EP4256202A1 - Kolbenpumpe für ein hochdruckreinigungsgerät - Google Patents

Kolbenpumpe für ein hochdruckreinigungsgerät

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Publication number
EP4256202A1
EP4256202A1 EP21782730.2A EP21782730A EP4256202A1 EP 4256202 A1 EP4256202 A1 EP 4256202A1 EP 21782730 A EP21782730 A EP 21782730A EP 4256202 A1 EP4256202 A1 EP 4256202A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
inlet
outlet
piston pump
valve seat
pump according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21782730.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Nathan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alfred Kaercher SE and Co KG
Original Assignee
Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alfred Kaercher SE and Co KG filed Critical Alfred Kaercher SE and Co KG
Publication of EP4256202A1 publication Critical patent/EP4256202A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0452—Distribution members, e.g. valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0421—Cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/007—Cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
    • F04B53/162—Adaptations of cylinders
    • F04B53/164—Stoffing boxes

Definitions

  • the invention relates to a piston pump for a high-pressure cleaning device for delivering a cleaning liquid, having a pump housing which has a first housing part and a second housing part, each of which is designed as a metal part, the first housing part forming a suction line and a pressure line, and the second housing part forming a plurality of forms pump chambers, in each of which a reciprocating piston is immersed and which are each in flow communication with the suction line via an inlet channel and with the pressure line via an outlet channel, with the inlet channels each being closable by an inlet valve and the outlet channels each by an outlet valve, wherein the outlet valves each have a stationary outlet valve seat and an outlet closing body that can be moved back and forth relative to the outlet valve seat and has an outlet valve disk that can be placed sealingly against the outlet valve seat.
  • Such piston pumps are known from DE 10 2009 049 095 A1.
  • a cleaning liquid supplied via the suction line for example water
  • a pressure hose can be connected to the pressure line, for example, which carries a nozzle head at its free end, via which the pressurized cleaning liquid can be directed onto an object.
  • the piston pump is driven by a drive motor, which is coupled to the pistons of the piston pump via a swash plate mechanism, for example, and drives them to perform a reciprocating stroke movement.
  • the pump housing has a first and a second housing part, each of which is designed as a metal part.
  • the first housing part forms the suction line and the pressure line
  • the second housing part forms the pump chambers and the inlet and outlet channels, via which the pump chambers are in flow connection with the suction line and the pressure line.
  • the inlet channels can each be closed by an inlet valve and the outlet channels can each be closed by an outlet valve.
  • DE 10 2009 049 095 A1 proposes outlet valves that each have an outlet part and an outlet closing body that can be moved back and forth relative to it.
  • the outlet part forms an outlet valve seat and the outlet closing body has an outlet valve plate which can be placed against the outlet valve seat in a sealing manner.
  • Each outlet part is held stationary in an outlet channel.
  • the outlet part is usually made of high-grade steel and is pressed into an outlet channel or held in it in a rotationally fixed and axially non-displaceable manner by flanging.
  • Piston pumps for high-pressure cleaning devices are known from WO 2008/086950 A1 and EP 2 805 050 B1, in which the two housing parts of the pump housing are made of a plastic material. This allows the outlet valve seats to be molded directly into a housing part without requiring an additional outlet part.
  • pump housings made of a plastic material have a lower compressive strength than pump housings made of metal parts.
  • the object of the present invention is to further develop a piston pump of the type mentioned at the outset in such a way that it can be produced more cost-effectively.
  • this object is achieved according to the invention in that the second housing part has a valve receptacle into which all the outlet channels open, and that the piston pump has an outlet valve assembly that forms all the outlet valves, the outlet valve assembly having an outlet part that consists of a plastic material and is inserted into the valve seat and that forms all the outlet valve seats.
  • the piston pump according to the invention has an outlet valve assembly that forms all the outlet valves.
  • the outlet valve assembly includes an outlet portion that is seated in a valve seat.
  • the valve receptacle is formed by the second housing part, which is designed as a metal part.
  • the outlet part is made of a plastic material and has all the outlet valve seats.
  • the outlet valve seats of the piston pump are thus provided by the outlet part. It is therefore not necessary to set a separate outlet part, which forms an outlet valve seat, in an outlet channel for each outlet valve.
  • Complex post-processing of the second housing part, which is designed as a metal part can also be omitted.
  • a single outlet part is used, which has all the outlet valve seats of the piston pump according to the invention and is made of a plastic material. This reduces the manufacturing costs of the piston pump and facilitates its assembly.
  • the first housing part and/or the second housing part is preferably designed as a die-cast part or as a formed part.
  • the first housing part and/or the second housing part is/are preferably made from an aluminum or brass material.
  • the valve receptacle is preferably arranged on that side of the second housing part which faces the first housing part.
  • the outlet valve assembly is advantageously designed as a pre-assembled unit. This allows the outlet valve assembly to be assembled as a self-contained assembly, even before assembly of the complete piston pump.
  • the outlet valve assembly can be assembled at a first assembly location and then shipped to a second assembly location where assembly of the complete piston pump occurs.
  • the outlet part preferably has a plurality of annular outlet valve seat bodies, each of which forms an outlet valve seat.
  • the outlet valve seat is preferably aligned with an outlet channel.
  • the second housing part forms a plurality of annular outlet support surfaces in the area of the valve receptacle, which are aligned perpendicularly to a longitudinal axis of the valve receptacle and each connect to an outlet channel in the direction of flow of the cleaning liquid and on each of which an outlet valve seat body rests with the interposition of a sealing ring .
  • the vertical orientation of the outlet support surfaces makes it possible to design the sealing rings that are in contact with the outlet support surfaces as axial seals, so that any scores that may occur during manufacture of the second housing part in the area of the valve receptacle and are aligned parallel to the longitudinal axis of the valve receptacle do not impair the sealing effect of the sealing rings.
  • Such grooves can arise in particular when the second housing part is designed as a die-cast part, during the production of which demolding takes place.
  • Any grooves that occur in the area of the valve receptacle during demolding extend in the direction of demolding, i.e. they extend parallel to the longitudinal axis of the valve receptacle, but not parallel to the outlet support surfaces, since these are aligned perpendicular to the longitudinal axis of the valve receptacle.
  • any grooves that occur when the second housing part is demoulded in the area of the valve receptacle cannot impair the seal acting in the axial direction.
  • the outlet support surfaces preferably each adjoin an outlet channel in the direction of flow of the cleaning liquid.
  • the outlet valve assembly forms all the outlet valves of the piston pump. It is favorable if the outlet valves each have an outlet closing body that can be moved back and forth relative to the outlet part, which has an outlet valve disk that can be placed sealingly against an outlet valve seat and an outlet valve stem that adjoins the outlet valve disk in the direction away from the outlet channel. In relation to the direction of flow of the cleaning liquid, the outlet valve stem is arranged downstream of the outlet valve seat.
  • the outlet valve assembly preferably has a guide body which consists of a plastic material and has a plurality of guide elements, on each of which an outlet valve stem is mounted in a displaceable manner. In such a configuration, all outlet valve shafts are guided by means of the guide body. This further simplifies the assembly of the piston pump.
  • the guide elements are set up to each guide an outlet valve stem of an outlet closing body.
  • the guide elements each form a guide receptacle into which an outlet valve stem dips.
  • the guide receptacles each have at least one inner groove extending in the longitudinal direction of the guide receptacle. Cleaning fluid can escape from the respective guide mount via the inner groove.
  • An outlet valve spring is advantageously clamped in each case between the guide elements and the outlet valve disk. Using the exhaust valve spring the outlet valve plate can be biased in the direction of the associated outlet valve seat.
  • the guide body can be connected to the outlet part in a detachable and liquid-tight manner.
  • the outlet valve stems can each be inserted into a guide receptacle of the guide body, with the outlet valve stems being surrounded by an outlet valve spring in their area protruding from the guide receptacles, which is supported on a guide receptacle on the one hand and on an outlet valve plate on the other.
  • the guide body can then be connected to the outlet part in a liquid-tight manner, preferably with the interposition of a sealing ring.
  • the outlet part connected to the guide body can be inserted into the valve receptacle of the second housing part. Then the two housing parts of the pump housing can then be joined together.
  • the guide body can preferably be connected to the outlet part in a plug-in manner with the interposition of one or more sealing rings.
  • the guide body can be inserted into the outlet part with the interposition of at least one sealing ring.
  • the guide body forms a check valve seat for a central check valve arranged downstream of the outlet valves.
  • the outlet part forms the valve seats of the outlet valves and the guide body forms the valve seat of the central check valve. This further simplifies the assembly of the piston pump.
  • a check valve closing body can and can assume a position directly downstream of the check valve seat formed by the guide body be biased towards the check valve seat by a check valve spring.
  • the central non-return valve is preferably arranged in the pressure line.
  • the first housing part to have, on its side facing the second housing part, a housing recess which is aligned with the valve receptacle of the second housing part and into which the guide body dips with the interposition of at least one sealing ring.
  • the outlet valve assembly assumes a position between the first housing part and the second housing part, with the first housing part having a housing recess on its side facing the second housing part, into which the guide body dips, and with the second housing part on its first housing part side facing has a flush with the housing recess aligned valve receptacle, in which the outlet part is inserted.
  • the guide body is connected to the first housing part in a liquid-tight manner and the outlet part is connected to the second housing part in a liquid-tight manner, and the guide body and the outlet part are also connected to one another in a liquid-tight manner.
  • the pressure line is advantageously connected to the outlet valve assembly.
  • the at least one sealing ring which is arranged between the guide body and the housing recess of the first housing part, surrounds the guide body in the circumferential direction.
  • the guide body has an outwardly projecting annular projection, to which a step of the housing recess directed radially inward relative to the longitudinal axis of the housing recess is assigned, with between the annular projection and a sealing ring is arranged on the step.
  • the sealing ring can form an axial seal, so that scores that may occur during manufacture of the first housing part in the area of the housing recess and are aligned parallel to the longitudinal axis of the housing recess do not impair the sealing effect of the sealing ring.
  • Such grooves can arise in particular when the first housing part is designed as a die-cast part, during the manufacture of which demolding is carried out.
  • any grooves that occur during demoulding in the area of the housing recess extend in the direction of demolding, ie they extend parallel to the longitudinal axis of the housing recess, but not parallel to the radially inward step. Thus, any grooves that occur when the first housing part is demoulded in the area of the housing recess cannot impair the seal acting in the axial direction.
  • the inlet valves each have an inlet part inserted into an inlet channel and an inlet closing body that can be moved back and forth relative to the inlet part, the inlet part having an inlet valve seat and a guide member arranged offset from the inlet valve seat and wherein the inlet closing body has an inlet valve disk that can be placed sealingly against the inlet valve seat and an inlet valve stem that is connected to the inlet valve disk and is slidably mounted on the guide member, the inlet part being made of a plastic material and having an annular inlet valve seat body that faces the pump chamber and forms the inlet valve seat , and wherein the guide member is arranged upstream of the inlet valve seat with respect to the flow direction of the cleaning liquid is.
  • the second housing part forms inlet channels, in each of which an inlet part made of a plastic material is inserted.
  • the inlet member includes an annular inlet valve seat body facing the associated pumping chamber and forms the intake valve seat. Relative to the flow direction of the cleaning liquid upstream of the inlet valve seat body, ie offset in the direction of the suction line to the inlet valve seat body, the inlet part forms a guide member on which the inlet closing body is slidably mounted.
