EP2483558A1

EP2483558A1 - Pumpe für ein hochdruckreinigungsgerät

Info

Publication number: EP2483558A1
Application number: EP10759871A
Authority: EP
Inventors: Robert Nathan; Jürgen Erdmann
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2030-09-24
Also published as: US20120213652A1; US8568109B2; EP2483558B1; CN102510949B; CN102510949A; WO2011039115A1; DK2483558T3; DE102009049095A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät zur Förderung einer Reinigungsflüssigkeit mit mindestens einer Pumpkammer, in die zumindestein hin- und her bewegbarer Kolben eintaucht und die über mindestens ein Einlassventil mit einer Saugleitung und über mindestens ein Auslassventil mit einer Druckleitung verbunden ist, und mit einer von der Druckleitung zur Saugleitung führenden Bypassleitung, in der ein Überströmventil angeordnet ist, dessen Ventilkörper mit einem Steuerkolben verbunden ist, der unter Zwischenlage eines Dichtelements in einer Steuerkammer verschiebbar gehalten ist und den Ventilkörper in Abhängigkeit von der Strömungsrate der Reinigungsflüssigkeit in der Druckleitung in eine Schließstellung oder eine Offenstellung verschiebt. Um die Pumpe derart weiterzubilden, dass sie weniger störungsanfällig und kostengünstiger produzierbar ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass in der Steuerkammer ein Gleitelement angeordnet ist, das an der Wandung der Steuerkammer dicht anliegt, und dass der Steuerkolben unter Zwischenlage des Dichtelements im Gleitelement verschiebbar gehalten ist.

Description

Pumpe für ein

Hochdruckreinigungsgerät

Die Erfindung betrifft eine Pumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät zur Förderung einer Reinigungsflüssigkeit mit mindestens eine Pumpkammer, in die zumindest ein hin- und her bewegbarer Kolben eintaucht und die über mindestens ein Einlassventil mit einer Saugleitung und über mindestens ein Aus- lassventil mit einer Druckleitung verbunden ist, und mit einer von der Druckleitung zur Saugleitung führenden Bypassleitung, in der ein Überströmventil angeordnet ist, dessen Ventilkörper mit einem Steuerkolben verbunden ist, der unter Zwischenlage eines Dichtelements in einer Steuerkammer verschiebbar gehalten ist und der den Ventilkörper in Abhängigkeit von der Strö- mungsrate der Reinigungsflüssigkeit in der Druckleitung in eine Schließstellung oder eine Offenstellung verschiebt, wobei der Steuerkolben die Steuerkammer in eine stromaufwärts einer Drosselstelle mit der Druckleitung verbundene Hochdruckkammer und eine stromabwärts der Drosselstelle mit der Druckleitung verbundene Niederdruckkammer unterteilt.

Derartige Pumpen sind aus der DE 196 07 881 AI bekannt. Mit ihrer Hülse kann eine Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise Wasser, unter Druck gesetzt und anschließend zum Beispiel über einen an die Druckleitung anschließbaren Druckschlauch und einen am freien Ende des Druckschlauches angeordneten Düsenkopf auf einen Gegenstand gerichtet werden. Damit die mechanische Belastung der Pumpe sowie Wärmeverluste reduziert werden können, wird die von der Pumpe geförderte Reinigungsflüssigkeit bei verschlossenem Düsenkopf mit möglichst geringem Strömungswiderstand im Kreislauf geführt, d . h. sie wird von der Druckleitung wieder zur Saugleitung zurückgeführt, so dass sich der Druck in der Druckleitung absenkt. Zu diesem Zweck ist die Druckleitung über eine Bypassleitung mit der Saugleitung verbunden und in der By- passleitung ist ein Überströmventil angeordnet. Im Arbeitsbetrieb der Pumpe, d . h. bei geöffnetem Düsenkopf, verschließt das Überströmventil die Strö- mungsverbindung zwischen der Druckleitung und der Saugleitung . Wird der Düsenkopf verschlossen, so gibt das Überströmventil die Strömungsverbindung zwischen der Druckleitung und der Saugleitung frei, so dass der in der Druckleitung herrschende Druck vermindert wird . Der Ventilkörper des Überströmventils ist zu diesem Zweck mit einem Steuerkolben verbunden, der den Ventilkörper in Abhängigkeit von der Strömungsrate der Reinigungsflüssigkeit in der Druckleitung in eine Schließstellung oder eine Offenstellung verschiebt. Die Strömungsrate der Reinigungsflüssigkeit in der Druckleitung ist davon abhängig, ob der Düsenkopf geöffnet oder verschlossen ist. Wird der Düsenkopf verschlossen, so fällt die Strömungsrate ab und veranlasst dadurch das Stell- glied, den Ventilkörper des Überströmventils in seine Offenstellung zu verschieben, so dass die unter Druck gesetzte Reinigungsflüssigkeit mit möglichst geringem Strömungswiderstand zur Saugleitung strömen kann. Wird der Düsenkopf geöffnet, so erhöht sich die Strömungsrate in der Druckleitung und dies veranlasst den Steuerkolben, den Ventilkörper des Überströmventils in eine Schließstellung zu verschieben, so dass die Pumpe in den normalen Arbeitsbetrieb übergeht.

