EP1047878B1 - Piston pump for a high-pressure cleaning device - Google Patents
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- EP1047878B1 EP1047878B1 EP98966605A EP98966605A EP1047878B1 EP 1047878 B1 EP1047878 B1 EP 1047878B1 EP 98966605 A EP98966605 A EP 98966605A EP 98966605 A EP98966605 A EP 98966605A EP 1047878 B1 EP1047878 B1 EP 1047878B1
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- F04C15/066—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet with inlet and outlet valves specially adapted for rotary or oscillating piston machines or pumps of the non-return type
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
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- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
Definitions
- the invention relates to a piston pump for a high-pressure cleaning device with a pump housing in which at least one pump chamber with an inlet valve and an outlet valve is arranged, in which a reciprocating driven piston plunges sealed, which pump housing a pump block and a pump head comprises close to each other at a parting surface abut, the pumping chambers and / or connecting lines Push the interface through in a sealed manner and in the area of the interface from the interface into the pumping chambers and / or the connecting lines insertable inserts that are inserted in the Position between the pump block and the pump head are set.
- the object of the invention is a generic piston pump To be designed so that such forces in the plant area avoided by pump head and pump block become.
- This task is the beginning of a piston pump described type according to the invention solved in that the pumping chambers and the connecting lines in the receiving area the bets as well as the bets from one consist of thermally softenable plastic material and that the inserts are welded to the wall of the they receiving pump chamber or connecting line are connected.
- the Inserts in the pumping chambers and connecting lines not determined by the fact that it is between the pump head and pump block, but the Inserts are made with the surrounding wall of the pump head or the pump block permanently welded.
- Vacuum pump in which a housing part and a cover abut each other along the edge and together one form one large pumping chamber, already known per se, Valve plates each on a housing part by defining that valve plates and housing consist of thermoplastic and with each other can be welded, however, this known construction give no suggestion to support forces to avoid the other part of the pump housing (EP-A-0 667 270).
- the pump block and Pump head at least in the area of the interface from one softenable plastic material and on the Partition surface connected by a weld are. This makes complex screw connections Connection unnecessary, the welding is sufficient, to keep the pump block and pump head permanently together connect, especially in view of the fact that Forces in the contact area between the pump head and pump block be reduced in that the stakes in the Connection lines and / or the pumping chambers through Weld are set.
- the pump housing has a connection for sucking a chemical with a valve insert
- the in a receptacle of the pump housing is inserted
- the valve insert and the receptacle at least in their investment area from a softenable Plastic material exist and in this Contact area connected by a weld are.
- the weld can, according to preferred embodiments run in different ways, for example the weld can be an ultrasonic weld, a vibration weld, a friction weld or a Spiegelsch conductedung.
- those to be welded are Parts with low amplitude and high frequency moved against each other, for example around the Longitudinal axis of the pump chamber or the connecting line twisted against each other, and this movement creates So much warming in the contact area that the plastic material of both the surrounding wall as well of use also melts.
- the melted plastic materials mix and form after cooling and the associated solidification a reliable Welded connection between the insert and the surrounding wall.
- those to be welded are Parts with compared to ultrasonic welding much lower frequency against each other moved by vibrating either one of them welding parts over the other. Through the occurring relative movement and the friction between the parts to be welded are heated, to soften the material to be welded leads.
- the thin heating elements in the area of Contact area of the two to be connected Parts introduced thin heating elements, which after melting of the adjacent material can be removed. The melted material can then be intimately with one another mix and form the welded joint.
- the thin heating elements could formed for example in the manner of a sector aperture be radial after heating the material be pulled inside into the insert and then after forming the welded joint from the Insert can be pulled out.
- the insert is a sleeve.
- the edge of the sleeve facing away from the separating surface is designed as a sealing seat for a valve body.
- a valve body exercises large in the axial direction Forces on its sealing seat, these forces can through the ultrasonic welding directly from the insert the surrounding wall can be introduced without this Forces on the other part of the pump housing be transmitted.
- the sleeve is designed as a sealing sleeve is and protrudes over the parting surface.
- the protruding part can then be divided into corresponding parts of the pumping chambers or connecting lines in each case Immerse another part of the pump housing and there one Sealing in the interface area.
- An embodiment in which is provided is particularly favorable is that the use and the receiving it Wear pumping chamber or connecting line ring shoulders, that hit each other when inserting the insert and after thermally softening their material by ultrasonic welding in the further The inserts are deformed and welded together become.
- ring grooves into the facing one another Wall parts of the insert or the pumping chambers or to incorporate connecting lines, these ring grooves serve to absorb molten material and additionally lead to a form-fitting and material-fitting Connection of the insert with the surrounding one Wall.
- the high pressure pump 1 shown in the drawing includes a housing 2 with a pump block 3 and a Pump head 4.
- Pump block 3 and pump head 4 lie along a flat parting surface 5 to each other on and are not shown in the drawing Clamping devices clamped against each other, for example by screws.
