-
Die
Erfindung betrifft ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer
Hochdruckpumpe, die mindestens einen Pumpraum aufweist, der mit
einer Saugleitung und einer Druckleitung verbunden ist, wobei die
Druckleitung über eine Rückströmleitung
mit der Saugleitung in Strömungsverbindung steht und in
der Rückströmleitung ein Entlastungsventil angeordnet ist,
wobei das Entlastungsventil einen Durchgangskanal umfasst, der sich
von einem Ventileinlass zu einem ersten Ventilauslass erstreckt
und der einen Ventilsitz ausbildet, wobei stromabwärts
des Ventilsitzes vom Durchgangskanal mindestens ein Auslasskanal
abzweigt, der in einen zweiten Ventilauslass einmündet,
und wobei im Durchgangskanal ein Ventilelement beweglich gehalten
ist, das mittels einer Rückstellfeder an den Ventilsitz
dichtend anlegbar ist.
-
Derartige
Hochdruckreinigungsgeräte sind aus der
DE 297 12 659 U1 bekannt.
Mit ihrer Hilfe kann eine zu reinigende Fläche mit unter
Druck stehender Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise mit Wasser,
beaufschlagt werden. Hierzu kann an die Druckleitung ein Hochdruckschlauch
angeschlossen werden, der an seinem freien Ende beispielsweise eine
Sprühlanze trägt zum Besprühen der zu
reinigenden Fläche.
-
Im
Normalbetrieb kann dem Pumpraum über die Saugleitung Reinigungsflüssigkeit
zugeführt werden, die innerhalb des Pumpraums unter Druck
gesetzt wird, beispielsweise mit Hilfe eines in den Pumpraum eintauchenden
und reziprozierend verschiebbaren Kolbens. Die unter Druck gesetzte
Reinigungsflüssigkeit kann dann über die Druckleitung zu
einem Verbraucher geführt werden. In diesem Betriebszustand
befindet sich das Entlastungsventil in seiner Schließstellung,
so dass die direkte Verbindung zwischen der Druckleitung und der
Saugleitung über die Rückströmleitung
unterbrochen ist. Bei Überschreiten eines bestimmten Druckwertes
innerhalb der Druckleitung, wie er sich beispielsweise beim Verschließen
einer am freien Ende des Hochdruckschlauchs angeschlossenen Sprühlanze
einstellt, geht das Entlastungsventil in seine Offenstellung über,
indem sich das Ventilelement entgegen der von der Rückstellfeder
ausgeübten Rückstellkraft vom Ventilsitz abhebt,
so dass Reinigungsflüssigkeit direkt von der Druckleitung über
die Rückströmleitung durch das Entlastungsventil
hindurch zur Saugleitung zurückströmen kann und
sich dadurch der Druck in der Druckleitung abbaut. Die Druckabnahme
kann zur Folge haben, dass das Ventilelement kurz nach Abheben vom
Ventilsitz von der Rückstellfeder wieder auf den Ventilsitz
zurückgedrückt wird, um dann erneut vom Ventilsitz
abzuheben. Der Übergang des Entlastungsventils von der
Schließstellung zur Offenstellung des Entlastungsventils
kann somit mit einer schwingenden Bewegung des Ventilelements und
der Rückstellfeder verbunden sein. Diese schwingende Bewegung
stellt eine erhebliche mechanische Belastung dar. Dies kann zu einer
Störung des Hochdruckreinigungsgeräts führen.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hochdruckreinigungsgerät
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass es störungsunanfälliger
ist.
-
Diese
Aufgabe wird bei einem Hochdruckreinigungsgerät der gattungsgemäßen
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
das Ventilelement in der dem Ventilsitz abgewandten Richtung im
Abstand zu dem mindestens einen Auslasskanal von einem Dichtring
umgeben ist, der einen dem Ventileinlass benachbarten Einlassbereich
des Durchgangskanals von einem dem ersten Ventilauslass benachbarten Endbereich
des Durchgangskanals abdichtet.