Der Steuerkolben ist in der Steuerkammer verschiebbar gehalten und unterteilt diese in eine Hochdruckkammer und eine Niederdruckkammer. Die Hoch- druckkammer ist stromaufwärts einer Drosselstelle mit der Druckleitung verbunden, und die Niederdruckkammer ist stromabwärts der Drosselstelle mit der Druckleitung verbunden. Als Drosselstelle kann beispielsweise ein Injektor in der Druckleitung angeordnet sein, mit dessen Hilfe eine Reinigungschemika- lie der unter Druck gesetzten Reinigungsflüssigkeit beigemischt werden kann. Bei Vorliegen einer Flüssigkeitsströmung in der Druckleitung hat die Drosselstelle zur Folge, dass sich der Druck stromabwärts der Drosselstelle vom Druck stromaufwärts der Drosselstelle unterscheidet. Da die Hochdruckkammer stromaufwärts der Drosselstelle mit der Druckleitung verbunden ist, wohingegen die Niederdruckkammer stromabwärts der Drosselstelle mit der Druckleitung in Verbindung steht, wird der Steuerkolben bei Vorliegen einer Flüssigkeitsströmung in der Druckleitung mit einem Differenzdruck beauf- schlagt. Aufgrund des auf ihn einwirkenden Differenzdruckes verschiebt der Steuerkolben den Ventilkörper des Überströmventils entgegen der in der By- passleitung herrschenden Strömungsrichtung in eine Schließstellung, in der der Ventilkörper an einem Ventilsitz des Überströmventils anliegt. Wird die Flüssigkeitsströmung in der Druckleitung unterbrochen, so bewirkt die Dros- seistelle keinen Druckabfall und der Druck in der Niederdruckkammer entspricht dem Druck in der Hochdruckkammer. Bei Fehlen eines Differenzdruckes zwischen den beiden Kammern kann der Steuerkolben mit einer von den Druckflächen der beiden Kammern abhängigen resultierenden Kraft beaufschlagt werden, durch die er in der Steuerkammer derart verschoben wird, dass der Ventilkörper in seine Offenstellung übergeht. Der Ventilkörper nimmt dann einen Abstand zum Ventilsitz ein, und dadurch ist die Strömungsverbindung zwischen der Druckleitung und der Saugleitung freigegeben für einen Kreislaufbetrieb der Pumpe. Der Steuerkolben bewirkt eine dichte Trennung der Hochdruckkammer von der Niederdruckkammer. Hierzu ist zwischen dem Steuerkolben und der Steuerkammer ein Dichtelement angeordnet. Während des Arbeitsbetriebes der

Pumpe wirkt auf das Dichtelement eine beachtliche Druckdifferenz. Dieser Druckdifferenz muss das Dichtelement auch nach längerem Betrieb der Pumpe zuverlässig standhalten, denn eine undichte Trennung der Niederdruckkammer von der Hochdruckkammer im Bereich des Steuerkolbens kann zu einer Be- einträchtigung der Pumpe führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Pumpe der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass sie weniger störungsanfällig ist und kostengünstiger produziert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Pumpe der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Steuerkammer ein Gleitelement angeordnet ist, das an der Wandung der Steuerkammer dicht anliegt, und dass der Steuerkolben unter Zwischenlage des Dichtelements im Gleitelement verschiebbar gehalten ist.

Bei der erfindungsgemäßen Pumpe ist in der Steuerkammer ein Gleitelement angeordnet, an dem der Steuerkolben unter Zwischenlage des Dichtelements gleitend und dichtend anliegt. Das Gleitelement wiederum liegt dicht an der Wandung der Steuerkammer an. Mit Hilfe des Gleitelementes kann die mechanische Belastung des den Steuerkolben in Umfangsrichtung umgebenden Dichtelements reduziert werden, ohne dass es hierzu erforderlich ist, die Wandung der Steuerkammer einer aufwendigen mechanischen Bearbeitung zu unterziehen. Vielmehr kann das Gleitelement als die Wandung glättendes Bauteil ausgestaltet sein, an dem der Steuerkolben mit samt des ihn umgebenden Dichtelements entlanggleiten kann unter Aufrechterhaltung der Ab- dichtung der Niederdruckkammer von der Hochdruckkammer. Das Gleitelement bildet somit eine Dichtfläche, an der das Dichtelement gleitend anliegt.

Das Gleitelement ist bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Die Wandung der Steuerkammer kann beispielsweise aus Messing oder aus einer Aluminiumlegierung gefertigt sein.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Gleitelement aus einem POM (Poly- oxymethylen)- oder einem PTFE (Polytetrafluorethylen)-Material gefertigt ist. Derartige Materialien zeichnen sich durch einen sehr geringen Reibungskoeffizienten und eine hohe Wärmeformbeständigkeit aus.

Günstigerweise ist das Gleitelement schmutzabweisend, d. h. es weist nur eine sehr geringe Adhäsion gegenüber Schmutzpartikeln, Ölen und Fetten auf. Da- durch wird die Störungsanfälligkeit der Pumpe besonders gering gehalten.

Das Gleitelement kann beispielsweise in Form einer Beschichtung ausgestaltet sein, die die Wandung der Steuerkammer innenseitig überdeckt. Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Gleitelement als in die Steuerkammer einsetzbare Gleithülse ausgestaltet. Die Gleithülse bildet ein selbständig handhabbares Bauteil aus, das bei der Montage der Pumpe in die Steuerkammer eingesetzt werden kann. Die Gleithülse kann außenseitig eine Ringnut tragen, in der ein Dichtring angeordnet ist. Mit Hilfe des außenseitig angeordneten Dichtringes kann die Gleithülse dichtend an die Wandung der Steuerkammer angelegt werden.