- the pump block 3 accommodates pumping chambers 6, in each of which a cylindrical piston 7 is immersed, this piston 7 is opposed by suitable seals 8, 9, 10 the pump chamber 6 sealed.
- the piston 7 is through a swash plate, not shown in the drawing inserted oscillating into the pump chamber 6 and through a helical spring 11 surrounding it again from this pulled out so that the volume of the pumping chamber 6 changes periodically.
- the pump chamber 6 stands over a connecting line 12, which passes through the separating surface 5, with a Suction line 13 in connection, which is in the pump head 4th located.
- a connecting line leads in the same way 14 from the pump chamber 6 through the separating surface 5 through to a pressure line 15 in the pump head 4 this pressure line 15 closes a high pressure line 16, through the conveyed cleaning medium in in a known manner to a delivery device is transported, for example a spray lance.
- the connecting lines 12 and 14 are in the area of Partition surface 5 by sleeve-shaped inserts 17, 18 against each other sealed on either side of the Partition surface 5 in the connecting lines 12 and 14 respectively immerse and partially over there in circumferential grooves 19th inserted O-ring seals 20 the seal to the surrounding Effect wall.
- the insert 17 in the connecting line 12 is essentially a cylindrical sleeve, the one to the pumping chamber 6 turned edge 21 as a sealing seat for a longitudinally displaceable Valve body 22 is formed, the pressed against the edge 21 by a compression spring 23 is.
- This arrangement forms a suction valve for the Pump chamber 6.
- the sleeve-shaped insert 17 is on its outside provided with several steps or ring shoulders 24, the have a very small extent in the radial direction and the projecting ring shoulders 25 on the Correspond to the inner wall 26 of the connecting line 12.
- the feed 17 can gradually feed in deeper the connecting line 12 are inserted, wherein a mixture of the melted in the contact area Material of inner wall 26 on the one hand and Insert 17 on the other hand results.
- the insert 17 becomes a certain one Feed path inserted into the connecting line 12, for example by 1 to 5 mm, and about one Insertion height results in a welded joint that after the material has cooled not only the insert 17 reliably defines in the connecting line 12, but also an all-round sealing of the insert 17 relative to the surrounding inner wall 26.
- the insert 18 is sleeve-shaped Connector formed that the connecting line 14 bridges in the area of the interface 5 and against the inner wall of the connecting line 14 both in the pump block 3 and in the pump head 4 via O-ring seals is sealed.
- This insert 18 is made in a similar manner to the insert 17 by ultrasonic welding into the pump block side End of the connecting line 14 depressed and welded in. It would be perfectly possible to use the pump block side Omit O-ring seal on insert 18, because the welded connection is already a reliable one Sealing is done.
- the inserts are connected to the pump block through an ultrasonic weld, this connection but can with modified embodiments also done by different types of welds, especially by vibration welding, a Friction welding or by mirror welding.
- connection technology described is also on others Make the pump housing applicable, for example for fixing a valve insert 31 in a receptacle 32 on the pump head 4, this valve insert is in a chemical suction line switched on.
- This Valve insert 31 exists at least in the contact area with the receptacle 32 just like this one from a softenable Plastic material, so that both parts by one Welding are permanently connected to each other can.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einem Pumpengehäuse, in dem mindestens eine Pumpkammer mit einem Einlaßventil und einem Auslaßventil angeordnet ist, in welche ein reziprozierend angetriebener Kolben abgedichtet eintaucht, welches Pumpengehäuse einen Pumpenblock und einen Pumpenkopf umfaßt, die an einer Trennfläche dicht aneinander anliegen, wobei die Pumpkammern und/oder Verbindungsleitungen die Trennfläche abgedichtet durchsetzen und im Bereich der Trennfläche von der Trennfläche her in die Pumpkammern und/oder die Verbindungsleitungen einschiebbare Einsätze aufnehmen, die in der eingeschobenen Lage zwischen dem Pumpenblock und dem Pumpenkopf festgelegt sind.The invention relates to a piston pump for a high-pressure cleaning device with a pump housing in which at least one pump chamber with an inlet valve and an outlet valve is arranged, in which a reciprocating driven piston plunges sealed, which pump housing a pump block and a pump head comprises close to each other at a parting surface abut, the pumping chambers and / or connecting lines Push the interface through in a sealed manner and in the area of the interface from the interface into the pumping chambers and / or the connecting lines insertable inserts that are inserted in the Position between the pump block and the pump head are set.
