DE10239943C1 - Pump for high-pressure cleaning device has reciprocating piston provided with peripheral channel between high-pressure seal and oil seal - Google Patents
Pump for high-pressure cleaning device has reciprocating piston provided with peripheral channel between high-pressure seal and oil sealInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Pumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät mit min destens einem reziprozierend angetriebenen Kolben, der einerseits in einen Pumpraum eines Pumpengehäuses und andererseits in eine Antriebskammer des Pumpengehäuses eintaucht, mit einer am Umfang des Kolbens anliegen den Hochdruckdichtung im Eintrittsbereich des Kolbens in den Pumpraum, mit einer am Umfang des Kolbens anliegenden Öldichtung im Eintrittsbereich des Kolbens in die Antriebskammer und mit einem den Kolben zwischen Hoch druckdichtung und Öldichtung umgebenden Sammelraum für aus dem Pump raum an der Hochdruckdichtung vorbei austretende Flüssigkeit.The invention relates to a pump for a high-pressure cleaning device with min at least a reciprocatingly driven piston, which is on the one hand in a Pump chamber of a pump housing and on the other hand in a drive chamber immersed in the pump housing, with one against the circumference of the piston the high pressure seal in the inlet area of the piston into the pump chamber an oil seal in contact with the circumference of the piston in the inlet area of the Piston into the drive chamber and with a piston between high pressure seal and oil seal surrounding collecting space for out of the pump liquid escaping past the high pressure seal.
Eine solche Pumpe ist beispielsweise in der DE 31 28 737 A1, der DE 44 45 522 C2 oder der DE 37 02 446 A1 beschrieben. Bei einer solchen Konstruktion ist es möglich, daß trotz Vorsehen eines Sammelraumes Flüssig keit, die an der Oberfläche des Kolbens haftet, bis in den Bereich der Öldich tung mitgenommen und an dieser vorbeigeführt wird, so daß diese Flüssigkeit in die Antriebskammer gelangen kann und sich dort mit der Ölfüllung der An triebskammer vermischt. Dies führt zu Beschädigungen der Pumpe, da diese Leckageflüssigkeit den Druck in der Antriebskammer ansteigen läßt.Such a pump is, for example, in DE 31 28 737 A1 DE 44 45 522 C2 or DE 37 02 446 A1. With one Construction, it is possible that despite the provision of a collecting space liquid speed that adheres to the surface of the piston up to the area of the oil seal tion taken along and past this, so that this liquid can get into the drive chamber and there with the oil filling of the An drive chamber mixed. This leads to damage to the pump, as this Leakage fluid increases the pressure in the drive chamber.
Um dies zu vermeiden, ist es bereits bekannt, im Sammelraum eine zusätzli che Abstreifdichtung vorzusehen, es wird also zwischen Hochdruckdichtung einerseits und Öldichtung andererseits noch eine weitere Dichtung notwendig, die den Kolben umgibt und verschleppte Leckageflüssigkeit abstreifen soll. In order to avoid this, it is already known to add an additional one in the collecting room Che wiper seal to provide, so it is between high pressure seal on the one hand and oil seal on the other another seal necessary, that surrounds the piston and is intended to strip off leaked leakage fluid.
Durch diese zusätzliche Dichtung wird die Konstruktion erheblich komplizierter und auch anfälliger.This additional seal makes the construction considerably more complicated and also more vulnerable.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Pumpe so auszugestalten, daß ohne Verwendung einer zusätzlichen Abstreiferdichtung eine Verschlep pung von Leckageflüssigkeit aus dem Sammelraum in die Antriebskammer verhindert wird.It is an object of the invention to design a generic pump in such a way that a carry-over without using an additional wiper seal Leakage fluid from the collecting space into the drive chamber is prevented.
