EP2817516B1

EP2817516B1 - Pumpe für ein hochdruckreinigungsgerät und hochdruckreinigungsgerät

Info

Publication number: EP2817516B1
Application number: EP12705138.1A
Authority: EP
Inventors: Ronald Krauter; Patrik KOEPPEN; Frank Heinrich
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2032-02-20
Also published as: WO2013123969A1; EP2817516A1; DK2817516T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät zum Fördern einer Reinigungsflüssigkeit, wobei die Pumpe einen Pumpenkopf aufweist, der einen Grundkörper umfasst, in dem eine Saugleitung und eine mit dieser über mindestens eine Pumpkammer verbundene Druckleitung gebildet ist, eine Bypassleitung, die die Druckleitung mit der Saugleitung verbindet, quer zur Druckleitung ausgerichtet ist und eine Pumpenebene mit dieser definiert, sowie eine mit der Druckleitung verbundene Abgabeleitung zum Anschließen einer externen Flüssigkeitsleitung, wobei der Pumpenkopf ein an der Bypassleitung angeordnetes Überströmventil aufweist, dessen Ventilkörper mit einem Kolben verbunden ist, der von der der Bypassleitung gegenüberliegenden Seite in die Druckleitung eintaucht, eine mit der Abgabeleitung über einen Druckkanal in Strömungsrichtung stehende Druckkammer abschnittsweise begrenzt und der abhängig vom Flüssigkeitsdruck in der Druckkammer den Ventilkörper zum Öffnen und Schließen der Bypassleitung bewegt.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Hochdruckreinigungsgerät.
Mit einer derartigen Pumpe kann eine Reinigungsflüssigkeit, insbesondere Wasser unter Druck gesetzt und gefördert werden. Wasser wird der Pumpe über die Saugleitung zugeführt, in der Pumpkammer verdichtet und an die Druckleitung abgegeben. Über die mit der Druckleitung verbundene Abgabeleitung kann die Reinigungsflüssigkeit an eine externe, an den Pumpenkopf angeschlossene Flüssigkeitsleitung, etwa einen Hochdruckschlauch, abgegeben werden. Am Ende der Flüssigkeitsleitung ist eine Druckdüse angeordnet, beispielsweise einer angeschlossenen Hochdruckpistole, die auf einen zu reinigenden Gegenstand gerichtet werden kann. Um die mechanische Belastung der Pumpe zu reduzieren, ist die Bypassleitung vorgesehen, über die die geförderte Reinigungsflüssigkeit in der Pumpe im Kreislauf gefördert werden kann. Beim Verschließen der Druckdüse entsteht ein Druckstoß in der Abgabeleitung, der über den Druckkanal in die Druckkammer übertragen werden kann und auf den Kolben einwirkt. Der Kolben kann den Ventilkörper, der bei geöffnetem Düsenkopf dichtend an einem Ventilsitz des Überströmventils anliegt, anheben. Dadurch wird die Bypassleitung freigegeben und Reinigungsflüssigkeit im Kreislauf gefördert. Wird der Düsenkopf wieder geöffnet, fällt der Druck in der Druckkammer ab, und üblicherweise unter der Kraft eines Rückstellelementes wird der Kolben zum Verschieben der Bypassleitung mit dem Überströmventil in seine ursprüngliche Lage überführt.
Eine Pumpe der eingangs genannten Art, bei der die Druckleitung und die Bypassleitung quer zueinander ausgerichtet sind und eine Pumpenebene definieren und der Kolben von der der Bypassleitung gegenüberliegenden Seite in die Druckleitung eintaucht, zeichnet sich durch eine kompakte flache Bauweise unter Einsatz einer geringen Menge an Material sowie durch geringe Bearbeitungs- und Herstellungskosten aus. Bei der Fertigung wird der Pumpenkopf aus dem Grundkörper gefertigt, in den Bohrungen zur Ausbildung der jeweiligen Fluidleitungen und Fluidkanäle eingebracht werden
Bei Pumpen für Hochdruckreinigungsgeräte ist es bekannt, ein Überdruckventil an der Druckleitung vorzusehen, mit dem der Druck in der Druckleitung abgebaut werden kann, wenn ein maximal zulässiger Pumpendruck überschritten wird. Dies kann beispielsweise bei defektem Überströmventil auftreten. Weiter ist es bei Pumpen für Hochdruckreinigungsgeräte bekannt, einen Schaltstößel vorzusehen zum Betätigen eines elektrischen Schaltelementes, mit dem ein Antriebsmotor für die Pumpe dann abgeschaltet wird, wenn die Druckdüse geschlossen wird. Ein derartiger Schaltstößel ist beispielsweise in einem Aufnahmeraum angeordnet, der mit der Druckkammer fluidverbunden ist, so dass der Schaltstößel abhängig vom Flüssigkeitsdruck in der Druckkammer betätigt werden kann.
