WO1998006944A1

WO1998006944A1 - Hochdruckreinigungsgerät

Info

Publication number: WO1998006944A1
Application number: PCT/EP1997/004399
Authority: WO
Inventors: Felix Treitz
Original assignee: Alfred Kärcher GmbH & Co.
Priority date: 1996-08-13
Filing date: 1997-08-13
Publication date: 1998-02-19
Also published as: DE19632606A1; DE29714484U1

Abstract

Um bei einem Hochdruckreinigungsgerät mit einer Verdrängerpumpe mit mindestens einer Pumpkammer, in die über ein Einlaßventil eine Saugleitung einmündet und aus der über ein Auslaßventil eine Druckleitung austritt, und mit einer Einrichtung zur periodischen Volumenveränderung der Pumpkammer, den Aufbau und die Funktion zu verbessern, wird vorgeschlagen, daß in die Pumpkammer ein diese verschließender Stopfen aus gummielastischem, inkompressiblem Material eingesetzt ist, dessen Höhe mindestens ein Drittel der Querabmessung des Stopfens und der Pumpkammer in dem den Stopfen aufnehmenden Bereich beträgt, und daß außerhalb der Pumpkammer ein Hubelement an dem Stopfen anliegt, das durch einen Antrieb periodisch der Pumpkammer angenähert und wieder von ihr entfernt wird, so daß der Stopfen dadurch periodisch in die Pumpkammer hinein verformt wird.

Description

Hochdruckreinigungsgerät

Die Erfindung betrifft ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Verdrängerpumpe mit mindestens einer Pumpkammer, in die über ein Einlaßventil eine Saugleitung einmündet und aus der über ein Auslaßventil eine Druckleitung austritt, und mit einer Einrichtung zur periodischen Volumenveränderung der Pumpkammer.

Bei Hochdruckreinigungsgeräten und bei anderen Geräten werden Verdrängerpumpen verwendet, bei denen ein Kolben abgedichtet in eine Pumpkammer eintritt. Dabei ergeben sich in der Praxis Schwierigkeiten durch die Notwendigkeit einer Abdichtung des periodisch das Volumen der Pumpkammer verändernden Kolbens, außerdem können unter Umständen sehr harte Druckstöße in der geförderten Flüssigkeit auftreten, die durch nachgeschaltete Ausgleichsgefäße aufgefangen werden müssen.

In der DE-Auslegeschrift 1 453 608 ist eine Kolbenpumpe für Flüssigkeiten beschrieben, bei welcher zwischen dem in einen Pumpzylinder eintauchenden Kolben und dem Pumpzylinder ein dickwandiger elastischer Ring angeordnet ist, der durch eine spezielle kegelige Formgebung gekennzeichnet ist. Dieser Ring dient im wesentlichen als Dichtung des Kolbens gegenüber der Zylinderwand, die Volumenänderung erfolgt weitgehend durch den in die Pumpkammer eintauchenden Kolben. Probleme können sich dadurch ergeben, daß der elastische Ring beim Eintau- chen des Kolbens nach innen knickt und dadurch einem erhöhten Verschleiß unterworfen ist.

Es sind weiterhin Diaphragmapumpen bekannt, bei denen die Abdichtung des Kolbens gegenüber der Pumpkammer durch eine gummielastische Membran erfolgt (US-A- 2,928,426). Auch diese Membranen sind einem erhöhten Verschleiß unterworfen, insbesondere im Einspannungsbe- reich.

In der US-A-5, 052 , 276 wird eine Verdrängerpumpe beschrieben, bei welcher ein Kolbenelement seitlich über elastisches Material gegenüber der Zylinderinnenwand der Pumpkammer abgedichtet ist. Dieses elastische Material ist im wesentlichen im Ringbereich um den eigentlichen Kolben wirksam, der unmittelbar mit einem rezi- prozierenden Hubelement verbunden ist. Die gesamte Kolbenanordnung ist durch Gewebeeinlagen versteift, die das zentrale Hubelement umgeben und zu einer innigen Verbindung mit dem umgebenden elastischen Material führen sollen. Bei dieser Konstruktion ist ein ganz wesentlicher Teil des Kolbens durch das unelastische Hubelement gebildet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Verdrängerpumpe so auszubilden, daß diese in Funktion und Herstellung verbessert wird, insbesondere durch die Herabsetzung von Dichtungsproblemen und durch die Vermeidung von harten Druckspitzen.