Im Bestreben, Kolbenpumpen für Hochdruckreinigungsgeräte zunehmend kompakter und leichter zu bauen, ist man vielfach dazu übergegangen, auch das Pumpengehäuse aus Kunststoff herzustellen. Schwierigkeiten ergeben sich bei dem Bau von Hochdruckpumpen dabei dadurch, daß im Bereich der Trennfläche zwischen Pumpenblock und Pumpenkopf sehr hohe Kräfte auftreten können. Diese werden hervorgerufen durch Einsätze, die in die Pumpkammern oder die Verbindungsleitungen eingeschoben werden und die im Bereich der Trennfläche zwischen Pumpenkopf und Pumpenblock eingespannt werden. Auf diese Einsätze können aufgrund des hohen Druckes der geförderten Medien große Kräfte in axialer Richtung wirken, und diese Kräfte müssen bei herkömmlichen Pumpenkonstruktionen dadurch aufgenommen werden, daß Pumpenkopf und Pumpenblock gegeneinander gespannt werden. Dabei sind aufwendige Sicherheitsmaßnahmen notwendig, um zu verhindern, daß durch die im Pumptakt auftretenden, pulsierenden Druckbeaufschlagungen ein "Atmen" des Pumpengehäuses auftritt, beispielsweise müssen die Pumpenköpfe mit Metallhauben überfangen werden (DE 195 48 498 A1).In pursuit of piston pumps for high pressure cleaning equipment one is increasingly compact and lighter to build in many cases, the pump housing also To manufacture plastic. Difficulties arise in the construction of high pressure pumps thereby in that Area of the interface between the pump block and pump head very high forces can occur. These will caused by inserts in the pumping chambers or the connecting lines are inserted and the in the area of the interface between the pump head and Pump block can be clamped. On these stakes due to the high pressure of the conveyed media large forces act in the axial direction, and this Forces with conventional pump designs in that the pump head and pump block against each other. Here are elaborate Security measures necessary to prevent that by the pulsating occurring in the pump cycle Pressurizing a "breathing" of the pump housing occurs, for example, the pump heads with metal hoods be overlaid (DE 195 48 498 A1).
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Kolbenpumpe so auszugestalten, daß derartige Kräfte im Anlagenbereich von Pumpenkopf und Pumpenblock vermieden werden.The object of the invention is a generic piston pump To be designed so that such forces in the plant area avoided by pump head and pump block become.
Diese Aufgabe wird bei einer Kolbenpumpe der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Pumpkammern und die Verbindungsleitungen im Aufnahmebereich der Einsätze sowie die Einsätze aus einem thermisch erweichbaren Kunststoffmaterial bestehen und daß die Einsätze durch eine Schweißung mit der Wand der sie aufnehmenden Pumpkammer oder Verbindungsleitung verbunden sind.This task is the beginning of a piston pump described type according to the invention solved in that the pumping chambers and the connecting lines in the receiving area the bets as well as the bets from one consist of thermally softenable plastic material and that the inserts are welded to the wall of the they receiving pump chamber or connecting line are connected.
Im Gegensatz zu bekannten Konstruktionen werden die Einsätze in den Pumpkammern und Verbindungsleitungen also nicht dadurch festgelegt, daß sie zwischen Pumpenkopf und Pumpenblock eingespannt werden, sondern die Einsätze werden mit der sie umgebenden Wand des Pumpenkopfes oder des Pumpenblockes dauerhaft verschweißt.In contrast to known designs, the Inserts in the pumping chambers and connecting lines not determined by the fact that it is between the pump head and pump block, but the Inserts are made with the surrounding wall of the pump head or the pump block permanently welded.
Es ist zwar bei einer aus zwei Hälften zusammengesetzten Vakuumpumpe, bei der ein Gehäuseteil und ein Deckel längs des Randes aneinander anliegen und gemeinsam eine einzige große Pumpkammer bilden, an sich bereits bekannt, Ventilplatten jeweils für sich an einem Gehäuseteil dadurch festzulegen, daß Ventilplatten und Gehäuse aus thermoplastischem Kunststoff bestehen und miteinander verschweißt werden, jedoch kann diese bekannte Konstruktion keine Anregung dafür geben, Abstützkräfte auf den jeweils anderen Teil des Pumpengehäuses zu vermeiden (EP-A-0 667 270).It is true that one is composed of two halves Vacuum pump, in which a housing part and a cover abut each other along the edge and together one form one large pumping chamber, already known per se, Valve plates each on a housing part by defining that valve plates and housing consist of thermoplastic and with each other can be welded, however, this known construction give no suggestion to support forces to avoid the other part of the pump housing (EP-A-0 667 270).