Die Gleithülse kann einen Anschlag ausbilden, beispielsweise eine Stufe, die den Bewegungsbereich des Steuerkolbens in der Steuerkammer begrenzt. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Pumpe ein hinteres Gehäuseteil und ein vorderes Gehäuseteil auf, die in einem Fügebereich dicht zusammengefügt sind, wobei des vordere Gehäuseteil einen parallel zur Druckleitung ausgerichteten Durchgangskanal umfasst, der die Steuerkammer ausbildet, und wobei das Gleitelement in den Durchgangskanal einsetzbar ist. Das hintere Gehäuseteil ist einer Antriebseinrichtung der Pumpe zugewandt, beispielsweise einem Elektromotor. Zwischen dem Elektromotor und den hinteren Gehäuseteil können ein Getriebe und/oder eine Taumelscheibe und/oder eine Kolbenführung angeordnet sein. Das vordere Gehäuseteil sitzt auf dem hinteren Gehäuseteil auf und ist der Antriebseinrichtung der Pumpe abgewandt. Das vordere Gehäuseteil umfasst einen parallel zur Druckleitung ausgerichteten Durchgangskanal . In den Durchgangskanal kann das Gleitelement bei der Montage der Pumpe auf einfache Weise eingesetzt werden, d . h. die Montagekosten können dadurch gering gehalten werden. Günstigerweise bildet der Durchgangskanal fluchtend zur Steuerkammer ein Teilstück der Bypassleitung aus, das in einen Saugleitungsabschnitt einmündet und das Überströmventil aufnimmt. Das Überströmventil ist somit in dem fluchtend zur Steuerkammer angeordneten Teilstück der Bypassleitung angeordnet und kann bei der Montage der Pumpe in entsprechender Weise wie das Gleitelement in axialer Richtung in den Durchgangskanal eingesetzt werden. Die Montage der Pumpe gestaltet sich dadurch besonders einfach. Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Überströmventil ein hülsenförmiges Ventilgehäuse aufweist, das einen Ventilsitz ausbildet und in den Durchgangskanal einsetzbar ist. Günstigerweise bildet der Durchgangskanal einen Anschlag für das Ventilgehäuse des Überströmventils aus. Dies gibt bei der Montage der Pumpe die Möglichkeit, zunächst das Ventilgehäuse des Überströmventils in den Durchgangskanal einzusetzen, und in einem nachfolgenden Montageschritt kann das Gleitelement in den Durchgangskanal eingesetzt werden, und daraufhin kann dann der Steuerkolben in das Gleitelement eingesetzt werden. Das Gleitelement und das hülsenförmige Ventilgehäuse des Überströmventils können jeweils koaxial zur Längsachse des Durchgangskanals ausgerichtet sein.

Zwischen dem Ventilgehäuse des Überströmventils und dem Steuerkolben kann eine Druckfeder angeordnet sein, die sich einerseits am Ventilgehäuse und andererseits am Steuerkolben abstützt und diesen mit einer Rückstellkraft beaufschlagt, nachdem er den Ventilkörper des Überströmventils in eine Offenstellung verschoben hat. Günstigerweise schließt sich in die dem Ventilkörper des Überströmventils zugewandte Richtung an den Steuerkolben ein Schaft an, der von der Druckfeder umgeben ist und ein Führungselement für die Druckfeder ausbildet.

Eine besonders einfache Montage wird bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe dadurch erzielt, dass sich der Durchgangskanal von einer Stirnseite bis zu einer Rückseite des vorderen Gehäuseteils erstreckt und das Gleitelement sowie das Ventilgehäuse stirnseitig in den Durchgangskanal einsetzbar sind.

Günstig ist es, wenn der Durchgangskanal nach der Montage des Ventilgehäu- ses des Überströmventils und des Gleitelementes sowie des Steuerkolbens stirnseitig mittels eines Verschlussstopfens verschließbar ist.

Bevorzugt ist im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen ein Saugleitungsabschnitt angeordnet, in den das das Überströmventil aufnehmende Teil- stück der Bypassleitung einmündet. Der Saugleitungsabschnitt kann vor dem Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile auf einfache Weise kostengünstig gefertigt werden. Dadurch können die Herstellungs- und Montagekosten der Pumpe zusätzlich verringert werden. Darüber hinaus kann durch die Anordnung des Saugleitungsabschnitts im Fügebereich zwischen den beiden Gehäu- seteilen die Bypassleitung sehr kurz gewählt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Strömungsverluste der Reinigungsflüssigkeit in der Bypassleitung gering gehalten werden können. Der zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordnete Saugleitungsabschnitt kann einen verhältnismäßig großen Strömungsquerschnitt aufweisen. Dadurch können die Strömungsverluste der Reini- gungsflüssigkeit im Kreislaufbetrieb der Pumpe zusätzlich reduziert werden.

Die Anordnung des Saugleitungsabschnitts im Fügebereich zwischen dem vorderen und dem hinteren Gehäuseteil hat darüber hinaus den Vorteil, dass der geometrische Verlauf des Saugleitungsabschnittes geringeren Randbedingun- gen unterliegt, denn vor dem Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile ist der Fügebereich für eine Bearbeitung und Formgebung direkt zugänglich. Für den zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordneten Saugleitungsabschnitt kann deshalb bei Bedarf auch ein kurviger Verlauf gewählt werden, ohne dass dadurch die Fertigungskosten wesentlich erhöht werden. Dies wiederum gibt dem Konstrukteur die Möglichkeit, die Anordnung der restlichen Leitungen und Aufnahmeräume der Pumpe im Hinblick auf eine möglichst geringe Baugröße und einen möglichst geringen Materialeinsatz zu optimieren. Insbesondere kann der Verlauf der Bypassleitung dahingehend optimiert werden, dass die Bypassleitung einen möglichst geringen Strömungswiderstand aufweist und dass das Überströmventil auf einfache Weise in die Bypassleitung einsetzbar ist.

Die Abdichtung des zwischen den beiden Gehäuseteilen verlaufenden Sauglei- tungsabschnitts kann auf kostengünstige Weise mittels Dichtringe erfolgen, die zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordnet sind . Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordnete Saugleitungsabschnitt zwischen einem ersten Dichtring und einem zweiten Dichtring verläuft, die zwischen den beiden Gehäuseteilen positioniert sind. Die beiden Dichtringe können nicht nur die Funktion aufweisen, den zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordneten Saugleitungsabschnitt dicht zu verschließen, sondern sie können zusätzlich die Funktion übernehmen, den Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen abzudichten.