  • the inlet part made of plastic allows an inlet valve seat to be provided in a cost-effective manner without the need for complex post-processing of the second housing part. Since the inlet part is made of plastic, its manufacturing costs are relatively low.
  • the inlet part can be inserted into the inlet channel from the side of the inlet channel facing the associated pump chamber, so that the guide member formed by the inlet part assumes a position upstream of the inlet valve seat and thus outside the pump chamber. This makes it possible to keep the volume of the pump chamber that cannot be displaced by the piston during a movement in the direction of the inlet valve, i.e. the so-called dead space, small. This improves the suction behavior of the piston pump.
  • the second housing part forms an annular inlet support surface adjoining the inlet channel in the direction of the pump chamber, which is aligned perpendicular to the longitudinal axis of the inlet channel and on which the inlet valve seat body rests with a contact surface.
  • the inlet valve seat body is supported by the inlet support surface of the second housing part.
  • the inlet valve seat body preferably has a sealing ring receptacle adjoining the contact surface, in which a sealing ring sealing the inlet valve seat body relative to the inlet support surface in the axial direction is arranged.
  • a sealing ring sealing the inlet valve seat body relative to the inlet support surface in the axial direction is arranged.
  • the sealing ring arranged between the inlet valve seat body and the inlet support surface of the second housing part forms a seal that acts in the axial direction out.
  • Such grooves can arise in particular when the second housing part is designed as a die-cast part, during the production of which demolding is carried out. Any grooves that occur during demoulding extend in the direction of demolding, ie they extend parallel to the longitudinal axis of the inlet channel, but not parallel to the inlet support surface, since this is aligned perpendicular to the longitudinal axis of the inlet channel. This means that scoring, which occurs when the second housing part is demoulded, cannot impair the seal that acts in the axial direction.
  • the sealing ring seat forms an annular groove surrounding the inlet valve seat body in the circumferential direction with a first groove wall adjoining the contact surface, via which the outer diameter of the inlet valve seat body decreases continuously with increasing distance from the contact surface and which is adjoined by a second groove wall .
  • the sealing ring receptacle is preferably designed in the manner of a circumferential channel into which a sealing ring can be inserted. This reduces the risk of the sealing ring unintentionally detaching from the sealing ring seat when the inlet part is inserted into the inlet channel.
  • the first groove wall can, for example, be designed in the manner of a cone, with the cone angle preferably being approximately 10° to 30°, preferably approximately 15° to 25°, in particular 20°.
  • the outer diameter of the inlet valve seat body increases continuously via the second groove wall with increasing distance from the contact surface.
  • the inlet part is favorably held in a rotationally fixed and axially non-displaceable manner relative to the inlet channel.
  • the inlet part can be latched to the second housing part.
  • the inlet part has at least one holding arm, which adjoins the inlet valve seat body in the direction of the intake line and is held in a rotationally fixed manner relative to the inlet port.
  • the inlet part has at least one holding arm upstream of the inlet valve seat body. The inlet part can be easily fixed to the inlet port with the aid of the retaining arm. The at least one holding arm dips into the inlet channel.
  • the at least one holding arm preferably reaches through the inlet channel.
  • the at least one holding arm engages behind the inlet channel on its side facing the suction line. This can ensure that the inlet part, after it has been inserted so far into the inlet channel from the side facing the associated pumping chamber that the at least one holding arm engages behind the inlet channel on the side facing away from the pumping chamber, can then no longer be easily removed from the inlet channel can.
  • the at least one holding arm is integrally connected to the inlet valve seat body.
  • the at least one first retaining arm forms a one-piece plastic molded part together with the inlet valve seat body.
  • the inlet part preferably has two holding arms lying diametrically opposite one another with respect to the longitudinal axis of the inlet channel.
  • the two holding arms allow a mirror-symmetrical and thus highly resilient design of the inlet part.
  • the inlet closing body has an inlet valve stem, which is slidably mounted on a guide member of the inlet part. It is advantageous if the guide member is fixed to the at least one holding arm.
  • the guide member is preferably bonded to the at least one holding arm.
  • the guide member forms a one-piece plastic molded part together with the at least one retaining arm and preferably together with the inlet valve seat body.
  • the at least one retaining arm has an end section which faces away from the inlet valve seat body and which dips into a recess in the second housing part.
  • the end section of the at least one holding arm forms a form fit with the recess of the second housing part. This makes it possible in a simple manner to fix the inlet part in a rotationally fixed manner on the second housing part.
  • the end section of the at least one holding arm can be thermally deformed. This makes it possible to reshape the at least one holding arm in a simple manner by applying heat after it has been inserted into the inlet channel from the side of the inlet channel facing the associated pump chamber.
  • the at least one holding arm can consist of a thermally deformable plastic material.
  • the at least one retaining arm can, for example, be configured in a straight line before being inserted into the intake port and can be thermally deformed into a curved or angled shape after being inserted into the intake port.
  • the end section of the at least one retaining arm facing away from the intake valve seat body is thermally deformed radially outwards after the insertion of the retaining arm into the intake port, so that after the thermal deformation the end section is directed outwards in relation to the longitudinal axis of the intake port and the Inlet channel engages behind on the side facing away from the pump chamber.
  • the inlet part forms a one-piece plastic molded part in its entirety.
  • the inlet part preferably consists of a POM material (polyoxymethylene material).
  • the inlet closing body has an inlet valve disk and an inlet valve stem adjoining the inlet valve disk on its side facing away from the pump chamber.
  • the inlet valve disk can be placed sealingly against the inlet valve seat of the inlet part, and the inlet valve stem is slidably mounted on the guide member of the inlet part.
  • the inlet valve disk is preferably connected to the inlet valve stem in a materially bonded manner.
  • the guide member is preferably designed in the shape of a ring.
  • the inlet valve stem extends through the guide member and has a stem section protruding from the guide member in the direction of the intake line, on which a spring holder is fixed, with an inlet valve spring being clamped between the spring holder and the guide member.
  • the inlet valve spring which is supported on the one hand on the spring holder and on the other hand on the guide member, the inlet valve stem and with it the inlet valve disk can be subjected to a spring force, under the effect of which the inlet valve disk is pressed against the inlet valve seat.
  • the inlet valve plate can lift off the inlet valve seat against the action of the inlet valve spring, so that cleaning fluid can flow out of the Suction line can flow into the pump chamber via the inlet valve. If the piston executes a pressure movement in the opposite direction, the inlet valve disk is pressed against the inlet valve seat by the inlet valve spring, so that the cleaning liquid cannot flow back into the suction line via the inlet valve.
  • the guide member forms a stop that limits the movement of the inlet valve stem in the direction of the pump chamber and thus also the movement of the inlet valve disk in the direction of the pump chamber.
  • FIG. 1 a sectional view of a piston pump
  • FIG. 2 an enlarged partial illustration of the piston pump from FIG. 1;
  • Figure 3 is an enlarged sectional view of Detail X of Figure 2 showing an outlet valve assembly of the piston pump;
  • FIG. 4 a perspective representation of a second housing part of the piston pump
  • FIG. 5 an enlarged sectional view of detail Y from FIG. 2, showing an inlet valve of the piston pump;
  • FIG. 6 a sectional view of the intake valve from FIG. 5 along the line 6-6;
  • FIG. 7 a perspective illustration of an inlet part of the inlet valve from FIG. 5 before it is installed;
  • FIG. 8 a sectional view of the inlet part from FIG. 5;
  • FIG. 9 a perspective representation of the inlet part of the inlet valve after its assembly
  • FIG. 10 a sectional view of the inlet part from FIG. 9;
  • Figure 11 a sectional view of the outlet valve assembly from Figure 3.
  • FIG. 10 an advantageous embodiment of a piston pump according to the invention for a high-pressure cleaning device is shown schematically and assigned the reference numeral 10 overall.
  • a cleaning liquid preferably water
  • the piston pump 10 includes a pump housing 12 with a first housing part 14 and a second housing part 16.
  • the two housing parts 14, 16 are each designed as a metal part. In the embodiment shown, they are each designed in the form of an aluminum die-cast part.
  • the first housing part 14 defines the front side 18 of the piston pump 10 and forms a suction line 20 and a pressure line 22 .
  • the second housing part 16 forms three pump chambers, in each of which a piston dips. To achieve a better overview, only one pump chamber 24 and two pistons 26, 28 are shown in the drawing. All the pistons are inserted in an oscillating manner into the respective pump chamber 24 by a known swash plate, not shown in the drawing, and by a den respective piston surrounding coil spring 30 pushed back out of the pump chamber, so that the volume of the pump chambers 24 changes periodically.
  • Each pump chamber 24 is in fluid communication with the suction line 20 via an inlet channel 32 of the second housing part 16 .
  • Each pump chamber 24 is flow-connected to the pressure line 22 via an outlet channel 34 of the second housing part 16 .
  • the inlet channels 32 are aligned parallel to one another and each have a longitudinal axis 33 .
  • Cleaning liquid to be pressurized can be sucked into the respective pump chamber 24 via the inlet channels 32 , and the cleaning liquid can be discharged from the pump chambers 24 via the outlet channels 34 .
  • the outlet channels 34 open into a central valve receptacle 42 of the second housing part 16, which is delimited by a cylinder wall 44 in the circumferential direction.
  • the valve receptacle 42 is arranged on the side of the second housing part 16 facing the first housing part 14 and has a longitudinal axis 43 which is aligned parallel to the longitudinal axes 33 of the inlet channels 32 .
  • the first housing part 14 On its side facing the second housing part 16, the first housing part 14 has a housing recess 46 which is aligned with the valve receptacle 42 of the second housing part 16 and to which in Direction of the front side 18 of the first housing part 14, the pressure line 22 connects.
  • a bypass line 48 branches off from the housing recess 46, which is formed by the first housing part 14 and in which a bypass valve 50, which is known per se and is therefore shown only schematically in the drawing, is arranged.
  • the bypass line 48 establishes a flow connection between the housing recess 46 and the suction line 20 and can be closed by means of the bypass valve 50 .
  • the inlet channels 32 can each be closed by an inlet valve 52 .
  • the inlet valves 52 are configured identically and each have an inlet part 54 which consists of a plastic material, preferably a POM material, and which is inserted into an inlet channel 32 .
  • the inlet valves 52 each have an inlet closing body 56 which can be moved back and forth in the axial direction relative to the inlet part 54 .
  • the inlet part 54 has an inlet valve seat body 60 which forms an inlet valve seat 62 of the respective inlet valve 52 .
  • the inlet valve seat body 60 protrudes into the associated pump chamber 24 and is supported with a contact surface 64 facing away from the respective pump chamber 24 on the inlet support surface 40 adjoining the respective inlet channel 32 in the direction of the pump chamber 24 .
  • Contact surface 64 is adjoined by a sealing ring receptacle 66 in the form of an annular groove 68, which extends over the circumference of inlet valve seat body 60 and has a first groove wall 70 directly adjoining contact surface 64 and a second groove wall 72 adjoining this.
  • the outer diameter of the intake valve seat body 60 decreases continuously via the first groove wall 70 as the distance from the contact surface 64 increases.
  • the outer diameter of the intake valve seat body 60 increases continuously via the second groove wall 72 as the distance from the contact surface 64 increases. This is particularly clear from FIGS .
