DE3001570A1

DE3001570A1 - Mengenregulierung fuer die von einer mehrkolbenhochdruckpumpe eines hochdruckreinigers abgegebene fluessigkeitsmenge

Info

Publication number: DE3001570A1
Application number: DE19803001570
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Werner 7057 Winnenden Schulze
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 1980-01-17
Filing date: 1980-01-17
Publication date: 1981-07-23
Also published as: DE3001570C2; FR2474109A1; FR2474109B1

Description

DR.-ING. OIPL-INS.M. SC. DIPL-PHYS. DR. DIPU-PHYS. DIPL-fMYS. DR,

HÖGER - STELLRECHT -GR^SSBACH - HAECKER BOEHME

PATENTANW?L^TE IN F^UTT^ART

A 43 941 u Anmelder: Firma Alfred Kärcher

u - 163 GmbH & Co.

7. Jan. 19 80 Postfach 160

7057 Winnenden

Beschreibung

Mengenregulierung für die von einer Mehrkolbenhochdruckpumpe eines Hochdruckreinigers abgegebene Flüssigkeitsmenge

Die Erfindung betrifft eine Mengenregulierung für die von einer Mehrkolbenhochdruckpumpe eines Hochdruckreinigers abgegebene Flüssigkeitsmenge mit By-Pass-Leitungen, die bei mindestens zwei Kolben den Pumpraum mit dem Saugraum verbinden und mittels Dosierventilen verschließbar sind.

Hochdruckreiniger werden zum Reinigen verschmutzter Oberflächen von Maschinen, Fassaden, Ställen, zum Entfetten und zum Enteisen in der Bauindustrie eingesetzt. Diese Arbeiten werden teilweise mit unter hohem Druck stehendem heißen Wasser durchgeführt, z.B. mit Wasser von 100 Bar und 80° C, teilweise auch mit einem weichen Dampfstrahl bei einem Druck von 25 Bar und einer Temperatur von 140° C. Es ist dazu notwendig, von einem auf den anderen Betriebszustand umzuschalten. Ferner müssen in Bezug auf Wassermenge, Temperatur und Druck Zwischenwerte eingestellt werden können.

Zu diesem Zweck ist es bekannt (deutsche Patentanmeldungen P 23 03 567, P 27 22 353, ältere Hochdruckreiniger HDS 750 der Firma Kärcher GmbH & Co., Winnenden), einen Pumpenzylinder mit einer By-Pass-Leitung um das Saugventil zu versehen, in welcher sich ein Regelventil befindet.

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Bei geschlossenem Regelventil fördert die Pumpe in gewohnter Weise, bei Öffnung des Regelventils gelangt ein Teil der geförderten Flüssigkeit wieder in die Saugleitung zurück, so daß der Pumpenzylinder je nach Öffnungsgrad des Regelventils mehr oder weniger kurzgeschlossen wird.

Eine solche Ausgestaltung ist für Zweizylinderpumpen geeignet. Man kann damit eine Fördermengenreduzierung bis zu 50 % erreichen. Bei einer Fördermengenregulierung an einer Mehrzylinderpumpe müßten jedoch an mindestens zwei Zylindern Mengenregulierungsventile angeordnet werden. Dies ist technisch kompliziert, wirtschaftlich aufwendig und in der Bedienung unübersichtlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Drei- oder Mehrzylinderpumpen eine Reduzierung der Fördermenge um mehr als die Pumpleistung eines Pumpenzylinders zu erreichen, ohne daß zu diesem Zweck mehrere Regulierventile zu betätigen sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Mengenregulierung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die By-Pass-Leitungen von zwei Pumpräumen durch einen einzigen Ventilkörper verschließbar sind, der an je einem Ventilsitz in jeder By-Pass-Leitung dichtend anlegbar ist, wobei bei Verschiebung des Ventilkörpers der Ventilkörper zunächst vom einen und bei v/eiterer Verschiebung vom anderen Ventilsitz entfernbar ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die By-Pass-Leitungen koaxial hintereinander angeordnet sind und der Ventilkörper längs der gemeinsamen Achse verschiebbar ist, wobei der Ventilsitz der später zu öffnenden