-
Wie
bereits erwähnt, geht das Entlastungsventil bei Auftreten
einer Druckspitze in der Druckleitung in seine Offenstellung über,
bei der sich das Ventilelement vom Ventilsitz abhebt. Dadurch wird die
Strömungsverbindung freigegeben zwischen dem Ventileinlass
und dem zweiten Ventilauslass, so dass Reinigungsflüssigkeit
durch den Einlassbereich des Durchgangskanals hindurch über
den mindestens einen Auslasskanal zum zweiten Ventilauslass strömen
kann. Im Einlassbereich des Durchgangskanals, d. h. im Bereich des
Durchgangskanals zwischen dem Ventileinlass und dem Dichtring, unterliegt
somit das Ventilelement einer beachtlichen Druckbelastung. Auf der
diesem Bereich abgewandten Seite des Dichtrings, nämlich
innerhalb des Auslassbereichs des Durchgangskanals, erfährt
das Ventilelement dagegen eine beträchtlich geringere Druckbelastung.
Die folglich auf das Ventilelement einwirkende Druckdifferenz hat
zur Folge, dass die Schwingungsneigung des Ventilelementes stark
vermindert ist. Der Einsatz des Dichtringes, der den Einlassbereich
des Durchgangskanals von dessen Auslassbereich abdichtet, hat somit
zur Folge, dass die mechanische Belastung des Ventilelementes und
der Rückstellfeder reduziert werden kann. Die Gefahr eines
Federbruches, verursacht durch eine unbeabsichtigte Schwingungsbewegung
des Ventilelementes, kann dadurch deut lich verringert werden. Das
erfindungsgemäße Hochdruckreinigungsgerät
zeichnet sich daher durch eine geringe Störungsanfälligkeit
aus.
-
Die
auf das Ventilelement in der Offenstellung des Entlastungsventils
einwirkende Öffnungskraft, die aus der voranstehend erläuterten
Druckdifferenz resultiert, ist von der Größe der
vom Dichtring definierten abgedichteten Fläche abhängig.
Somit kann durch die Wahl der Flächengröße
die Öffnungskraft beeinflusst werden.
-
Über
den mindestens einen Auslasskanal und den zweiten Ventilauslass
kann die in das Entlastungsventil einströmende Flüssigkeit
bei Auftreten einer Druckspitze von der Druckleitung des Hochdruckreinigers
in die Saugleitung zurückströmen. Reinigungsflüssigkeit,
die im Falle einer Undichtigkeit den das Ventilelement umgebenden
Dichtring passieren kann, kann über den ersten Ventilauslass
aus dem Entlastungsventil herausströmen. Der erste Ventilauslass
bildet somit eine Leckageöffnung. Außerdem ermöglicht
er einen Druckausgleich zwischen dem in der Saugleitung herrschenden
Druck und dem Druck im Auslassbereich des Durchgangskanals. Nach
dem Abbau der Druckspitze in der Druckleitung geht das Entlastungsventil
aufgrund der auf das Ventilelement einwirkenden Rückstellkraftkraft
der Rückstellfeder selbsttätig wieder in seine Schließstellung über.
-
Der
Dichtring kann beispielsweise in einer in die Wandung des Durchgangskanals
eingearbeiteten Nut angeordnet sein und das Ventilelement kann relativ
zum Dichtring hin- und herbeweglich sein, wobei der Dichtring dichtend
am Umfang des Ventilelementes anliegt.
-
Alternativ
kann vorgesehen sein, dass der Dichtring in einer Umfangsnut des
Ventilelementes angeordnet ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung
ist es von Vorteil, wenn der Innendurchmesser des Dichtringes größer
ist als der Durchmesser des Bodens der Umfangsnut des Ventilelementes.
Dies hat nämlich zur Folge, dass der Dichtring von der
Umfangsnut zwar aufgenommen wird, mit seinem Innenrand aber nicht
am Boden der Umfangsnut anliegt. Eine dichtende Anlage liegt aber
zwischen dem Außenrand des Dichtrings und der Wandung des
Durchgangskanals vor. Es hat sich gezeigt, dass dadurch das Ventilelement
leichtgängiger im Durchgangskanal beweglich gehalten werden
kann.
