in seine Einlaßstellung bewegt wird, wodurch das Fluid bereits durch den Bypasskanal teilweise abgelei­ tet werden kann, obwohl sich der Ventilkörper noch in seiner zumindest teilweise geöffneten Stellung befindet.

Des weiteren wird bei dieser Ausführungsform vorgeschlagen, die Stirn­ seite des Ventilkolbens, die am Bypassventilkörper zur Anlage kommt, derart zu bemessen, daß die Kraft, die durch den im Eingangsanschluß wirkenden Druck an der Stirnseite des Ventilkolbens nach der Bewegung des Bypassventilkörpers von der Ruhestellung in seine Einlaßstellung verursacht ist, so groß ist, daß die an der Stirnseite des Ventilkolbens an­ greifende Kraft gemeinsam mit der am Kolbenabschnitt des Ventilkolbens angreifenden Druckkraft, die durch den in der zweiten Druckkammer wir­ kenden Druck verursacht ist, ausreicht, um den Ventilkolben von seiner Sperrstellung in seine Freigabestellung zu bewegen. Auf diese Weise wird erreicht, daß durch die entsprechend bemessene Gestaltung der Stirnseite des Ventilkolbens zusätzlich zu der durch den in der zweiten Druckkam­ mer wirkenden Druck verursachten Druckkraft eine Kraft am Ventilkolben angreift, mit der der Ventilkolben in seine Freigabestellung bewegt wird, so daß der Kolbenabschnitt am Ventilkolben entsprechend kleiner bemessen sein kann.

Nachfolgend wir die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine geschnittene Ansicht eines ersten Ausführungsbei­ spiels eines erfindungsgemäßen Überströmventils in ei­ ner Durchlaßbetriebsstellung,

Fig. 2 eine geschnittene Ansicht des Überströmventils nach Fig. 1 in einer teilweise gedrosselten Betriebsstellung,

Fig. 3 eine geschnittene Ansicht des Überströmventils nach Fig. 1 in einer gesperrten Betriebsstellung, wobei das Fluid durch einen Bypassanschluß abgeleitet wird und ein am Überströmventil vorgesehenes Druckminde­ rungsventil geöffnet ist,

Fig. 4 eine geschnittene Ansicht des Überströmventils nach Fig. 1 in gesperrter Betriebsstellung, bei der das Fluid durch den Bypassanschluß abgeleitet wird und das Druckminderungsventil geschlossen ist,

Fig. 5 eine geschnittene Ansicht einer zweiten Ausführungs­ form eines erfindungsgemäßen Überströmventils mit ei­ ner abgewandelten Form eines Druckminderungsventils, und

Fig. 6 eine geschnittene Ansicht entlang der Schnittlinie A-B in Fig. 5, in der das Druckminderungsventil des Über­ strömventils nach Fig. 5 dargestellt ist.

In den Fig. 1 bis 4 sind geschnittene Ansichten eines ersten Ausführungs­ beispiels eines Überströmventils 10 gezeigt, in denen verschiedene Be­ triebsstellungen des Überströmventils 10 dargestellt sind. Das Überström­ ventil 10 verfügt über einen Eingangsanschluß 12, einen mit diesem in Strömungsverbindung stehenden Ausgangsanschluß 14 sowie einen mit dem Eingangsanschluß 12 in Strömungsverbindung stehenden Bypassan­ schluß 16. Verwendet wird das dargestellte Überströmventil 10 gemein­ sam mit einer Hochdruckreinigungsanlage (nicht dargestellt), die bei­ spielsweise zum Reinigen von Fassaden eingesetzt wird, wobei das gezeigte Überströmventil 10 auf eine Durchflußmenge von etwa 50 Litern pro Mi­ nute ausgelegt ist.

Das Überströmventil 10 ist mit seinem Eingangsanschluß 12 an eine Ver­ sorgungseinheit (nicht dargestellt), beispielsweise eine Kolbenpumpe, an­ geschlossen, die das zum Reinigen zu verwendende Fluid, beispielsweise Wasser, unter hohen Druck setzt, der in einem Bereich von 500 bis 1000 bar liegt. An den Ausgangsanschluß 14 des Überströmventils 10 ist eine gleichfalls nicht dargestellte Schlauchleitung angeschlossen, an deren En­ de eine Reinigungspistole vorgesehen ist, mit der die Fluidströmung durch die Schlauchleitung gegebenenfalls unterbrochen werden kann. Mit Hilfe des Überströmventils 10 ist es möglich, bei einer Unterbrechung der Fluidströmung durch die Schlauchleitung den Ausgangsanschluß 14 zu sperren und das Fluid in den Bypassanschluß 16 abzuleiten, aus dem es entweder der Saugleitung der Versorgungseinheit zugeführt oder in einen Zwischentank geleitet wird.