Von Vorteil ist es, wenn der zwischen den beiden Gehäuseteilen verlaufende Saugleitungsabschnitt einen Ausgangsabschnitt der Saugleitung ausbildet. An den Ausgangsabschnitt kann sich mindestens eine Eingangsleitung anschließen, die ein Einlassventil aufnimmt und zu einer Pumpkammer führt. Über den im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordneten Sauglei- tungsabschnitt ist somit die Bypassleitung mit mindestens einer Eingangsleitung verbunden, die zu einer Pumpkammer führt. Damit lassen sich die Strömungsverluste der Reinigungsflüssigkeit im Kreislaufbetrieb der Pumpe zusätzlich verringern.

Günstigerweise umfasst die Saugleitung einen im vorderen Gehäuseteil angeordneten Eingangsabschnitt und der im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen verlaufende Saugleitungsabschnitt bildet einen Ausgangsabschnitt der Saugleitung . Der Eingangsabschnitt kann von einem Sauganschluss der Pumpe ausgehen und beispielsweise quer zur Druckleitung ausgerichtet sein. An den Eingangsabschnitt kann sich der zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordnete Ausgangsabschnitt unmittelbar anschließen.

Der im Fügebereich verlaufende Saugleitungsabschnitt ist vorzugsweise zu- mindest in einem Teilstück bogenförmig gekrümmt. Die bogenförmige Krümmung ist insbesondere im Hinblick auf die beengten Platzverhältnisse der Pumpe vorteilhaft, denn dadurch kann der Saugleitungsabschnitt Aufnahmeräume für die Einlass- und Auslassventile und für den Steuerkolben und bei Bedarf auch die Druckleitung umgeben. Vor allem ein kreisbogenförmiger Verlauf des im Fügebereich angeordneten Saugleitungsabschnitts hat sich als günstig erwiesen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpe ist der im Fügebereich verlaufende Saugleitungsabschnitt als in sich geschlossener Ring ausgestaltet. Bei einer derartigen Ausführungsform kann sich im Fügebereich zwischen dem hinteren Gehäuseteil und dem vorderen Gehäuseteil ein Ringraum erstrecken, der den genannten Saugleitungsab- schnitt ausbildet. Der Ringraum kann einen verhältnismäßig großen Strömungsquerschnitt aufweisen, so dass der mindestens einen Pumpkammer die zu fördernde Reinigungsflüssigkeit mit geringem Strömungswiderstand zugeführt werden kann. Insbesondere im Kreislaufbetrieb der Pumpe kann die Rei- nigungsflüssigkeit mit geringen Strömungsverlusten ausgehend von der Pumpkammer über die Druckleitung, die Bypassleitung und die Saugleitung zur Pumpkammer zurückgeführt werden.

Das vordere Gehäuseteil der Pumpe weist eine rückseitige Trennfläche auf, die unter Zwischenlage von mindestens einem Dichtelement auf eine frontseitige Trennfläche des hinteren Gehäuseteiles aufgesetzt ist. Bevorzugt ist in mindestens eine der Trennflächen ein Kanal eingeformt, der zumindest ein Teil des im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordneten

Saugleitungsabschnittes ausbildet. Der Kanal ist an einer Außenseite von min- destens einem der Gehäuseteile angeordnet und kann dadurch sehr kostengünstig hergestellt werden.

Günstig ist es, wenn in die rückseitige Trennfläche des vorderen Gehäuseteils ein Kanal eingeformt ist, der von der frontseitigen Trennfläche des hinteren Gehäuseteils abgedeckt ist und der den im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordneten Saugleitungsabschnitt ausbildet.

Der im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen verlaufende Saugleitungsabschnitt umgreift bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Druckleitung in einem Abstand . Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der im Fügebereich verlaufende Saugleitungsabschnitt die Druckleitung ringförmig umgibt.

Der Steuerkolben ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung über eine parallel zur Druckleitung ausgerichtete Kolbenstange mit dem Ventilkörper des Überströmventils verbunden. An den Ventilkörper kann sich ein Schaltstößel an- schließen zur Betätigung eines Schaltelementes, und im Mündungsbereich zwischen dem das Überströmventil aufnehmenden Teilstück der Bypassleitung und dem Saugleitungsabschnitt ist bevorzugt eine Stößelführung angeordnet, an der der Schaltstößel gleitend anliegt. Der Mündungsbereich zwischen dem das Überströmventil aufnehmenden Teilstück der Bypassleitung und dem im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordneten Saugleitungsabschnitt bildet somit eine Aufnahme aus für eine Stößelführung, an der der Schaltstößel gleitend anliegt. Mittels des Schaltstößels kann in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerkolbens ein Schaltelement betätigt werden. Der Steuerkolben kann somit nicht nur den Ventilkörper des Überströmventils ver- schieben sondern auch den Schaltstößel. Das vom Schaltstößel betätigbare Schaltelement kann beispielsweise eine Antriebseinrichtung der Pumpe, vorzugsweise einen Elektromotor, ein- und ausschalten. Durch Betätigung des Schaltstößels kann somit die Pumpe aktiviert und deaktiviert werden. Wird die Flüssigkeitsströmung in der Druckleitung unterbunden, so kann der Ventilkör- per des Überströmventils in seine Offenstellung übergehen und der Schaltstößel kann die Pumpe ausschalten. Wird die Flüssigkeitsströmung in der Druckleitung wieder freigegeben, so kann der Ventilkörper des Überströmventils seine Schließstellung einnehmen und mittels des Schaltstößels kann die Pumpe wieder eingeschaltet werden. Damit der Schaltstößel während seiner Bewegung nicht verkantet, liegt er gleitend an der Stößelführung an. Diese ist zur Vereinfachung der Montage der Pumpe im Mündungsbereich zwischen der Bypassleitung und dem im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordneten Saugleitungsabschnitt positioniert.