  • the sealing ring receptacle 66 accommodates a first sealing ring 74 which seals the inlet valve seat body 60 against the inlet support surface 40 in the axial direction.
  • Adjoining the intake valve seat body 60 of the intake part 54 in the direction of the intake line 20 are two retaining arms 76, 78 which are diametrically opposite one another with respect to the longitudinal axis 33 of the intake port 32, which extend through the intake port 34 and each have an end section 80, 82 which faces away from the intake valve seat body 60 protrudes from the inlet channel 32 on the side of the inlet channel 32 facing away from the pump chamber 24 and, when the inlet valve 52 is in the installed state, engages behind the respective inlet channel 32 by immersing itself in a recess 36, 38 in the second housing part 16 and forming a form fit with it. This is explained in more detail below.
  • the retaining arms 76, 78 receive an annular guide member 84 between them.
  • the outer diameter of the guide member 84 is smaller than the diameter of the inlet channel 32. This allows the cleaning liquid to flow around the guide member 84 within the inlet channel 32.
  • the guide member 84 is integrally connected to the retaining arms 76, 78, and the retaining arms 76, 78 are integrally connected to the intake valve seat body 60.
  • the inlet portion 54 forms a one-piece plastic molding that defines the inlet valve seat body 60, the support arms 76, 78 and the guide member 84.
  • the inlet closing body 56 has an inlet valve disk 88 and an inlet valve stem 90 , which faces away from the pump chamber 24 Side of the intake valve plate 88 integrally connects to this.
  • the intake valve disk 88 can be placed sealingly against the intake valve seat 62 of the intake valve seat body 60, and the intake valve stem 90 extends through the guide member 84 in the direction of the intake line 20.
  • a spring retainer 94 is fixed on a shaft section 92 of the intake valve shaft 90 that projects out of the guide member 84 in the direction of the intake line 20 .
  • An intake valve spring 96 is clamped between the spring retainer 94 and the guide member 84 .
  • Inlet valve spring 96 is designed as a helical spring, which is supported on one side on spring holder 94 and on the other side on guide member 84 and surrounds inlet valve stem 90 in the area between guide member 84 and spring holder 94 in the circumferential direction.
  • the inlet valve disk 88 which is connected in one piece to the inlet valve stem 90, is pressed against the inlet valve seat 62 of the inlet valve seat body 60, so that the inlet valve 52 assumes its closed position.
  • the inlet valve 52 opens, in that the inlet valve disk 88 is lifted off the inlet valve seat 62 against the spring force of the inlet valve spring 96, thereby establishing a flow connection from the suction line 20 to the Pump chamber 24 releases, so that cleaning liquid can flow from the suction line 20 via the inlet channel 32 into the pump chamber 24.
  • the cleaning liquid can flow around the spring retainer 94, the inlet valve spring 96 and the guide member 84 on the outside, so that flow losses can be kept low.
  • the intake valve plate 88 can be lifted off the intake valve seat 62 until the spring retainer 94 comes into contact with a stop 98 of the guide member 84 designed in the manner of a projection or a sleeve.
  • the stop 98 thus limits the lifting movement of the intake valve disk 96. If the piston 26, 28 moves in the direction of the inlet channel 32, the inlet valve disk 88 assumes its position on the inlet valve seat, so that the cleaning liquid cannot flow back into the suction line 20 again.
  • the inlet part 54 with the retaining arms 76, 78 initially aligned in a straight line, as shown in Figures 6 and 7, can be inserted into the inlet channel 32 from the side facing the pump chamber 24, so that the Contact surface 64 comes to rest on the inlet support surface 40 and the end sections 80 , 82 of the retaining arms 76 , 78 protrude from the inlet duct 32 on the side of the inlet duct 32 facing away from the pump chamber 24 .
  • the end sections 80, 82 can then be thermally formed, with the end sections 80, 82 being pressed radially outwards and entering the recesses 36, 38 and forming a form fit with them.
  • the inlet part 54 is held on the inlet channel 32 in an axially immovable and non-rotatable manner.
  • the inlet closing body 56 can then be assembled on the inlet part 54 by inserting the inlet valve stem 90 into the inlet part 54 from the side facing the pump chamber 24 , the inlet valve stem 90 reaching through the guide member 84 .
  • the inlet valve spring 96 can then be placed on the shaft section 92 protruding from the guide member 84 on the side facing away from the pump chamber 24 , and then the spring holder 94 can be fixed to the shaft section 92 .
  • the fixing of the spring holder 94 on the shaft section 92 can take place, for example, by means of ultrasonic welding.
  • the outlet channels 34 opening into the valve receptacle can each be closed by an outlet valve 99 .
  • the outlet valves 99 are designed identically and are formed by a preassemblable outlet valve assembly 100 which is received by the valve receptacle 42 of the second housing part 16 and the housing recess 46 of the first housing part 14 .
  • the outlet valve assembly 100 is shown in Figures 3 and 11 enlarged. It includes an outlet part 102, which consists of a plastic material, for example a POM material.
  • the outlet part 102 is inserted into the valve receptacle 52 and has a plurality of annular outlet valve seat bodies 104 which each form an outlet valve seat 106 of an outlet valve 99 .
  • the outlet valve assembly 100 has a guide body 108, which also consists of a plastic material, for example a fiber-reinforced plastic material, and which can be connected to the outlet part 102 in a detachable and liquid-tight manner.
  • the guide body 108 forms guide elements 110 in the form of guide receptacles 112 which are each aligned in alignment with an outlet valve seat 106 .
  • the outlet part 102 and the guide body 108 accommodate between them a plurality of outlet closing bodies 114 which can be moved back and forth relative to the outlet part 54 and to the guide body 108 and each have an outlet valve disk 116 and an outlet valve stem 118 of an outlet valve 99 which is integrally connected thereto.
  • the outlet valve disk 116 can be placed sealingly against an outlet valve seat 106, and the outlet valve stem 118 adjoining it on the side of the outlet valve disk 116 facing away from the outlet valve seat 106 dips into a guide receptacle 112 in which it is displaceably mounted.
  • An outlet valve spring 120 of an outlet valve 99 is clamped between the guide receptacles 112 and the outlet valve disk 116, which is supported on one side on a guide receptacle 112 and on the other side on an outlet valve disk 116 and surrounds an outlet valve stem 118 in the area between the outlet valve disk 116 and the guide receptacle 112 in the circumferential direction.
  • An inner groove 122 that extends in the longitudinal direction of the guide receptacle 112 and via which the cleaning liquid can escape from the guide receptacle 112 .
  • the second housing part 16 forms annular outlet support surfaces 124 , which each adjoin an outlet channel 34 in the direction of the valve receptacle 42 and are aligned perpendicularly to the longitudinal axis 43 of the valve receptacle 42 .
  • the end faces 126 of outlet valve seat bodies 114 facing away from the respective outlet valve seat 106 are each supported on an outlet support surface 124, with a second sealing ring 128 being arranged between the end faces 126 and the outlet support surfaces 124, which seals the respective outlet valve seat body 104 axially relative to the second housing part 16 direction.
  • the guide body 108 is surrounded in the circumferential direction by an annular groove 130 in which a third sealing ring 132 is arranged.
  • the third sealing ring 132 ensures the liquid-tight connection between the outlet part 102 and the guide body 108 .
  • the housing recess 46 forms a step 136 directed radially inwards.
  • a fourth sealing ring 138 is positioned between the annular projection 134 and the step 136, which seals the guide body 108 in the axial direction with respect to the first housing part 14.
  • the guide body 108 In its area which dips into the housing recess 46, the guide body 108 forms a non-return valve seat 140 which is remote from the outlet part 102 and on which a non-return closing body 142 can be placed in a sealing manner. In combination with the non-return closing body 142 , the non-return valve seat 140 forms a central non-return valve 144 .
  • the outlet valve assembly 100 is designed as a preassemblable structural unit and can be inserted into the valve receptacle 42 and the housing recess 46 when the piston pump 10 is assembled. Since the outlet valve assembly 100 forms all of the outlet valves 99, this simplifies the assembly of the piston pump 10.
  • the two housing parts 14 and 16 are designed as metal parts.
  • the provision of the inlet valves 52 and the outlet valves 99 does not require any subsequent processing of the metal parts, since the inlet parts 54 and the outlet part 102 are inserted into the metal parts in the form of plastic components and provide the valve seats.
  • the piston pump 10 can therefore be produced inexpensively.
  • piston pump 10 is characterized by good suction behavior, since the volume of the pump chambers 24 that cannot be displaced by the pistons 26, 28 of the piston pump 10 can be kept small.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe (10) für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einem Pumpengehäuse (12), das ein erstes Gehäuseteil (14) und ein zweites Gehäuseteil (16) aufweist, die jeweils als Metallteil ausgestaltet sind. Das erste Gehäuseteil (14) bildet eine Saugleitung (20) und eine Druckleitung (22) aus und das zweite Gehäuseteil (16) bildet mehrere Pumpkammern (24) aus, in die jeweils ein hin und her bewegbarer Kolben (26, 28) eintaucht und die jeweils über einen Einlasskanal (32) mit der Saugleitung (20) und über einen Auslasskanal (34) mit der Druckleitung (22) in Strömungsverbindung stehen. Der Einlasskanal (32) ist von einem Einlassventil (52) verschließbar und der Auslasskanal (34) ist von einem Auslassventil (99) verschließbar. Die Auslassventile (99) weisen jeweils einen ortsfest gehaltenen Auslassventilsitz (106) und einen relativ zum Auslassventilsitz hin und her verschiebbaren Auslassventilschließkörper (114) auf, der einen dichtend an einen Auslassventilsitz (106) anlegbaren Auslassventilteller (116) aufweist. Um die Kolbenpumpe (10) derart weiterzubilden, dass sie kostengünstiger herstellbar ist, wird vorgeschlagen, dass das zweite Gehäuseteil (16) eine Ventilaufnahme (42) aufweist, in die sämtliche Auslasskanäle (34) einmünden, und dass die Kolbenpumpe (10) eine Auslassventilbaugruppe (100) aufweist, die sämtliche Auslassventile (99) ausbildet, wobei die Auslassventilbaugruppe (100) ein Auslassteil (102) aufweist, das aus einem Kunststoffmaterial besteht und in die Ventilaufnahme (42) eingesetzt ist und das sämtliche Auslassventilsitze (106) ausbildet.

Description

KOLBENPUMPE FÜR EIN HOCHDRUCKREINIGUNGSGERÄT
Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät zum Fördern einer Reinigungsflüssigkeit mit einem Pumpengehäuse, das ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil aufweist, die jeweils als Metallteil ausgestaltet sind, wobei das erste Gehäuseteil eine Saugleitung und eine Druckleitung ausbildet, und wobei das zweite Gehäuseteil mehrere Pumpkammern ausbildet, in die jeweils ein hin und her bewegbarer Kolben eintaucht und die jeweils über einen Einlasskanal mit der Saugleitung und über einen Auslasskanal mit der Druckleitung in Strömungsverbindung stehen, wobei die Einlasskanäle jeweils von einem Einlassventil und die Auslasskanäle jeweils von einem Auslassventil verschließbar sind, wobei die Auslassventile jeweils einen ortsfest gehaltenen Auslassventilsitz und einen relativ zum Auslassventilsitz hin und her verschiebbaren Auslassschließkörper aufweisen, der einen dichtend an den Auslassventilsitz anlegbaren Auslassventilteller aufweist.