Pumpen für Hochdruckreinigungsgeräte sind beispielsweise in der EP 0 668 113 A1 , in der DE 39 36 155 A1 und in der DE 10 2007 003 521 A1 beschrieben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Pumpe der eingangs genannten Art weiterzubilden, mit der auf konstruktiv einfache Weise Pumpenvarianten ausbildbar sind, die ein Überdruckventil bzw. einen Schaltstößel zum Betätigen eines elektrischen Schaltelementes umfassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Pumpe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Der an den Grundköper angeformte Ansatz kann bereits an einen Rohling zur Fertigung des Pumpenkopfes angeformt sein und bei der Konstruktion von Pumpenvarianten mit Überdruckventil oder Schaltstößel zum Betätigen eines elektrischen Schaltelementes gleichermaßen bearbeitet werden. Der erste Ansatzabschnitt definiert eine erste Achse, die die Druckleitung schneidet. Bei der Bearbeitung des ersten Achsenabschnittes in vorzugsweise axialer Richtung kann konstruktiv einfach eine ein Überdruckventil aufweisende Pumpenvariante gebildet werden, bei der eine Bohrung zur Aufnahme des Überdruckventils eingebracht wird. Bei einer Bearbeitung des zweiten Ansatzabschnittes in vorzugsweise axialer Richtung kann auf konstruktiv einfache Weise eine Pumpenvariante gebildet werden, die einen Schaltstößel zum Betätigen eines elektrischen Schaltelementes umfasst, bei der eine Bohrung zur Aufnahme des Schaltstößels eingebracht wird. Aufgrund der zwei Bearbeitungsvarianten ist es insbesondere nicht erforderlich, unterschiedliche Rohlinge zur Fertigung des Grundkörpers vorzuhalten. Dies senkt Herstellungskosten, etwa für Werkzeuge, sowie Lagerkosten. Die erste Achse und die zweite Achse der beiden Achsenabschnitte schneiden einander an einem außerhalb der Druckleitung und der Druckkammer angeordneten Schnittpunktes. Der Ansatz kann dadurch unter Einsatz von nur wenig Material angeformt werden und erlaubt eine kostengünstige Fertigung des Rohlings für den Grundkörper. Bei einer Bearbeitung des Grundkörpers zur Ausbildung der beiden Pumpenvarianten muss ferner nur wenig Material abgetragen werden, um entweder eine Pumpenvariante mit Überdruckventil oder eine Pumpenvariante mit Schaltstößel auszubilden. Dies verringert den Materialausschuss und erlaubt eine zügige und kostengünstige Bearbeitung des Rohlings.
Die Positionierung des Achsenschnittpunkts außerhalb der Druckleitung und der Druckkammer ermöglicht eine kompakte Anordnung der Ansatzabschnitte relativ zueinander. Dadurch kann eine kompakte Bauweise der jeweiligen Pumpenvariante erzielt und die kompakte Bauweise der Pumpe der eingangs genannten Art beibehalten werden.
Als vorteilhaft erweist es sich, wenn der Schnittwinkel zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse kleiner ist als 90°, vorzugsweise kleiner als 60°, noch bevorzugter kleiner als 30°. Dadurch kann der Ansatz unter Einsatz einer möglichst geringen Menge an Material baulich kompakt ausgebildet werden.
Beispielsweise beträgt der Winkel bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe ungefähr 20°, um eine besonders kompakte Bauform zu erzielen.
Von Vorteil ist es, wenn der erste Ansatzabschnitt und der zweite Ansatzabschnitt die erste Achse bzw. die zweite Achse anhand ihrer Außenkontur definieren. Dies erleichtert einem Bearbeiter die Bearbeitung des Ansatzes. Für den Bearbeiter ist bereits anhand der Außenkontur des jeweiligen Ansatzabschnittes die Lage und Orientierung der von ihm definierten Achse erkennbar.
Bevorzugt sind der erste Ansatzabschnitt und der zweite Ansatzabschnitt einander kreuzende Ansatzabschnitte mit zylindrischer oder im Wesentlichen zylindrischer Außenkontur. Dadurch können die Ansatzabschnitte und deren Bearbeitungsrichtungen längs der jeweils von ihnen definierten Achsen vom Bearbeiter auf besonders einfache Weise erkannt werden. Die Ansatzabschnitte kreuzen sich beispielsweise in einem Winkel von ungefähr 20°. Vorzugsweise sind der erste Ansatzabschnitt und der zweite Ansatzabschnitt einander überkreuzende Ansatzabschnitte mit zylindrischer oder im Wesentlichen zylindrischer Außenkontur. Dies macht es einem Bearbeiter noch einfacher, den jeweiligen Ansatzabschnitt und die Bearbeitungsrichtung längs der vom Ansatzabschnitt definierten Achse zu erkennen.
Günstig ist es, wenn zumindest einer der Ansatzabschnitte in der Pumpenebene angeordnet ist. Dies gibt die Möglichkeit einer kompakten, flachen Ausgestaltung des Pumpenkopfes.