Diese Aufgabe wird bei einem Hochdruckreinigungsgerät der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die Pumpkammer ein diese verschließender Stopfen aus gummielastischem, inkompressiblem Material eingesetzt ist, dessen Höhe mindestens ein Drittel der Querabmessung des Stopfens und der Pumpkammer in dem den Stopfen aufnehmenden Bereich beträgt, und daß außerhalb der Pumpkammer ein Hubelement an dem Stopfen anliegt, das durch einen Antrieb periodisch der Pumpkammer angenähert und wieder von ihr entfernt wird, so daß der Stopfen dadurch periodisch in die Pumpkammer hinein verformt wird.

Bei dieser Konstruktion kann auf einen abgedichtet in eine Pumpkammer eintretenden Kolben vollständig verzichtet werden, die Pumpkammer ist durch den in sie eingesetzten Stopfen dauerhaft abgeschlossen. Dieser Stopfen wird durch das Hubelement, welches sich außerhalb der Pumpkammer befindet und von dort her den Stopfen verformt, periodisch in die Pumpkammer hinein verformt und fördert dadurch Flüssigkeit durch die Pumpkammer, die dabei immer abgeschlossen bleibt. Die relativ große Höhe des Stopfens führt zu einer hohen Lebensdauer und geringer Anfälligkeit für Beschädigungen durch die auftretenden Drücke beziehungsweise Druckstöße bei gleichzeitiger Dämpfung von Druckspitzen in der geförderten Flüssigkeit, da das Material des Stopfens zwar inkompressibel ist, sich jedoch elastisch verfor- men kann. Es hat sich herausgestellt, daß mit einer solchen Pumpe ein wesentlich gleichmäßigerer Förderbetrieb möglich ist, bei dem auf nachgeschaltete Ausgleichsgefäße weitgehend verzichtet werden kann. Die Höhe des Stopfens sollte mindestens ein Drittel der Querabmessungen betragen, maximal kann diese Höhe bis zehnmal so groß sein wie die Querabmessungen, besonders vorteilhaft ist eine Höhe, die zwischen der einfachen und der doppelten Querabmessung liegt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Stopfen einen kreisförmigen Querschnitt.

Vorzugsweise liegt das Hubelement zentral an der Außenseite des Stopfens an.

Der Hub des Hubelementes kann zwischen 1% und 75% der Höhe des Stopfens betragen, besonders günstig ist ein Hub in einer Größenordnung von etwa 10% der Höhe des Stopfens .

Das Hubelement ist vorzugsweise längs seines Hubes in einer Führung geführt, bei einer bevorzugten Ausführungsform kann es ein an der Taumelscheibe anliegendes Gleitelement sein, das dann die Taumelbewegung der Taumelscheibe unmittelbar auf den Stopfen überträgt.

Bei einer anderen Ausführungsform kann das Hubelement auch an einem Exzenterantrieb anliegen, beispielsweise am Exzenterantrieb einer Radialkolbenpumpe.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Hubelement an seiner dem Stopfen zugewandten Seite zur Mitte hin vorspringend ausgebildet ist und im entfernten Zustand nur in seinem zentralen Bereich an dem Stopfen anliegt. Dadurch entsteht zwischen dem Hub- element und dem Stopfen im Randbereich ein zur Mitte hin enger werdender Spalt, der sicherstellt, daß bei der Bewegung des Hubelementes besonders der zentrale Bereich des Stopfens vom Hubelement verformt wird. Dieser Randbereich ist üblicherweise festgelegt und wird dadurch in seiner festgelegten Position belastet, so daß ein Abreißen im Bereich des äußeren Randes vermieden wird.

Beispielsweise kann das Hubelement an seiner dem Stopfen zugewandten Seite kegelig oder ballig ausgebildet sein.

Das Hubelement kann im Prinzip verschiedene Formen haben, günstig ist es, wenn es im wesentlichen scheiben- oder kolbenförmig ausgebildet ist.

An diesem Hubelement kann ein reziprozierend bewegbarer Stößel anliegen, der vom Hubelement baulich getrennt ist. Grundsätzlich wäre es aber auch möglich, Hubelement und Stößel einstückig auszubilden.

Günstig ist es, wenn der Außendurchmesser des Hubelementes kleiner ist als der Außendurchmesser des Stopfens. Dadurch erfolgt eine Verschiebung des Stopfens nur in einem zentralen Bereich, der äußere, mechanisch besonders beanspruchte Bereich des Stopfens wird dadurch geschont.