Derartige Kolbenpumpen sind aus der DE 10 2009 049 095 Al bekannt. Mit ihrer Hilfe kann eine über die Saugleitung zugeführte Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise Wasser, unter Druck gesetzt und über die Druckleitung abgegeben werden. An die Druckleitung kann beispielsweise ein Druckschlauch angeschlossen werden, der an seinem freien Ende einen Düsenkopf trägt, über den die unter Druck gesetzte Reinigungsflüssigkeit auf einen Gegenstand gerichtet werden kann. Die Kolbenpumpe wird von einem Antriebsmotor angetrieben, der beispielsweise über ein Taumelscheibengetriebe mit den Kolben der Kolbenpumpe gekoppelt ist und diese zu einer hin- und hergehenden Hubbewegung antreiben. Die hin- und hergehende Bewegung der jeweils in eine Pumpkammer eintauchenden Kolben hat eine periodische Vergrößerung und Verkleinerung des Volumens der Pumpkammern zur Folge, so dass Reinigungsflüssigkeit über die Einlasskanäle in die Pumpkammern eingesaugt und über die Aus- lasskanäle unter Druck abgegeben wird. Der Druck kann beispielsweise mindestens 80 bar betragen. Um der Druckbelastung standhalten zu können, weist das Pumpengehäuse ein erstes und ein zweites Gehäuseteil auf, die jeweils als Metallteil ausgestaltet sind. Das erste Gehäuseteil bildet die Saugleitung und die Druckleitung aus, und das zweite Gehäuseteil bildet die Pumpkammern aus sowie die Einlass- und Auslasskanäle, über die die Pumpkammern mit der Saugleitung beziehungsweise mit der Druckleitung in Strömungsverbindung stehen.
Die Einlasskanäle sind jeweils von einem Einlassventil verschließbar und die Auslasskanäle sind jeweils von einem Auslassventil verschließbar. In der DE 10 2009 049 095 Al werden Auslassventile vorgeschlagen, die jeweils ein Auslassteil und einen relativ zu diesem hin und her verschiebbaren Auslassschließkörper aufweisen. Das Auslassteil bildet einen Auslassventilsitz aus und der Auslassschließkörper weist einen Auslassventilteller auf, der an den Auslassventilsitz dichtend anlegbar ist. Jedes Auslassteil ist in einem Auslasskanal ortsfest gehalten. Üblicherweise ist das Auslassteil aus Edelstahl gefertigt und in einen Auslasskanal eingepresst oder in diesem durch Bördeln drehfest und axial unverschieblich gehalten.
Aus der WO 2008/086950 Al und der EP 2 805 050 Bl sind Kolbenpumpen für Hochdruckreinigungsgeräte bekannt, bei denen die beiden Gehäuseteile des Pumpengehäuses aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sind. Dies erlaubt es, die Auslassventilsitze unmittelbar in ein Gehäuseteil einzuformen, ohne dass ein zusätzliches Auslassteil erforderlich ist. Aus einem Kunststoffmaterial gefertigte Pumpengehäuse weisen allerdings eine geringere Druckfestigkeit auf als Pumpengehäuse, die von Metallteilen gebildet werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kolbenpumpe der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass sie kostengünstiger herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Kolbenpumpe der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das zweite Gehäuseteil eine Ventilaufnahme aufweist, in die sämtliche Auslasskanäle einmünden, und dass die Kolbenpumpe eine Auslassventilbaugruppe aufweist, die sämtliche Auslassventile ausbildet, wobei die Auslassventilbaugruppe ein Auslassteil aufweist, das aus einem Kunststoff material besteht und in die Ventilaufnahme eingesetzt ist und das sämtliche Auslassventilsitze ausbildet.
Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe weist eine Auslassventilbaugruppe auf, die sämtliche Auslassventile ausbildet. Die Auslassventilbaugruppe umfasst ein Auslassteil, das in eine Ventilaufnahme eingesetzt ist. Die Ventilaufnahme wird von dem als Metallteil ausgestalteten zweiten Gehäuseteil ausgebildet. Das Auslassteil besteht aus einem Kunststoffmaterial und weist sämtliche Auslassventilsitze auf. Die Auslassventilsitze der Kolbenpumpe werden somit vom Auslassteil bereitgestellt. Es ist daher nicht erforderlich, für jedes Auslassventil ein separates Auslassteil, das einen Auslassventilsitz ausbildet, in einem Auslasskanal festzulegen. Auch eine aufwändige Nachbearbeitung des als Metallteil ausgestalteten zweiten Gehäuseteils kann entfallen. Es kommt ein einziges Auslassteil zum Einsatz, das sämtliche Auslassventilsitze der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe aufweist und aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist. Dies verringert die Herstellungskosten der Kolbenpumpe und erleichtert dessen Montage.
Das erste Gehäuseteil und/oder das zweite Gehäuseteil ist vorzugsweise als Druckgussteil oder als Umformteil ausgestaltet.
Bevorzugt ist das erste Gehäuseteil und/oder das zweite Gehäuseteil aus einem Aluminium- oder Messingmaterial gefertigt.
Bevorzugt ist die Ventilaufnahme auf der dem ersten Gehäuseteil zugewandten Seite des zweiten Gehäuseteils angeordnet.
Die Auslassventilbaugruppe ist günstigerweise als vormontierbare Baueinheit ausgestaltet. Dies erlaubt es, die Auslassventilbaugruppe als eigenständig handhabbare Baueinheit zusammenzubauen, noch bevor der Zusammenbau der kompletten Kolbenpumpe erfolgt. Die Auslassventilbaugruppe kann an einem ersten Montageort zusammengebaut und dann zu einem zweiten Montageort transportiert werden, an dem die Montage der kompletten Kolbenpumpe erfolgt.
Bevorzugt weist das Auslassteil mehrere ringförmige Auslassventilsitzkörper auf, die jeweils einen Auslassventilsitz ausbilden.
Vorzugsweise ist der Auslassventilsitz fluchtend zu einem Auslasskanal ausgerichtet.
Das zweite Gehäuseteil bildet bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung im Bereich der Ventilaufnahme mehrere ringförmige Auslassstützflächen aus, die senkrecht zu einer Längsachse der Ventilaufnahme ausgerichtet sind und sich in Strömungsrichtung der Reinigungsflüssigkeit jeweils an einen Auslasskanal anschließen und an denen jeweils ein Auslassventilsitzkörper unter Zwischenlage eines Dichtrings anliegt. Die senkrechte Ausrichtung der Auslassstützflächen erlaubt es, die an den Auslassstützflächen anliegenden Dichtringe als Axialdichtungen auszugestalten, so dass bei der Herstellung des zweiten Gehäuseteils eventuell im Bereich der Ventilaufnahme entstehende, parallel zur Längsachse der Ventilaufnahme ausgerichtete Riefen die Dichtwirkung der Dichtringe nicht beeinträchtigen. Derartige Riefen können insbesondere dann entstehen, wenn das zweite Gehäuseteil als Druckgussteil ausgestaltet ist, bei dessen Herstellung eine Entformung erfolgt. Etwaige Riefen, die bei der Entformung im Bereich der Ventilaufnahme entstehen, erstrecken sich in Entformungsrichtung, das heißt sie erstrecken sich parallel zur Längsachse der Ventilaufnahme, nicht aber parallel zu den Auslassstützflächen, da diese senkrecht zur Längsachse der Ventilaufnahme ausgerichtet sind. Somit können etwaige Riefen, die bei einer Entformung des zweiten Gehäuseteils im Bereich der Ventilaufnahme entstehen, die in axialer Richtung wirkende Dichtung nicht beeinträchtigen. Bevorzugt schließen sich die Auslassstützflächen in Strömungsrichtung der Reinigungsflüssigkeit jeweils an einen Auslasskanal an.
Wie bereits erwähnt, bildet die Auslassventilbaugruppe sämtliche Auslassventile der Kolbenpumpe aus. Günstig ist es, wenn die Auslassventile jeweils einen relativ zum Auslassteil hin und her verschiebbaren Auslassschließkörper aufweisen, der einen an einen Auslassventilsitz dichtend anlegbaren Auslassventilteller und einen sich in die dem Auslasskanal abgewandte Richtung an den Auslassventilteller anschließenden Auslassventilschaft aufweist. Bezogen auf die Strömungsrichtung der Reinigungsflüssigkeit ist der Auslassventilschaft stromabwärts des Auslassventilsitzes angeordnet.
Bevorzugt weist die Auslassventilbaugruppe einen Führungskörper auf, der aus einem Kunststoffmaterial besteht und mehrere Führungselemente aufweist, an denen jeweils ein Auslassventilschaft verschiebbar gelagert ist. Die Führung sämtlicher Auslassventilschäfte erfolgt bei einer derartigen Ausgestaltung mittels des Führungskörpers. Dies hat eine weitere Vereinfachung der Montage der Kolbenpumpe zur Folge.
Die Führungselemente sind dazu eingerichtet, jeweils einen Auslassventilschaft eines Auslassschließkörpers zu führen.
Die Führungselemente bilden bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung jeweils eine Führungsaufnahme aus, in die ein Auslassventilschaft eintaucht.
Günstig ist es, wenn die Führungsaufnahmen jeweils mindestens eine sich in Längsrichtung der Führungsaufnahme erstreckende Innennut aufweisen. Über die Innennut kann Reinigungsflüssigkeit aus der jeweiligen Führungsaufnahme entweichen.
Zwischen die Führungselemente und die Auslassventilteller ist günstigerweise jeweils eine Auslassventilfeder eingespannt. Mittels der Auslassventilfeder kann der Auslassventilteller in Richtung auf den zugeordneten Auslassventilsitz vorgespannt werden.
Der Führungskörper ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mit dem Auslassteil lösbar und flüssigkeitsdicht verbindbar. Dies erlaubt es auf besonders einfache Weise, die Auslassventilbaugruppe als vormontierbare Baueinheit auszugestalten. Hierzu können in einem ersten Montageschritt die Auslassventilschäfte jeweils in eine Führungsaufnahme des Führungskörpers eingesetzt werden, wobei die Auslassventilschäfte in ihrem aus den Führungsaufnahmen herausragenden Bereich von einer Auslassventilfeder umgeben sind, die sich einerseits an einer Führungsaufnahme und andererseits an einem Auslassventilteller abstützen. Anschließend kann der Führungskörper mit dem Auslassteil flüssigkeitsdicht verbunden werden, vorzugsweise unter Zwischenlage eines Dichtrings. In einem nachfolgenden Montageschritt kann das mit dem Führungskörper verbundene Auslassteil in die Ventilaufnahme des zweiten Gehäuseteils eingesetzt werden. Anschließend können dann die beiden Gehäuseteile des Pumpengehäuses zusammengefügt werden.