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß Pumpenblock und Pumpenkopf zumindest im Bereich der Trennfläche aus einem erweichbaren Kunststoffmaterial bestehen und an der Trennfläche durch eine Schweißung miteinander verbunden sind. Dadurch werden aufwendige Verschraubungen zur Verbindung überflüssig, die Verschweißung reicht aus, um Pumpenblock und Pumpenkopf dauerhaft miteinander zu verbinden, insbesondere im Hinblick darauf, daß die Kräfte im Anlagebereich zwischen Pumpenkopf und Pumpenblock dadurch reduziert werden, daß die Einsätze in den Verbindungsleitungen und/oder den Pumpkammern durch Schweißung festgelegt sind.It can also be provided that the pump block and Pump head at least in the area of the interface from one softenable plastic material and on the Partition surface connected by a weld are. This makes complex screw connections Connection unnecessary, the welding is sufficient, to keep the pump block and pump head permanently together connect, especially in view of the fact that Forces in the contact area between the pump head and pump block be reduced in that the stakes in the Connection lines and / or the pumping chambers through Weld are set.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß das Pumpengehäuse einen Anschluß zur Ansaugung einer Chemikalie aufweist mit einem Ventileinsatz, der in eine Aufnahme des Pumpengehäuses eingesetzt ist, und daß der Ventileinsatz und die Aufnahme zumindest in ihrem Anlagebereich aus einem erweichbaren Kunststoffmaterial bestehen und in diesem Anlagebereich durch eine Schweißung miteinander verbunden sind. Bei dieser Ausgestaltung wird eine Festlegung eines Ventileinsatzes in einer Aufnahme durch Verschweißung von erweichbaren Kunststoffmaterialien also nicht nur im Bereich der Trennfläche durchgeführt, sondern auch bei anderen Ventileinsätzen, in diesem Falle bei einem Ventileinsatz für eine Chemikalienansaugung.In a further preferred embodiment, can be provided that the pump housing has a connection for sucking a chemical with a valve insert, the in a receptacle of the pump housing is inserted, and that the valve insert and the receptacle at least in their investment area from a softenable Plastic material exist and in this Contact area connected by a weld are. With this configuration, a determination is made of a valve insert in a receptacle by welding of softenable plastic materials not only performed in the area of the interface, but also with other valve inserts, in this case with a valve insert for a chemical suction.
Die Schweißung kann gemäß bevorzugter Ausführungsformen in verschiedener Weise ausgeführt werden, beispielsweise kann die Schweißung eine Ultraschallschweißung sein, eine Vibrationsschweißung, eine Reibschweißung oder eine Spiegelschweißung. The weld can, according to preferred embodiments run in different ways, for example the weld can be an ultrasonic weld, a vibration weld, a friction weld or a Spiegelschweißung.
Bei einer Ultraschallschweißung werden die zu verschweißenden Teile mit kleiner Amplitude und hoher Frequenz gegeneinander bewegt, beispielsweise um die Längsachse der Pumpkammer oder der Verbindungsleitung gegeneinander verdreht, und durch diese Bewegung entsteht im Kontaktbereich eine so starke Erwärmung, daß das Kunststoffmaterial sowohl der umgebenden Wand als auch des Einsatzes schmilzt. Die geschmolzenen Kunststoffmaterialien vermischen sich und bilden nach Erkalten und der damit verbundenen Verfestigung eine zuverlässige Schweißverbindung zwischen dem Einsatz und der umgebenden Wand aus. Diese Schweißverbindung hat nicht nur den Vorteil, daß die Einsätze in der eingeschobenen Stellung in der Pumpkammer oder der Verbindungsleitung dauerhaft fixiert sind, sondern es werden über die Schweißverbindung auch alle axialen Kräfte aufgenommen, so daß im Bereich der Trennfläche zwischen Pumpenkopf und Pumpenblock keine axialen Kräfte übertragen werden müssen, die zu einem "Atmen" des Pumpengehäuses im Betrieb führen könnten. Schließlich ergibt sich eineoptimale Abdichtung zwischen Einsatz und umgebender Wandung, so daß in diesem Bereich auf zusätzliche Dichtungen verzichtet werden kann, beispielsweise ist es nicht mehr notwendig, O-Ringdichtungen am Außenumfang der Einsätze anzuordnen.In the case of ultrasonic welding, those to be welded are Parts with low amplitude and high frequency moved against each other, for example around the Longitudinal axis of the pump chamber or the connecting line twisted against each other, and this movement creates So much warming in the contact area that the plastic material of both the surrounding wall as well of use also melts. The melted plastic materials mix and form after cooling and the associated solidification a reliable Welded connection between the insert and the surrounding wall. This weld connection does not have only the advantage that the inserts in the inserted Position in the pump chamber or the connecting line are permanently fixed, but it will be over Welded joint also absorbed all axial forces, so that in the area of the interface between the pump head and pump block no axial forces are transmitted need to "breathe" the pump housing during operation could lead. Finally, there is an optimal one Sealing between insert and surrounding wall, so that in this area on additional seals can be dispensed with, for example it is not more necessary, O-ring seals on the outer circumference of the To arrange inserts.
Bei einer Vibrationsschweißung werden die zu verschweißenden Teile mit gegenüber dem Ultraschallschweißen wesentlich geringerer Frequenz gegeneinander bewegt, und zwar durch Vibrieren eines der beiden zu verschweißenden Teile gegenüber dem anderen. Durch die dabei auftretende Relativbewegung und die Reibung zwischen den zu verschweißenden Teilen erfolgt eine Erwärmung, die zur Erweichung des zu verschweißenden Materials führt.In the case of vibration welding, those to be welded are Parts with compared to ultrasonic welding much lower frequency against each other moved by vibrating either one of them welding parts over the other. Through the occurring relative movement and the friction between the parts to be welded are heated, to soften the material to be welded leads.