Es ist vorteilhaft, wenn das Hubelement an seiner dem Stopfen zugewandten Außenkante abgerundet ist. In diesem Bereich legt sich das Hubelement an die Unterseite des Stopfens an, und die Abrundung führt dazu, daß in diesem Bereich Kerbwirkungen vermieden werden.

Während das Hubelement grundsätzlich vollständig außerhalb der Pumpkammer angeordnet sein kann und dann nur an der Außenseite des Stopfens anliegt, kann bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen werden, daß das Hubelement eine zentrale, Schaf förmige Verlängerung trägt, die in eine zentrale Axialöffnung des Stopfens hineinreicht. Damit erfolgt die Mitnahme des Stopfens nicht nur im Bereich der außenliegenden Stirnfläche, sondern auch im Bereich der Kontaktfläche zwischen der Verlängerung und der Axialöffnung.

Insbesondere kann die Verlängerung den Stopfen vollständig durchsetzen. Vorzugsweise wird die Verlängerung dabei an ihrer der Pumpkammer zugewandten Seite von einer dünnen Schicht gummielastischen Materials überdeckt .

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Stopfen und die Verlängerung flächig miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Verkleben, Verschweißen oder Anvulkanisieren.

Es ist vorteilhaft, wenn der Stopfen flächig mit der ihn umgebenden Wand der Pumpkammer verbunden ist, auch dies kann beispielsweise durch Verkleben, Verschweißen oder Anvulkanisieren erfolgen.

Der Stopfen kann unmittelbar in die Pumpkammer eingesetzt sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Stopfen in einer ihn umgebenden zylindrischen Hülse angeordnet ist, die abgedichtet in die Pumpkammer eingesetzt ist.

Es wird somit ein Bauteil aus dem Stopfen und der ihn umgebenden Hülse abgedichtet in die Pumpkammer eingesetzt, das gegebenenfalls jederzeit ausgewechselt werden kann.

Auch hier ist es vorteilhaft, wenn der Stopfen und die Hülse flächig miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Verkleben, Verschweißen oder Anvulkanisieren.

Der Stopfen kann aus einem beliebigen gummielastischen Material bestehen, beispielsweise aus Natur- oder Kunstgummi, Polyurethan oder Silikonkautschuk. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Material eine Shore-Härte A zwischen 30 und 80 aufweist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Stopfen an seiner der Pumpkammer abgewandten Seite im Bereich des Außenrandes gegenüber dem zentralen Bereich zurückgesetzt ist. Dies führt dazu, daß im Bereich des äußeren Randes kein gummielastisches Material des Stopfens vorhanden ist, das bei der Verformung des Stopfens verschoben werden und dadurch von der umgebenden Wand abgerissen werden könnte. Durch diese Rücksetzung des Stopfenmaterials wird praktisch der Spalt zwischen Stopfen und Hubelement am Außenrand vergrößert . Eine besondere Schonung des Stopfens ergibt sich, wenn dieser gemäß einer bevorzugten Ausführungsform an seiner der Pumpkammer abgewandten Seite im Bereich des Außenrandes in axialer Richtung unterstützt ist. Dadurch ist sichergestellt, daß in diesem Bereich keine übergroßen Scherwirkungen eintreten können.

Vorzugsweise wird die Unterstützung durch eine Ringschulter gebildet.

Diese kann zu einer weiteren Schonung des Stopfenmaterials abgerundet sein.

Günstig ist es, wenn die Ringschulter durch die Führung des Hubelementes gebildet wird.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Stopfen auf seiner der Pumpkammer zugewandten Seite eine kegelstumpfförmige Ausnehmung aufweist. Diese bildet eine Begrenzungsfläche für den eigentlichen Pumpraum.

Obwohl der Stopfen aufgrund seiner Eigenelastizität in die unverformte Ausgangslage zurückfedert, kann es zur Unterstützung dieser Rückbewegung günstig sein, wenn sich am Stopfen auf seiner der Pumpkammer zugewandten Seite eine Druckfeder abstützt, deren anderes Ende pumpkammerfest gehalten ist.

Insbesondere weist der Stopfen eine Ausnehmung zur Aufnahme der Druckfeder auf, beispielsweise eine zylindrische oder eine ringförmige Ausnehmung. Es ist vorteilhaft, wenn zur pu pkammerfesten Halterung der Druckfeder eine Stützplatte in die Pumpkammer eingelegt ist.

Besonders vorteilhafte Strömungseigenschaften ergeben sich, wenn das Einlaßventil zentral über dem Stopfen in der Pumpkammer angeordnet ist.