Vorzugsweise sind beide Ansatzabschnitte in der Pumpenebene angeordnet, um eine besonders kompakte Ausbildung des Pumpenkopfes zu erzielen.
Ist der erste Ansatzabschnitt in der Pumpenebene angeordnet, verläuft dessen erste Achse günstigerweise parallel zu einer oder in Übereinstimmung mit einer von der Druckleitung definierten Achse.
Von Vorteil ist es, wenn der Ansatz an eine Seite des Grundkörpers angeformt ist, längs derer die Bypassleitung verläuft, und wenn das Überströmventil zwischen dem Ansatz und einem Druckleitungsabschnitt der Druckleitung angeordnet ist, in dem mindestens ein Auslassventil zum Abdichten der mindestens einen Pumpkammer relativ zur Druckleitung angeordnet ist. Dadurch kann eine kompakte Konstruktion des Pumpenkopfes erzielt werden, bei dem der Ansatz und der das mindestens eine Auslassventil aufnehmende Druckleitungsabschnitt auf einander gegenüberliegenden Seiten der Bypassleitung und des Überströmventils angeordnet sind.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Abgabeleitung quer zur Druckleitung ausgerichtet ist. Dies vereinfacht die Bearbeitung des Grundkörpers zum Ausbilden der Abgabeleitung.
Von Vorteil ist es, wenn die Abgabeleitung und die Bypassleitung eine senkrecht zur Pumpenebene ausgerichtete zweite Pumpenebene definieren. Hierbei sind günstigerweise der Ansatz und die Druckleitung aufeinander gegenüberliegenden Seiten der zweiten Pumpenebene angeordnet und in der ersten Pumpenebene angeordnet, so dass dem Pumpenkopf eine besonders kompakte Ausgestaltung verliehen werden kann.
Von Vorteil ist es, wenn der erste Ansatzabschnitt eine axiale Bohrung längs der ersten Achse aufweist, in die ein Überdruckventil eingesetzt ist, und wenn die Bohrung über einen Überdruckkanal mit der Druckleitung verbunden ist. Das Einbringen der axialen Bohrung in den ersten Ansatzabschnitt und des Überdruckkanals zur Verbindung mit der Druckleitung ist für einen Bearbeiter durch die Orientierung der ersten Achse auf einfache Weise möglich. Das Überdruckventil stellt sicher, dass ein einen zulässigen Druck übersteigender Druck in der Druckleitung abgebaut werden kann. Unter Überdruck stehende Flüssigkeit kann durch den Überdruckkanal hindurch das Überdruckventil beaufschlagen, so dass dieses betätigt und der Überdruck abgegeben werden kann.
Der Überdruckkanal lässt sich auf konstruktiv einfache Weise ausbilden, wenn er als axialer Kanal längs der ersten Achse verläuft.
Der Überdruckkanal kann beispielsweise mit einem Abschnitt der Druckleitung verbunden sein, in dem der Ventilkörper des Überströmventils angeordnet ist und von dem die Bypassleitung abzweigt. Günstigerweise zweigt auch die Abgabeleitung von dem Abschnitt der Druckleitung ab.
Von Vorteil ist es, wenn der zweite Ansatzabschnitt eine axiale Bohrung längs der zweiten Achse aufweist, in die ein Schaltstößel eingesetzt ist, und wenn die Bohrung über einen Schaltkanal mit der Druckkammer verbunden ist, wobei der Schaltstößel abhängig vom Druck in der Druckkammer von einer ersten Schaltstellung in eine zweite Schaltstellung und umgekehrt zum Betätigen eines elektrischen Schaltelementes axial beweglich ist. Das Einbringen der axialen Bohrung in den zweiten Ansatzabschnitt und des Schaltkanals zur Verbindung mit der Druckkammer ist für einen Bearbeiter durch die Orientierung der zweiten Achse auf einfache Weise möglich. Der Schaltstößel kann auf seiner dem Schaltkanal zugewandten Seite eine Wirkfläche aufweisen, die über den Schaltkanal mit dem Druck in der Druckkammer beaufschlagt werden kann, um den Schaltstößel von einer ersten Schaltstellung in eine zweite Schaltstellung zu überführen. Dadurch kann das elektrische Schaltelement betätigt werden, um eine die Pumpe antreibenden Motor abzuschalten. Umgekehrt kann der Schaltstößel von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung überführt und der Motor damit wieder in Betrieb gesetzt werden.
Vorzugsweise verläuft der Schaltkanal als axialer Kanal längs der zweiten Achse, so dass er auf einfache Weise ausgebildet werden kann.
Günstig ist es, wenn die axiale Bohrung über einen Ausgleichkanal mit der Druckleitung verbunden ist, über den der Schaltstößel an einer Wirkfläche mit Druck der Flüssigkeit in der Druckleitung beaufschlagt wird, welche Wirkfläche entgegen einer Wirkfläche des Schaltstößels wirkt, über die der Schaltstößel mit Druck der Flüssigkeit in der Druckkammer beaufschlagt wird. Beim Überführen des Schaltstößels von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung und umgekehrt wird der Schaltstößel gegen den Differenzdruck der Flüssigkeit in der Druckkammer und in der Druckleitung axial bewegt. Dies erweist sich in der Praxis als vorteilhaft für eine zuverlässigere Funktion des Schaltstößels.