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By-Pass-Leitung durch die zylindrische Innenwand der By-Pass-Leitung gebildet ist, an der der Ventilkörper im geschlossenen Zustand mittels einer Ringdichtung anliegt, daß die später zu öffnende By-Pass-Leitung in Verschieberichtung des Ventilkörpers eine Erweiterung aufweist und daß die beiden By-Pass-Leitungen im Bereich zwischen den beiden Ventilsitzen über eine gemeinsame Leitung mit dem Saugraum verbunden sind.

Günstig ist es, wenn die zuerst zu öffnende By-Pass-Leitung im Durchmesser abgestuft ist und der Ventilkörper eine an einer Dichtfläche der Leitung anlegbare, im erweiterten Bereich angeordnete Dichtschulter aufweist.

Dabei kann die Dichtfläche vorzugsweise konisch ausgebildet sein, wobei der Ventilkörper dann eine entsprechend kegelförmige Dichtschulter aufweist.

Vorteilhaft ist es, wenn der Ventilkörper als in einem Gewinde gelagerte Spindel ausgebildet ist. Der Ventilkörper weist vorzugsweise zwischen den beiden Dichtflächen eine Einschnürung auf, dadurch werden die Strömungsverhältnisse in diesem Bereich verbessert.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Pumpeinheit mit drei Pumpkammern und einer erfindungsgemäßen Mengenregulierung und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Ausfuhrungsform einer dreizylindrigen Pumpeinheit, bei welcher die Pumpeinheiten sternförmig angeordnet

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sind, mit einer erfindungsgemäßen Mengenregulierung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Hochdruckpumpe sind in einem Zylinderkopf 1 nebeneinander drei Pumpkammern 2, 3 und 4 angeordnet , die über eine erste öffnung 5, 6 bzw. 7 mit einer Saugleitung 8 sowie über eine zweite Öffnung 9, 10 bzw. 11 mit einer Druckleitung 12 in Verbindung stehen. Die saugseitigen öffnungen 5, 6 und 7 sind mittels eines federbeaufschlagten Ruckschlagventiles 13, 14 bzw. 15 verschlossen, die druckseitigen öffnungen 9, 10 und 11 mittels ebenfalls federbeaufschlagter Rückschlagventile 16, 17 bzw. 18. In den Pumpkammern 2, 3 und 4 bewegen sich in Fig. 1 nicht dargestellte Kolben, die zeitlich gegeneinander versetzt periodisch das Volumen des Pumpraumes vergrößern und verkleinern.

Der Pumpraum 2 ist über einen By-Pass-Kanal 19, der Pumpraum

3 über einen By-Pass-Kanal 20 mit einer Verbindungsleitung 21 verbunden, die zur Saugleitung 8 führt. Die By-Pass-Kanäle 19 und 20 liegen zu beiden Seiten der Verbindungsleitung 21 und haben eine gemeinsame Längsachse. Auf der der Pumpkammer 2 zugewandten Seite ist die By-Pass-Leitung 19 konisch erweitert, so daß sich eine konische Dichtfläche 22 ergibt. Der By-Pass-Kanal 20 ist zylindrisch ausgebildet, im Bereich der Verbindungs leitung 21 ist sein Durchmesser erweitert, so daß sich eine Stufe 23 bildet.