Bevorzugt ist der Führungskörper mit dem Auslassteil unter Zwischenlage eines oder mehrerer Dichtringe steckbar verbindbar.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Führungskörper in das Auslassteil einsteckbar ist unter Zwischenlage von mindestens einem Dichtring.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Führungskörper einen Rückschlagventilsitz ausbildet für ein stromabwärts der Auslassventile angeordnetes zentrales Rückschlagventil. Bei einer derartigen Ausgestaltung bildet das Auslassteil die Ventilsitze der Auslassventile aus und der Führungskörper bildet den Ventilsitz des zentralen Rückschlagventils aus. Dies hat eine weitere Vereinfachung der Montage der Kolbenpumpe zur Folge. Ein Rückschlagventilschließkörper kann hierbei eine Position unmittelbar stromabwärts des vom Führungskörper ausgebildeten Rückschlagventilsitzes einnehmen und kann von einer Rückschlagventilfeder in Richtung auf den Rückschlagventilsitz vorgespannt sein.
Das zentrale Rückschlagventil ist bevorzugt in der Druckleitung angeordnet.
Es kann vorgesehen sein, dass das erste Gehäuseteil auf seiner dem zweiten Gehäuseteil zugewandten Seite eine fluchtend zur Ventilaufnahme des zweiten Gehäuseteils ausgerichtete Gehäuseausnehmung aufweist, in die der Führungskörper unter Zwischenlage von mindestens einem Dichtring eintaucht. Bei einer derartigen Ausgestaltung nimmt die Auslassventilbaugruppe eine Position zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil ein, wobei das erste Gehäuseteil auf seiner dem zweiten Gehäuseteil zugewandten Seite eine Gehäuseausnehmung aufweist, in die der Führungskörper eintaucht, und wobei das zweite Gehäuseteil auf seiner dem ersten Gehäuseteil zugewandten Seite eine fluchtend zur Gehäuseausnehmung ausgerichtete Ventilaufnahme aufweist, in die das Auslassteil eingesetzt ist. Der Führungskörper ist flüssigkeitsdicht mit dem ersten Gehäuseteil verbunden und das Auslassteil ist flüssigkeitsdicht mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden und darüber hinaus sind der Führungskörper und das Auslassteil flüssigkeitsdicht miteinander verbunden.
In Strömungsrichtung der Reinigungsflüssigkeit schließt sich an die Auslassventilbaugruppe vorteilhafterweise die Druckleitung an.
Günstig ist es, wenn der mindestens eine Dichtring, der zwischen dem Führungskörper und der Gehäuseausnehmung des ersten Gehäuseteils angeordnet ist, den Führungskörper in Umfangsrichtung umgibt.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Führungskörper einen nach außen ragenden ringförmigen Vorsprung aufweist, dem eine bezogen auf die Längsachse der Gehäuseausnehmung radial nach innen gerichtete Stufe der Gehäuseausnehmung zugeordnet ist, wobei zwischen dem ringförmigen Vorsprung und der Stufe ein Dichtring angeordnet ist. Der Dichtring kann eine Axialdichtung ausbilden, so dass Riefen, die eventuell bei der Herstellung des ersten Gehäuseteils im Bereich der Gehäuseausnehmung entstehen und parallel zur Längsachse der Gehäuseausnehmung ausgerichtet sind, die Dichtwirkung des Dichtrings nicht beeinträchtigen. Derartige Riefen können insbesondere dann entstehen, wenn das erste Gehäuseteil als Druckgussteil ausgestaltet ist, bei dessen Herstellung eine Entformung durchgeführt wird. Etwaige Riefen, die bei der Entformung im Bereich der Gehäuseausnehmung entstehen, erstrecken sich in Entformungsrichtung, das heißt sie erstrecken sich parallel zur Längsachse der Gehäuseausnehmung, nicht aber parallel zu der radial nach innen gerichteten Stufe. Somit können etwaige Riefen, die bei einer Entformung des ersten Gehäuseteils im Bereich der Gehäuseausnehmung entstehen, die in axialer Richtung wirkende Dichtung nicht beeinträchtigen.
Eine weitere Verringerung der Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe wird bei einer vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erzielt, dass die Einlassventile jeweils ein in einen Einlasskanal eingesetztes Einlassteil und einen relativ zum Einlassteil hin und her verschiebbaren Einlassschließkörper aufweisen, wobei das Einlassteil einen Einlassventilsitz sowie ein versetzt zum Einlassventilsitz angeordnetes Führungsglied aufweist, und wobei der Einlassschließkörper einen dichtend an den Einlassventilsitz anlegbaren Einlassventilteller und einen sich an den Einlassventilteller anschließenden Einlassventilschaft aufweist, der am Führungsglied verschiebbar gelagert ist, wobei das Einlassteil aus einem Kunststoffmaterial besteht und einen der Pumpkammer zugewandten ringförmigen Einlassventilsitzkörper aufweist, der den Einlassventilsitz ausbildet, und wobei das Führungsglied bezogen auf die Strömungsrichtung der Reinigungsflüssigkeit stromaufwärts des Einlassventilsitzes angeordnet ist.
Bei einer derartigen Ausgestaltung der Kolbenpumpe bildet das zweite Gehäuseteil Einlasskanäle aus, in die jeweils ein aus einem Kunststoff material gefertigtes Einlassteil eingesetzt ist. Das Einlassteil weist einen ringförmigen Einlassventilsitzkörper auf, der der zugeordneten Pumpkammer zugewandt ist und den Einlassventilsitz ausbildet. Bezogen auf die Strömungsrichtung der Reinigungsflüssigkeit stromaufwärts des Einlassventilsitzkörpers, das heißt in Richtung der Saugleitung versetzt zum Einlassventilsitzkörper, bildet das Einlassteil ein Führungsglied aus, an dem der Einlassschließkörper verschiebbar gelagert ist. Das aus Kunststoff gefertigte Einlassteil erlaubt es auf kostengünstige Weise, einen Einlassventilsitz bereitzustellen, ohne dass hierzu eine aufwändige Nachbearbeitung des zweiten Gehäuseteils erforderlich ist. Da das Einlassteil aus Kunststoff gefertigt ist, sind dessen Herstellungskosten relativ gering. Das Einlassteil kann von der der zugeordneten Pumpkammer zugewandten Seite des Einlasskanals in den Einlasskanal eingesetzt werden, so dass das vom Einlassteil ausgebildete Führungsglied eine Position stromaufwärts des Einlassventilsitzes und somit außerhalb der Pumpkammer einnimmt. Dies ermöglicht es, das Volumen der Pumpkammer, das vom Kolben bei einer Bewegung in Richtung des Einlassventils nicht verdrängt werden kann, also den sogenannten Totraum, gering zu halten. Dies verbessert das Saugverhalten der Kolbenpumpe.
Günstig ist es, wenn der Einlassventilsitzkörper in Richtung der Pumpkammer aus dem Einlasskanal herausragt.
Von Vorteil ist es, wenn das zweite Gehäuseteil eine sich in Richtung der Pumpkammer an den Einlasskanal anschließende ringförmige Einlassstützfläche ausbildet, die senkrecht zur Längsachse des Einlasskanals ausgerichtet ist und an der der Einlassventilsitzkörper mit einer Anlagefläche anliegt. Der Einlassventilsitzkörper wird bei einer derartigen Ausgestaltung von der Einlassstützfläche des zweiten Gehäuseteils abgestützt.
Bevorzugt weist der Einlassventilsitzkörper eine sich an die Anlagefläche anschließende Dichtringaufnahme auf, in der ein den Einlassventilsitzkörper gegenüber der Einlassstützfläche in axialer Richtung abdichtender Dichtring angeordnet ist. Bezogen auf die Längsachse des Einlasskanals bildet der zwischen dem Einlassventilsitzkörper und der Einlassstützfläche des zweiten Gehäuseteils angeordnete Dichtring eine in axialer Richtung wirkende Dichtung aus. Dies hat den Vorteil, dass etwaige Riefen, die parallel zur Längsachse des Einlasskanals ausgerichtet sind und eventuell bei der Herstellung des als Metallteil ausgestalteten zweiten Gehäuseteils entstehen, keine Beeinträchtigung der Dichtwirkung des Dichtrings zur Folge haben. Derartige Riefen können insbesondere dann entstehen, wenn das zweite Gehäuseteil als Druckgussteil ausgestaltet ist, bei dessen Herstellung eine Entformung durchgeführt wird. Etwaige Riefen, die bei der Entformung entstehen, erstrecken sich in Entformungsrichtung, das heißt sie erstrecken sich parallel zur Längsachse des Einlasskanals, nicht aber parallel zur Einlassstützfläche, da diese senkrecht zur Längsachse des Einlasskanals ausgerichtet ist. Somit können Riefen, die bei einer Entformung des zweiten Gehäuseteils entstehen, die in axialer Richtung wirkende Dichtung nicht beeinträchtigen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe bildet die Dichtringaufnahme eine den Einlassventilsitzkörper in Umfangsrichtung umgebende Ringnut aus mit einer sich an die Anlagefläche anschließenden ersten Nutwand, über die sich der Außendurchmesser des Einlassventilsitzkörpers mit zunehmendem Abstand zur Anlagefläche kontinuierlich verringert und an die sich eine zweite Nutwand anschließt.
Die Dichtringaufnahme ist bevorzugt nach Art einer umlaufenden Rinne ausgestaltet, in die ein Dichtring eingesetzt werden kann. Dies verringert die Gefahr, dass sich der Dichtring beim Einsetzen des Einlassteils in den Einlasskanal unbeabsichtigt aus der Dichtringaufnahme löst.
Die erste Nutwand kann beispielsweise nach Art eines Konus ausgestaltet sein, wobei der Konuswinkel vorzugsweise etwa 10° bis 30°, bevorzugt etwa 15° bis 25°, insbesondere 20° beträgt.
Von Vorteil ist es, wenn sich der Außendurchmesser des Einlassventilsitzkörpers über die zweite Nutwand mit zunehmendem Abstand zur Anlagefläche kontinuierlich vergrößert. Günstigerweise ist das Einlassteil relativ zum Einlasskanal drehfest und axial unverschieblich gehalten.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Einlassteil mit dem zweiten Gehäuseteil verrastbar ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Einlassteil mindestens einen Haltearm auf, der sich in Richtung der Saugleitung an den Einlassventilsitzkörper anschließt und relativ zum Einlasskanal drehfest gehalten ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung weist das Einlassteil stromaufwärts des Einlassventilsitzkörpers mindestens einen Haltearm auf. Mit Hilfe des Haltearms lässt sich das Einlassteil auf einfache Weise am Einlasskanal festlegen. Der mindestens eine Haltearm taucht hierbei in den Einlasskanal ein.
Bevorzugt durchgreift der mindestens eine Haltearm den Einlasskanal.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn der mindestens eine Haltearm den Einlasskanal auf seiner der Saugleitung zugewandten Seite hintergreift. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Einlassteil, nachdem es von der der zugeordneten Pumpkammer zugewandten Seite so weit in den Einlasskanal eingesetzt wurde, dass der mindestens eine Haltearm den Einlasskanal auf der der Pumpkammer abgewandten Seite hintergreift, anschließend nicht mehr ohne Weiteres dem Einlasskanal entnommen werden kann.
Der mindestens eine Haltearm ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mit dem Einlassventilsitzkörper stoffschlüssig verbunden. Bei einer derartigen Ausgestaltung bildet der mindestens eine erste Haltearm zusammen mit dem Einlassventilsitzkörper ein einteiliges Kunststoffformteil aus.