In ähnlicher Weise wird beim Reibschweißen vorgegangen, dabei werden die zu verschweißenden Teile durch eine mehr oder weniger kontinuierliche Bewegung und die dadurch entstehende Reibungswärme erwärmt und aufgeschmolzen.A similar procedure is used for friction welding, the parts to be welded are separated by a more or less continuous movement and the thereby The resulting frictional heat is heated and melted.
Beim Spiegelschweißen schließlich werden im Bereich der Kontaktfläche der beiden miteinander zu verbindenden Teile dünne Heizelemente eingeführt, die nach dem Aufschmelzen des angrenzenden Materials entfernt werden. Das aufgeschmolzene Material kann sich dann innig miteinander vermischen und die Schweißverbindung ausbilden. Bei einem Einsatz, der in eine Pumpkammer oder Bohrung eingesetzt ist, könnten die dünnen Heizelemente beispielsweise nach Art einer Sektorenblende ausgebildet sein, die nach dem Aufheizen des Materials radial nach innen in das Innere des Einsatzes gezogen werden und dann nach Ausbildung der Schweißverbindung aus dem Einsatz herausgezogen werden können.Finally, in mirror welding, in the area of Contact area of the two to be connected Parts introduced thin heating elements, which after melting of the adjacent material can be removed. The melted material can then be intimately with one another mix and form the welded joint. When used in a pumping chamber or Hole is inserted, the thin heating elements could formed for example in the manner of a sector aperture be radial after heating the material be pulled inside into the insert and then after forming the welded joint from the Insert can be pulled out.
Günstig ist es, wenn der Einsatz eine Hülse ist.It is favorable if the insert is a sleeve.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß der der Trennfläche abgewandte Rand der Hülse als Dichtsitz für einen Ventilkörper ausgebildet ist. Ein solcher Ventilkörper übt in axialer Richtung große Kräfte auf seinen Dichtsitz aus, diese Kräfte können durch die Ultraschallschweißung vom Einsatz direkt in die umgebende Wandung eingeleitet werden, ohne daß diese Kräfte auf den jeweils anderen Teil des Pumpengehäuses übertragen werden.In a preferred embodiment can be provided be that the edge of the sleeve facing away from the separating surface is designed as a sealing seat for a valve body. Such a valve body exercises large in the axial direction Forces on its sealing seat, these forces can through the ultrasonic welding directly from the insert the surrounding wall can be introduced without this Forces on the other part of the pump housing be transmitted.
Es ist auch günstig, wenn die Hülse als Dichthülse ausgebildet ist und über die Trennfläche hervorsteht. Der hervorstehende Teil kann dann in entsprechende Teile der Pumpkammern oder Verbindungsleitungen im jeweils anderen Teil des Pumpengehäuses eintauchen und dort eine Abdichtung im Trennflächenbereich bewirken.It is also advantageous if the sleeve is designed as a sealing sleeve is and protrudes over the parting surface. The protruding part can then be divided into corresponding parts of the pumping chambers or connecting lines in each case Immerse another part of the pump housing and there one Sealing in the interface area.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Einsatz als Abstützung für eine Feder dient, die einen Ventilkörper gegen einen Dichtsitz schiebtIn a further preferred embodiment, that use as a support for a spring serves a valve body against a sealing seat shoves
Besonders günstig ist eine Ausgestaltung, bei der vorgesehen ist, daß der Einsatz und die diesen aufnehmende Pumpkammer oder Verbindungsleitung Ringschultern tragen, die beim Einschieben des Einsatzes aneinander anschlagen und nach dem thermischen Erweichen ihres Materials durch die Ultraschallschweißung beim weiteren Einschieben der Einsätze verformt und miteinander verschweißt werden.An embodiment in which is provided is particularly favorable is that the use and the receiving it Wear pumping chamber or connecting line ring shoulders, that hit each other when inserting the insert and after thermally softening their material by ultrasonic welding in the further The inserts are deformed and welded together become.
Bei einer solchen Ausgestaltung schlagen also die Ringschultern in Einschubrichtung aneinander an, beim Ultraschallschweißen und der dadurch erzeugten Mikrobewegung der beiden Teile werden die Ringschultern in diesem Anlagebereich erwärmt, so daß das Material in diesem Bereich schmilzt und sich vermischt. Beim Einpressen des Einsatzes erhält man auf diese Weise eine optimale Materialdurchdringung und damit eine zuverlässige Schweißverbindung, die sich in axiale Richtung praktisch über die gesamte Einschubtiefe des Einsatzes erstreckt, beginnend mit der ersten Anlage der Ringschultern des Einsatzes bzw. der Pumpkammern oder Verbindungsleitung.With such a configuration, the ring shoulders strike to each other in the direction of insertion Ultrasonic welding and the micro movement generated by it of the two parts are the ring shoulders in heated this plant area so that the material in this area melts and mixes. When pressing in you get one in this way optimal material penetration and thus a reliable Welded joint that extends in the axial direction practically over the entire insertion depth of the insert extends, starting with the first application of the ring shoulders of the insert or the pumping chambers or connecting line.