Insbesondere kann gemäß einer bevorzugten Ausführungs- form vorgesehen sein, daß der Ventilkörper des Einlaßventils ein dünnes Plättchen ist, das im Schließzustand flächig gegen eine Dichtfläche gedrückt ist, in der sich mindestens eine Einlaßöffnung befindet.

Vorzugsweise besteht das Plättchen aus federelastischem Material, so daß es seine eigene Rückstellkraf in die Schließstellung erzeugt.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn das Plättchen im Öffnungszustand an einem Anschlag anschlägt.

Dieser Anschlag kann durch eine in die Pumpkammer eingelegte Stützplatte gebildet werden, die vorzugsweise auf ihrer dem Plättchen zugewandten Seite eine muldenförmige Vertiefung aufweist. Es ist günstig, wenn diese Stützplatte gleichzeitig die Stützplatte ist, die als Abstützung für eine Druckfeder dient.

Das Plättchen kann über radial abstehende Arme an seinem Rand gehalten sein, die sich insbesondere zu ihrem freien Ende hin verjüngen. Besonders günstig ist es dabei, wenn das Plättchen drei derartige Arme aufweist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß im zentralen Bereich der Dichtfläche eine Vielzahl von Einlaßöffnungen angeordnet sind, die im Schließzustand von dem Plättchen abgedeckt sind. Dies erhöht die Stabilität der die Pumpkammer verschließenden Wand, andererseits setzt die große Anzahl von Einlaßöffnungen der Strömung keinen nennenswerten Widerstand entgegen.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Figur 1 : eine schematische Längsschnittansicht durch eine von einem Taumelscheibenantrieb angetriebene Verdrängerpumpe eines Hochdruckreinigungsgerätes;

Figur 2: eine Längsschnittansicht eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Stopfens mit Hubelement;

Figur 3: eine Ansicht ähnlich Figur 2 bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel;

Figur 4: eine Ansicht ähnlich Figur 2 bei einem weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiel ;

Figur 5: eine Ansicht ähnlich Figur 2 bei einem weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiel;

Figur 6: eine Längsschnittansicht durch eine Pumpkammer bei einem weiteren Ausführungsbei- spiel eines Hochdruckreinigungsgerätes;

Figur 7 eine Schnittansicht längs Linie 7-7 in Figur 6 und

Figur 8 eine Schnittansicht längs Linie 8-8 in Figur 6.

Die in der Zeichnung dargestellte Pumpe eines Hochdruckreinigungsgerätes umfaßt ein topfförmiges Gehäuse 1, in dem ein Elektromotor 2 gelagert ist. Die Welle 3 des Elektromotors 2 treibt eine Taumelscheibe 4 an, durch die ihrerseits eine Hochdruckpumpe 5 betrieben wird.

Diese Hochdruckpumpe 5 umfaßt einen Pumpenblock 6 mit mehreren zylindrischen Pumpkammern 7, von denen in der Darstellung der Figur 1 zwei sichtbar sind. Jede Pumpkammer 7 steht über ein Einlaßventil 9 mit einer Saugleitung 8 in Verbindung und über ein Auslaßventil 11 mit einer Druckleitung 10, wobei die Saugleitung 8 und die Druckleitung 10 den Pumpkammern 7 jeweils gemeinsam ist. Die Saugleitung 8 steht mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Flüssigkeitsvorrat in Verbindung, die Druckleitung 10 führt zu einer Abgabeeinrichtung, beispielsweise einer Sprühlanze 12. In jede Pumpkammer 7 ist eine zylindrische Baueinheit 13 eingeschoben, die gegenüber der Innenwand der Pumpkammer 7 durch eine Ringdichtung 14 abgedichtet wird. Diese Baueinheit 13 besteht aus einer zylindrischen Hülse 15, in die ein Stopfen 16 aus einem inkompres- siblen, gummielastischen Material eingesetzt ist, beispielsweise aus Polyurethan. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Höhe dieses Stopfens 16 etwa gleich dem Durchmesser desselben.

Der Stopfen 16 weist eine zentrale Durchgangsöffnung 17 auf, deren Durchmesser wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des Stopfens. In diese Durchgangsöffnung 17 ragt eine schaftförmige Verlängerung 18 eines scheibenförmigen Hubelementes 19 hinein, welches mit einer kegeligen Stirnfläche 20 an der der Pumpkammer 7 abgewandten Außenseite 21 des Stopfens anliegt.