-
Von
Vorteil ist es, wenn das Ventilelement einen Schließkörper
aufweist, der am Ventilsitz dichtend anlegbar ist, sowie einen Druckkörper,
der im Abstand zum Schließkörper vom Dichtring
umgeben ist. Der Schließkörper kann beispielsweise
kugelig oder konisch ausgestaltet sein. Schließkörper
und Druckkörper können stoffschlüssig
miteinander verbunden sein, insbesondere kann vorgesehen sein, dass
der Schließkörper und der Druckkörper
ein einstückig ausgestaltetes Ventilelement ausbilden.
-
Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Durchgangskanal
einen Führungsabschnitt, an dessen Innenwand der Druckkörper
unter Zwischenlage des Dichtringes verschiebbar gelagert ist. Der
Führungsabschnitt bildet eine Gleitführung für
das Ventilelement aus und stellt an seiner Innenwand die dem Dichtring
zugeordnete Dichtfläche bereit.
-
Um
sicherzustellen, dass bei Auftreten einer Druckspitze in der Druckleitung
der gewünschte Druckabbau eine gewisse Zeit in Anspruch
nimmt, das Entlastungsventil also ausgehend von seiner Offenstellung
nur allmählich seine Schließstellung einnimmt,
in der das Ventilelement wieder dichtend am Ventilsitz anliegt,
ist es von Vorteil, wenn der Strömungsquerschnitt des Durchgangskanals
im Bereich stromaufwärts des mindestens einen Auslasskanals größer
ist als der Strömungsquerschnitt des Auslasskanals. Der
Auslasskanal bildet somit ein Drosselelement aus, so dass sich stromaufwärts
des Auslasskanals ein beträchtlicher Druck einstellt, wenn
das Entlastungsventil seine Offenstellung einnimmt. Die Strömung
der in das Entlastungsventil eintretenden Reinigungsflüssigkeit
unterliegt im Bereich des sich verkleinernden Strömungsquerschnittes
einem Widerstand, so dass der im Einlassbereich des Durchgangskanals
herrschende Druck ganz allmählich abgebaut wird.
-
Von
besonderem Vorteil ist es, wenn das Entlastungsventil einen einzigen
Auslasskanal aufweist, denn dadurch können die Herstellungskosten des
Entlastungsventils gering gehalten werden und mittels des einzigen
Auslasskanals kann eine beträchtliche Drosselwirkung erzeugt
werden.
-
Günstig
ist es, wenn das Ventilelement sowohl in der Offenstellung als auch
in der Schließstellung des Entlastungsventiles den mindestens
einen Auslasskanal zumindest teilweise freigibt. Eine derartige
Ausgestaltung bewirkt, dass bei Abheben des Ventilelementes vom
Ventilsitz sofort eine durchgängige Strömungsverbindung
vom Ventileinlass über den Einlassbereich des Durchgangskanals
und den Auslasskanal zum zweiten Ventilauslass sichergestellt ist,
d. h. einströmende Flüssigkeit kann bereits bei
einer geringfügigen Abhebebewe gung des Ventilelementes
vom Ventilsitz durch das Entlastungsventil hindurchströmen,
es ist nicht erforderlich, dass das Ventilelement einen Mindestabstand
zum Ventilsitz einnimmt, um die Strömungsverbindung zwischen Ventileinlass
und zweiten Ventilauslass freizugeben.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform ist dem Ventilelement
ein Anschlag zugeordnet, an dem das Ventilelement in der Offenstellung
des Entlastungsventils anliegt. Der Anschlag bildet eine definierte
Hubbegrenzung für das Ventilelement aus, so dass der gewünschte
Hub des Ventilelementes durch die Lage des Anschlages konstruktiv
vorgegeben werden kann.
-
Es
kann vorgesehen sein, dass der Anschlag von einer Verengung des
Durchgangskanals gebildet ist. Der Durchgangskanal kann beispielsweise
eine Stufe ausbilden, an der das Ventilelement in der Offenstellung
des Entlastungsventils anliegen kann.
-
Alternativ
kann vorgesehen sein, dass der Anschlag von einem im Durchgangskanal
angeordneten Stützelement gebildet ist. Eine derartige
Ausgestaltung hat den Vorteil, dass durch Wahl des Stützelementes
die Lage des den Hub des Ventilelementes begrenzenden Anschlages
vorgegeben werden kann. Das Stützelement steht bei einer
bevorzugten Ausgestaltung radial nach innen von einer Innenwand
des Durchgangskanals ab.