Es ist auch möglich, Ringnuten in die einander zugewandten Wandteile des Einsatzes bzw. der Pumpkammern oder Verbindungsleitungen einzuarbeiten, diese Ringnuten dienen der Aufnahme geschmolzenen Materials und führen zusätzlich zu einer formschlüssigen und materialschlüssigen Verbindung des Einsatzes mit der umgebenden Wandung.It is also possible to insert ring grooves into the facing one another Wall parts of the insert or the pumping chambers or to incorporate connecting lines, these ring grooves serve to absorb molten material and additionally lead to a form-fitting and material-fitting Connection of the insert with the surrounding one Wall.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
- Figur 1:
- eine Längsschnittansicht durch eine Kolbenpumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät;
- Figur 2:
- eine vergrößerte Detailschnittansicht des Pumpenblockes mit einem aufgesetzten Ultraschallschweißwerkzeug vor der Durchführung der Schweißung und
- Figur 3:
- eine Ansicht
ähnlich Figur 2 ohne Ultraschallschweißwerkzeug nach Durchführung der Ultraschallschweißung.
- Figure 1:
- a longitudinal sectional view through a piston pump for a high-pressure cleaning device;
- Figure 2:
- an enlarged detail sectional view of the pump block with an attached ultrasonic welding tool before performing the weld and
- Figure 3:
- a view similar to Figure 2 without ultrasonic welding tool after performing the ultrasonic welding.
Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel einer Kolbenpumpe erläutert, bei der drei Kolben parallel zueinander angeordnet sind, diese Kolben werden über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Taumelscheibe angetrieben. Es versteht sich aber, daß die Erfindung auch bei anders aufgebauten Kolbenpumpen Anwendung finden kann, bei denen das Pumpengehäuse in zwei Teile unterteilt ist, die längs einer Trennfläche aneinander anliegen.The invention is described below using the example of a piston pump explained, in which three pistons parallel to each other are arranged, these pistons are over a in the swash plate, not shown, driven. However, it is understood that the invention also can be used for piston pumps with different designs can, in which the pump housing is divided into two parts that abut each other along a dividing surface.
Die in der Zeichnung dargestellte Hochdruckpumpe 1 umfaßt
ein Gehäuse 2 mit einem Pumpenblock 3 und einem
Pumpenkopf 4. Pumpenblock 3 und Pumpenkopf 4 liegen
entlang einer ebenen Trennfläche 5 flächig aneinander
an und werden durch in der Zeichnung nicht dargestellte
Spannmittel gegeneinander gespannt, beispielsweise
durch Schrauben.The
Der Pumpenblock 3 nimmt Pumpkammern 6 auf, in die jeweils
ein zylindrischer Kolben 7 eintaucht, dieser Kolben
7 ist durch geeignete Dichtungen 8, 9, 10 gegenüber
der Pumpkammer 6 abgedichtet. Der Kolben 7 wird durch
eine in der Zeichnung nicht dargestellte Taumelscheibe
oszillierend in die Pumpkammer 6 eingeschoben und durch
eine ihn umgebende Schraubenfeder 11 wieder aus dieser
herausgezogen, so daß sich das Volumen der Pumpkammer 6
periodisch ändert.The
Die Pumpkammer 6 steht über eine Verbindungsleitung 12,
die durch die Trennfläche 5 hindurchführt, mit einer
Saugleitung 13 in Verbindung, die sich im Pumpenkopf 4
befindet. In gleicher Weise führt eine Verbindungsleitung
14 aus der Pumpkammer 6 durch die Trennfläche 5
hindurch zu einer Druckleitung 15 im Pumpenkopf 4, an
diese Druckleitung 15 schließt sich eine Hochdruckleitung
16 an, durch die gefördertes Reinigungsmedium in
an sich bekannter Weise zu einer Abgabevorrichtung
transportiert wird, beispielsweise einer Sprühlanze.The
Die Verbindungsleitungen 12 und 14 sind im Bereich der
Trennfläche 5 durch hülsenförmige Einsätze 17, 18 gegeneinander
abgedichtet, die zu beiden Seiten der
Trennfläche 5 in die Verbindungsleitungen 12 bzw. 14
eintauchen und dort teilweise über in Umfangsnuten 19
eingelegte O-Ringdichtungen 20 die Abdichtung zur umgebenden
Wand bewirken.The connecting
Der Einsatz 17 in der Verbindungsleitung 12 ist im wesentlichen
eine zylindrische Hülse, deren zur Pumpkammer
6 gewandter Rand 21 als Dichtsitz für einen längsverschieblichen
Ventilkörper 22 ausgebildet ist, der
durch eine Druckfeder 23 gegen den Rand 21 gedrückt
ist. Diese Anordnung bildet ein Saugventil für die
Pumpkammer 6.The
Der hülsenförmige Einsatz 17 ist an seiner Außenseite
mit mehreren Stufen oder Ringschultern 24 versehen, die
in radialer Richtung eine sehr geringe Erstreckung aufweisen
und die vorspringenden Ringschultern 25 an der
Innenwand 26 der Verbindungsleitung 12 entsprechen.The sleeve-
Beim Einschieben des Einsatzes 17 in die Verbindungsleitung
12 schlagen die Ringschultern 24 und 25 gegeneinander
und verhindern auf diese Weise ein vollständiges