Es kann zur erleichterten Bearbeitung des Ansatzes vorgesehen sein, dass der Ausgleichskanal längs oder parallel zur ersten Achse verläuft.
Vorzugweise weist die Pumpe eine den Schaltstößel und das elektrische Schaltelement umfassende Baueinheit in Gestalt eines in die axiale Bohrung eingesetzten Druckschalters auf. Der Schaltstößel und der elektrische Schaltkontakt können Bestandteil einer vormontierten Baueinheit sein, die zur schnelleren Montage am Pumpenkopf vormontiert und in die axiale Bohrung eingesetzt werden kann.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe ist eine Kurbelwellenpumpe.
Bei einer andersartigen bevorzugten Ausführungsform der Pumpe kann vorgesehen sein, dass die Pumpe eine Taumelscheibenpumpe ist.
Wie eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein Hochdruckreinigungsgerät. Ein erfindungsgemäßes Hochdruckreinigungsgerät weist zumindest eine Pumpe der vorstehend genannten Art auf.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:

Figur 1:: eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Hochdruckreinigungsgerätes schräg von vorne, das eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpe aufweist;
Figur 2:: eine Seitenansicht eines Pumpenkopfes der Pumpe des Hochdruckreinigungsgerätes aus Figur 1;
Figur 3:: eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 in Figur 2;
Figur 4:: eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 in Figur 3 und
Figur 5:: eine Schnittansicht eines Pumpenkopfes einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpe in einer der Figur 3 entsprechenden Weise.

Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung schräg von vorne eine bevorzugte Ausführungsform eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegten Hochdruckreinigungsgerätes. Das Hochdruckreinigungsgerät ist als "Rohrrahmen-Gerät" ausgestaltet und umfasst eine Motorpumpeneinheit 12. Die Motorpumpeneinheit 12 weist einen Motor 13 und eine zum Antrieb an diesen angeflanschte Pumpe 14 auf. Die Pumpe 14 ist vorliegend als Kurbelwellenpumpe ausgestaltet und umfasst einen mit dem Motor 13 verbundenen Pumpenblock 15 sowie einen auf diesen aufgesetzten Pumpenkopf 16.
Dem Pumpenkopf 16 kann über einen Pumpeneingang 17 unter Druck zu setzende Flüssigkeit, insbesondere Wasser, zugeführt werden. An eine einen Hochdruckanschluss bildende Abgabeleitung 18 des Pumpenkopfes 16 ist eine Fluidleitung angeschlossen, vorliegend in Gestalt eines abschnittsweise dargestellten Hochdruckschlauches 19. An dem dem Pumpenkopf 16 abgewandten Ende ist an den Hochdruckschlauch 19 eine Hochdruckpistole 20 angeschlossen, deren Druckdüse 21 von einem Benutzer wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann.
Das Hochdruckreinigungsgerät 10 weist eine Elektroeinrichtung 22 auf, die als Schalteinrichtung ausgestaltet ist und mit dem Motor 13 über eine elektrische Anschlussleitung 23 verbunden ist. Die Elektroeinrichtung 22 ist über eine weitere elektrische Anschlussleitung (teilweise dargestellt) 24 mit einem Druckschalter 25 verbunden, der an den Pumpenkopf 16 angeschlossen ist. Auf den Druckschalter 25 wird nachfolgend noch eingegangen.
Wie aus den Figuren 2 bis 4 hervorgeht, weist der Pumpenkopf 16 einen kompakten, flachen Aufbau auf und umfasst einen Grundkörper 26, in den Bohrungen zum Ausbilden von Fluidleitungen und Fluidkanälen eingebracht sind. Ausgehend vom Pumpeneingang 17 ist im Grundkörper eine Saugleitung 27 gebildet, die über drei Einlassventile 28 in je eine Pumpkammer 29 mündet. In den Pumpkammern 29 kann unter Druck zu setzende Flüssigkeit mittels Kolben 30 verdichtet werden. Die Flüssigkeit wird über Auslassventile 31 in eine Druckleitung 32 parallel zur Saugleitung 27 gefördert. Von der Druckleitung 32 steht seitlich die den Hochdruckanschluss bildende Abgabeleitung 18 ab. Eine Bypassleitung 33 verbindet die Druckleitung 32 mit der Saugleitung 27 von der Abzweigung der Abgabeleitung 18 bis unmittelbar hinter den Pumpeneingang 17.
Die Druckleitung 32 weist einen ersten Druckleitungsabschnitt 321 auf, in dem die Auslassventile 31 angeordnet sind und der die nachfolgend erwähnte Achse 50 der Druckleitung 32 definiert, sowie einen zweiten Druckleitungsabschnitt 322, von dem die Bypassleitung 33 und die Abgabeleitung 18 abzweigen.