-
Das
Entlastungsventil weist bei einer bevorzugten Ausgestaltung ein
erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil
auf, die unter Zwischenlage eines Dichtringes miteinander verbindbar
sind. Zum Verbinden der beiden Gehäu seteile kann eine lösbare
oder auch eine unlösbare Verbindung, beispielsweise eine
Rast- oder Schraubverbindung, zum Einsatz kommen.
-
Das
erste Gehäuseteil umfasst bevorzugt den Ventileinlass,
den Ventilsitz sowie den mindestens einen Auslasskanal und den zweiten
Ventilauslass, und das zweite Gehäuseteil weist bevorzugt den
ersten Ventilauslass auf.
-
Günstig
ist es, wenn das zweite Gehäuseteil einen Einsatz umfasst,
der unter Zwischenlage eines Dichtringes in das erste Gehäuseteil
einsetzbar ist. Von Vorteil ist es, wenn der Einsatz außenseitig
eine Ringnut trägt, in der der Dichtring angeordnet ist.
Der Einsatz kann beispielsweise becherförmig ausgebildet
sein und den dem Ventilsitz abgewandten Endbereich des Ventilelementes
aufnehmen. In diesem Endbereich kann das Ventilelement eine Ringnut
aufweisen, in der der das Ventilelement umgebende Dichtring angeordnet
ist.
-
Die
Rückstellfeder ist vorzugsweise zwischen einem Bund des
Ventilelementes und einer Stirnfläche des zweiten Gehäuseteiles
eingespannt.
-
Die
nachfolgende Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren
Erläuterung. Es zeigen:
-
1:
eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Hochdruckreinigungsgerätes;
-
2:
eine vergrößerte Längsschnittansicht des
Pumpenkopfes des Hochdruckreinigungsgerätes aus 1;
-
3:
eine Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform
eines Entlastungsventils des Hochdruckreinigungsgerätes
aus 1 und
-
4:
eine Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform
eines Entlastungsventils des Hochdruckreinigungsgerätes
aus 1.
-
In
den 1 und 2 ist schematisch ein Hochdruckreinigungsgerät 10 dargestellt
mit einem Gerätegehäuse 12, das eine
Motorpumpeneinheit 14 aufnimmt. Letztere umfasst einen
Elektromotor 15, ein sich daran anschließendes
Getriebe 16 sowie eine über eine Taumelscheibe 17 angetriebene
Kolbenpumpe 18 mit mehreren in axialer Richtung des Hochdruckreinigungsgerätes 10 reziprozierend
verschiebbaren Kolben 19. Diese tauchen jeweils in einen
Pumpraum 21 eines Pumpenkopfes 22 des Hochdruckreinigungsgerätes 10 ein.
Die Pumpräume 21 sind jeweils über ein
Saugventil 24 mit einer Saugleitung 25 und über
ein Druckventil 27 mit einer Druckleitung 28 verbunden.
Die Saugleitung 25 und die Druckleitung 28 sind
hier allen Pumpräumen 21 des Pumpenkopfes 22 gemeinsam.
-
In
die Druckleitung 28 ist ein federbelastetes Rückschlagventil 30 eingesetzt,
an das sich in Strömungsrichtung ein den Strömungsquerschnitt
der Druckleitung 28 verringernder Injektor 31 anschließt, der
an seiner engsten Stelle über einen Ansaugkanal 32 mit
einer Chemikalienansaugleitung 33 verbunden ist, die mittels
eines Rückschlagventils 34 verschlossen ist.
-
Im
Bereich zwischen dem in der Druckleitung 28 angeordneten
Rückschlagventil 30 und dem Injektor 31 führt
eine sich in Strömungsrichtung stufig erweiternde Rückströmleitung 36 von
der Druckleitung 28 unmittelbar zur Saugleitung 25.
In die Rückströmleitung 36 ist ein als
selbständig handhabbare Patrone ausgestaltetes Entlastungsventil 38 eingesetzt, das
in Umfangsrichtung von einem Dichtring 39 umgeben ist,
der sich abdichtend an die Wandung der Rückströmleitung 36 anlegt.
