EP2131970A1 - Hochdruckreinigungsgerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Hochdruckpumpe, die mindestens einen Pumpraum aufweist, der mit einer Saugleitung und mit einer Druckleitung verbunden ist. Die Druckleitung steht über eine Rückströmleitung mit der Saugleitung in Strömungsverbindung und in der Rückströmleitung ist ein Entlastungsventil angeordnet mit einem Durchgangskanal, der sich von einem Ventileinlass zu einem ersten Ventilauslass erstreckt. Im Durchgangskanal ist ein Ventilelement beweglich gehalten, das in einer Schließstellung an einem Ventilsitz anliegt. Vom Durchgangskanal zweigt mindestens ein Auslasskanal ab, der in einen zweiten Ventilauslass einmündet. Um das Hochdruckreinigungsgerät störungsunempfindlicher auszugestalten, wird vorgeschlagen, 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 Auslassbereich des Durchgangskanals abdichtet.

Description

Hochdruckreinigungsgerät

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 Ul 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 rezi- prozierend 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 deutlich 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 be- einflusst 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 Durch- gangskanals 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 Abhebebewegung 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 Gehäuseteile 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:

Figur 1: eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Hochdruckreinigungsgerätes;

Figur 2: eine vergrößerte Längsschnittansicht des Pumpenkopfes des Hochdruckreinigungsgerätes aus Figur 1;

Figur 3: eine Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Entlastungsventils des Hochdruckreinigungsgerätes aus Figur 1 und Figur 4: eine Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Entlastungsventils des Hochdruckreinigungsgerätes aus Figur 1.

In den Figuren 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 Figur 3 vergrößert dargestellt. Es umfasst ein zweiteiliges Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil 41, das in einer Umfangs- nut 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 Figur 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 Schließstellung des Entlastungsventils 38 am Ventilsitz 58 dicht anliegt, wie dies in Figur 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 Auslass- kanal 88 auf, dessen radial außenliegender Endbereich einen zweiten Ven- tilauslass 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 Ventilaus- lass 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 Reinigungsflϋssigkeit 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 Figur 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 Figur 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 Figur 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 Umfangsrich- tung 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 Überdruck 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.

Claims

P AT E N T A N S P R Ü C H E

1. 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 des Entlastungsventil einen Durchgangskanal umfasst, der sich von einem Ventil- einlass 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, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (61; 132) in der dem Ventilsitz (58; 136) abgewandten Richtung im Abstand zu dem mindestens einen Auslasskanal (88; 142) von einem Dichtring (66; 139) umgeben ist, der einen dem Ventileinlass (52; 109) benachbarten Einlassbereich (91, 154) des Durchgangskanals (50; 107) von einem dem ersten Ventilauslass (75; 151) benachbarten Auslassbereich (92, 155) des Durchgangskanals (50; 107) abdichtet.

2. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (66; 139) in einer Umfangsnut (64; 138) des Ventilelements (61; 132) angeordnet ist.

3. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Dichtringes (66; 139) größer ist als der Durchmesser des Bodens der Umfangsnut (64; 138).

4. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (61; 132) einen Schließkörper (60; 133) aufweist, der an den Ventilsitz (58; 136) dichtend anlegbar ist, sowie einen Druckkörper (63; 134), der im Abstand zum Schließkörper (60; 133) vom Dichtring (66; 139) umgeben ist.

5. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgangskanal (50; 107) einen Führungsabschnitt (56; 120) umfasst, an dessen Innenwand der Druckkörper (63; 134) unter Zwischenlage des Dichtringes (66; 139) verschiebbar gelagert ist.

6. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt des Durchgangskanals (50; 107) im Bereich stromaufwärts des mindestens einen Auslasskanals (88; 142) größer ist als der Strömungsquerschnitt des Auslasskanals (88; 142).

7. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlastungsventil (38; 98) einen einzigen Auslasskanal (88; 142) aufweist.

8. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (61; 132) sowohl in der Offenstelllung als auch in der Schließstellung des Entlastungsventils (38; 98) den mindestens einen Auslasskanal (88; 142) zumindest teilweise freigibt.

9. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ventilelement (61; 132) ein Anschlag (80; 126) zugeordnet ist, an dem das Ventilelement (61; 132) in der Offenstellung des Entlastungsventils (38; 98) anliegt.

10. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag von einer Verengung (126) des Durchgangskanals (107) gebildet ist.

11. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (80) von einem in den Durchgangskanal (50) ragenden Stützelement (74) gebildet ist.

12. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlastungsventil (98) ein erstes Gehäuseteil (101) und ein zweites Gehäuseteil (102) aufweist, die unter Zwischenlage eines Dichtringes (130) mit einander verbindbar sind.