Das Überströmventil 10 weist ein Ventilgehäuse 18 und ein an dessen ei­ ner Stirnseite befestigtes Bypassgehäuse 20 auf. Am Ventilgehäuse 18 ist der Eingangsanschluß 12 ausgebildet (in den Fig. 1 bis 4 links darge­ stellt), der mit einem Innengewinde 22 zum Anschließen der Versorgungs­ einheit ausgestattet ist. Der Eingangsanschluß 12 geht in einen Hauptka­ nal 24 in der Mitte des Ventilgehäuses 18 über, der seinerseits in einem Sackloch 26 endet. Das Sackloch 26 ist gleichfalls mit einem Innengewin­ de 28 ausgestattet, in das ein Anschlußstutzen 30 eingeschraubt ist, der als Ausgangsanschluß 14 dient und an dessen dem Ventilgehäuse 18 ab­ gewandten Ende ein Außengewinde 32 ausgebildet ist, an dem die nicht dargestellte Schlauchleitung angeschlossen wird.

Der Anschlußstutzen 30 weist an seiner in das Ventilgehäuse 18 ragenden Stirnseite eine Ausnehmung 34 auf, in die eine Drosselplatte 36 einsetzt bzw. eingepreßt ist. Die Drosselplatte 36 wird durch den in das Innenge­ winde 28 eingeschraubten Anschlußstutzen 30 konzentrisch zum Haupt­ kanal 24 gehalten, wobei ein an der Stirnseite der Drosselplatte 36 gehal­ tener O-Ring 38 das Sackloch 26 zum Hauptkanal 24 hin abdichtet.

Im Anschlußstutzen 30 ist ferner eine Aufnahmebohrung 40 ausgebildet, in der ein in der Aufnahmebohrung 40 verschieblicher Ventilkegel 42 ge­ halten ist. Der Ventilkegel 42 ist an seinem der Drosselplatte 36 zuge­ wandten Ende mit einer kegelförmigen Dichtfläche 44 ausgestattet, die zum Sperren des Ausgangsanschlusses 14 mit einer an der Drosselplatte 36 ausgebildeten hohlkegelförmigen Dichtfläche 46 in Berührung gebracht werden kann. An dem der Drosselplatte 36 abgewandten Ende des Ventil­ kegels 42 ist eine Druckfeder 48 gehalten, die sich am Ende der Aufnah­ mebohrung 40 abstützt und den Ventilkegel 42 gegen die hohlkegelförmi­ ge Dichtfläche 46 der Drosselplatte 36 vorspannt.

Der Ventilkegel 42 ist aus einem Kunststoffmaterial, wie beispielsweise Polyamid, gefertigt und weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Öffnungswinkel von etwa 60° auf, während die hohlkegelförmige Dichtfläche 46 der Drosselplatte 36 einen Öffnungswinkel von etwa 90° besitzt. Durch die Verwendung eines Kunststoffmaterials für den Ventil­ kegel 42 einerseits, und durch die aufeinander abgestimmte Wahl der Öff­ nungswinkel der beiden Dichtflächen 44 und 46 andererseits wird eine besonders gute Dichtwirkung erreicht. So schmiegt sich der Ventilkegel 42 beim Sperren des Ausgangsanschlusses 14 mit seiner kegelförmigen Dichtfläche 44 um Übergang der hohlkegelförmigen Dichtfläche 46 in die in der Drosselplatte 36 ausgebildeten Bohrung gleichmäßig an, wobei der Ventilkegel 42 unter einer Linienberührung an der Drosselplatte 36 an­ liegt, während gleichzeitig das Kunststoffmaterial des Ventilkegels 42 ela­ stisch verformt wird und Unebenheiten ausgleicht.

Seitlich der Aufnahmebohrung 40 ist ein Strömungskanal 50 ausgebildet, der einen konisch erweiterten Abschnitt 52 der Aufnahmebohrung 40 mit einer am Anschlußstutzen 30 ausgebildeten Bohrung 54 verbindet. Nahe der Drosselplatte 36 mündet in den konischen Abschnitt 52 ferner ein Kanal 56, der den Anschlußstutzen 30 des Ausgangsanschlusses 14 mit einem an der in den Fig. 1 bis 4 unten gezeigten Stirnseite des Ventilge­ häuses 18 ausgebildeten Arbeitsraum 58 verbindet.

Rechtwinklig zum Hauptkanal 24 verläuft ausgehend vom Arbeitsraum 58 eine erste Führungsbohrung 60, die in den Hauptkanal 24 mündet. In der ersten Führungsbohrung 60 ist ein Ventilkolben 62 verschieblich aufge­ nommen, der mit seinem einen Ende 64 in den Hauptkanal 24 ragt, wobei am Außenumfang des Ventilkolbens 62 vorgesehene Dichtungsmittel 66 die erste Führungsbohrung 60 zum Hauptkanal 24 hin abdichten. Das andere Ende des Ventilkolbens 62 ragt durch den Arbeitsraum 58 in eine zweite Führungsbohrung 68, in der der Ventilkolben 62 verschieblich auf­ genommen und durch Dichtungsmittel 69 abgedichtet ist. Die zweite Füh­ rungsbohrung 68 ist an einem Deckel 70 ausgebildet, der an der in den Fig. 1 bis 4 unten gezeigten Stirnseite des Ventilgehäuses 18 verschraubt ist und den Arbeitsraum 58 mit Hilfe von Dichtungsmitteln 72 nach au­ ßen hin fluiddicht abdichtet.