Das Hubelement 19 stützt sich mit der der Stirnfläche 20 gegenüberliegenden Anlagefläche 22 an der Taumelscheibe 4 ab.

Der Stopfen 16 ist sowohl mit der Innenwand der Hülse 15 als auch mit der Außenwand der Verlängerung 18 flächig verbunden, beispielsweise durch Verklebung, Verschweißung oder durch Anvulkanisieren.

Die Hubelemente 19 sind parallel zu ihren Verlängerungen 18 in einer Längsführung 23 verschiebbar gelagert und können unter dem Einfluß der Drehung der Taumelscheibe 4 periodische Hubbewegungen in Richtung der Längsführung 23 ausführen. Dabei verformen sie den Stopfen 16 in die Pumpkammer 7 hinein.

In der Darstellung der Figur 1 ist in der unteren Pumpkammer ein Stopfen 16 gezeigt, dessen Hubelement 19 in der von der Pumpkammer 7 entfernten Stellung steht. Der Stopfen 16 ist dabei nicht in die Pumpkammer 7 hinein verformt, sondern nimmt seine unverformte Stellung an. Dies kann entweder allein durch die Eigenelastizität des Stopfenmaterials erfolgen oder mit Unterstützung einer das Hubelement und/oder den Stopfen in die dargestellte Stellung verschiebenden Feder, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

In der oberen Pumpkammer wird das Hubelement 19 durch die Stellung der Taumelscheibe 4 in Richtung auf die Pumpkammer 7 verschoben und verformt dabei den Stopfen 16 in die Pumpkammer 7 hinein, so daß das Volumen der Pumpkammer dadurch gegenüber dem unverformten Stopfen 16 verkleinert wird.

Auf diese Weise ergibt sich eine periodische Volumenverkleinerung und Volumenvergrößerung der Pumpkammer, die im Zusammenspiel mit dem Einlaßventil 9 und dem Auslaßventil 11 zu einer Förderung der Flüssigkeit führt .

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden vollständig zylindrische Stopfen verwendet, wie dies auch in Figur 2 dargestellt ist. Das Hubelement 19 liegt mit einer Stirnfläche 20 an der Außenseite 21 des Stopfens 16 an, die im Bereich zwischen dem äußeren Rand und der Verlängerung 18 kegelstumpfför ig ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich zwischen der Stirnfläche 20 des Hubelementes 19 und der Außenseite 21 des Stopfens 16 ein keilförmiger Ringspalt 24. Beim Verschieben des Hubelementes 19 in Richtung auf die Pumpkammer 7 liegt somit die Stirnfläche 20 des Hubelementes 19 nur im zentralen Bereich an der Außenseite 21 des Stopfens 16 an, nicht dagegen im äußeren Randbereich. Die Verformung des Stopfens beschränkt sich somit im wesentlichen auf den zentralen Bereich, im Außenbereich hingegen erfolgt nur eine geringe Verschiebung und Verformung des Stopfenmaterials. Der Stopfen ist flächig mit der Hülse 15 verbunden, und diese Verbindung wird dadurch geschont, daß das Stopfenmaterial im Bereich dieser Verbindung nicht verschoben wird.

Dieser Effekt kann noch dadurch verbessert werden, daß das Material des Stopfens 16 im Bereich des außenliegenden unteren Randes zurückgesetzt ist, wie dies in Figur 3 dargestellt ist.

Bei einer anderen Ausführungsform entsprechend Figur 4 ist die kegelstumpfförmige Stirnfläche 20 des Hubelementes 19 im Bereich des außenliegenden Randes abgerundet, so daß auch dadurch sichergestellt wird, daß im außenliegenden Randbereich das Stopfenmaterial nicht verschoben und verformt wird.

Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen der Stopfen 16 ring- oder rohrförmig ausgebildet war und eine schaftförmige Verlängerung 18 des Hubelementes 19 aufnahm, fehlt eine solche Verlängerung bei dem Hubelement 19 gemäß Figur 5. Dieses Hubelement 19 ist im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet und weist eine ballig geformte Stirnfläche 20 auf, die zentral an der Außenseite 21 eines massiven Stopfens anliegt, der keinerlei Öffnungen aufweist.

Selbstverständlich können die unterschiedlichen Formen der Stirnflächen 20 des Hubelementes 19 bei den verschiedenen beschriebenen Ausführungsbeispielen auch ausgetauscht werden.