Günstigerweise ist die Stößelführung als koaxial zur Längsachse des Durch- gangskanals ausgerichtete Führungshülse ausgestaltet.

Wie bereits erläutert, kann das Gleitelement in Form einer Gleithülse ausgebildet sein und der Ventilkörper des Überströmventils kann in Form einer Ventilhülse ausgebildet sein. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es günstig, wenn die Gleithülse, die Ventilhülse und auch die Führungshülse koaxial zur Längsachse des Durchgangskanals des vorderen Gehäuseteiles ausgerichtet sind, da dadurch die Montage der Pumpe besonders einfach durchgeführt werden kann.

Die Stößelführung ist bevorzugt im Fügebereich zwischen den beiden Gehäu- seteilen angeordnet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Stößelführung bei der Montage der beiden Gehäuseteile rückseitig in den das vordere Gehäuseteil durchgreifenden Durchgangskanal einsetzbar ist.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin- dung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung . Es zeigen :

Figur 1 : einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Pumpe; Figur 2 : eine perspektivische, in einem vorderen Gehäuseteil teilweise geschnittene Darstellung der Pumpe aus Figur 1 schräg von vorne; Figur 3 : eine perspektivische, in einem hinteren Gehäuseteil teilweise geschnittene Darstellung der Pumpe aus Figur 1 schräg von hinten;

Figur 4: eine vergrößerte Schnittdarstellung der Pumpe aus Figur 1 im Bereich eines Überströmventils, dessen Ventilkörper eine Schließstellung einnimmt und

Figur 5 : eine vergrößerte Schnittdarstellung der Pumpe aus Figur 1 im Bereich des Überströmventils, wobei dessen Ventilkörper eine Offenstellung einnimmt.

In der Zeichnung ist schematisch eine Pumpe 10 für ein Hochdruckreinigungsgerät dargestellt. Die Pumpe 10 umfasst ein Pumpengehäuse 12 mit einem hinteren Gehäuseteil 14 und einem vorderen Gehäuseteil 16. Die beiden Gehäuseteile sind bevorzugt in Form von Aluminium-Druckgussteilen ausgestaltet. Das vordere Gehäuseteil 16 ist mit einer rückseitigen Trennfläche 20 versehen, die auf eine frontseitige Trennfläche 22 des hinteren Gehäuseteils 14 aufgesetzt ist unter Zwischenlage eines äußeren Dichtringes 24 und eines inneren Dichtringes 26. Die beiden Dichtringe 24 und 26 sind konzentrisch zueinander am äußeren bzw. am inneren Rand eines in die rückseitige Trennfläche 20 des vorderen Gehäuseteiles 16 eingeformten Ringkanals 28 angeordnet. Der Ringkanal 28 wird insbesondere aus Figur 3 deutlich. Er bildet einen Ausgangsabschnitt 30 einer Saugleitung, deren Eingangsabschnitt 32 in Form eines Sackloches in das vordere Gehäuseteil 16 eingeformt ist.

Das hintere Gehäuseteil 14 nimmt Pumpkammern 34 auf, in die jeweils ein zylindrischer Kolben 36a bzw. 36b eintaucht. Die Kolben 36a, 36b sind durch eine lippenförmige Ringdichtung 38a bzw. 38b gegenüber der jeweiligen Pumpkammer 34 abgedichtet. Insgesamt weist das hintere Gehäuseteil 14 drei Pumpkammern auf, in die jeweils ein Kolben eintaucht. Zur Erzielung einer besseren Übersicht sind in der Zeichnung nur eine Pumpkammer 34 und zwei Kolben 36a und 36b dargestellt. Sämtliche Kolben werden durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte, an sich bekannte Taumelscheibe oszillierend in die jeweilige Pumpkammer 34 eingeschoben und durch eine den jeweiligen Kolben umgebende Schraubenfeder 40 wieder aus der Pumpkammer herausgezogen, so dass sich das Volumen der Pumpkammern 34 periodisch ändert.

Jede Pumpkammer 34 steht über eine Eingangsleitung 42, in die ein Einlassventil 44 eingesetzt ist, mit dem ringförmigen Ausgangsabschnitt 30 der Saugleitung in Strömungsverbindung. Hierzu mündet die Eingangsleitung 42 in die frontseitige Trennfläche 22 des hinteren Gehäuseteils 14. Dies wird bei- spielsweise aus Figur 2 deutlich.

Über eine Ausgangsleitung 46, in die ein Auslassventil 48 eingesetzt ist, steht jede Pumpkammer 34 mit einer in Längsrichtung der Pumpe 10 verlaufenden, in das vordere Gehäuseteil 16 eingeformten Druckleitung 50 in Strömungsver- bindung. Die Ausgangsleitung 46 mündet hierzu in die frontseitige Trennfläche 22 des hinteren Gehäuseteils und die Druckleitung 50 geht von der rückseitigen Trennfläche 20 des vorderen Gehäuseteiles 16 aus und erstreckt sich bis zu einer dem hinteren Gehäuseteil 14 abgewandten Stirnseite 52 des vorderen Gehäuseteils 16. Die Stirnseite 52 bildet das vordere Ende der Pumpe 10. Der Bereich zwischen den Ausgangsleitungen 46 der Pumpkammern 34 und der Druckleitung 50 wird radial nach außen vom inneren Dichtring 24 abgedichtet.

In der Druckleitung 50 ist ein zentrales Druckventil 52 angeordnet und stromabwärts des Druckventiles 54 nimmt die Druckleitung 50 ein Drosselelement in Form eines Injektors 56 auf. Dieser umfasst in üblicher Weise eine sich in Strömungsrichtung zunächst verengende und sich anschließend wieder erweiternde Durchgangsbohrung 58, von deren engster Stelle eine Querbohrung 60 abzweigt.