Des weiteren ist an dem Abschnitt des Ventilkolbens 62, der im Arbeits­ raum 58 angeordnet ist, ein Kolbenabschnitt 74 befestigt, der radial nach außen vom Ventilkolben 62 absteht und den Arbeitsraum 58 in eine erste Druckkammer 76 zwischen dem Deckel 70 und dem Kolbenabschnitt 74 und einer zweiten Druckkammer 78, die zwischen dem Ende des Arbeits­ raums 68 und dem Kolbenabschnitt 74 ausgebildet ist, untergliedert.

In der ersten Druckkammer 76 ist eine Anschlaghülse 80 aufgenommen, deren Außendurchmesser zumindest annähernd dem Innendurchmesser des Arbeitsraums 58 entspricht und die eine Bewegung des Kolbenab­ schnitts 74 in Längsrichtung der ersten Führungsbohrung 60 begrenzt, so daß der Ventilkolben 62 nur zwischen einer ersten Betriebsstellung, Sperrstellung genannt, und einer zweiten Betriebsstellung, Freigabestel­ lung genannt, hin und her bewegbar ist. Des weiteren ist in der ersten Druckkammer 76 eine auf das untere Ende des Ventilkolbens 62 aufge­ schobene Druckfeder 82 aufgenommen, die sich mit ihrem einen Federen­ de an einer am Deckel 70 ausgebildeten Federaufnahme 84 abstützt. Das andere Ende der Druckfeder 82 liegt an einer auf den Ventilkolben 62 auf­ geschobenen Ventilplatte 86 an, mit der mehrere mit gleichem radialen Abstand zum Ventilkolben 62 am Kolbenabschnitt 74 ausgebildete, in Längsrichtung des Ventilkolbens 62 verlaufende Ventilkanäle 88 geöffnet und geschlossen werden können. Die Ventilplatte 86 und die Ventilkanäle 88 bilden ein Druckminderungsventil 90, dessen Zweck und Arbeitsweise später noch erläutert wird.

Im Ventilkolben 62 ist ein in dessen Längsrichtung verlaufender Druck­ ausgleichskanal 92 ausgebildet, der vom in den Hauptkanal 24 ragenden Ende 64 des Ventilkolbens 62 ausgeht und in einer am Ventilkolben 62 ausgebildeten Querbohrung 94 endet, die in die erste Druckkammer 76 mündet. In das offene Ende des Druckausgleichskanals 92 am Ende 64 des Ventilkolben 62 ist ein Gewindestift 96 mit Innensechskant einge­ schraubt und fluiddicht verklebt, der den Druckausgleichskanal 92 ver­ schließt. Nahe dem Gewindestift 96 ist am Ventilkolben 62 ein Querkanal 98 vorgesehen, der in den Druckausgleichskanal 92 mündet und den Druckausgleichskanal 92 mit dem Hauptkanal 24 verbindet.

Des weiteren ist am Ventilgehäuse 18 eine dritte Führungsbohrung 100 ausgebildet, die zu den beiden Führungsbohrungen 60 und 68 fluchtet und in der ein Bypassventilkörper 102 verschieblich aufgenommen ist. Zur dritten Führungsbohrung 100 fluchtet eine vierte Führungsbohrung 104, die in dem am Ventilgehäuse 18 befestigten Bypassgehäuse 20 aus­ gebildet ist und mit dem Bypassanschluß 16 in Strömungsverbindung steht.

Das an den Fig. 1 bis 4 oben dargestellte Ende des Bypassventilkörpers 102 ragt aus der vierten Führungsbohrung 104 aus dem Bypassgehäuse 20 und liegt unter Vorspannung an einer Tellerfederanordnung 106 an, die in einer am Bypassgehäuse 20 befestigten Federführung 108 aufge­ nommen ist. Die Vorspannkraft, mit der die Tellerfederanordnung 106 auf das Ende des Bypassventilkörpers 102 einwirkt, kann mit Hilfe eines Handrades 110, das in die Federführung 108 eingeschraubt ist, zu einem später noch zu erläuternden Zweck eingestellt werden. Der Bypassventil­ körper 102 ist durch eine am Übergang des Bypassgehäuses 20 in das Ventilgehäuse 18 angeordneten, in einer Ausnehmung in der dritten und vierten Führungsbohrung 100 und 104 gehaltenen Zentrierscheibe 112 geführt, die gleichzeitig als Anschlag für einen radial vom Bypassventil­ körper 102 abstehenden Bund 114 dient.

Im Bypassventilkörper 102 ist ein in dessen Längsrichtung verlaufender Bypasskanal 116 ausgebildet, der mit seinem einen Ende durch Querboh­ rungen 117 mit dem Bypassanschluß 16 in Verbindung steht und dessen Eintrittsöffnung an dem in den Hauptkanal 24 zeigenden Ende in einer sich hohlkegelförmig erweiterten Dichtfläche 118 endet. Der Bypassventil­ körper 102 ragt mit seinem mit der Dichtfläche 118 versehenen Ende so weit in den Hauptkanal 24, daß die Dichtfläche 118 unter Vorspannung an dem gleichfalls mit einer kegelförmigen Dichtfläche 120 versehenden Ende des Ventilkolbens 62 unter Vorspannung anliegt, wenn der Ventil­ kolben 62 durch die Kraft der Druckfeder 82 in seine Sperrstellung bewegt ist, in der der Ventilkolben 62 mit seinem Kolbenabschnitt 74 an der Stirnseite des Arbeitsraumes 58 anliegt.