-
Das
Entlastungsventil 38 ist in 3 vergrößert
dargestellt. Es umfasst ein zweiteiliges Gehäuse mit einem
ersten Gehäuseteil 41, das in einer Umfangsnut 42 den
Dichtring 39 trägt und abgedichtet in die Rückströmleitung 36 einsetzbar
ist. Außerdem umfasst das Entlastungsventil 38 ein
zweites, becherförmiges Gehäuseteil 44 mit
einem zylinderförmigen Mantel 45 und einer Bodenwand 46.
Das zweite Gehäuseteil 44 ist mit dem ersten Gehäuseteil 41 verrastet.
Hierzu weist das erste Gehäuseteil 41 an seinem
der Umfangsnut 42 abgewandten Ende eine Ringnut 48 auf,
in die eine nach innen vorspringende Ringschulter 49 des
zweiten Gehäuseteils 44 elastisch eingreifen kann,
wenn das zweite Gehäuseteil 44 in axialer Richtung
auf das erste Gehäuseteil 41 aufgeschoben wird.
-
Die
beiden Gehäuseteile 41 und 44 definieren
einen Durchgangskanal 50, der ausgehend von einem stirnseitigen
Ventileinlass 52 einen ersten Kanalabschnitt 53 ausbildet,
der über eine kugelige Erweiterung 54 in einen
zweiten Kanalabschnitt 56 übergeht. Die Erweiterung 54 bildet
einen Ventilsitz 58 aus für den Schließkörper 60 eines
in Längsrichtung des Durchgangskanals 50 beweglich
im Durchgangskanal 50 gehaltenen Ventilelements 61.
Der Schließkörper 60 ist in Form einer
Kugelkalotte ausgestaltet und liegt in der in 3 dargestellten Schließstellung
des Entlastungsventils 38 dichtend am Ventilsitz 58 an.
In axialer Richtung schließt sich an den Schließkörper 60 ein
Druckkörper 63 des Ventilelementes 61 an.
Der Druckkörper 63 ist in Form eines Kolbens ausgebildet
und trägt außenseitig eine Umfangsnut 64,
in der ein das Ventilelement 61 in Umfangsrichtung umgebender
Dichtring 66 angeordnet ist. Der Dichtring 66 liegt
an der Wandung des Durchgangskanals 50 im Bereich von dessen zweiten
Kanalabschnitt 56 an.
-
An
den zweiten Kanalabschnitt 56 schließt sich in
axialer Richtung über eine konische Erweiterung 68 ein
dritter Kanalabschnitt 69 an, der über eine stufige
Erweiterung 71 in einen vierten Kanalabschnitt 72 übergeht.
Der vierte Kanalabschnitt 72 wird vom Mantel 45 des
zweiten Gehäuseteiles 44 definiert. Er weist in
axialer Richtung verlaufende und radial vom Mantel 45 nach
innen vorspringende Längsrippen 74 auf, die sich
bis zu die Bodenwand 46 durchgreifenden ersten Ventilauslässen 75 erstrecken.
-
Der
vierte Kanalabschnitt 72 nimmt eine als Schraubenfeder
ausgestaltete Rückstellfeder 77 auf, die sich
einerseits an der Bodenwand 46 des zweiten Gehäuseteils 44 und
andererseits an der der Bodenwand 46 zugewandten Unterseite 78 des
Druckkörpers 63 abstützt. Mittels der
Rückstellfeder 77 werden der Druckkörper 63 und
der Schließkörper 60 mit einer Federkraft
in Richtung des Ventilsitzes 58 beaufschlagt, so dass der
Schließkörper 60 in der Schließ stellung
des Entlastungsventils 38 am Ventilsitz 58 dicht
anliegt, wie dies in 3 dargestellt ist.
-
Die
obere, dem Druckkörper 63 zugewandte Stirnseite 80 der
Längsrippen 74 bildet einen Anschlag aus für
den Druckkörper 63 des Ventilelementes 61,
wenn dieser in der Offenstellung des Entlastungsventils 38 vom
Ventilsitz 58 abhebt. Dies wird nachstehend noch näher
erläutert.