Parallel zur Druckleitung 50 erstreckt sich von der Stirnseite 52 bis zur rück- seitigen Trennfläche 20 ein stufig ausgestalteter Durchgangskanal 62 durch das vordere Gehäuseteil 16 hindurch. Der stirnseitige Endbereich des Durchgangskanals 62 nimmt einen Verschlussstopfen 64 auf, der den Durchgangskanal 62 stirnseitig dicht verschließt. In dem sich an den Verschlussstopfen 64 anschließenden Bereich definiert der Durchgangskanal 62 eine Steuerkammer 66, an die sich über eine Stufe 68 ein unteres Teilstück 70 einer nachfolgend näher erläuterten Bypassleitung anschließt. Das untere Teilstück 70 nimmt ein Überströmventil 72 auf und mündet in den Ringkanal 28 und damit in den im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen 14, 16 angeordneten Ausgangsabschnitt 30 der Saugleitung .

Die Steuerkammer 66 ist zylindrisch ausgebildet und nimmt ein Gleitelement in Form einer Gleithülse 74 auf, die unter Zwischenlage eines Dichtringes 76 an der Wand der Steuerkammer 66 dicht anliegt. In der Gleithülse 74 ist ein Stellglied in Form eines Steuerkolbens 78 parallel zur Längsachse der Druck- leitung 50 verschiebbar gehalten. Der Steuerkolben 78 unterteilt die Steuerkammer 66 in eine dem Verschlussstopfen 64 zugewandte Niederdruckkammer 80 und eine dem Verschlussstopfen 64 abgewandte Hochdruckkammer 82, an die sich das untere Teilstück 70 der Bypassleitung anschließt. An seiner der Gleithülse zugewandten Außenseite trägt der Steuerkolben eine umlaufende Ringnut, in der ein Dichtelement in Form eines Kolbendichtringes 81 angeordnet ist.

In das untere Teilstück 70 der Bypassleitung ist unter Zwischenlage eines Dichtringes 84 eine Ventilhülse 86 eingesetzt, die ein Ventilgehäuse des Überströmventils 72 ausbildet und einen Ventilsitz 88 umfasst. An den Ventilsitz 88 ist ein Ventilkörper 90 des Überströmventils 72 in einer Schließstellung, die in Figur 4 dargestellt ist, dichtend anlegbar. Der Ventilkörper 90 wird von einer radialen Erweiterung einer Kolbenstange 92 gebildet, die sich parallel zur Längsachse der Druckleitung 50 erstreckt und mit ihrem dem Verschlussstopfen 64 zugewandten Ende mit einem an den Steuerkolben 78 angeformten Schaft 94 verbunden ist.

Auf der dem Schaft 94 abgewandten Seite des Ventilkörpers 90 bildet die Kolbenstange 92 einen Schaltstößel 96, der in einer Stößelführung in Form einer Führungshülse 98 unter Zwischenlage eines Dichtringes 100 gleitend geführt ist. Die Führungshülse 98 ist fluchtend zur Ventilhülse 86 des Überströmventils 72 und im Abstand zu dieser im Ringkanal 28 der rückseitigen Trennfläche 20 des vorderen Gehäuseteils 16 angeordnet. Die Führungshülse 98 ist somit im Mündungsbereich zwischen dem das Überströmventil 72 aufnehmenden Teilstück 70 der Bypassleitung und dem Ausgangsabschnitt 30 der Saugleitung positioniert.

Der Schaltstößel 96 taucht mit seinem freien Ende in eine Aufnahme 102 ein, die seitlich in das hintere Gehäuseteil 14 eingeformt ist und die ein an sich be- kanntes und in Figur 1 strichpunktiert dargestelltes Schaltelement 104 aufnimmt, das vom Schaltstößel 96 betätigt werden kann. Der Schaltstößel durchgreift somit den Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen 14 und 16.

Der in der Druckleitung 50 angeordnete Injektor 56 weist auf seiner Außenseite eine Ringnut 106 auf, in die die Querbohrung 60 einmündet. An die Ringnut 106 schließt sich eine Steuerleitung 108 an, über die die Ringnut 106 mit der Niederdruckkammer 80 in Strömungsverbindung steht.

Stromaufwärts des Injektors 56 und des zentralen Druckventils 54 erstreckt sich von der Druckleitung 50 zur Hochdruckkammer 82 ein oberes Teilstück 110 der Bypassleitung . An das obere Teilstück 110 schließt sich im Durchgangskanal 62 das bereits erwähnte untere Teilstück 70 der Bypassleitung an. Die von den beiden Teilstücken 70 und 110 gebildete Bypassleitung definiert somit eine Strömungsverbindung zwischen der Druckleitung 50 und dem Ausgangsabschnitt 30 der Saugleitung. Diese Strömungsverbindung kann in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers 90 des Überströmventils 72 freigegeben und unterbunden werden.

Wie insbesondere aus Figur 2 deutlich wird, umgibt der Ringkanal 28 und damit der Ausgangsabschnitt 30 der Saugleitung sowohl die Druckleitung 50 als auch sämtliche Ausgangsleitungen 46 der einzelnen Pumpkammern 34 in Umfangsrichtung . Ein radial mittig angeordneter Hochdruckabschnitt des Fü- gebereichs zwischen den beiden Gehäuseteilen 14 und 16 ist somit vom Ringkanal umgeben und wird gegenüber dem Ringkanal mittels des inneren Dichtrings 26 abgedichtet. Der innere Dichtring 26 trennt den radial mittig ange- ordneten Hochdruckabschnitt des Fügebereichs von einem ringförmigen Niederdruckabschnitt des Fügebereichs. Der Niederdruckabschnitt umgibt den Hochdruckabschnitt. Er ist in Form des Ringkanals 28 ausgebildet und radial außenseitig mittels des äußeren Dichtrings 24 abgedichtet.