Wird nun das Überströmventil 10 gemeinsam mit der Hochdruckreini­ gungsanlage betrieben, wird an den Eingangsanschluß 12 die Versor­ gungseinheit der Hochdruckreinigungsanlage angeschlossen, während die Schlauchleitung der Hochdruckreinigungsanlage mit dem Ausgangsan­ schluß 14 verbunden wird. Der Bypassanschluß 16 des Überströmventils 10 wird entweder an den Sauganschluß der Pumpe angeschlossen oder mit einem Zwischentank verbunden. Die Funktionsweise des Überström­ ventils 10 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 näher erläutert.

Sobald der Benutzer die am Ende der Schlauchleitung befestigte Reini­ gungspistole betätigt, strömt das von der Versorgungseinheit unter einem Druck von etwa 500 bar versetzte Fluid durch den Eingangsanschluß 12 in den Hauptkanal 24 und umströmt den durch die Druckfeder 82 in sei­ ne Sperrstellung bewegten Ventilkolben 62, der unter Vorspannung an der kegelförmig erweiterten Dichtfläche 118 des Bypassventilkörpers 102 an­ liegt, so daß der Bypasskanal 116 zumindest annähernd fluiddicht abge­ dichtet ist. Das Fluid strömt weiter durch den Hauptkanal 24 und die Drosselplatte 36 und bewegt den Ventilkegel 42 gegen die Kraft der Druckfeder 48 in die Aufnahmebohrung 40, so daß der Ventilkegel 42 ge­ öffnet ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist.

Anschließend strömt das Fluid durch den konisch erweiterten Abschnitt 52 und den Strömungskanal 50 in die Bohrung 54 des Anschlußstutzens 30 und von dort in die Schlauchleitung der Hochdruckreinigungsanlage. Der durch die Drosselplatte 36 und den Ventilkegel 42 verursachte Druckverlust liegt bei einem Druck von 500 bar in Strömungsrichtung ge­ sehen vor der Drosselplatte 36 bei etwa 20 bar, so daß in der Schlauch­ leitung etwa 480 bar Betriebsdruck anliegen. Durch die Fluidströmung wird gleichzeitig durch den mit dem konischen Abschnitt 52 in Verbin­ dung stehenden Kanal 56 in der zweiten Druckkammer 78 aufgrund der Venturiwirkung ein Unterdruck erzeugt, der zusätzlich zur Wirkung der Druckfeder 82 eine Kraft erzeugt, mit der der Ventilkolben 62 gegen den Bypassventilkörper 102 vorgespannt wird.

Wird nun die Fluidströmung durch die Schlauchleitung etwas gedrosselt, schaltet das Drosselventil 10 in eine Zwischenstellung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist. In dieser Zwischenstellung wird durch die gedrosselte Fluid­ strömung der Staudruck in der Schlauchleitung erhöht, wodurch der Ventilkegel 42 unterstützt durch die Kraft der Druckfeder 48 in Richtung der Drosselplatte 36 bewegt wird, jedoch, sofern die Fluidströmung noch ausreichend hoch ist, die Öffnung an der Drosselplatte 36 nicht schließt, so daß zwischen der Öffnung an der Drosselplatte 36 und dem Ventilkegel 42 ein Spalt 122 verbleibt. Durch die Drosselung der Fluidströmung wird wiederum bewirkt, daß der Druck im Hauptkanal 24 zunimmt, der unter anderem auch auf den Bypassventilkörper 102 wirkt.

Die Stirnseite des Bypassventilkörpers 102, an der die Eintrittsöffnung für den Bypasskanal 116 ausgebildet ist, ist so bemessen, daß sie nur teilwei­ se von dem Ende 64 des Ventilkolbens 62 überdeckt ist. Der unbedeckt gebliebene Flächenabschnitt, der dem im Hauptkanal 24 befindlichen Fluid ausgesetzt ist, ist so bemessen, daß ab einem bestimmten Stau­ druck im Hauptkanal 24 der Bypassventilkörper 102 gegen die Kraft der Tellerfederanordnung 106 angehoben wird und zwischen dem Ende 64 des in seine Sperrstellung bewegten Ventilkolbens 62 und der Eintrittsöffnung des Bypasskanals 116 ein Spalt 124 verbleibt, durch den ein Teil des Fluids in den Bypasskanal 116 und von dort in den Bypassanschluß 16 einströmen kann. Durch entsprechendes Einstellen der Vorspannkraft der Tellerfederanordnung 106 mit Hilfe des Handrades 110 ist es möglich, den Druck vorzugeben, der mindestens im Hauptkanal 24 wirken muß, damit sich der Bypassventilkörper 102 gegen die Vorspannkraft der Tellerfeder­ anordnung 106 von seiner Ruhestellung, in der er unter Vorspannung am Ventilkolben 62 anliegt, zumindest teilweise vom Ventilkolben 62 wegbe­ wegt, so daß das Fluid zumindest teilweise in den Bypasskanal 116 ein­ strömen kann. Auf diese Weise ist es möglich, mit Hilfe der Vorspannkraft der Tellerfederanordnung 106 die Fluidmengen einzustellen, die durch den Ausgangsanschluß 14 und gleichzeitig durch den Bypassanschluß 16 strömen, um mit Hilfe des Überströmventils 10 die der Schlauchleitung zugeführte Fluidströmung zu regulieren.