-
Das
erste Gehäuseteil 41 weist im Abstand vom Ventilsitz 58 im
zweiten Kanalabschnitt 56 des Durchgangskanals 50 einen
radial verlaufenden Auslasskanal 88 auf, dessen radial
außenliegender Endbereich einen zweiten Ventilauslass 89 des
Entlastungsventils 38 ausbildet.
-
Der
das Ventilelement 61 in Umfangsrichtung umgebende Dichtring 66 unterteilt
den Durchgangskanal 50 in einen Einlassbereich 91 und
einen Auslassbereich 92. Der Einlassbereich 91 wird
vom ersten Kanalabschnitt 53, der kugeligen Erweiterung 54 und
dem den Schließkörper 60 umgebenden Bereich
des zweiten Kanalabschnittes 56 gebildet. Der Auslassbereich 92 wird
von dem sich an den Schließkörper 60 anschließenden
Bereich des zweiten Kanalabschnitts 56, der konischen Erweiterung 68,
dem dritten Kanalabschnitt 69 sowie der stufigen Erweiterung 71 und
dem vierten Kanalabschnitt 72 gebildet.
-
Während
des normalen Betriebes des Hochdruckreinigungsgerätes 10,
d. h. bei der Ausgabe von unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit über
die Druckleitung 28 an einen an diese anschließbaren Hochdruckschlauch
(in der Zeichnung nicht dargestellt), wird das Ventilelement 61 von
der Rückstellfeder 77 gegen den Ventilsitz 58 gedrückt,
so dass das Entlastungsventil 38 seine Schließstellung
einnimmt, in der die Strömungsverbindung vom Ventileinlass 52 über
den Einlassbereich 91 des Durchgangskanals 50 und
den Auslasskanal 88 zum zweiten Ventilauslass 89 unterbrochen
ist.
-
Bei Überschreiten
eines bestimmten Druckwertes der Reinigungsflüssigkeit,
wie dies beispielsweise beim Abschalten des Hochdruckreinigungsgerätes 10 auftreten
kann, wird das Ventilelement 61 entgegen der Federkraft
der Rückstellfeder 77 vom Ventilsitz 58 abgehoben
und in die dem Ventilsitz 58 abgewandte Richtung nach unten
verschoben, bis der Druckkörper 63 mit seiner
Unterseite 78 an der freien Stirnseite 80 der
Längsrippen 74 anliegt. Die Längsrippen 74 begrenzen
somit die Hubbewegung des Ventilelementes 61. Durch das
Abheben des Ventilelementes 61 vom Ventilsitz 58 wird
die Strömungsverbindung zwischen dem Ventileinlass 52 und
dem zweiten Ventilauslass 89 freigegeben, wobei sich innerhalb
des Einlassbereiches 91 des Durchgangskanals 50 ein
beträchtlicher Druck einstellt, wohingegen im Auslassbereich 92 des
Durchgangskanals 50, der mittels des Dichtrings 66 vom Einlassbereich 91 getrennt
ist, ein beträchtlich geringerer Druck vorliegt, nämlich
der in der Saugleitung 35 herrschende Druck. Somit wirkt
in der Offenstellung des Entlastungsventils 38 auf das
Ventilelement 61 eine Druckdifferenz ein, die zur Folge
hat, dass das Ventilelement 61 mit einer axial entgegen
der Wirkung der Rückstellfeder 77 wirkenden Kraft
beaufschlagt wird, die das Ventilelement 61 so lange zuverlässig
im Abstand vom Ventilsitz 58 hält, bis sich der
Druck der Reinigungsflüssigkeit im Einlassbereich 91 so
weit abgesenkt hat, dass die Kraft der Rückstellfeder 77 ausreicht,
um das Ventilelement zum Ventilsitz 58 zurückzuführen.
Die in der Offenstellung des Entlastungsventils 38 auf
das Ventilelement 61 einwirkende Druckdifferenz verringert
das Auftreten von Schwingungsbewegungen des Ventilelementes 61.
-
In 4 ist
eine zweite Ausführungsform eines Entlastungsventils dargestellt,
das alternativ zum Entlastungsventil 38 beim Hochdruckreinigungsgerät 10 zum
Einsatz kommen kann. Es ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 98 belegt.