Diese Aufgabe wird bei einer Pumpe der eingangs beschriebenen Art erfin dungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kolben im Bereich zwischen der Hoch druckdichtung und der Öldichtung mindestens eine Umfangsnut aufweist und daß die Hochdruckdichtung und die Öldichtung soweit voneinander entfernt sind, daß die Umfangsnut oder die Umfangsnuten bei der Hubbewegung des Kolbens weder die Hochdruckdichtung noch die Öldichtung erreichen.This task is invented in a pump of the type described in the introduction solved according to the invention in that the piston in the area between the high pressure seal and the oil seal has at least one circumferential groove and that the high pressure seal and the oil seal are so far apart are that the circumferential groove or the circumferential grooves during the lifting movement of the Do not reach the piston of the high pressure seal or the oil seal.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß eine solche Umfangsnut den Film der verschleppten Flüssigkeit auf der Umfangsfläche des Kolbens unterbricht und die verschleppte Flüssigkeit in sich sammelt, so daß diese seit lich aus der Umfangsnut in den Sammelraum abfließen kann. Dadurch setzt sich der Film der verschleppten Flüssigkeit auf der der Öldichtung zugewand ten Seite der Umfangsnut nicht mehr fort, die verschleppte Flüssigkeit wird also durch die Umfangsnut zuverlässig in den Sammelraum umgeleitet und von der Öldichtung ferngehalten.It has surprisingly been found that such a circumferential groove the film of the carried-over liquid on the peripheral surface of the piston interrupts and the entrained liquid collects in itself, so that since Lich can flow out of the circumferential groove in the collecting space. This sets the film of the entrained liquid turned towards the oil seal th side of the circumferential groove, the entrained liquid becomes thus reliably redirected through the circumferential groove into the collecting space and kept away from the oil seal.
Aus der DE 44 39 135 A1 ist es an sich bekannt, im Kolben einer Kolbenpumpe Umfangsnuten vorzusehen. Es handelt sich dabei aber um sogenannten Aus gleichsnuten, die offenbar dazu dienen, aus dem Innenraum des Kolbens zugeführtes Öl gleichmäßig über den Umfang des Kolbens zu verteilen und da durch eine gleichmäßige Schmierung zu erreichen. Diese Umfangsnuten wirken nicht mit Dichtungen zusammen und können daher die der vorliegenden Erfin dung zugrundeliegende Aufgabe nicht lösen.From DE 44 39 135 A1 it is known per se, in the piston of a piston pump Provide circumferential grooves. But it is so-called Aus equal grooves, which apparently serve to feed from the interior of the piston Distribute oil evenly over the circumference of the piston and there to achieve by even lubrication. These circumferential grooves work not together with gaskets and can therefore meet the requirements of the present inven do not solve the underlying task.
Die Umfangsnut kann sehr unterschiedliche Querschnitte aufweisen, insbeson dere ist es vorteilhaft, wenn die Umfangsnut einen rechteckigen Querschnitt aufweist, so daß sich eine scharfe Kante ergibt, die den Film der verschleppten Flüssigkeit unterbricht.The circumferential groove can have very different cross sections, in particular it is advantageous if the circumferential groove has a rectangular cross section has, so that there is a sharp edge, which dragged the film Liquid interrupts.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Kante zwischen Umfangsfläche des Kolbens und Seitenwand der Umfangsnut abge schrägt ist, dadurch wird eine Beschädigung der Öldichtung bei der Montage der Pumpe vermieden, bei dieser Montage muß der Kolben durch die Öldich tung hindurchgeschoben werden.In a modified embodiment it is provided that the edge between the circumferential surface of the piston and the side wall of the circumferential groove beveled, this will damage the oil seal during assembly avoid the pump, with this assembly the piston has to go through the oil tion are pushed through.
Es kann auch vorgesehen sein, daß die Seitenwand der Umfangsnut abge schrägt ist.It can also be provided that the side wall of the circumferential groove is abge is slanted.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Umfangsnut im mittleren Bereich ihres Bodens eine umlaufende, vertiefte Rin ne aufweist, diese kann vorzugsweise einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen. Dadurch ist es einerseits möglich, im Übergang zwischen Umfangs fläche des Kolbens und Umfangsnut eine scharfe Kante zu vermeiden und da durch eine Verletzung der Öldichtung bei der Montage, andererseits kann aber zwischen dem Boden der Umfangsnut und der Rinne eine scharfe Kante vor handen sein, die zuverlässig den Film der verschleppten Flüssigkeit unter bricht.In a particularly preferred embodiment it is provided that the Circumferential groove in the central area of her bottom a circumferential, deepened Rin ne has, this can preferably have a rectangular cross section exhibit. This makes it possible on the one hand in the transition between the circumference area of the piston and circumferential groove to avoid a sharp edge and there due to a violation of the oil seal during assembly, on the other hand, however a sharp edge between the bottom of the circumferential groove and the groove be present, which reliably takes the film of the carried-over liquid breaks.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Um fangsnut einen bogenförmigen Querschnitt aufweist, dabei kann vorgesehen sein, daß die Kontur der Umfangsnut gegenüber der Kontur der Umfangsfläche des Kolbens im Randbereich der Umfangsnut schräg verläuft. In another preferred embodiment it is provided that the order catch groove has an arcuate cross section, it can be provided be that the contour of the circumferential groove with respect to the contour of the circumferential surface of the piston runs obliquely in the edge region of the circumferential groove.