Wird nun die Fluidströmung durch die Schlauchleitung unterbrochen, in­ dem die Reinigungspistole sperrt, erhöht sich der Staudruck in der Schlauchleitung, wodurch der Ventilkegel 42 durch die Kraft der Druckfe­ der 48 in seine Sperrstellung bewegt wird, in der er unter Vorspannung mit seiner kegelförmigen Dichtfläche 44 an der hohlkegelförmigen Dicht­ fläche 46 der Drosselplatte 36 anliegt, so daß kein weiteres Fluid in den Ausgangsanschluß 14 einströmen kann.

Dadurch, daß der Ventilkegel 42 die Fluidströmung sperrt, erhöht sich der Druck im Hauptkanal 24, wodurch, wie zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert wurde, zunächst der Bypassventilkörper 102 gegen die Kraft der Tellerfederanordnung 106 angehoben wird und das Fluid durch den Bypasskanal 116 zumindest teilweise in den Bypassanschluß 16 einströ­ men kann. Dadurch, daß der Bypassventilkörper 102 vom Ventilkolben 62 wegbewegt wird, kann nun der im Hauptkanal 24 wirkende Druck auch an der Stirnseite des Ventilkolbens 62 angreifen, wodurch in Längsrich­ tung des Ventilkolbens 62 Druckkräfte entstehen. Gleichzeitig wird durch den hohen Druck in der Schlauchleitung über den Kanal 56 auch der Druck in der zweiten Druckkammer 78 erhöht.

Die Stirnseite des Ventilkolbens 62, an der der Druck im Hauptkanal 24 angreift ist so bemessen, daß durch die von dem Staudruck im Hauptka­ nal 24 erzeugten, an der Stirnseite angreifenden Druckkräfte und durch die Kraft, die durch den Druck in der zweiten Druckkammer 78 am Kol­ benabschnitt 74 angreift, der Ventilkolben 62 gegen die Kraft der Druck­ feder 82 gegen die Anschlaghülse 80 bewegt wird, so daß sich der Ventil­ kolben 62 in seiner Freigabestellung befindet, in der die Eintrittsöffnung des Bypasskanals 116 freigegeben ist.

Sobald sich der Ventilkolben 62 in seiner Freigabestellung befindet, senkt sich der Bypassventilkörper 102 durch die Kraft der Tellerfederanordnung 106 in seine Ruhestellung, in der er mit seinem Bund 114 unter Vorspan­ nung an der Zentrierscheibe 112 anliegt.

Liegt der Ventilkolben 62 unter Vorspannung an der Anschlaghülse 80 an, wird durch den in der zweiten Druckkammer 78 herrschenden Druck, der gleichzeitig auch auf das in den Ventilkanälen 88 befindliche Fluid ein­ wirkt, die Ventilplatte 86 gegen die Kraft der Druckfeder 82 angehoben, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Das unter hohem Druck stehende Fluid kann dann aus der Schlauchleitung und dem Anschlußstutzen 30 in die zweite Druckkammer 78 und schließlich durch die Ventilkanäle 88 in die erste Druckkammer 86 einströmen. Da der Druck in der ersten Druckkammer 76 aufgrund der Fluidströmung, die im Hauptkanal 24 und im Bypasska­ nal 116 auftritt, gering ist, strömt das Fluid anschließend von der ersten Druckkammer 86 durch den Druckausgleichskanal 92 in den Hauptkanal 24 und wird dort durch das durch den Bypasskanal 116 strömende Fluid mitgerissen.

Die Kraft der Druckfeder 82 ist so bemessen, daß die Ventilplatte 86 gegen den Druck des aus den Ventilkanälen 88 ausströmenden Fluides angeho­ ben wird und schließlich die Ventilkanäle 88 des Druckminderungsventils 90 schließt, wenn der Druck in der Schlauchleitung bzw. im Ausgangsan­ schluß 114 einen Wert angenommen hat, der einerseits so gering ist, daß eine Beschädigung der Schlauchleitung oder ein Impuls beim erneuten Betätigen der Reinigungspistole durch den hohen Druck in der Schlauch­ leitung verhindert ist, und andererseits der Druck in der Schlauchleitung jedoch noch so hoch ist, daß der Ventilkegel 42 weiterhin in seiner Sperr­ stellung verharrt.