Das Entlastungsventil 98 weist ein erstes Gehäuseteil 101 und
ein zweites Gehäuseteil 102 auf. Außenseitig
trägt das erste Gehäuseteil 101 eine
Umfangsnut 104, die einen Dichtring 105 aufnimmt,
der sich beim Einsetzen des als selbständig handhabbare
Patrone ausgestalteten Entlastungsventils 98 in die Rückströmleitung 36 abdichtend
an die Wandung der Rückströmleitung 36 anlegt.
-
Die
Gehäuseteile 101 und 102 sind miteinander
verrastet. Alternativ könnte beispielsweise auch eine Schraubverbindung
zum lösbaren Verbinden der beiden Gehäuseteile 101, 102 zum
Einsatz kommen.
-
Die
beiden Gehäuseteile 101 und 102 definieren
einen Durchgangskanal 107. Dieser geht aus von einem stirnseitigen
Ventileinlass 109 des ersten Gehäuseteiles 101 und
erstreckt sich mit einem ersten zylindrischen Kanalabschnitt 111 bis
zu einer ersten konischen Erweiterung 112, an die sich
ein zweiter zylindrischer Kanalabschnitt 113 anschließt,
der über eine zweite konische Erweiterung 114 in
einen dritten zylindrischen Kanalabschnitt 115 übergeht. Der
dritte zylindrische Kanalabschnitt 115 ist von einem Mantel 117 des
ersten Gehäuseteils 101 umgeben. In den Mantel 117 taucht
das zweite Gehäuseteil 102 mit einem becherförmigen
Einsatz 119 ein, der einen vierten zylindrischen Kanalabschnitt 120 des Durchgangskanals 107 definiert.
-
Der
Einsatz 119 ist einstückig mit einer Bodenwand 122 des
zweiten Gehäuseteils 102 verbunden, die das freie
Ende des Mantels 117 des ersten Gehäuseteils 101 verschließt.
Auf der dem Einsatz 119 abgewandten Seite schließt
sich an die Bodenwand 122 eine zylindrische Verlängerung 123 an,
die ebenso wie die Bodenwand 122 von einer axial verlaufenden
Durchgangsbohrung 124 durchgriffen ist. Die Durchgangsbohrung 124 bildet
einen fünften zylindrischen Kanalabschnitt 125 des
Durchgangskanals 107 aus, wobei im Übergangsbereich
zwischen dem vierten Kanalabschnitt 120 und dem fünften
Kanalabschnitt 125 eine stufige Verengung 126 angeordnet
ist.
-
Der
becherförmige Einsatz 119 trägt auf seiner
Außenseite eine Ringnut 129, in der ein Dichtring 130 angeordnet
ist, der eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem
ersten Gehäuseteil 101 und dem zweiten Gehäuseteil 102 sicherstellt.
-
Innerhalb
des Durchgangskanals 107 ist ein Ventilelement 132 beweglich
gelagert mit einem in Form einer Kugelkalotte ausgestalteten Schließkörper 133 und
einem sich an diesen axial anschließenden Druckkörper 134.
Der Schließkörper 133 liegt in der in 4 dargestellten
Schließstellung des Entlastungsventils 98 an einem
von der ersten konischen Erweiterung 112 ausgebildeten
Ventilsitz 136 dicht an. Der Druckkörper 134 erstreckt
sich vom Schließkörper 133 bis in den
Bereich des vierten Kanalabschnittes 120, wo er außenseitig
eine Ringnut 138 trägt, in der ein das Ventilelement 132 in
Um fangsrichtung umgebender Dichtring 139 angeordnet ist.
Der Innendurchmesser des Dichtringes ist größer gewählt
als der Durchmesser des Bodens der Ringnut 138. Dies hat
zur Folge, dass der Dichtring 139 einen Abstand zum Boden
der Ringnut 138 einnimmt, wie dies in 4 dargestellt
ist. Außenseitig liegt der Dichtring 139 an der
Wandung des vierten Kanalabschnittes 120 dicht an.
-
Im
Abstand zum Schließkörper 133 weist der Druckkörper 134 unterhalb
der Längsachse 141 eines radial verlaufenden Auslasskanals 142 einen Bund 144 auf.