Die Breite der Umfangsnut liegt bevorzugt zwischen 0,5 mm und 5 mm. Die Tiefe der Umfangsnut liegt bevorzugt zwischen 0,5 mm und 3 mm.The width of the circumferential groove is preferably between 0.5 mm and 5 mm. The The depth of the circumferential groove is preferably between 0.5 mm and 3 mm.
Es ist günstig, wenn im Sammelraum ein den Kolben umgebendes Distanzele ment angeordnet ist, welches die Hochdruckdichtung und/oder die Öldichtung in axialer Richtung abstützt.It is advantageous if a spacer element surrounding the piston is located in the collecting space ment is arranged, which the high pressure seal and / or the oil seal is supported in the axial direction.
Der Sammelraum kann einen Abfluß aufweisen, so daß die in ihm gesammelte Flüssigkeit beispielsweise der Saugseite der Pumpe wieder zugeführt wird.The collecting space can have a drain so that the collected in it Liquid is fed back to the suction side of the pump, for example.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zei gen:The following description of preferred embodiments of the invention serves in connection with the drawing for further explanation. It shows gene:
Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine Taumelscheiben-Kolbenpumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät; Figure 1 is a sectional view through a swash plate piston pump for a high pressure cleaning device.
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 1 mit A gekenn zeichneten Teilbereiches, wobei der Kolben links und rechts der Mittellinie in unterschiedlichen Stellungen gezeigt ist; FIG. 2 is an enlarged sectional view of the partial area marked with A in FIG. 1, the piston being shown to the left and right of the center line in different positions;
Fig. 3 eine Teilansicht eines Kolbens mit einer abgeschrägten Kante der Umfangsnut; Figure 3 is a partial view of a piston with a chamfered edge of the circumferential groove.
Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 mit einer Umfangsnut mit recht eckförmigem Querschnitt; Fig. 4 is a view similar to Figure 3 with a circumferential groove with a right angular cross-section.
Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 mit einer zusätzlichen Rinne am Boden der Umfangsnut und Fig. 5 is a view similar to Fig. 3 with an additional groove at the bottom of the circumferential groove and
Fig. 6 eine Ansicht ähnlich Fig. 4 bei einer Umfangsnut mit bogen förmigem Querschnitt. Fig. 6 is a view similar to Fig. 4 in a circumferential groove with an arcuate cross-section.
Die in der Zeichnung dargestellte Pumpe 1 ist ein Teil eines Hochdruckreini gungsgerätes, das in der Zeichnung nicht gezeigt ist, die Pumpe 1 wird an getrieben durch einen ebenfalls nicht dargestellten Elektromotor oder einen anderen Antriebsmotor, beispielsweise einen Motor für fossile Brennstoffe.The pump 1 shown in the drawing is part of a high-pressure cleaning supply device, which is not shown in the drawing, the pump 1 is driven by an electric motor, also not shown, or another drive motor, for example a motor for fossil fuels.
Die Pumpe 1 umfaßt ein Pumpengehäuse 2 mit einer Antriebskammer 3 und mit mehreren Pumpkammern 4, die jeweils über ein Saugventil 5 mit einer Saugleitung 6 und über ein Druckventil 7 mit einer Druckleitung 8 verbunden sind. In die Pumpkammer 4 taucht ein zylindrischer Kolben 9 ein, dessen an deres Ende durch eine Öffnung 10 in die Antriebskammer 3 eintaucht, in dieser Antriebskammer 3 befindet sich eine von dem Antriebsmotor angetriebene Taumelscheibe 11, gegen die der Kolben 9 mittels einer Druckfeder 12 ange drückt wird.The pump 1 comprises a pump housing 2 with a drive chamber 3 and with a plurality of pump chambers 4 , each of which is connected to a suction line 6 via a suction valve 5 and to a pressure line 8 via a pressure valve 7 . In the pump chamber 4 , a cylindrical piston 9 is immersed, the other end of which plunges through an opening 10 into the drive chamber 3 , in this drive chamber 3 there is a swash plate 11 driven by the drive motor, against which the piston 9 presses by means of a compression spring 12 becomes.
Es sind mehrere derartige Kolben vorgesehen, im dargestellten Ausführungs beispiel umfaßt die Pumpe 1 zwei derartige Kolben, der Aufbau ist bei beiden Kolben ähnlich gewählt, daher wird nachfolgend die Konstruktion nur an einem Kolben erörtert. There are several such pistons provided, in the illustrated embodiment, the pump 1 comprises two such pistons, the structure of both pistons is chosen similarly, so the construction is discussed only on one piston below.