Einschieben. In dieser Lage wird auf das aus dem
Pumpenblock 3 hervorstehende stirnseitige Ende des Einsatzes
17 ein Ultraschallschweißwerkzeug 27 aufgesetzt,
welches durch Beaufschlagung mit Ultraschall den Einsatz
17 gleichzeitig in die Verbindungsleitung 12 eindrückt
und den Einsatz 17 gegenüber der umgebenden Innenwand
26 geringfügig oszillierend bewegt. Durch diesen
Andruck und die gleichzeitige periodische Bewegung
ergibt sich im Kontaktbereich zwischen den Ringschultern
24 und 25 eine starke Erwärmung des Materials, und
diese Erwärmung führt dazu, daß das Material im Kontaktbereich
aufschmilzt. Das aufgeschmolzene Material
der Ringschultern 24 und 25 vermischt sich, und durch
den vom Ultraschallschweißwerkzeug 27 ausgeübten axialen
Vorschub kann der Einsatz 17 allmählich tiefer in
die Verbindungsleitung 12 eingeschoben werden, wobei
sich im Kontaktbereich eine Vermischung des aufgeschmolzenen
Materials von Innenwand 26 einerseits und
Einsatz 17 andererseits ergibt.When inserting the
Auf diese Weise wird der Einsatz 17 um eine bestimmte
Vorschubstrecke in die Verbindungsleitung 12 eingeschoben,
beispielsweise um 1 bis 5 mm, und über eine solche
Einschubhöhe ergibt sich eine Schweißverbindung, die
nach dem Erkalten des Materials nicht nur den Einsatz
17 in der Verbindungsleitung 12 zuverlässig festlegt,
sondern auch eine allseitige Abdichtung des Einsatzes
17 gegenüber der umgebenden Innenwand 26 bewirkt.In this way, the
In Figur 2 ist der Zustand des Einsatzes 17 vor dem
Schweißvorgang dargestellt, in Figur 3 nach Beendigung
des Schweißvorganges. Dabei sind die Bereiche, in denen
das Material des Einsatzes einerseits und der Innenwand
26 andererseits sich zur Ausbildung einer Schweißverbindung
vermischen, nur sehr schematisch dadurch dargestellt,
daß entweder der Einsatz oder die Innenwand gezeigt
ist. Tatsächlich vermischen sich die Materialien
im Kontaktbereich und gehören dann sowohl zum Einsatz
als auch zur Innenwand.In Figure 2, the state of the
Die hohen axialen Kräfte, die durch den Ventilkörper 22
auf den Einsatz 17 ausgeübt werden, werden nun ausschließlich
durch diese Schweißverbindung in die Innenwand
26 des Pumpenblockes 3 eingeleitet, der Pumpenkopf
4 wird mit diesen axialen Kräften nicht beaufschlagt.The high axial forces caused by the
In ähnlicher Weise ist der Einsatz 18 als hülsenförmiges
Verbindungsstück ausgebildet, das die Verbindungsleitung
14 im Bereich der Trennfläche 5 überbrückt und
gegenüber der Innenwand der Verbindungsleitung 14 sowohl
im Pumpenblock 3 als auch im Pumpenkopf 4 über O-Ringdichtungen
abgedichtet ist.Similarly, the
Dieser Einsatz 18 wird in ähnlicher Weise wie der Einsatz
17 durch eine Ultraschallschweißung in das pumpenblockseitige
Ende der Verbindungsleitung 14 eingedrückt
und eingeschweißt. Es wäre durchaus möglich, die pumpenblockseitige
O-Ringdichtung am Einsatz 18 wegzulassen,
da durch die Schweißverbindung bereits eine zuverlässige
Abdichtung erfolgt.This
Im dargestellten Ausführungsbeispiel stützt sich an dem
der Pumpkammer 6 zugewandten Ende des hülsenförmigen
Einsatzes 18 eine Druckfeder 28 ab, die einen Ventilkörper
29 gegen einen pumpenblockseitigen Dichtsitz 30
schiebt. Diese Anordnung bildet ein Druckventil der
Pumpkammer 6, und auch diese Anordnung führt zu einer
hohen axialen Kraftbeaufschlagung des hülsenförmigen
Einsatzes 18. Auch diese axialen Kräfte werden durch
die Schweißverbindung vollständig in den Pumpenblock 3
eingeleitet, so daß auch in diesem Falle keine Axialkräfte
auf den Pumpenkopf 4 übertragen werden.In the illustrated embodiment is based on the
the
Insgesamt ergibt sich dadurch die Möglichkeit, den Pumpenkopf
4 ohne besondere axiale Sicherungsmaßnahmen mit
dem Pumpenblock 3 zu verbinden, der Aufbau wird insgesamt
deutlich vereinfacht. Insbesondere ergibt sich dadurch
auch die Möglichkeit, Pumpenkopf 4 und Pumpenblock
3 durch eine Schweißverbindung miteinander zu
verbinden, beispielsweise können Pumpenblock 3 und Pumpenkopf
4 aus einem erweichbaren Kunststoffmaterial bestehen,
welches in ähnlicher Weise verschweißt werden
kann, wie dies bei der Verbindung der Einsätze mit dem
Pumpenblock der Fall ist.Overall, this results in the possibility of the
Bei dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung der Einsätze mit dem Pumpenblock durch eine Ultraschallschweißung, diese Verbindung kann aber bei abgewandelten Ausführungsbeispielen auch durch anders geartete Schweißungen erfolgen, insbesondere durch eine Vibrationsschweißung, eine Reibschweißung oder durch Spiegelschweißen.In the illustrated and described embodiment the inserts are connected to the pump block through an ultrasonic weld, this connection but can with modified embodiments also done by different types of welds, especially by vibration welding, a Friction welding or by mirror welding.