Der kompakte flache Aufbau des Pumpenkopfes 16 wird dadurch erzielt, dass die Pumpkammer 29, die Druckleitung 32 und die Bypassleitung 33 in einer gemeinsamen Ebene, der Pumpenebene, angeordnet sind, die in Figur 3 in der Zeichenebene verläuft. Die Bypassleitung 33 ist quer zur Druckleitung 32 und quer zur Abgabeleitung 18 ausgerichtet. Die Abgabeleitung 18 und die Bypassleitung 33 spannen eine weitere Ebene auf, eine zweite Pumpenebene, die in Figur 4 in der Zeichenebene verläuft. Dies begünstigt den kompakten Aufbau des Pumpenkopfes 16.
Von der der Bypassleitung 33 gegenüberliegenden Seite taucht ein Kolben 34 eines Überströmventils 35 in den Druckleitungsabschnitt 322 der Druckleitung 32 ein. Endseitig ist am Kolben 34 ein vorliegend kugelförmiger Ventilkörper 36 gehalten, der einen Ventilsitz 37 am Anfang der Bypassleitung 33 abdichten und freigeben kann. Der Kolben 34 ist in einem Einsatz 38 gegen die Kraft eines elastischen Rückstellelementes in Gestalt einer Feder 39 verschieblich gelagert. Der Kolben 34 ist als Stufenkolben ausgestaltet, der eine Druckkammer 40 abstandsweise begrenzt.
Die Druckkammer 40 ist als Ringkammer ausgestaltet und steht über einen Druckkanal 41 mit der Abgabeleitung 18 in Fluidverbindung. (Figur 4, in der die Verbindung der Druckkammer 40 und des Druckkanals 41 nicht dargestellt ist.) In die Abgabeleitung 18 ist ferner ein Rückschlagventil 42 geschaltet. Das Rückschlagventil 42 kann einen Ventilsitz 43 dichtend abdecken, der, bezogen auf die Strömungsrichtung der geförderten Flüssigkeit, vor dem Anschluss des Druckkanals 41 an die Abgabeleitung 18 angeordnet ist.
Wird die Druckdüse 21 der Hochdruckpistole 20 geschlossen, dichtet das Rückschlagventil 42 die Abgabeleitung 18 ab. Der im Hochdruckschlauch 19 verbleibende Überdruck bildet einen Druckstoß durch den Druckkanal 41 bis in die Druckkammer 40, der auf den Kolben 34 einwirkt. Der Kolben 34 wird zum Anheben des Ventilkörpers 36 vom Ventilsitz 37 verschoben, so dass die Bypassleitung 33 freigegeben wird. Die Flüssigkeit wird mit der Pumpe 14 zur Verringerung der mechanischen Belastung zwischen der Saugleitung 27 und der Druckleitung 32 über die Bypassleitung 33 im Kreis gefördert.
Umgekehrt wird die Bypassleitung 33 verschlossen, wenn die Druckdüse 21 freigegeben wird, so dass der Kolben 34 wieder in seine Ausgangsstellung zurückbewegt wird und ferner das Rückschlagventil 42 öffnet.
Zusätzlich weist die Pumpe 14, wie erwähnt, den in Figur 3 nur abschnittsweise dargestellten Druckschalter 25 auf. Der Druckschalter 25 ist in einen an den Grundkörper 26 angeformten Ansatz 44 eingesetzt.
Der Ansatz 44 ist zur Erzielung eines kompakten Aufbaus des Pumpenkopfes 16 in der von der Druckleitung 32 und der Bypassleitung 33 definierten Pumpenebene angeordnet und umfasst zwei Ansatzabschnitte 45 und 46. Die Ansatzabschnitte 45 und 46 sind vorliegend ausgestaltet als Körper mit jeweils zylindrischer oder im Wesentlichen zylindrischer Außenkontur, wodurch sie eine erste Achse 47 bzw. eine zweite Achse 48 definieren. Die Außenkonturen der Ansatzabschnitte 45 und 46 sind in deren Verlängerung in den Figuren 3 und 5 rechts anhand gestrichelter Linien dargestellt.
Die Ansatzabschnitte 45 und 46 überkreuzen einander, wobei sich ihre Achsen 47 und 48 an einem Schnittpunkt 49 schneiden, der außerhalb der Druckleitung 32 und der Druckkammer 40 angeordnet ist. Der Schnittwinkel zwischen den Achsen 47 und 48 beträgt vorliegend ungefähr 20°. Der Ansatz 44 weist dadurch einerseits eine kompakte Ausgestaltung unter Einsatz einer verhältnismäßig geringen Menge an Material auf, andererseits können die Ansatzabschnitte 45 und 46 auf einfache Weise erkannt und die Lage der Achsen 47 bzw. 48 erfasst werden.