Über den Eingangsabschnitt 32 und den Ausgangsabschnitt 30 der Saugleitung und die sich im Fügebereich an den Ausgangsabschnitt 30 anschließenden Eingangsleitungen 42 können die Pumpkammern 34 mit zu fördernder Reinigungsflüssigkeit versorgt werden. In den Pumpkammern 34 wird die Reini- gungsflüssigkeit aufgrund der oszillierenden Bewegung der Kolben 36 unter Druck gesetzt, und über die Ausgangsleitungen 46 wird die unter Druck gesetzte Flüssigkeit der Druckleitung 50 zugeführt.

Im normalen Betrieb der Pumpe 10 durchströmt die unter Druck gesetzte Rei- nigungsflüssigkeit den Injektor 56. Dieser bildet in der Druckleitung 50 eine Drosselstelle, an der die durchströmende Reinigungsflüssigkeit eine Druckabsenkung erleidet, so dass der stromaufwärts des Injektors 56 angeordnete Bereich der Druckleitung 50 einen höheren Druck aufweist als der Bereich der Druckleitung in Höhe der Querbohrung 60 des Injektors 56. Solange die Druckleitung 50 mit Reinigungsflüssigkeit durchströmt wird, wird die über die Steuerleitung 108 mit der Querbohrung 60 verbundene Niederdruckkammer 80 mit einem geringeren Druck beaufschlagt als die über das obere Teilstück 110 der Bypassleitung mit dem Eintrittsbereich der Druckleitung 50 verbundene Hochdruckkammer 82. Dies hat zur Folge, dass der Steuerkolben 78 in Richtung des Verschlussstopfens 64 verschoben wird, so dass der Ventilkörper 90 des Überströmventils 72 am Ventilsitz 88 dicht anliegt und dadurch die Strömungsverbindung zwischen der Druckleitung 50 und dem Ausgangsab- schnitt 30 der Saugleitung unterbrochen ist. Die Bewegung des Steuerkolbens 78 in Richtung des Verschlussstopfens 64 wird von einer Druckfeder 116 unterstützt, die den Schaft 94 umgibt und einerseits am Steuerkolben 78 und andererseits an der Ventilhülse 86 anliegt.

Wird die Strömung der Reinigungsflüssigkeit durch die Druckleitung 50 unterbrochen, beispielsweise indem ein Düsenkopf, der über einen Druckschlauch an die Druckleitung 50 angeschlossen ist, verschlossen wird, so ergibt sich im Bereich der Verengung des Injektors 56 keine dynamische Druckabsenkung, der Druck in diesem Bereich ist vielmehr gleich wie der stromaufwärts des Druckventils 54 herrschende Druck. In diesem Falle ergeben sich in der Niederdruckkammer 80 und der Hochdruckkammer 82 gleiche Drücke, und entsprechend einer geeigneten Abmessung der wirksamen Druckflächen des Steuerkolbens 78 wird dieser dadurch entgegen der Wirkung der Druckfeder 116 in die dem Verschlussstopfen 64 abgewandte Richtung verschoben. Folglich hebt der Ventilkörper 90 vom Ventilsitz 88 ab, so dass das Überströmventil 82 die Strömungsverbindung von der Druckleitung 50 über die Teilstücke 70 und 110 der Bypassleitung zum Ausgangsabschnitt 30 der Saugleitung freigibt. Dadurch kann der in der Druckleitung 50 herrschende Druck abgesenkt werden.

Die Bewegung des Steuerkolbens 78 und der mit diesem verbundenen Kolbenstange 92 führt auch zu einer Betätigung des Schaltelementes 104. Dadurch kann der Antrieb der Pumpe 10 abgeschaltet werden. Ein unnötiger Betrieb des Antriebes bei verschlossenem Düsenkopf wird dadurch vermieden. Die Wiederinbetriebnahme des Antriebes erfolgt, wenn der Düsenkopf geöffnet wird, denn dadurch kann über den Düsenkopf Reinigungsflüssigkeit abgegeben werden, so dass sich in der Druckleitung 50 eine Flüssigkeitsströmung ausbildet. Dies wiederum führt am Injektor 56 und damit auch in der Niederdruck- kammer 80 zu einer Druckabsenkung und folglich zu einer Bewegung des

Steuerkolbens 78 in Richtung des Verschlussstopfens 64. Der Steuerkolben 78 wird dann unter der Wirkung der Druckverhältnisse und unter der Wirkung der Druckfeder 116 wieder so weit in die dem Verschlussstopfen zugewandte Richtung verschoben, dass der Ventilkörper 90 seine Schließstellung einnimmt, in der er am Ventilsitz 88 anliegt. Außerdem wird durch die Verschiebung des Steuerkolbens 78 auch die Kolbenstange 92 und mit ihr der Schaltstößel 96 verschoben, so dass mittels des Schaltelements 104 der Antrieb der Pumpe 10 wieder eingeschaltet wird. Die Bewegung des Steuerkolbens, der die Stellung des Ventilkörpers 90 ebenso steuert wie die Stellung des Schaltstößels 96, erfolgt sehr leichtgängig innerhalb der Gleithülse 74. Letztere ist aus einem POM-Material oder aus einem PTFE-Material gefertigt und weist gegenüber dem Steuerkolben 78 und dem außenseitig am Steuerkolben 78 anliegenden Kolbendichtring 81 einen geringen Reibungskoeffizienten auf. Unter Aufrechterhaltung seiner Dichtwirkung kann der Kolbendichtring 81 zusammen mit dem Steuerkolben 78 in der Gleithülse 74 parallel zur Längsachse der Druckleitung 50 hin- und her verschoben werden in Abhängigkeit von den in der Druckleitung 50 herrschenden Strömungsverhältnissen.