Eine den Druckkörper 134 im dritten Kanalabschnitt 115 in
Umfangsrichtung umgebende, als Schraubenfeder ausgebildete Rückstellfeder 146 stützt
sich einerseits an der dem Ventilsitz 136 zugewandten freien
Stirnseite 148 des becherförmigen Einsatzes 119 und
andererseits an der dem Ventilsitz 136 abgewandten Unterseite 149 des
Bundes 144 ab. Mittels der Rückstellfeder 146 wird
das Ventilelement 132 mit einer Federkraft in Richtung
auf den Ventilsitz 136 beaufschlagt.
-
Der
die Bodenwand 122 und die axiale Verlängerung 123 durchgreifende
fünfte Kanalabschnitt 125 bildet mit seinem freien
Endbereich einen ersten Ventilauslass 151, und der vom
Durchgangskanal 107 ausgehende Auslasskanal 142 bildet
mit seinem radial außenliegenden Endbereich einen zweiten Ventilauslass 152.
Der Durchgangskanal 107 wird von dem das Ventilelement 132 in
Umfangsrichtung umgebenden Dichtring 139 in einen Einlassbereich 154 und
einen Auslassbereich 155 unterteilt, die mittels des Dichtringes 139 flüssigkeitsdicht
voneinander getrennt sind. Der Einlassbereich 154 wird
vom ersten Kanalabschnitt 111, der ersten konischen Erweiterung 112,
dem zweiten Kanalabschnitt 113, der zweiten konischen Erweiterung 114,
dem dritten Kanalabschnitt 115 sowie dem der freien Stirnseite 148 benachbarten
Teil des vierten Kanalabschnittes 120 gebildet. Der Auslassbereich 155 des
Durchgangskanals 107 wird von dem der stufigen Verengung 126 benachbarten
Teil des vierten Kanalabschnittes 120 sowie dem fünften
Kanalabschnitt 125 gebildet.
-
Während
des Normalbetriebes des Hochdruckreinigungsgerätes nimmt
das Entlastungsventil 98 seine Schließstellung
ein, in der das Ventilelement 132 mit dem Schließkörper 133 dicht
am Ventilsitz 136 anliegt. Bei Überschreiten eines
bestimmten Druckwertes der Reinigungsflüssigkeit innerhalb
der Druckleitung 28 wird das Ventilelement 132 entgegen der
Kraft der Rückstellfeder 146 vom Ventilsitz 136 abgehoben,
bis der Druckkörper 134 mit seinem dem Schließkörper 133 abgewandten
Ende an der stufigen Verengung 126 anliegt. Die stufige
Verengung 126 bildet somit einen Anschlag zur Begrenzung
des Hubes des Ventilelementes 132 aus. Durch das Abheben
des Ventilelementes 132 vom Ventilsitz 136 wird
eine Strömungsverbindung vom Ventileinlass 107 zum
zweiten Ventilauslass 152 freigegeben, so dass überschüssige
Flüssigkeit aus der Druckleitung 28 über
die Rückströmleitung 36 zur Saugleitung 25 entweichen
kann. Hierbei stellt sich im Einlassbereich 154 des Durchgangskanals 107 ein
beträchtlicher Druck ein, wohingegen im Auslassbereich 155 ein
beträchtlich geringerer Druck vorliegt, nämlich der
in der Saugleitung 25 herrschende Druck. Dies führt
dazu, dass auf das Ventilelement 132 ein Differenzdruck
wirkt, der eine dem Ventilsitz 136 abgewandte Kraftbeaufschlagung
zur Folge hat. Aufgrund dieser Kraftbeaufschlagung behält
das Ventilelement 132 so lange seine vom Ventilsitz 136 beabstandete Stellung,
bis sich der Über druck in der Druckleitung 28 abgebaut
hat. Der Druckabbau erfolgt hierbei allmählich, da der
Strömungsquerschnitt des Auslasskanals 142 geringer
gewählt ist als der Strömungsquerschnitt des Durchgangskanals
stromaufwärts des Auslasskanals 142. Letzterer
bildet ein Drosselelement für die das Entlastungsventil 98 durchströmende
Reinigungsflüssigkeit aus, das sicherstellt, dass sich
im Einlassbereich 154 des Durchgangskanals 107 ein
beachtlicher Druck aufbaut, wenn das Entlastungsventil 98 seine
Offenstellung einnimmt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-