Bevorzugt weist das Einlassteil zwei einander bezüglich der Längsachse des Einlasskanals diametral gegenüberliegende Haltearme auf. Die beiden Haltearme erlauben eine spiegelsymmetrische und dadurch hoch belastbare Ausgestaltung des Einlassteils. Wie bereits erwähnt, weist der Einlassschließkörper einen Einlassventilschaft auf, der an einem Führungsglied des Einlassteils verschiebbar gelagert ist. Von Vorteil ist es, wenn das Führungsglied an dem mindestens einen Haltearm festgelegt ist.
Bevorzugt ist das Führungsglied mit dem mindestens einen Haltearm stoffschlüssig verbunden. Bei einer derartigen Ausgestaltung bildet das Führungsglied zusammen mit dem mindestens einen Haltearm und bevorzugt zusammen mit dem Einlassventilsitzkörper ein einteiliges Kunststoffformteil aus.
Günstig ist es, wenn der mindestens eine Haltearm einen dem Einlassventilsitzkörper abgewandten Endabschnitt aufweist, der in eine Aussparung des zweiten Gehäuseteils eintaucht.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Endabschnitt des mindestens einen Haltearms mit der Aussparung des zweiten Gehäuseteils einen Formschluss ausbildet. Dies ermöglicht es auf einfache Weise, das Einlassteil drehfest am zweiten Gehäuseteil festzulegen.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Endabschnitt des mindestens einen Haltearms thermisch umformbar ist. Dies erlaubt es, den mindestens einen Haltearm auf einfache Weise durch thermische Beaufschlagung umzuformen, nachdem er von der der zugeordneten Pumpkammer zugewandten Seite des Einlasskanals in den Einlasskanal eingesetzt wurde. Zu diesem Zweck kann der mindestens eine Haltearm aus einem thermisch verformbaren Kunststoffmaterial bestehen.
Der mindestens eine Haltearm kann vor dem Einsetzen in den Einlasskanal beispielsweise geradlinig ausgestaltet sein und kann nach dem Einsetzen in den Einlasskanal thermisch in eine gekrümmte oder abgewinkelte Gestalt umgeformt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der dem Einlassventilsitzkörper abgewandte Endabschnitt des mindestens einen Haltearms nach dem Einsetzen des Haltearms in den Einlasskanal thermisch radial nach außen verformt wird, so dass der Endabschnitt nach der thermischen Verformung bezogen auf die Längsachse des Einlasskanals nach außen gerichtet ist und den Einlasskanal auf der dem Pumpraum abgewandten Seite hintergreift.
Günstig ist es, wenn das Einlassteil in seiner Gesamtheit ein einteiliges Kunststoffformteil ausbildet.
Bevorzugt besteht das Einlassteil aus einem POM-Material (Polyoxymethylen- Material).
Der Einlassschließkörper weist einen Einlassventilteller und einen sich an den Einlassventilteller an dessen der Pumpkammer abgewandten Seite anschließenden Einlassventilschaft auf. Der Einlassventilteller ist dichtend an den Einlassventilsitz des Einlassteils anlegbar, und der Einlassventilschaft ist am Führungsglied des Einlassteils verschiebbar gelagert. Bevorzugt ist der Einlassventilteller stoffschlüssig mit dem Einlassventilschaft verbunden.
Das Führungsglied ist bevorzugt ringförmig ausgestaltet.
Von Vorteil ist es, wenn der Einlassventilschaft das Führungsglied durchgreift und einen in Richtung der Saugleitung aus dem Führungsglied herausragenden Schaftabschnitt aufweist, an dem ein Federhalter festgelegt ist, wobei zwischen den Federhalter und das Führungsglied eine Einlassventilfeder eingespannt ist. Mittels der Einlassventilfeder, die sich einerseits am Federhalter und andererseits am Führungsglied abstützt, kann der Einlassventilschaft und mit diesem auch der Einlassventilteller mit einer Federkraft beaufschlagt werden, unter deren Wirkung der Einlassventilteller gegen den Einlassventilsitz gepresst wird. Bei einer Saugbewegung des in die Pumpkammer eintauchenden Kolbens kann der Einlassventilteller entgegen der Wirkung der Einlassventilfeder vom Einlassventilsitz abheben, so dass Reinigungsflüssigkeit von der Saugleitung über das Einlassventil in den Pumpraum einströmen kann. Führt der Kolben eine entgegen gerichtete Druckbewegung aus, so wird der Einlassventilteller von der Einlassventilfeder gegen den Einlassventilsitz gedrückt, so dass die Reinigungsflüssigkeit nicht über das Einlassventil zurück in die Saugleitung strömen kann.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet das Führungsglied einen Anschlag aus, der die Bewegung des Einlassventilschafts in Richtung der Pumpkammer und damit auch die Bewegung des Einlassventiltellers in Richtung der Pumpkammer begrenzt. Bei einer Bewegung des Einlassventilschaftes in Richtung der Pumpkammer nähert sich der am Einlassventilschaft festgelegte Federhalter zunehmend dem Führungsglied an und kommt schließlich an dessen Anschlag zur Anlage, so dass eine weitere Bewegung des Einlassventilschafts in Richtung der Pumpkammer unterbunden wird und damit auch ein weiteres Abheben des Einlassventiltellers vom Einlassventilsitz.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
Figur 1 : eine Schnittansicht einer Kolbenpumpe;
Figur 2: eine vergrößerte Teildarstellung der Kolbenpumpe aus Figur 1;
Figur 3: eine vergrößerte Schnittansicht von Detail X aus Figur 2, das eine Auslassventilbaugruppe der Kolbenpumpe zeigt;
Figur 4: eine perspektivische Darstellung eines zweiten Gehäuseteils der Kolbenpumpe;
Figur 5: eine vergrößerte Schnittansicht von Detail Y aus Figur 2, das ein Einlassventil der Kolbenpumpe zeigt; Figur 6: eine Schnittansicht des Einlassventils aus Figur 5 entlang der Linie 6-6;
Figur 7: eine perspektivische Darstellung eines Einlassteils des Einlassventils aus Figur 5 vor dessen Montage;
Figur 8: eine Schnittansicht des Einlassteils aus Figur 5;
Figur 9: eine perspektivische Darstellung des Einlassteils des Einlassventils nach dessen Montage;
Figur 10: eine Schnittansicht des Einlassteils aus Figur 9;
Figur 11 : eine Schnittansicht der Auslassventilbaugruppe aus Figur 3.
In der Zeichnung ist eine vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät schematisch dargestellt und insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegt. Mittels der Kolbenpumpe 10 kann eine Reinigungsflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gefördert werden. Die Kolbenpumpe 10 umfasst ein Pumpengehäuse 12 mit einem ersten Gehäuseteil 14 und einem zweiten Gehäuseteil 16. Die beiden Gehäuseteile 14, 16 sind jeweils als Metallteil ausgestaltet. In der dargestellten Ausführungsform sind sie jeweils in Form eines Aluminium-Druckgussteils ausgestaltet.
Das erste Gehäuseteil 14 definiert die Frontseite 18 der Kolbenpumpe 10 und bildet eine Saugleitung 20 und eine Druckleitung 22 aus. Das zweite Gehäuseteil 16 bildet drei Pumpkammern aus, in die jeweils ein Kolben eintaucht. Zur Erzielung einer besseren Übersicht sind in der Zeichnung nur eine Pumpkammer 24 und zwei Kolben 26, 28 dargestellt. Sämtliche Kolben werden durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte, an sich bekannte Taumelscheibe oszillierend in die jeweilige Pumpkammer 24 eingeschoben und durch eine den jeweiligen Kolben umgebende Schraubenfeder 30 wieder aus der Pumpkammer herausgeschoben, so dass sich das Volumen der Pumpkammern 24 periodisch ändert.
Jede Pumpkammer 24 steht über einen Einlasskanal 32 des zweiten Gehäuseteils 16 mit der Saugleitung 20 in Strömungsverbindung. Über einen Auslasskanal 34 des zweiten Gehäuseteils 16 steht jede Pumpkammer 24 mit der Druckleitung 22 in Strömungsverbindung. Die Einlasskanäle 32 sind parallel zueinander ausgerichtet und weisen jeweils eine Längsachse 33 auf.
An die Einlasskanäle 32 schließen sich auf der der Saugleitung 20 zugewandten Seite jeweils zwei einander diametral gegenüberliegende Aussparungen 36, 38 des zweiten Gehäuseteils 16 an. Dies wird insbesondere aus Figur 4 deutlich. In Richtung der Pumpkammern 24 schließt sich an die Einlasskanäle 34 jeweils eine ringförmige Einlassstützfläche 40 an, die vom zweiten Gehäuseteil 16 gebildet wird und der jeweiligen Pumpkammer 24 zugewandt ist. Dies wird insbesondere aus Figur 2 und 5 deutlich. Die Einlassstützflächen sind senkrecht zu den Längsachsen 33 ausgerichtet.
Über die Einlasskanäle 32 kann unter Druck zu setzende Reinigungsflüssigkeit in die jeweilige Pumpkammer 24 eingesaugt werden, und über die Auslasskanäle 34 kann die Reinigungsflüssigkeit von den Pumpkammern 24 abgegeben werden. Die Auslasskanäle 34 münden in eine zentrale Ventilaufnahme 42 des zweiten Gehäuseteils 16, die in Umfangsrichtung von einer Zylinderwand 44 begrenzt wird. Die Ventilaufnahme 42 ist auf der dem ersten Gehäuseteil 14 zugewandten Seite des zweiten Gehäuseteils 16 angeordnet und weist eine Längsachse 43 auf, die parallel zu den Längsachsen 33 der Einlasskanäle 32 ausgerichtet ist.
Das erste Gehäuseteil 14 weist auf seiner dem zweiten Gehäuseteil 16 zugewandten Seite eine Gehäuseausnehmung 46 auf, die fluchtend zur Ventilaufnahme 42 des zweiten Gehäuseteils 16 ausgerichtet ist und an die sich in Richtung der Frontseite 18 des ersten Gehäuseteils 14 die Druckleitung 22 anschließt.
Von der Gehäuseausnehmung 46 zweigt eine Bypassleitung 48 ab, die vom ersten Gehäuseteil 14 ausgebildet wird und in der ein an sich bekanntes und deshalb in der Zeichnung nur schematisch dargestelltes Bypassventil 50 angeordnet ist. Die Bypassleitung 48 stellt eine Strömungsverbindung her zwischen der Gehäuseausnehmung 46 und der Saugleitung 20 und ist mittels des Bypassventils 50 verschließbar.
Die Einlasskanäle 32 sind jeweils von einem Einlassventil 52 verschließbar. Die Einlassventile 52 sind identisch ausgestaltet und weisen jeweils ein Einlassteil 54 auf, das aus einem Kunststoffmaterial besteht, vorzugsweise aus einem POM-Material, und das in einen Einlasskanal 32 eingesetzt ist. Außerdem weisen die Einlassventile 52 jeweils einen Einlassschließkörper 56 auf, der relativ zum Einlassteil 54 in axialer Richtung hin und her bewegbar ist.
Das Einlassteil 54 weist einen Einlassventilsitzkörper 60 auf, der einen Einlassventilsitz 62 des jeweiligen Einlassventils 52 ausbildet. Der Einlassventilsitzkörper 60 ragt in die jeweils zugeordnete Pumpkammer 24 hinein und stützt sich mit einer der jeweiligen Pumpkammer 24 abgewandten Anlagefläche 64 an der sich in Richtung der Pumpkammer 24 an den jeweiligen Einlasskanal 32 anschließenden Einlassstützfläche 40 ab.