Der Ansatz 44 ist am Grundkörper 26 zum Erreichen eines kompakten Aufbaus des Pumpenkopfes 16 an derjenigen Seite angeformt, längs derer die Bypassleitung 33 verläuft, wobei das Überströmventil 35 zwischen dem Ansatz 44 und dem Druckleitungsabschnitt 321 angeordnet ist, in dem die Auslassventile 31 angeordnet sind.
Die vom ersten Ansatzabschnitt 45 definierte erste Achse 47 ist parallel zu einer von der Druckleitung 32, insbesondere des Druckleitungsabschnittes 321, definierten Achse 50 ausgerichtet und von dieser etwas in Richtung der Druckkammer 40 versetzt. Die erste Achse 47 durchquert den Druckleitungsabschnitt 322 an dessen der Bypassleitung 33 gegenüberliegenden Seite. Der erste Ansatzabschnitt 45 ist damit derart an den Grundkörper 26 angeformt, dass die erste Achse 47 die Druckleitung 32 am Druckleitungsabschnitt 322 schneidet.
Der zweite Ansatzabschnitt 46 ist so an den Grundkörper 26 angeformt, dass die zweite Achse 48 durch die Druckkammer 40 hindurch verläuft und diese schneidet. In den zweiten Ansatzabschnitt 46 ist eine axiale Bohrung 51 längs der Achse 48 eingebracht, in die der Druckschalter 25 teilweise eingesetzt ist. Zu diesem Zweck weist er einen dichtenden Einsatz 52 auf sowie einen relativ zu diesem axial beweglichen Schaltstößel 53. Der Schaltstößel 53 stützt sich über ein elastisches Rückstellelement in Gestalt einer Feder 54 am Einsatz 52 ab, den er durchgreift, so dass er mit seinem der Druckkammer 40 abgewandten Ende ein elektrisches Schaltelement 55 des Druckschalters 25 betätigen kann.
An die axiale Bohrung 51 schließt sich ein axialer Schaltkanal 56 an, über den die Bohrung 51 mit der Druckkammer 40 fluidverbunden ist. Ein Ausgleichkanal 57 ist in den ersten Ansatzabschnitt 45 parallel zur ersten Achse 47 eingebracht. Über den Ausgleichskanal 57 ist der Druckleitungsabschnitt 322 der Druckleitung 32 mit der axialen Bohrung 51 fluidverbunden.
Der Ausgleichskanal 57 mündet in einem den Einsatz 52 umgebenden Ringraum der Bohrung 51, der mit dem den Schaltstößel 53 aufnehmenden Raum der Bohrung 51 fluidverbunden ist. Auf einander abgewandten Wirkflächen 58 und 59 des Schaltstößels 53 wirken dadurch der Druck in der Druckkammer 40 bzw. der Druck in der Druckleitung 32.
Der Schaltkanal 56 und der Ausgleichskanal 57 sorgen dafür, dass bei Schließen der Druckdüse 21 nach dem Öffnen des Überströmventils 35 der Schaltstößel 53 gegen die Kraft der Feder 54 und den Differenzdruck der Druckkammer 40 und der Druckleitung 32 axial verschoben wird, um das Schaltelement 55 zu betätigen. Dies führt zu einem Schaltimpuls, der vom Druckschalter 25 zum Abschalten des Motors 13 auf die Elektroeinrichtung 22 übertragen wird. Wird die Druckdüse 21 geöffnet, fällt der Druck in der Druckkammer 40 ab, und der Schaltstößel 53 wird aufgrund des Differenzdrucks der Druckleitung 32 und der Druckkammer 40 sowie der unterstützenden Kraft der Feder 54 in die ursprüngliche Lage unter Betätigung des Schaltelementes 55 zurückverschoben. Dadurch erhält die Elektroeinrichtung 22 einen Startimpuls zum Anschalten des Motors 13, so dass wieder Reinigungsflüssigkeit gefördert werden kann.
Ein in Figur 5 in Schnittdarstellung in einer der Figur 3 entsprechenden Weise gezeigter Pumpenkopf 60 kann zusammen mit dem Pumpenblock 15 kombiniert werden, um eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpe zu bilden. Diese Pumpe kann ebenso beim Hochdruckreinigungsgerät 10 zum Einsatz kommen. Für gleiche Merkmale der Pumpenköpfe 16 und 60 werden dieselben Bezugszeichen benutzt. Die Darstellung gemäß Figur 4 ist zugleich eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 in Figur 5.
Der Pumpenkopf 60 stimmt im Aufbau weitgehend überein mit dem Pumpenkopf 16. Vom Pumpenkopf 16 unterscheidet sich der Pumpenkopf 60 dadurch, dass kein Druckschalter 25 vorhanden ist, sondern stattdessen ein Überdruckventil 61 und dass dies auf den in unterschiedlicher Weise bearbeiteten Ansatz 44 eingesetzt ist. Der Ansatz 44 beim Pumpenkopf 60 ist äußerlich weitestgehend identisch zum Ansatz 44 beim Pumpenkopf 16. Hiervon ausgenommen ist ein Vorsprung 62 (Figur 3), der am zweiten Ansatzabschnitt 46 an dem der Druckkammer 40 abgewandten Ende aufgrund dessen Bearbeitung noch vorhanden ist, wobei der Vorsprung 62 beim Pumpenkopf 60 aufgrund dessen Bearbeitung des Ansatzes 44 jedoch fehlt.