Im Eintrittsbereich des Kolbens 9 in die Pumpkammer 4 ist in einer Umfangs nut 13 des Pumpengehäuses 2 eine Hochdruckdichtung 14 angeordnet, die an der Umfangswand des zylindrischen Kolbens 9 dichtend anliegt und die Pump kammer 4 im Eintrittsbereich des Kolbens 9 dadurch abdichtet.In the inlet area of the piston 9 in the pump chamber 4 , a high-pressure seal 14 is arranged in a circumferential groove 13 of the pump housing 2, which sealingly rests on the circumferential wall of the cylindrical piston 9 and thereby seals the pump chamber 4 in the inlet area of the piston 9 .
In ähnlicher Weise ist im Eintrittsbereich des Kolbens 9 in die Antriebskammer 3 eine Öldichtung 15 vorgesehen, die ebenfalls an der Umfangswand des Kol bens 9 dichtend anliegt und dadurch die Antriebskammer 3, die zumindest teilweise mit Öl gefüllt ist, abdichtet.In a similar manner, an oil seal 15 is provided in the inlet region of the piston 9 in the drive chamber 3 , which also bears sealingly on the peripheral wall of the piston 9 and thereby seals the drive chamber 3 , which is at least partially filled with oil.
Die Umfangsnut 13 und die Aufnahme der Öldichtung 14 bilden Teil eines Ringraumes 16, der den Kolben 9 zwischen dessen Eintritt in die Pumpkammer 4 und dessen Eintritt in die Antriebskammer 3 umgibt, dieser Ringraum 16 steht mit einer Rückführleitung 17 in Verbindung, die in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise mit der Saugleitung 6 verbunden ist.The circumferential groove 13 and the receptacle of the oil seal 14 form part of an annular space 16 which surrounds the piston 9 between its entry into the pumping chamber 4 and its entry into the drive chamber 3 , this annular space 16 communicates with a return line 17 which leads in from the Drawing is not clearly connected to the suction line 6 .
In dem Ringraum 16 ist den Kolben 9 umgebend ein Distanzelement 18 ange ordnet, welches sich sowohl an der Hochdruckdichtung 14 als auch an der Öl dichtung 15 abstützt und diese dadurch in axialer Richtung, d. h. in Verschiebe richtung des Kolbens 9, festlegt.In the annular space 16 surrounding the piston 9, a spacer 18 is arranged, which is supported both on the high pressure seal 14 and on the oil seal 15 and thereby thereby in the axial direction, that is, in the direction of displacement of the piston 9 .
In dem Bereich zwischen der Hochdruckdichtung 14 und der Öldichtung 15 ist in den Kolben 9 eine Umfangsnut 19 eingearbeitet, die bei der Hubbewegung des Kolbens 9 bei drehender Taumelscheibe 11 so zwischen Öldichtung 15 einerseits und Hochdruckdichtung 14 andererseits verschoben wird, daß sie beide Dichtungen nicht erreicht, der Umkehrpunkt liegt also jeweils vor einer der beiden Dichtungen. In Fig. 2 ist die Umfangsnut 19 auf der linken Seite in der Nähe der Öldichtung dargestellt, auf der rechten Seiten in der Nähe der Hochdruckdichtung, die Verschiebung der Umfangsnut 19 entspricht dem Hub des Kolbens 9.In the area between the high pressure seal 14 and the oil seal 15 , a circumferential groove 19 is incorporated in the piston 9, which is displaced during the stroke movement of the piston 9 with the swash plate 11 rotating between the oil seal 15 on the one hand and the high pressure seal 14 on the other hand, so that it does not reach both seals , the point of reversal lies in front of one of the two seals. In FIG. 2, the circumferential groove is shown on the left side in the vicinity of the oil seal 19, on the right side in the vicinity of the high pressure seal, the displacement of the circumferential groove 19 corresponds to the stroke of the piston 9.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Umfangsnut 19 einen rechteckigen Querschnitt, im Bereich zwischen Seitenwand 20 der Um fangsnut 19 und der Umfangswand 21 des Kolbens 9 ist eine Abschrägung 22 vorgesehen. Die Breite der Umfangsnut in axialer Richtung kann beispielsweise zwischen 0,5 mm und 5 mm liegen, ihre Tiefe zwischen 0,5 mm und 3 mm.In the embodiment shown in FIG. 2, the circumferential groove 19 has a rectangular cross section, in the region between the side wall 20 of the circumferential groove 19 and the circumferential wall 21 of the piston 9 , a chamfer 22 is provided. The width of the circumferential groove in the axial direction can be, for example, between 0.5 mm and 5 mm, its depth between 0.5 mm and 3 mm.