An die Anlagefläche 64 schließt sich eine Dichtringaufnahme 66 an in Form einer Ringnut 68, die sich über den Umfang des Einlassventilsitzkörpers 60 erstreckt und eine sich unmittelbar an die Anlagefläche 64 anschließende erste Nutwand 70 und eine sich an diese anschließende zweite Nutwand 72 aufweist. Über die erste Nutwand 70 verringert sich der Außendurchmesser des Einlassventilsitzkörpers 60 kontinuierlich mit zunehmendem Abstand zur Anlagefläche 64. Über die zweite Nutwand 72 vergrößert sich der Außendurchmesser des Einlassventilsitzkörpers 60 kontinuierlich mit zunehmendem Abstand zur Anlagefläche 64. Dies wird insbesondere aus den Figuren 7 und 9 deutlich. Die Dichtringaufnahme 66 nimmt einen ersten Dichtring 74 auf, der den Einlassventilsitzkörper 60 gegenüber der Einlassstützfläche 40 in axialer Richtung abdichtet.
An den Einlassventilsitzkörper 60 des Einlassteils 54 schließen sich in Richtung der Saugleitung 20 zwei einander bezüglich der Längsachse 33 des Einlasskanals 32 diametral gegenüberliegende Haltearme 76, 78 an, die den Einlasskanal 34 durchgreifen und jeweils einen dem Einlassventilsitzkörper 60 abgewandten Endabschnitt 80, 82 aufweisen, der auf der der Pumpkammer 24 abgewandten Seite des Einlasskanals 32 aus dem Einlasskanal 32 herausragt und im montierten Zustand des Einlassventils 52 den jeweiligen Einlasskanal 32 hintergreift, indem er in eine Aussparung 36, 38 des zweiten Gehäuseteils 16 eintaucht und mit dieser einen Formschluss ausbildet. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert.
Die Haltearme 76, 78 nehmen im Bereich des Einlasskanals 32 ein ringförmiges Führungsglied 84 zwischen sich auf. Der Außendurchmesser des Führungsglieds 84 ist kleiner als der Durchmesser des Einlasskanals 32. Dies erlaubt es der Reinigungsflüssigkeit, das Führungsglied 84 innerhalb des Einlasskanals 32 zu umströmen.
Das Führungsglied 84 ist stoffschlüssig mit den Haltearmen 76, 78 verbunden, und die Haltearme 76, 78 sind stoffschlüssig mit dem Einlassventilsitzkörper 60 verbunden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet das Einlassteil 54 ein einteiliges Kunststoffformteil aus, das den Einlassventilsitzkörper 60, die Haltearme 76, 78 und das Führungsglied 84 definiert.
Der Einlassschließkörper 56 weist einen Einlassventilteller 88 auf und einen Einlassventilschaft 90, der sich auf der der Pumpkammer 24 abgewandten Seite des Einlassventiltellers 88 einstückig an diesen anschließt. Der Einlassventilteller 88 ist dichtend an den Einlassventilsitz 62 des Einlassventilsitzkörpers 60 anlegbar, und der Einlassventilschaft 90 erstreckt sich durch das Führungsglied 84 hindurch in Richtung auf die Saugleitung 20.
An einem in Richtung der Saugleitung 20 aus dem Führungsglied 84 herausragenden Schaftabschnitt 92 des Einlassventilschafts 90 ist ein Federhalter 94 festgelegt. Zwischen den Federhalter 94 und das Führungsglied 84 ist eine Einlassventilfeder 96 eingespannt. Die Einlassventilfeder 96 ist als Schraubenfeder ausgestaltet, die sich einerseits am Federhalter 94 und andererseits am Führungsglied 84 abstützt und den Einlassventilschaft 90 im Bereich zwischen dem Führungsglied 84 und dem Federhalter 94 in Umfangsrichtung umgibt. Unter der Wirkung der Einlassventilfeder 96 wird der einstückig mit dem Einlassventilschaft 90 verbundene Einlassventilteller 88 gegen den Einlassventilsitz 62 des Einlassventilsitzkörpers 60 gepresst, so dass das Einlassventil 52 seine Schließstellung einnimmt.
Bewegt sich der in die jeweilige Pumpkammer 24 eintauchende Kolben 26, 28 in die dem Einlasskanal 32 abgewandte Richtung, so öffnet das Einlassventil 52, indem der Einlassventilteller 88 entgegen der Federkraft der Einlassventilfeder 96 vom Einlassventilsitz 62 abhebt und dadurch eine Strömungsverbindung von der Saugleitung 20 zur Pumpkammer 24 freigibt, so dass Reinigungsflüssigkeit aus der Saugleitung 20 über den Einlasskanal 32 in die Pumpkammer 24 einströmen kann. Die Reinigungsflüssigkeit kann hierbei den Federhalter 94, die Einlassventilfeder 96 und das Führungsglied 84 außenseitig umströmen, so dass Strömungsverluste geringgehalten werden können.
Der Einlassventilteller 88 kann so weit vom Einlassventilsitz 62 abheben, bis der Federhalter 94 an einem nach Art eines Vorsprungs oder einer Hülse ausgestalteten Anschlag 98 des Führungsglieds 84 zur Anlage gelangt. Der Anschlag 98 begrenzt somit die Hubbewegung des Einlassventiltellers 96. Bewegt sich der Kolben 26, 28 in Richtung des Einlasskanals 32, so nimmt der Einlassventilteller 88 seine Stellung am Einlassventilsitz ein, so dass die Reinigungsflüssigkeit nicht wieder zurück in die Saugleitung 20 strömen kann.
Zur Montage des Einlassventils 52 kann in einem ersten Montageschritt das Einlassteil 54 mit zunächst geradlinig ausgerichteten Haltearmen 76, 78, wie sie in den Figuren 6 und 7 dargestellt sind, von der der Pumpkammer 24 zugewandten Seite in den Einlasskanal 32 eingesetzt werden, so dass die Anlagefläche 64 an der Einlassstützfläche 40 zur Anlage gelangt und die Endabschnitte 80, 82 der Haltearme 76, 78 auf der der Pumpkammer 24 abgewandten Seite des Einlasskanals 32 aus dem Einlasskanal 32 herausragen. Die Endabschnitte 80, 82 können anschließend thermisch umgeformt werden, wobei die Endabschnitte 80, 82 radial nach außen gedrückt werden und in die Aussparungen 36, 38 eintauchen und mit diesen jeweils einen Formschluss ausbilden. Dies hat zur Folge, dass das Einlassteil 54 axial unbeweglich und drehfest am Einlasskanal 32 gehalten ist. In einem weiteren Montageschritt kann dann der Einlassschließkörper 56 am Einlassteil 54 montiert werden, indem der Einlassventilschaft 90 von der der Pumpkammer 24 zugewandten Seite in das Einlassteil 54 eingesetzt wird, wobei der Einlassventilschaft 90 das Führungsglied 84 durchgreift. Die Einlassventilfeder 96 kann dann auf der der Pumpkammer 24 abgewandten Seite auf den aus dem Führungsglied 84 herausragenden Schaftabschnitt 92 aufgesetzt werden, und anschließend kann der Federhalter 94 am Schaftabschnitt 92 festgelegt werden. Die Festlegung des Federhalters 94 am Schaftabschnitt 92 kann beispielsweise mittels Ultraschallschweißen erfolgen.
Die in die Ventilaufnahme einmündenden Auslasskanäle 34 sind jeweils von einem Auslassventil 99 verschließbar. Die Auslassventile 99 sind identisch ausgestaltet und werden von einer vormontierbaren Auslassventilbaugruppe 100 ausgebildet, die von der Ventilaufnahme 42 des zweiten Gehäuseteils 16 und der Gehäuseausnehmung 46 des ersten Gehäuseteils 14 aufgenommen wird. Die Auslassventilbaugruppe 100 ist in den Figuren 3 und 11 vergrößert dargestellt. Sie umfasst ein Auslassteil 102, das aus einem Kunststoff material besteht, beispielsweise aus einem POM-Material. Das Auslassteil 102 ist in die Ventilaufnahme 52 eingesetzt und weist mehrere ringförmige Auslassventilsitzkörper 104 auf, die jeweils einen Auslassventilsitz 106 eines Auslassventils 99 ausbilden.
Zusätzlich zum Auslassteil 102 weist die Auslassventilbaugruppe 100 einen Führungskörper 108 auf, der ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial besteht, beispielsweise aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial, und der mit dem Auslassteil 102 lösbar und flüssigkeitsdicht verbindbar ist. Der Führungskörper 108 bildet Führungselemente 110 in Form von Führungsaufnahmen 112 aus, die jeweils fluchtend zu einem Auslassventilsitz 106 ausgerichtet sind.
Das Auslassteil 102 und der Führungskörper 108 nehmen zwischen sich mehrere Auslassschließkörper 114 auf, die relativ zu dem Auslassteil 54 und zu dem Führungskörper 108 hin und her verschiebbar sind und jeweils einen Auslassventilteller 116 und einen sich an diesen einstückig anschließenden Auslassventilschaft 118 eines Auslassventils 99 aufweisen. Der Auslassventilteller 116 ist dichtend an einen Auslassventilsitz 106 anlegbar, und der sich auf der dem Auslassventilsitz 106 abgewandten Seite des Auslassventiltellers 116 an diesen anschließende Auslassventilschaft 118 taucht in eine Führungsaufnahme 112 ein, in der er verschiebbar gelagert ist.
Zwischen die Führungsaufnahmen 112 und die Auslassventilteller 116 ist jeweils eine Auslassventilfeder 120 eines Auslassventils 99 eingespannt, die sich einerseits an einer Führungsaufnahme 112 und andererseits an einem Auslassventilteller 116 abstützt und einen Auslassventilschaft 118 im Bereich zwischen dem Auslassventilteller 116 und der Führungsaufnahme 112 in Umfangsrichtung umgibt. Dies wird insbesondere aus Figur 10 deutlich. In die Führungsaufnahme 112 ist eine sich in Längsrichtung der Führungsaufnahme 112 erstreckende Innennut 122 eingeformt, über die Reinigungsflüssigkeit aus der Führungsaufnahme 112 entweichen kann.
Im Bereich der Ventilaufnahme 42 bildet das zweite Gehäuseteil 16 ringförmige Auslassstützflächen 124 aus, die sich in Richtung der Ventilaufnahme 42 jeweils an einen Auslasskanal 34 anschließen und senkrecht zur Längsachse 43 der Ventilaufnahme 42 ausgerichtet sind. Die Auslassventilsitzkörper 114 stützen sich mit ihrer dem jeweiligen Auslassventilsitz 106 abgewandten Stirnseite 126 jeweils an einer Auslassstützfläche 124 ab, wobei zwischen den Stirnseiten 126 und den Auslassstützflächen 124 jeweils ein zweiter Dichtring 128 angeordnet ist, der den jeweiligen Auslassventilsitzkörper 104 gegenüber dem zweiten Gehäuseteil 16 in axialer Richtung abdichtet.
Der Führungskörper 108 ist in Umfangsrichtung von einer Ringnut 130 umgeben, in der ein dritter Dichtring 132 angeordnet ist. Der dritte Dichtring 132 stellt die flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Auslassteil 102 und dem Führungskörper 108 sicher.