Beim Ansatz 44 des Pumpenkopfes 60 weist der erste Ansatz 45 eine axiale Bohrung 63 auf, in die das Überdruckventil 61 eingesetzt ist. Das Überdruckventil 61 umfasst ein die Bohrung 63 endseitig verschließendes Verschlusselement 64, an dem sich ein Ventilkörper 65 des Überdruckventils 61 mittels eines elastischen Rückstellelementes in Gestalt einer Feder 66 abstützt. Die Bohrung 63 ist über einen axialen Überdruckkanal 67 mit dem Druckleitungsabschnitt 322 der Druckleitung 32 verbunden, so dass auf den Ventilkörper 65 der Druck in der Druckleitung 32 wirkt.
Das Überdruckventil 61 ist ein Sicherheitsventil. Übersteigt der Druck in der Druckleitung 32 einen maximal zulässigen Wert, wird der Ventilkörper 65 entgegen der Kraft der Feder 66 verschoben. Die Feder 66 hat eine Pufferwirkung, so dass das dichtende Verschlusselement 64 nicht sofort aus seinem Sitz herausgepresst wird. Dies erfolgt jedoch dann, wenn der zulässige Druck in hohem Ausmaß überschritten wird, oder wenn der Überdruck für eine längere Zeit anhält. In beiden Fällen wird das Überdruckventil 61 aus der Bohrung 63 herausgepresst, und Flüssigkeit kann über den Überdruckkanal 67 und die Bohrung 63 aus dem Pumpenkopf 60 austreten.
Der Ansatz 44 ist bei beiden Pumpenköpfen 16 und 60 an den Grundkörper 26 angeformt und weist jeweils die Ansatzabschnitte 45 und 46 auf, welche die Achsen 47 und 48 definieren. Dies erlaubt es auf konstruktiv einfache Weise, zur Fertigung sowohl des Pumpenkopfes 16 als auch des Pumpenkopfes 60 einen gemeinsamen Rohling für den Grundkörper 26 vorzusehen. Je nachdem, ob eine Variante der Pumpe mit Pumpenkopf 16 oder eine Variante der Pumpe mit Pumpenkopf 60 gefertigt wird, können die axiale Bohrung 51, der Schaltkanal 56 und der Ausgleichkanal 57 einerseits oder die axiale Bohrung 63 und der Überdruckkanal 67 andererseits in den Ansatz 44 und den Grundkörper 26 eingebracht werden. Es ist insbesondere nicht erforderlich, unterschiedliche Rohlinge zur Fertigung der Grundkörper 26 der Pumpenköpfe 16 und 60 vorzuhalten. Dies erlaubt es, Herstellungskosten, etwa für Werkzeuge, oder Lagerkosten zu reduzieren.
Die Herstellungskosten werden auch durch die schräge Ausrichtung der Ansatzabschnitte 45 und 46 relativ zueinander gering gehalten werden. Der Ansatz 44 weist einen kompakten Aufbau auf, der mit einer nur geringen Menge an Material erzielt werden kann. Zudem ist die bei der Bearbeitung des Ansatzes 44 zur Fertigung der Pumpenköpfe 16 oder 60 abzutragende Menge an Material gering, was sich wiederum vorteilhaft auf die Herstellungskosten auswirkt. Das Vorsehen des Ansatzes 44 mit den Ansatzabschnitten 45 und 46 erleichtert auch die Herstellung der Pumpenköpfe 16 und 60. Durch die jeweils zylindrische Außenkontur kann ein Bearbeiter die Achsen 47 und 48 auf einfache Weise ermitteln. Dies erleichtert es ihm, die Bohrungen 51 und 63 und die Kanäle 56, 57 und 67 nach Bedarf in den Ansatzabschnitten 45 und 46 auszubilden.