Der Querschnitt der Umfangsnut 19 ist bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3 gleich, beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 fehlt die Abschrä gung 22, so daß sich im Übergangsbereich zwischen Seitenwand 20 und Um fangswand 21 eine scharfe Kante 23 ausbildet.The cross section of the circumferential groove 19 is the same in the embodiments of FIGS . 2 and 3, in the embodiment of FIG. 4, the chamfer 22 is missing, so that a sharp edge 23 is formed in the transition region between the side wall 20 and the peripheral wall 21 .
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 unterscheidet sich von dem der Fig. 3 dadurch, daß im Boden 24 der Umfangsnut 19 zusätzlich eine vertiefte, um laufende Rinne 25 vorgesehen ist, die in dem dargestellten Ausführungsbei spiel einen rechteckigen Querschnitt aufweist und somit mit einer scharfen Kante 26 in den Boden 24 der Umfangsnut 19 einmündet.The embodiment of FIG. 5 differs from that of FIG. 3 in that in the bottom 24 of the circumferential groove 19 there is additionally a recessed, running groove 25 which in the embodiment shown has a rectangular cross section and thus has a sharp edge 26 opens into the bottom 24 of the circumferential groove 19 .
Die Breite der Rinne kann beispielsweise zwischen 0,5 mm und 5 mm liegen, deren Tiefe zwischen 0,5 mm und 3 mm.The width of the channel can be, for example, between 0.5 mm and 5 mm, their depth between 0.5 mm and 3 mm.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 weist die Umfangsnut 19 eine bogen förmige Kontur 27 auf, die schräg in die Umfangswand 21 einmündet. In the embodiment of FIG. 6, the circumferential groove 19 has an arcuate contour 27 which opens obliquely into the circumferential wall 21 .
Wesentlich ist bei allen Querschnittsformen der Umfangsnut 19, daß durch die se Umfangsnut 19 die kontinuierliche, zylindrische Umfangswand 21 des Kol bens 9 unterbrochen wird, so daß ein Flüssigkeitsfilm, der an der Hochdruck dichtung 14 vorbei längs der Umfangswand 21 aus der Pumpkammer 4 aus tritt, durch die Umfangsnut 19 unterbrochen wird, d. h. dieser Flüssigkeitsfilm kann sich nicht weiter fortsetzen bis zur Öldichtung 15, sondern dieser Film endet an der Umfangsnut 19, in der sich die Flüssigkeit sammelt, die aus der Pumpkammer 4 ausgetreten ist. Diese in der Umfangsnut 19 gesammelte Flüssigkeit wird dann über die Rückführleitung 17 aus dem Ringraum 16 ab geführt, der Ringraum 16 wirkt somit als Sammelraum.It is essential in all cross-sectional shapes of the circumferential groove 19 that the continuous, cylindrical circumferential wall 21 of the piston ben 9 is interrupted by the circumferential groove 19 , so that a liquid film which passes the high pressure seal 14 along the circumferential wall 21 from the pump chamber 4 , is interrupted by the circumferential groove 19 , ie this liquid film cannot continue to the oil seal 15 , but this film ends at the circumferential groove 19 in which the liquid that has escaped from the pumping chamber 4 collects. This liquid collected in the circumferential groove 19 is then led out of the annular space 16 via the return line 17 , the annular space 16 thus acting as a collecting space.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist nur eine Umfangsnut 19 vorge sehen, grundsätzlich wäre es möglich, auch mehrere derartige Nuten neben einander im Kolben 9 anzuordnen, wobei in jedem Fall Voraussetzung ist, daß diese Umfangsnuten 19 nicht mit der Hochdruckdichtung 14 und der Öldich tung 15 in Kontakt kommen, so daß beim Betrieb diese Dichtungen immer nur an der durchgehenden, zylindrischen Umfangswand 21 anliegen, Beschädigun gen der Dichtungen durch die Kanten der Umfangsnut 19 werden somit ver mieden.In the illustrated embodiment, only one circumferential groove 19 is easily seen, in principle it would be possible to arrange several such grooves next to each other in the piston 9 , with the prerequisite in any case that these circumferential grooves 19 not with the high pressure seal 14 and the oil seal device 15 in Contact come so that during operation, these seals are only applied to the continuous, cylindrical peripheral wall 21 , damage to the seals by the edges of the peripheral groove 19 are thus avoided.
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