Bei dem in den Figuren 6 bis 8 beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Hochdruckreinigungsgerätes ist in einem zweiteiligen Gehäuse 31, 32 eine zylindrische Kammer 33 angeordnet, die in dem Gehäuse 31 durch eine ebene Wand 34 abgeschlossen ist. Im Bereich dieser Wand 34 ist am Rand der Kammer 33 ein Auslaß 35 angeordnet, der zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Druckventil führt. Im zentralen Bereich der Wand 34 münden eine Vielzahl von Einlaßöffnungen 36 in die Kammer 33 ein, die im wesentlichen eine dreieckförmige Fläche einnehmen (Figur 8). Diese Einlaßöffnungen 36 stehen mit einem Kanal 37 in Verbindung, der in aus der Zeichnung nicht näher ersichtlicher Weise mit einem Flüssigkeitsvorrat verbunden ist.

Auf die ebene Wand 34 ist ein dreiarmiges, sternförmiges Plättchen 38 aufgelegt, welches drei radial abstehende, nach außen schmäler werdende und gegeneinander um einen Winkel von 120° versetzte Arme 39 aufweist sowie einen im wesentlichen dreieckförmigen zentralen Bereich 40, der bei Anlage an der Wand 34 alle Einlaßöff- nungen 36 überdeckt und verschließt. Das Plättchen 38 ist an den freien Enden der Arme 39 durch eine in die Kammer 33 eingeschobene Stützplatte 41 in Längsrichtung der Kammer 33 festgelegt, die Stützplatte 41 weist auf ihrer dem Plättchen 38 zugewandten Seite eine muldenförmige Vertiefung 42 auf, außerdem mehrere großflächige Durchbrüche 43.

Das aus Federstahl oder einem ähnlichen federnden Material bestehende Plättchen 38, welches beispielsweise eine Dicke in der Größenordnung von 0,1 bis 0,3 mm haben kann, insbesondere von 0,15 bis 0,2 mm, wird normalerweise unter der Wirkung seiner Eigenelastizität eben ausgebildet und verschließt dann die Einlaßöffnungen 36. Es kann jedoch in seinem zentralen Bereich 40 elastisch von der Wand 34 weggebogen werden und legt sich dann in die muldenförmige Vertiefung 42 der Stützplatte 41, so daß dadurch die Einlaßöffnungen 36 freigegeben werden. Dies ist dann der Fall, wenn der Druck im Kanal 37 größer wird als der Druck in der Kammer 33, also im Ansaugtakt.

In die Kammer 33 ist ein zylindrischer Stopfen 44 aus elastischem, inkompressiblem Material eingeschoben, der die Kammer 33 vollständig verschließt. Der Stopfen 44 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Kern 45 aus elastischem Material und einem diesen umgebenden Mantel 46 aus elastischem Material , er könnte jedoch auch einstückig ausgebildet sein. An seiner Aus- senseite ist der Mantel 46 flächig an die Innenwand der Kammer 33 angelegt und gegenüber der Kammer 33 in axialer Richtung dadurch fixiert, daß eine nach außen vor- stehende Ringschulter 47 in eine Umfangsnut 48 der Kammer 33 eingreift. Diese Umfangsnut befindet sich im Bereich der Trennebene zwischen den beiden Gehäusen 31 und 32, so daß die axiale Festlegung des Stopfens 44 in der Kammer 33 dadurch erfolgt, daß die beiden Gehäuse 31 und 32 fest gegeneinander gespannt werden.

Der Stopfen 44 weist auf seiner der Wand 34 zugewandten Seite eine kegelstumpfförmige Vertiefung 49 auf, an deren tiefster Stelle sich ein ringförmiger Aufnahmeraum

50 für eine Druckfeder 51 anschließt. Diese Druckfeder

51 greift in den Aufnahmeraum 50 ein und stützt sich dadurch mit einem Ende an dem Stopfen 44, mit dem anderen Ende dagegen an der Stützplatte 41 ab, so daß der zentrale Bereich des Stopfens 44 mit einer aus der Kammer 33 weisenden Kraft beaufschlagt wird.