In dieser in Fig. 4 gezeigten Betriebsstellung wird das Überströmventil 10 so lange betrieben, bis erneut eine Fluidströmung vom Eingangsanschluß 12 durch den Ausgangsanschluß 14 auftritt. In diesem Augenblick wird der Ventilkegel 42 gegen die Kraft der Druckfeder 48 in eine geöffnete Stellung bewegt, in der die Öffnung in der Drosselplatte 36 freigegeben ist. Durch die Fluidströmung wird in der zweiten Druckkammer 78 ein Druck erzeugt, der niedriger ist als der Systemruck im Überströmventil 10, so daß der Ventilkolben 62 unterstützt durch die Kraft der Druckfeder 82 wieder in seine Sperrstellung zurückbewegt wird, wobei allerdings der im Querschnitt vergleichsweise klein ausgebildete Querkanal 98 ein Nach­ strömen von Fluid in die erste Druckkammer 76 nur verzögert zuläßt, so daß der Ventilkolben 62 nicht schlagartig sondern gebremst wieder in sei­ ne Sperrstellung zurückkehrt. Zu diesem Zweck ist es alternativ auch möglich, den Querschnitt der Querbohrungen 94 entsprechenden vorzu­ geben, damit das durch den Druckausgleichskanal 92 strömende Fluid gedrosselt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß sich die Schlauchleitung entsprechend verzögert mit Fluid füllt, so daß erst nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraums von beispielsweise mehreren zehntel Sekunden der Betriebsdruck in der Schlauchleitung wieder anliegt. Sobald der Ventilkolben 62 in seine Sperrstellung positioniert und der Ventilkegel 42 geöffnet ist, befindet sich das Überströmventil 10 wieder in der in Fig. 1 gezeigten Betriebsstellung.

In den Fig. 5 und 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Überströmventils 130 gezeigt. Der Aufbau des Überströmventils 130 entspricht im wesentlichen dem Aufbau des ersten Ausführungsbei­ spieles, so daß gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Das Überströmventil 130 unterscheidet sich von dem Überström­ ventil 10 nur durch die Ausbildung des verwendeten Druckminderungs­ ventils 132. So ist bei dem Überströmventil 130 der Kolbenabschnitt 74 des Ventilkolbens 62 ohne Bohrungen ausgebildet und die Druckfeder 82 liegt unmittelbar an der Unterseite des Kolbenabschnitts 74 des Ventilkol­ bens 62 an.

Das Druckminderungsventil 132, das in der in Fig. 6 gezeigten Schnitt­ darstellung gezeigt ist, weist ein Sackloch 134 auf, das in einen in dessen Längsrichtung verlaufenden Kanal 136 mündet, der seinerseits mit dem konischen Abschnitt 52 der Aufnahmebohrung 40 des Ausgangsanschlus­ ses 14 in Strömungsverbindung steht. Unter einem Winkel von etwa 80° bezogen auf die Längsrichtung des Sacklochs 134 verläuft ein zweiter Ka­ nal 138, der das Sackloch 134 schneidet und in den Hauptkanal 24 mün­ det. Der zweite Kanal 138 ist durch einen Stopfen 140 nach außen hin verschlossen, so daß aus dem zweiten Kanal 138 kein Fluid nach außen aus dem Ventilgehäuse 18 austreten kann.

In das Sackloch 134 ist eine Ventilkugel 142 eingesetzt, die unter Vor­ spannung am Übergang des Sacklochs 134 in den Kanal 136 anliegt und diesen fluiddicht abschließt. Die Ventilkugel 142 ist durch eine Druckfe­ der 144 gegen den Übergang des Sacklochs 134 in den Kanal 136 vorge­ spannt. Das der Ventilkugel 142 abgewandte Ende der Druckfeder 144 liegt unter Vorspannung an einem Gewindestift 146 an, der in ein am of­ fenen Ende des Sacklochs 134 ausgebildetes Innengewinde 148 einge­ schraubt ist.

Auch bei dem Überströmventil 130 wird, sobald der Staudruck im An­ schlußstutzen 30 des Ausgangsanschlusses 14 über einen vorbestimmten Wert steigt, der durch die Druckfeder 144 bestimmt ist, die Ventilkugel 142 gegen die Kraft der Druckfeder 144 aus ihrer Schließstellung bewegt, so daß Fluid aus dem konisch erweiterten Abschnitt 52 in den ersten Ka­ nal 136 einströmen kann. Das in den ersten Kanal 136 einströmende Fluid fließt anschließend durch das Sackloch 134 in den zweiten Kanal 138 und von dort in den Hauptkanal 24 des Überströmventils 130.

Hat der Staudruck im Ausgangsanschluß 14 den gewünschten Wert er­ reicht, schließt die Ventilkugel 142 durch die Kraft der Druckfeder 144 den ersten Kanal 136, wodurch ein weiteres Abfließen von Fluid aus dem Ausgangsanschluß 14 verhindert ist.