Die beschriebene Verbindungstechnik ist auch an anderen
Stellen des Pumpengehäuses anwendbar, beispielsweise
zur Festlegung eines Ventileinsatzes 31 in einer Aufnahme
32 am Pumpenkopf 4, dieser Ventileinsatz ist in
eine Chemikalienansaugleitung eingeschaltet. Dieser
Ventileinsatz 31 besteht zumindest im Berührungsbereich
mit der Aufnahme 32 ebenso wie diese aus einem erweichbaren
Kunststoffmaterial, so daß beide Teile durch eine
Verschweißung dauerhaft miteinander verbunden werden
können.The connection technology described is also on others
Make the pump housing applicable, for example
for fixing a
Claims (12)
- A reciprocating pump for a high-pressure cleaning appliance with a pump housing (2) in which at least one pump chamber (6) with an inlet valve (21, 22, 23) and an outlet valve (28, 29, 30) is arranged, into which pump chamber (6) a piston (7) driven so as to reciprocate plunges in a sealed manner, which pump housing (2) comprises a pump block (3) and a pump head (4) resting tightly against each other at a separation face (5), wherein the pump chambers (6) and/or connecting passages (12, 14) pass through the separation face (5) in a sealed manner and in the region of the separation face (5) receive inserts (17, 18) which can be inserted from the separation face into the pump chambers (6) and/ or the connecting passages (12, 14) and which are secured in the inserted position between the pump block (3) and the pump head (4), characterized in that the pump chambers (6) and the connecting passages (12, 14) in the receiving region of the inserts (17, 18) as well as the inserts (17, 18) consist of a plastics material capable of softening under the action of heat, and the inserts (17, 18) are joined by a weld to the wall of the pump chamber (6) or connecting passage (12, 14) receiving them.
- A reciprocating pump according to Claim 1, characterized in that the pump block (3) and the pump head (4) at least in the region of the separation face consist of a plastics material capable of softening and are joined to each other at the separation face by a weld.
- A reciprocating pump according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the pump housing (2) comprises a connexion for drawing in a chemical, with a valve insert (31) inserted in a receiving means (32) of the pump housing (2), and the valve insert (31) and the receiving means (32) consist - at least in the region of their abutment - of a plastics material capable of softening and are joined to each other in this abutment region by a weld.
- A reciprocating pump according to one of the preceding Claims, characterized in that the weld is an ultrasonic weld.
- A reciprocating pump according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the weld is a vibration weld.
- A reciprocating pump according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the weld is a friction weld.
- A reciprocating pump according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the weld is a reflexion weld.
- A reciprocating pump according to one of the preceding Claims, characterized in that the insert (17, 18) is a sleeve.
- A reciprocating pump according to Claim 8, characterized in that the edge (21) of the sleeve remote from the separation face (5) is constructed in the form of a sealing face for a valve member (22).
- A reciprocating pump according to Claim 8, characterized in that the sleeve is constructed in the form of a sealing sleeve and projects beyond the separation face (5).
- A reciprocating pump according to one of the preceding Claims, characterized in that the insert (14) acts as a support for a spring (28) displacing a valve member (29) against a sealing seat (30).
- A reciprocating pump according to one of the preceding Claims, characterized in that the insert (17, 18) and the pump chamber (6) or connecting passage (12, 14) receiving it carry annular shoulders (24 and 25 respectively) resting against each other when the insert (17, 18) is inserted and being deformed and welded to each other after the thermal softening of the material thereof by the welding as the insert (17, 18) is inserted further.
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