In Richtung der Gehäuseausnehmung 46 schließt sich an die Ringnut 130 ein sich über den Außenumfang des Führungskörpers 108 erstreckender ringförmiger Vorsprung 134 an. Im Abstand zum ringförmigen Vorsprung 134 bildet die Gehäuseausnehmung 46 eine radial nach innen gerichtete Stufe 136 aus. Ein vierter Dichtring 138 ist zwischen dem ringförmigen Vorsprung 134 und der Stufe 136 positioniert, der den Führungskörper 108 in axialer Richtung gegenüber dem ersten Gehäuseteil 14 abdichtet.
In seinem in die Gehäuseausnehmung 46 eintauchenden Bereich bildet der Führungskörper 108 einen dem Auslassteil 102 abgewandten Rückschlagventilsitz 140 aus, an den ein Rückschlagschließkörper 142 dichtend anlegbar ist. In Kombination mit dem Rückschlagschließkörper 142 bildet der Rückschlagventilsitz 140 ein zentrales Rückschlagventil 144 aus. Die Auslassventilbaugruppe 100 ist als vormontierbare Baueinheit ausgestaltet und kann bei der Montage der Kolbenpumpe 10 in die Ventilaufnahme 42 und die Gehäuseausnehmung 46 eingesetzt werden. Da die Auslassventilbaugruppe 100 sämtliche Auslassventile 99 ausbildet, erleichtert dies die Montage der Kolbenpumpe 10.
Wie bereits erwähnt, sind die beiden Gehäuseteile 14 und 16 als Metallteile ausgestaltet. Die Bereitstellung der Einlassventile 52 und der Auslassventile 99 erfordert hierbei keine nachträgliche Bearbeitung der Metallteile, da die Einlassteile 54 und das Auslassteil 102 in Form von Kunststoffbauteilen in die Metallteile eingesetzt sind und die Ventilsitze bereitstellen. Die Kolbenpumpe 10 ist daher kostengünstig herstellbar.
Darüber hinaus zeichnet sich die Kolbenpumpe 10 durch ein gutes Saugverhalten aus, da das von den Kolben 26, 28 der Kolbenpumpe 10 nicht verdrängbare Volumen der Pumpkammern 24 gering gehalten werden kann.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E Kolbenpumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät zum Fördern einer Reini- gungsflüssigkeit mit einem Pumpengehäuse (12), das ein erstes Gehäuseteil (14) und ein zweites Gehäuseteil (16) aufweist, die jeweils als Metallteil ausgestaltet sind, wobei das erste Gehäuseteil (14) eine Saugleitung (20) und eine Druckleitung (22) ausbildet, und wobei das zweite Gehäuseteil (16) mehrere Pumpkammern (24) ausbildet, in die jeweils ein hin und her bewegbarer Kolben (26, 28) eintaucht und die jeweils über einen Einlasskanal (32) mit der Saugleitung (20) und über einen Auslasskanal (34) mit der Druckleitung (22) in Strömungsverbindung stehen, wobei die Einlasskanäle (32) jeweils von einem Einlassventil (52) und die Auslasskanäle (34) jeweils von einem Auslassventil (99) verschließbar sind, wobei die Auslassventile (99) jeweils einen ortsfest gehaltenen Auslassventilsitz (106) und einen relativ zum Auslassventilsitz (106) hin und her verschiebbaren Auslassschließkörper (114) aufweisen, der einen dichtend an einen Auslassventilsitz (106) anlegbaren Auslassventilteller (116) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (16) eine Ventilaufnahme (42) aufweist, in die die Auslasskanäle (34) einmünden, und dass die Kolbenpumpe (10) eine Auslassventilbaugruppe (100) aufweist, die sämtliche Auslassventile (99) ausbildet, wobei die Auslassventilbaugruppe (100) ein Auslassteil (102) aufweist, das aus einem Kunststoffmaterial besteht und in die Ventilaufnahme (42) eingesetzt ist und das sämtliche Auslassventilsitze (106) ausbildet. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventilbaugruppe (100) als vormontierbare Baueinheit ausgestaltet ist. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassteil (102) mehrere ringförmige Auslassventilsitzkörper (104) aufweist, die jeweils einen Auslassventilsitz (106) ausbilden. Kolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (16) im Bereich der Ventilaufnahme (42) mehrere ringförmige Auslassstützflächen (124) ausbildet, die senkrecht zu einer Längsachse (43) der Ventilaufnahme (42) ausgerichtet sind und sich in Strömungsrichtung der Reinigungsflüssigkeit jeweils an einen Auslasskanal (34) anschließen und an denen jeweils ein Auslassventilsitzkörper (104) unter Zwischenlage eines Dichtrings (128) anliegt. Kolbenpumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassschließkörper (114) jeweils einen sich in die dem Auslasskanal (34) abgewandte Richtung an den Auslassventilteller (116) anschließenden Auslassventilschaft (118) aufweisen. Kolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventilbaugruppe (100) einen Führungskörper (108) aufweist, der aus einem Kunststoffmaterial besteht und mehrere Führungselemente (110) aufweist, an denen jeweils ein Auslassventilschaft (118) verschiebbar gelagert ist. Kolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (110) jeweils eine Führungsaufnahme (112) ausbilden, in die ein Auslassventilschaft (118) eintaucht. Kolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsaufnahmen (112) jeweils mindestens eine sich in Längsrichtung der Führungsaufnahmen (112) erstreckende Innennut (122) aufweisen. Kolbenpumpe nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Führungselemente (110) und die Auslassventilteller (116) jeweils eine Auslassventilfeder (120) eingespannt ist. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (108) mit dem Auslassteil (102) lösbar und flüssigkeitsdicht verbindbar ist. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (108) einen Rückschlagventilsitz (140) ausbildet für ein bezogen auf die Strömungsrichtung der Reinigungsflüssig- keit stromabwärts der Auslassventile (99) angeordnetes zentrales Rückschlagventil (144). Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (14) eine fluchtend zur Ventilaufnahme (42) ausgerichtete Gehäuseausnehmung (46) aufweist, in die der Führungskörper (108) unter Zwischenlage von mindestens einem Dichtring (132, 138) eintaucht. Kolbenpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Dichtring (132, 138) den Führungskörper (108) in Umfangsrichtung umgibt. Kolbenpumpe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (108) einen nach außen ragenden ringförmigen Vorsprung (134) aufweist, dem eine radial nach innen gerichtete Stufe (136) der Gehäuseausnehmung (46) des ersten Gehäuseteils (14) zugeordnet ist, wobei zwischen dem Vorsprung (134) und der Stufe (136) ein Dichtring (138) angeordnet ist. - 27 - Kolbenpumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassventile (52) jeweils ein in einen Einlasskanal (32) eingesetztes Einlassteil (54) und einen relativ zum Einlassteil (54) hin und her verschiebbaren Einlassschließkörper (56) aufweisen, wobei das Einlassteil (54) einen Einlassventilsitz (62) sowie ein versetzt zum Einlassventilsitz (62) angeordnetes Führungsglied (84) aufweist, und wobei der Einlassschließkörper (56) einen dichtend an den Einlassventilsitz (62) anlegbaren Einlassventilteller (88) und einen sich an den Einlassventilteller (88) anschließenden Einlassventilschaft (90) aufweist, der am Führungsglied (84) verschiebbar gelagert ist, wobei das Einlassteil (54) aus einem Kunststoff material besteht und einen der Pumpkammer (24) zugewandten ringförmigen Einlassventilsitzkörper (60) aufweist, der den Einlassventilsitz (62) ausbildet, und wobei das Führungsglied (84) bezogen auf die Strömungsrichtung der Reinigungsflüssigkeit stromaufwärts des Einlassventilsitzes (62) angeordnet ist. Kolbenpumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassventilsitzkörper (60) in Richtung der Pumpkammer (24) aus dem Einlasskanal (32) herausragt. Kolbenpumpe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (16) eine sich in Richtung der Pumpkammer (24) an den Einlasskanal (32) anschließende ringförmige Einlassstützfläche (40) ausbildet, die senkrecht zu einer Längsachse (33) des Einlasskanals (32) ausgerichtet ist und an der der Einlassventilsitzkörper (60) mit einer Anlagefläche (64) anliegt. Kolbenpumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassventilsitzkörper (60) eine sich an die Anlagefläche (64) anschließende Dichtringaufnahme (66) aufweist, in der ein den Einlassventilsitzkörper (60) gegenüber der ersten Stützfläche abdichtender Dichtring (74) angeordnet ist. - 28 - Kolbenpumpe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtringaufnahme (66) eine den Einlassventilsitzkörper (60) in Umfangsrichtung umgebende Ringnut (68) ausbildet mit einer sich an die Anlagefläche (64) anschließenden ersten Nutwand (70), über die sich der Außendurchmesser des Einlassventilsitzkörpers (60) mit zunehmendem Abstand zur Anlagefläche (64) kontinuierlich verringert und an die sich eine zweite Nutwand (72) anschließt. Kolbenpumpe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Außendurchmesser des Einlassventilsitzkörpers (60) über die zweite Nutwand (72) mit zunehmendem Abstand zur Anlagefläche (64) kontinuierlich vergrößert. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassteil (54) mindestens einen Haltearm (76, 78) aufweist, der sich in Richtung der Saugleitung (20) an den Einlassventilsitzkörper (56) anschließt und relativ zum Einlasskanal (32) drehfest gehalten ist. Kolbenpumpe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Halterarm (76, 78) den Einlasskanal (32) auf seiner der Saugleitung (20) zugewandten Seite hintergreift. Kolbenpumpe nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Haltearm (76, 78) mit dem Einlassventilsitzkörper (60) stoffschlüssig verbunden ist. Kolbenpumpe nach Anspruch 21, 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassteil (54) zwei einander bezüglich einer Längsachse (33) des Einlasskanals (32) diametral gegenüberliegende Haltearme (76, 78) aufweist. - 29 - Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsglied (84) an dem mindestens einen Haltearm (76, 78) festgelegt ist. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsglied (84) mit dem mindestens einen Haltearm (76, 78) stoffschlüssig verbunden ist. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Haltearm (76, 78) einen dem Einlassventilsitzkörper (60) abgewandten Endabschnitt (80, 82) aufweist, der in eine Aussparung (36, 38) des zweiten Gehäuseteils (16) eintaucht. Kolbenpumpe nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (80, 82) des mindestens einen Haltearms (76, 78) mit der Aussparung (36, 38) einen Formschluss ausbildet. Kolbenpumpe nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (80, 82) des mindestens einen Haltearms (76, 78) thermisch verformbar ist. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 15 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassteil (54) ein einteiliges Kunststoffformteil ausbildet. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 15 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassventilschaft (90) das Führungsglied (84) durchgreift und einen sich in Richtung der Saugleitung (20) aus dem Führungsglied (84) herausragenden Schaftabschnitt (92) aufweist, an dem ein Federhalter (94) festgelegt ist, wobei zwischen den Federhalter (94) und das Führungsglied (84) eine Einlassventilfeder (96) eingespannt ist. - 30 - Kolbenpumpe nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsglied (84) einen Anschlag ausbildet, der die Bewegung des Einlassventiltellers (96) in Richtung der Pumpkammer (24) begrenzt.
EP21782730.2A 2020-12-01 2021-09-23 Kolbenpumpe für ein hochdruckreinigungsgerät Pending EP4256202A1 (de)

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