Die Montage der Gleithülse 74 erfolgt ebenso wie die Montage der Ventilhülse 86 auf einfache Weise dergestalt, dass die beiden Hülsen 74 und 86 stirnseitig, d . h. ausgehend von der Stirnseite 52 des vorderen Gehäuseteils 16, in den Durchgangskanal 62 eingesetzt werden. Anschließend kann die Druckfeder 116 in den Durchgangskanal eingesetzt werden, wobei sich die Druckfeder 116 an der Ventilhülse 86 abstützt. In einem weiteren Montageschritt können dann der Steuerkolben 78 und der einstückig mit dem Steuerkolben 78 verbundene Schaft 94 in den Durchgangskanal 62 eingesetzt werden, wobei der Schaft 94 eine Position innerhalb der Druckfeder 116 einnimmt, und in einem nachfolgenden Montageschritt kann dann mittels des Verschlussstopfens 64 der Durchgangskanal 62 dicht verschlossen werden. Die Kolbenstange 92 kann dann von der rückseitigen Trennfläche 20 aus in den Durchgangskanal 62 eingesetzt und in den Schaft 94 eingeschraubt werden, und daraufhin kann die Führungshülse 98 auf den Schaltstößel 96 aufgesetzt und in den der rückseitigen Trennfläche 20 benachbarten Endbereich des Durchgangskanal 62 eingesetzt werden. Das Überströmventil 72 lässt sich somit ebenso wie der Steuer- kolben 78 und die Gleithülse 74 auf einfache Weise im Durchgangskanal 62 montieren. Nach erfolgter Montage dieser Bauteile können dann die beiden Gehäuseteile 14 und 16 unter Zwischenlage der äußeren und inneren Dichtringe 24, 26 zusammengefügt werden. Die beiden Gehäuseteile 14 und 16 können beispielsweise mittels Spannschrauben miteinander verschraubt wer- den.

Claims

PAT E N TA N S P R Ü C H E

Pumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät zur Förderung einer Reinigungsflüssigkeit mit mindestens einer Pumpkammer, in die zumindest ein hin- und her bewegbarer Kolben eintaucht und die über mindestens ein Einlassventil mit einer Saugleitung und über mindestens ein Auslassventil mit einer Druckleitung verbunden ist, und mit einer von der Druckleitung zur Saugleitung führenden Bypassleitung, in der ein Überströmventil angeordnet ist, dessen Ventilkörper mit einem Steuerkolben verbunden ist, der unter Zwischenlage eines Dichtelements in einer Steuerkammer verschiebbar gehalten ist und den Ventilkörper in Abhängigkeit von der Strömungsrate der Reinigungsflüssigkeit in der Druckleitung in eine Schließstellung oder eine Offenstellung verschiebt, wobei der Steuerkolben die Steuerkammer in eine stromaufwärts einer Drosselstelle mit der Druckleitung verbundene Hochdruckkammer und eine stromabwärts der Drosselstelle mit der Druckleitung verbundene Niederdruckkammer unterteilt, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerkammer (66) ein Gleitelement (74) angeordnet ist, das an der Wandung der Steuerkammer (66) dicht anliegt, und dass der Steuerkolben (78) unter Zwischenlage des Dichtelements (81) im Gleitelement (74) verschiebbar gehalten ist.

Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (74) aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist.

Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (74) schmutzabweisend ist.

Pumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement als in die Steuerkammer (66) einsetzbare Gleithülse (74) ausgestaltet ist.

Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (10) ein hinteres Gehäuseteil (14) und ein vorderes Gehäuseteil (16) aufweist, die in einem Fügebereich dicht zusammengefügt sind, wobei das vordere Gehäuseteil (16) einen parallel zur Druckleitung (50) ausgerichteten Durchgangskanal (62) aufweist, der die Steuerkammer (66) ausbildet, und wobei das Gleitelement (74) in den Durchgangskanal (62) einsetzbar ist.

Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgangskanal (62) fluchtend zur Steuerkammer (66) ein Teilstück (70) der Bypassleitung ausbildet, das in einen Saugleitungsabschnitt (30) einmündet und das Überströmventil (72) aufnimmt.

Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Überströmventil (72) ein hülsenförmiges Ventilgehäuse (86) aufweist, das einen Ventilsitz (88) ausbildet und in den Durchgangskanal (62) einsetzbar ist.

Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Durchgangskanal (62) von einer Stirnseite (52) bis zu einer Rückseite (20) des

vorderen Gehäuseteils (16) erstreckt und dass das Gleitelement (74) und das Ventilgehäuse (86) stirnseitig in den Durchgangskanal (62) einsetzbar sind .

9. Pumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugleitungsabschnitt (30) im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen (14, 16) angeordnet ist.

10. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugleitungsabschnitt (30) als in sich geschlossener Ring ausgestaltet ist.

11. Pumpe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (78) über eine parallel zur Druckleitung (50) ausgerichtete Kolbenstange (92) mit dem Ventilkörper (90) verbunden ist, an den sich ein Schaltstößel (96) zur Betätigung eines Schaltelementes (104) anschließt, und dass im Mündungsbereich zwischen dem das Überströmventil (72) aufnehmenden Teilstück (70) der Bypassleitung und dem Saugleitungsabschnitt (30) eine Stößelführung (98) angeordnet ist, an der der Schaltstößel (96) gleitend anliegt.

12. Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößelführung als koaxial zur Längsachse des Durchgangskanals (62) ausgerichtete Führungshülse (98) ausgestaltet ist.

13. Pumpe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößelführung (98) im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen (14, 16) angeordnet ist.