Claims

Pumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät (10) zum Fördern einer Reinigungsflüssigkeit, wobei die Pumpe (14) einen Pumpenkopf (16) aufweist, der einen Grundkörper (26) umfasst, in dem eine Saugleitung (27) und eine mit dieser über mindestens eine Pumpkammer (29) verbundene Druckleitung (32) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Grundkörper (26) eine Bypassleitung (33) gebildet ist, die die Druckleitung (32) mit der Saugleitung (27) verbindet, quer zur Druckleitung (32) ausgerichtet ist und eine Pumpenebene mit dieser definiert, sowie eine mit der Druckleitung (32) verbundene Abgabeleitung (18) zum Anschließen einer externen Flüssigkeitsleitung, wobei der Pumpenkopf (16) ein an der Bypassleitung (33) angeordnetes Überströmventil (35) aufweist, dessen Ventilkörper (36) mit einem Kolben (34) verbunden ist, der von der der Bypassleitung (33) gegenüberliegenden Seite in die Druckleitung (32) eintaucht, eine mit der Abgabeleitung (18) über einen Druckkanal (41) in Strömungsverbindung stehende Druckkammer (40) abschnittsweise begrenzt und der abhängig vom Flüssigkeitsdruck in der Druckkammer (40) den Ventilkörper (36) zum Öffnen und Schließen der Bypassleitung (33) bewegt, wobei an den Grundkörper (26) ein Ansatz (44) angeformt ist, der einen ersten Ansatzabschnitt (45) aufweist, der eine die Druckleitung (32) schneidende erste Achse (47) definiert, sowie einen zweiten Ansatzabschnitt (46), der eine die Druckkammer (40) schneidende zweite Achse (48) definiert, wobei sich die erste Achse (47) und die zweite Achse (48) an einem außerhalb der Druckleitung (32) und der Druckkammer (40) liegenden Schnittpunkt (49) schneiden.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittwinkel zwischen der ersten Achse (47) und der zweiten Achse (48) kleiner ist als 90°, vorzugsweise kleiner als 60°, noch bevorzugter kleiner als 30°.
Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittwinkel ungefähr 20° beträgt.
Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ansatzabschnitt (45) und der zweite Ansatzabschnitt (46) die erste Achse (47) bzw. die zweite Achse (48) anhand ihrer Außenkontur definieren.
Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ansatzabschnitt (45) und der zweite Ansatzabschnitt (46) einander kreuzende und insbesondere einander überkreuzende Ansatzabschnitte (45, 46) mit zylindrischer oder im Wesentlichen zylindrischer Außenkontur sind.
Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Ansatzabschnitte (45, 46) in der Pumpenebene angeordnet ist, insbesondere dass beide Ansatzabschnitte (45, 46) in der Pumpenebene angeordnet sind.
Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz (44) an eine Seite des Grundkörpers (26) angeformt ist, längs derer die Bypassleitung (33) verläuft, und dass das Überströmventil (35) zwischen dem Ansatz (44) und einem Druckleitungsabschnitt (321) der Druckleitung (32) angeordnet ist, in dem mindestens ein Auslassventil (31) zum Abdichten der mindestens einen Pumpkammer (29) relativ zur Druckleitung (32) angeordnet ist.
Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabeleitung (18) quer zur Druckleitung (32) ausgerichtet ist und/oder dass die Abgabeleitung (18) und die Bypassleitung (33) eine senkrecht zur Pumpenebene ausgerichtete zweite Pumpenebene definieren.
Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ansatzabschnitt (45) eine axiale Bohrung (63) längs der ersten Achse (47) aufweist, in die ein Überdruckventil (61) eingesetzt ist, und dass die Bohrung (63) über einen Überdruckkanal (67) mit der Druckleitung (32) verbunden ist.
Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Überdruckkanal (67) als axialer Kanal längs der ersten Achse (47) verläuft und/oder dass der Überdruckkanal (67) mit einem Abschnitt der Druckleitung (32) verbunden ist, in dem der Ventilkörper (36) des Überströmventils (35) angeordnet ist und von dem die Bypassleitung (33) abzweigt.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ansatzabschnitt (46) eine axiale Bohrung (51) längs der zweiten Achse (48) aufweist, in die ein Schaltstößel (53) eingesetzt ist, und dass die Bohrung (51) über einen Schaltkanal (56) mit der Druckkammer (40) verbunden ist, wobei der Schaltstößel (53) abhängig vom Druck in der Druckkammer (40) von einer ersten Schaltstellung in eine zweite Schaltstellung und umgekehrt zum Betätigen eines elektrischen Schaltelementes (55) axial beweglich ist.
Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkanal (56) als axialer Kanal längs der zweiten Achse (48) verläuft.
Pumpe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Bohrung (51) über einen Ausgleichskanal (57) mit der Druckleitung (32) verbunden ist, über den der Schaltstößel (53) an einer Wirkfläche (59) mit Druck der Flüssigkeit in der Druckleitung (32) beaufschlagt wird, welche Wirkfläche (59) entgegen einer Wirkfläche (58) des Schaltstößels (53) wirkt, über die der Schaltstößel (53) mit Druck der Flüssigkeit in der Druckkammer (40) beaufschlagt wird.
Pumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskanal (57) längs oder parallel zur ersten Achse (47) verläuft.
Pumpe nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (14) eine den Schaltstößel (53) und das elektrische Schaltelement (55) umfassende Baueinheit in Gestalt eines in die axiale Bohrung (51) eingeführten Druckschalters (25) aufweist.
Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (14) eine Kurbelwellenpumpe ist.
Hochdruckreinigungsgerät, umfassend mindestens eine Pumpe (14) nach einem der voranstehenden Ansprüche.