Der Stopfen 44 ist in der Kammer 33 an seiner Außenfläche in Längsrichtung unverschieblich gehalten, und zwar einmal durch die bereits beschriebene Ringschulter 47 und zum anderen auch dadurch, daß sich die Kammer 33 im Gehäuse 32 an einer Ringstufe 52 verengt. Diese Ringstufe 52 ist abgerundet und befindet sich am Übergang von der Kammer 33 in einen zylindrischen Führungsraum 53, der ein scheibenförmiges, nach außen hin schräg abfallendes Hubelement 54 aufnimmt und in Längsrichtung der Kammer 33 verschieblich lagert. Dieses Hubelement 54 liegt mit seiner dem Stopfen 44 zugewandten Oberseite im zentralen Bereich an diesem an und wird gegenüber dem Stopfen 44 durch einen stiftförmigen Vorsprung 55 zentriert, der in eine zentrale Öffnung 56 des scheibenförmigen Hubelements 54 eingreift. Die dem Stopfen 44 zugewandte Außenkante 59 des Hubelementes 54 ist abgerundet, beispielsweise mit einem Aus- senradius von etwa 0,5 mm, so daß beim Anliegen dieser Außenkante 59 am Stopfen 44 jede Kerbwirkung vermieden wird.

An der Unterseite des Hubelementes 54 liegt ein Stößel 57 an, der durch den Boden 58 in den Führungsraum 53 zentral eintritt und der von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Antrieb reziprozierend verschoben wird.

Beim Vorschieben des Hubelementes 54 in Richtung auf die Kammer 33 wird der zentrale Bereich des Stopfens 44 in die Kammer 33 hinein verformt, wobei sich die abgeschrägten Seitenbereiche an der Oberseite des Hubelementes 54 zunehmend an die Unterseite des Stopfens 44 anlegen. Durch diese Verformung des Stopfens 44 in die Kammer 33 hinein wird der eigentliche Pumpraum im Volumen verringert, der zwischen der Wand 34 einerseits und der konischen Vertiefung 49 andererseits angeordnet ist. Bei diesem Pumptakt wird das Plättchen 38 verschließend gegen die Einlaßöffnungen 36 gedrückt, so daß Flüssigkeit aus diesem Pumpraum durch den Auslaß 35 aus der Kammer 33 herausgedrückt wird.

Sobald der Stößel 57 wieder zurückbewegt wird, verschiebt sich der zentrale Bereich des Stopfens 44 unter der Wirkung der Eigenelastizität und zusätzlich unter der Wirkung der Druckfeder 51 wieder in die Ausgangslage zurück, so daß der Pumpraum vergrößert wird. Dies führt einmal zu einem Verschließen des in der Zeichnung nicht dargestellten Druckventils, zum anderen wird dadurch das Plättchen 38 in die muldenförmige Vertiefung 42 der Stützplatte 41 hineinverformt, die dann als Anschlag fungiert. Dies gibt die Einlaßöffnungen 36 frei, so daß sich der Pumpraum erneut füllen kann.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

Hochdruckreinigungsgerät mit einer Verdrängerpumpe mit mindestens einer Pumpkammer, in die über ein Einlaßventil eine Saugleitung einmündet und aus der über ein Auslaßventil eine Druckleitung austritt, und mit einer Einrichtung zur periodischen Volumenänderung der Pumpkammer, dadurch gekennzeichnet, daß in die Pumpkammer (7; 33) ein diese verschließender Stopfen (16; 44) aus gummielastischem, im wesentlichen inkompressiblem Material eingesetzt ist, dessen Höhe mindestens ein Drittel der Querabmessung des Stopfens (16; 44) und der Pumpkammer (7; 33) in dem den Stopfen (16; 44) aufnehmenden Bereich beträgt, und daß außerhalb der Pumpkammer (7; 33) ein Hubelement (19; 54) an dem Stopfen (16; 44) anliegt, das durch einen Antrieb (4) periodisch der Pumpkammer (7; 33) angenähert und wieder von ihr entfernt wird, so daß der Stopfen (16; 44) dadurch periodisch in die Pumpkammer (7; 33) hinein verformt wird.

Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Stopfens (16; 44 ) maximal zehnmal so groß ist wie dessen Querabmessungen. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (16; 44) einen kreisförmigen Querschnitt hat.

Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (19; 54) zentral an der Außenseite (21) des Stopfens (16; 44) anliegt.

Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Hubelementes (19; 54) zwischen 1% und 75% der Höhe des Stopfens (16; 44) liegt.

Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Hubelementes (19; 54) im wesentlichen bei 10% der Höhe des Stopfens (16; 44) liegt.

7. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (19; 54) längs seines Hubes in einer Führung (23; 53) geführt ist.

8. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (19) ein an einer Taumelscheibe (4) anliegendes Gleitelement ist.

Hochdruckreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement an einem Exzenterantrieb anliegt.

10. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (19; 54) an seiner dem Stopfen (16; 44) zugewandten Seite (20) zur Mitte hin vorspringend ausgebildet ist und in seinem von der Pumpkammer (7; 33) entfernten Zustand nur in seinem zentralen Bereich an dem Stopfen (16; 44) anliegt.

11. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (19; 54) an seiner dem Stopfen (16; 44) zugewandten Seite (20) kegelig ausgebildet ist.

12. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (19) an seiner dem Stopfen (16; 44) zugewandten Seite (20) ballig ausgebildet ist.

13. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (19; 54) im wesentlichen scheiben- oder kolbenförmig ausgebildet ist.

14. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Hubelement (54) ein reziprozierend bewegbarer Stößel ( 57 ) anliegt .

15. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Hubelements ( 54 ) kleiner ist als der Außendurchmesser des Stopfens (44).

16. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement ( 54 ) an seiner dem Stopfen ( 44 ) zugewandten Außenkante (59) abgerundet ist.

17. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubelement (19) eine zentrale, stabförmige Verlängerung (18) trägt, die in eine zentrale Axialöffnung (17) des Stopfens (16) hineinragt.

18. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (18) den Stopfen (16) vollständig durchsetzt.

19. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stopfen (16) durchsetzende Verlängerung (18) an ihrer der Pumpkammer ( 7 ) zugewandten Seite von einer dünnen Schicht gummielastischen Materials überdeckt ist.

20. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (16) und die Verlängerung (18) flächig miteinander verbunden sind.

21. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (16; 44) flächig mit der ihn umgebenden Wand der Pumpkammer (7; 33) verbunden ist.

22. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (16) in einer ihn umgebenden zylindrischen Hülse (15) angeordnet ist, die abgedichtet in die Pumpkammer (7) eingesetzt ist.

23. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (16) und die Hülse ( 15 ) flächig miteinander verbunden sind.

24. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (16; 44) aus einem Material mit einer Shore-Härte A von 30 bis 80 besteht.

25. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (16) an seiner der Pumpkammer (7) abgewandten Seite (21) im Bereich des Außenrandes gegenüber dem zentralen Bereich zurückgesetzt ist.

26. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (44) an seiner der Pumpkammer (33) abgewandten Seite im Bereich des Außenrandes in axialer Richtung unterstützt ist.

27. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstützung durch eine Ringschulter (52) gebildet wird.

28. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschulter (52) abgerundet ist.

29. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschulter (52) durch die Führung (53) des Hubelementes (54) gebildet wird.

30. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (44) auf seiner der Pumpkammer (33) zugewandten Seite eine kegelstumpfförmige Ausnehmung (49) aufweist.

31. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Stopfen ( 44 ) auf seiner der Pumpkammer (33) zugewandten Seite eine Druckfeder (51) abstützt, deren anderes Ende pumpkammerfest gehalten ist.

32. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (44) eine Ausnehmung (50) zur Aufnahme der Druckfeder (51) aufweist.

33. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß zur pumpkammerfesten Halterung der Druckfeder ( 51 ) eine Stützplatte (41) in die Pumpkammer (33) eingelegt ist.

34. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (36, 38) zentral über dem Stopfen (44) in der Pumpkammer (33) angeordnet ist.

35. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper des Einlaßventils ein dünnes Plättchen (38) ist, das im Schließzustand flächig gegen eine Dichtfläche (34) gedrückt ist, in der sich mindestens eine Einlaßöffnung (36) befindet.

36. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen (38) aus federelastischem Material besteht.

37. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen (38) im Öffnungszustand an einem Anschlag (41) anschlägt.

38. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch eine in die Pumpkammer ( 33 ) eingelegte Stützplatte (41) gebildet wird.

39. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatte (41) auf ihrer dem Plättchen (38) zugewandten Seite eine muldenförmige Vertiefung (42) aufweist.

40. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 36 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen (38) über radial abstehende Arme (39) an seinem Rand gehalten ist.

41. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Arme (39) zu ihrem freien Ende hin verjüngen.

42. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 34 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß im zentralen Bereich der Dichtfläche (34) eine Vielzahl von Einlaßöffnungen (36) vorgesehen sind, die im Schließzustand von dem Plättchen (38) abgedeckt sind.

43. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (44) durch eine außenseitig umlaufende Ringschulter (47) in axialer Richtung in der Kammer (33) festgelegt ist, die in eine Umfangsnut (48) in der Seitenwand der Kammer (33) eingreift.

44. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Umfangsnut (48) im Bereich einer Trennebene von zwei Gehäuseteilen (31, 32) befindet.