Bezugszeichenliste

10

Überströmventil

12

Eingangsanschluß

14

Ausgangsanschluß

16

Bypassanschluß

18

Ventilgehäuse

20

Bypassgehäuse

22

Innengewinde

24

Hauptkanal

26

Sackloch

28

Innengewinde

30

Anschlußstutzen

32

Außengewinde

34

Ausnehmung

36

Drosselplatte

38

O-Ring

40

Aufnahmebohrung

42

Ventilkegel

44

kegelförmige Dichtfläche

46

hohlkegelförmige Dichtfläche

48

Druckfeder

50

Strömungskanal

52

konischer Abschnitt

54

Bohrung

56

Kanal

58

Arbeitsraum

60

erste Führungsbohrung

62

Ventilkolben

64

Ende

66

Dichtungsmittel

68

zweite Führungsbohrung

69

Dichtungsmittel

70

Deckel

72

Dichtungsmittel

74

Kolbenabschnitt

76

erste Druckkammer

78

zweite Druckkammer

80

Anschlaghülse

82

Druckfeder

84

Federaufnahme

86

Ventilplatte

88

Ventilkanäle

90

Druckminderungsventil

92

Druckausgleichskanal

94

Querbohrung

96

Gewindestift

98

Querkanal

100

dritte Führungsbohrung

102

Bypassventilkörper

104

vierte Führungsbohrung

106

Tellerfederanordnung

108

Federführung

110

Handrad

112

Zentrierscheibe

114

Bund

116

Bypasskanal

117

Querbohrungen

118

hohlkegelförmig erweiterte Dichtfläche

120

kegelförmige Dichtfläche

122

Spalt

124

Spalt

130

Überströmventil

132

Druckminderungsventil

134

Sackloch

136

erster Kanal

138

zweiter Kanal

140

Stopfen

142

Ventilkugel

144

Druckfeder

146

Gewindestift

148

Innengewinde

Claims (15)

1. Überströmventil zur Druckentlastung von Druckleitungen einer Hochdruckanlage, insbesondere zur Druckentlastung von Schlauch­ leitungen einer Hochdruckreinigungsanlage,
mit einem mit einer Versorgungseinheit der Hochdruckanlage ver­ bindbaren Eingangsanschluß (12), einem mit dem Eingangsan­ schluß (12) in Strömungsverbindung stehenden Ausgangsanschluß (14), an den mindestens eine der Druckleitungen anschließbar ist, sowie einem mit dem Eingangsanschluß (12) in Strömungsverbin­ dung stehenden Bypassanschluß (16) zum Ableiten überschüssigen Fluids,
mit einem Ventilelement (42) zum Drosseln der Fluidströmung vom Eingangsanschluß (12) in den Ausgangsanschluß (14), das entgegen der Fluidströmung vorgespannt ist, und
mit einem Ventilkolben (62), der zwischen einer Sperrstellung zum zumindest teilweise Verschließen eines den Eingangsanschluß (12) mit dem Bypassanschluß (16) verbindenden Bypasskanals (116) und einer Freigabestellung zum Freigeben des Bypasskanals (116) verstellbar ist und der einen Kolbenabschnitt (74) aufweist, welcher in einem im Überströmventil (10; 130) ausgebildeten Arbeitsraum (58) aufgenommen ist und den Arbeitsraum (58) in eine mit dem Eingangsanschluß (12) in Strömungsverbindung stehende erste Druckkammer (76) und eine mit dem Ausgangsanschluß (14) in Strömungsverbindung stehende zweite Druckkammer (78) unter­ gliedert,
dadurch gekennzeichnet,
daß das beweglich im Ausgangsanschluß (14) aufgenommene Ven­ tilelement (42) als Rückschlagventil arbeitet, das die Strömungsver­ bindung zwischen dem Eingangsanschluß (12) und dem Ausgangs­ anschluß (14) in seiner Schließstellung sperrt, wenn die Fluidströ­ mung durch den Ausgangsanschluß (14) zumindest annähernd voll­ ständig unterbrochen ist, und
daß das Überströmventil (10; 130) ein Druckminderungsventil (90; 132) aufweist, das zur Minderung des Drucks im Ausgangsanschluß (14) bis zu einem vorgegebenen Druck im Ausgangsanschluß (14) eine Fluidströmung vom Ausgangsanschluß (14) in den Eingangs­ anschluß (12) zuläßt, wenn sich das Ventilelement (42) in seiner Schließstellung befindet.

2. Überströmventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckminderungsventil (90) mindestens einen am Kolben­ abschnitt (74) des Ventilkolbens (62) ausgebildeten Kanal (88), der die beiden Druckkammern (76, 78) miteinander verbindet, und eine in der ersten Druckkammer (76) aufgenommene Ventilplatte (86) aufweist, die unter Vorspannung am Kolbenabschnitt (74) anliegt und den Kanal (88) verschließt, wenn die durch den im Kanal (88) wirkenden Druck verursachte Druckkraft an der Ventilplatte (86) kleiner ist als die Kraft, mit der die Ventilplatte (86) gegen den Kol­ benabschnitt (74) vorgespannt ist.

3. Überströmventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft, mit der die Ventilplatte (86) gegen den Kolbenab­ schnitt (74) vorgespannt ist, durch ein elastisches Element, vor­ zugsweise durch ein elastische Element (82), mit dem der Ventilkol­ ben (62) in seine Sperrstellung vorgespannt ist, und durch den in der ersten Druckkammer (76) wirkenden Druck verursacht ist.

4. Überströmventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckminderungsventil ein Rückschlagventil (132) ist, das vorzugsweise aus einer durch eine Druckfeder (144) vorgespannten Ventilkugel (142) gebildet ist und das in einem den Eingangsan­ schluß (12) mit dem Ausgangsanschluß (14) verbindenden Strö­ mungskanal (136) angeordnet ist.

5. Überströmventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (42) aus einem Kunststoffmaterial, vorzugs­ weise aus Polyamid gefertigt ist.

6. Überströmventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement ein verschieblich im Ausgangsanschluß auf­ genommener Ventilkegel ist (42), der von einem elastischem Ele­ ment, vorzugsweise einer Druckfeder (48), in seine Schließstellung vorgespannt ist, in der der Ventilkegel (42) mit seinem Kegelab­ schnitt unter Vorspannung an einem hohlkegelförmigen Ventilsitz (46) anliegt, der am Übergang zwischen dem Eingangsanschluß (12) und dem Ausgangsanschluß (14) vorgesehen ist.

7. Überströmventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel des Ventilkegels (42) einen Wert in einem Bereich von 50° bis 70°, vorzugsweise einen Wert von zumindest annähernd 60° aufweist.

8. Überströmventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (46), an der der Ventilkegel (42) zum Sperren des Ausgangsanschlusses (14) mit seiner kegelförmigen Dichtfläche (44) anliegt, hohlkegelförmig ist, und daß der Öffnungswinkel der hohlkegelförmigen Dichtfläche (46) vorzugsweise einen Wert in ei­ nem Bereich von 80° bis 100°, besonders bevorzugt einen Wert von zumindest annähernd 90° aufweist.

9. Überströmventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verbinden des Ausgangsanschlusses (14) mit der zweiten Druckkammer (78) im Überströmventil (10; 130) ein Strömungska­ nal (50) ausgebildet ist, der vorzugsweise nahe dem Ventilelement (42) in den Ausgangsanschluß (14) mündet.

10. Überströmventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (62) durch ein elastisches Element, vorzugs­ weise eine Druckfeder (82), in seine Sperrstellung vorgespannt ist und eine kegelförmige Dichtfläche (118) aufweist, mit der der Ventil­ kolben (62) in seiner Sperrstellung unter Vorspannung an einer komplementär gestalteten Dichtfläche (120) dichtend anliegt, die an der Eintrittsöffnung des Bypasskanals (116) ausgebildet ist.

11. Überströmventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsanschluß (12) durch einen im Ventilkolben (62) ausgebildeten Druckausgleichskanal (92) mit der ersten Druck­ kammer (76) in Strömungsverbindung steht.

12. Überströmventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypasskanal (116) in einem Bypassventilkörper (102) aus­ gebildet ist, der im Überströmventil (10; 130) entlang einer mit der Bewegungsrichtung des Ventilkolbens (62) fluchtenden Achse zwi­ schen einer Ruhestellung, in der der Ventilkolben (62) zum Ver­ schließen der Eintrittsöffnung des Bypasskanals (116) am Bypass­ ventilkörper (102) unter Vorspannung anliegt, und einer Einlaß­ stellung bewegbar ist, in der der Bypassventilkörper (102) beab­ standet zu dem in die Sperrstellung bewegten Ventilkolben (62) an­ geordnet ist.

13. Überströmventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypassventilkörper (102) durch eine Federanordnung, vor­ zugsweise eine Tellerfederanordnung (106), in seine Ruhestellung vorgespannt ist, und daß die von der Federanordnung verursachte Vorspannkraft vorzugsweise einstellbar ist.

14. Überströmventil nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Ventilkolben (62) zum Verschließen des Bypasska­ nals (116) an der Stirnseite des Bypassventilkörpers (102) anliegt, nur ein Teil der Fläche der Stirnseite des Bypassventilkörpers (102) von der Dichtfläche (118) des Ventilkolbens (62) bedeckt ist, so daß der im Eingangsanschluß (12) wirkende Druck an dem unbedeckt gebliebenen Flächenabschnitt der Stirnseite des Bypassventilkör­ pers (102) angreift, und daß der unbedeckt gebliebene Flächenab­ schnitt an der Stirnseite des Bypassventilkörpers (102) so bemessen ist, daß der Bypassventilkörper (102) durch den im Eingangsan­ schluß (12) wirkenden Druck gegen die Wirkung der den Bypass­ ventilkörper (102) in seine Ruhestellung vorspannenden Vorspann­ kraft in seine Einlaßstellung bewegbar ist, wenn das Ventilelement (42) den Ausgangsanschluß (14) sperrt oder das Ventilelement (42) die Fluidströmung durch den Ausgangsanschluß (14) zumindest teilweise drosselt.

15. Überströmventil nach einem der Ansprüche 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite (64) des Ventilkolbens (62), die am Bypassventil­ körper (102) zur Anlage kommt, derart bemessen ist, daß die Kraft, die durch den im Eingangsanschluß (12) wirkenden Druck an der Stirnseite (64) des Ventilkolbens (62) nach der Bewegung des Bypassventilkörpers (102) von der Ruhestellung in seine Einlaß­ stellung verursacht ist, so groß ist, daß die an der Stirnseite (64) des Ventilkolbens (62) angreifende Kraft gemeinsam mit der am Kolben­ abschnitt (74) des Ventilkolbens (62) angreifenden Druckkraft, die durch den in der zweiten Druckkammer (78) wirkenden Druck ver­ ursacht ist, ausreicht, um den Ventilkolben (62) von seiner Sperr­ stellung in seine Freigabestellung zu bewegen.