Im Zylinderkopf 1 ist in einer Gewindebohrung 24 eine Gewindespindel 25 drehbar gelagert, deren Längsachse mit der Längsachse der By-Pass-Leitung 19 und 20 zusammenfällt und die in ihrem Vorderteil als Ventilkörper ausgebildet ist, v/elcher in die By-Pass-Leitungen 19 und 20 hineinragt. In dem in Fig. 1 dargestellten eingeschraubten Zustand liegt eine kegelförmige

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Schulter 26 der Gewindespindel 25 abdichtend an der konischen ' Dichtfläche 22 an, während eine Ringdichtung 27 am freien Ende der Spindel dichtend an der Innenwand 28 des By-Pass-Kanals 20 anliegt. Die Spindel ragt durch die Pumpkammer 2 hindurch und ist gegenüber dem Zylinderkopf 1 durch eine Ringdichtung 29 abgedichtet. An dem aus dem Zylinderkopf 1 herausragenden Ende trägt sie ein Handrad 30.

Im Bereich zwischen der Schulter 26 und der Ringdichtung 27 weist die Spindel eine Einschnürung 31 auf, d.h. einen Bereich geringeren Durchmessers, dadurch werden in diesem Bereich die Strömungsverhältnisse verbessert.

Die Lagerung der Spindel, die Abmessungen der Spindel und die Anordnung der Dichtfläche 22 sowie der Stufe 23 sind derart gewählt, daß die Spindel beim Herausdrehen aus der in Fig. 1 dargestellten voll eingeschraubten Stellung, in welcher die Schulter 26 an der Dichtfläche 22 und die Ringdichtung 27 an der Innenwand 2 8 dichtend anliegen, zunächst ^en 3y-Pass-.^Kanal

19 fre.igibt, und zwar durch Abheben der Schulter 26 von der Dichtfläche 22. Dabei bleibt die Ringdichtung 27 in abdichtendem Kontakt mit der Innenwand 28, d.h.der 3y-Pass-Kanal 20 bleibt verschlossen. Erst nach weiterem Herausdrehen der Spindel gelangt die Ringdichtung 27 in den erweiterten Bereich jenseits der Stufe 23 , so daß auch der By-Pass-.Kanal 20 geöffnet wird. Man erhält also eine sukzessive öffnung .der Pumpkammer 2 und anschließend der Pump kammer 3 zur Verbindungsleitung 21 und damit zur Saugleitung 8 hin.

Beim Verschließen wird umgekehrt verfahren.

Im Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Pumpe kann man daher einfach durch Verdrehen der Spindel die Öffnung der By-Pass-Lei-

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tungen kontrollieren und somit die gewünschte Fördermenge stu- ' fenlos einstellen. Bei gleichbleibender Heizung läßt sich damit gleichzeitig auch die Endtemperatur der abgegebenen Flüssigkeit stufenlos regeln.

In Fig. 2 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Hochdruckpumpe dargestellt, die ebenfalls drei Pumpzylinder aufweist. Im Gegensatz zur Anordnung im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die Pumpzylinder in diesem Ausführungsbeispiel sternförmig angeordnet. Entsprechende Teile tragen dieselben Bezugszeichen wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1, die zur Unterscheidung um 100 erhöht sind.

In der Darstellung der Fig. 2 erkennt man auch die von einer exzentrisch gelagerten Welle 150 angetriebenen, in die Pumpkammern 102, 103 und 104 eintauchenden Kolben 151, 152 bzw. 153, die im Zylinderkopf verschieblich und diesem gegenüber abgedichtet gelagert sind.

Entsprechend der unterschiedlichen Anordnung der Pumpkammern sind die Saugleitung 108 und die Druckleitung 112 sowie die Verbindungsleitung 121 abweichend von dem in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigten Verlauf geführt, die Saugleitung 108 und die Druckleitung 112 sind dabei bereichsweise als Ringleitungen ausgeführt, die mit geradlinigen Leitungsabschnitten in Verbindung stehen.

In weiterer Abweichung vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die Pumpkammer 102 über eine Verbindungsleitung 155 mit einer By-Pass-Kammer 154 verbunden, die sich mit einer konischen Dichtfläche 122 in einen By-Pass-Kanal 119 öffnet, dessen Längsachse in der Verlängerung des By-Pass-Kanals 120 liegt. Die

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Ventilspindel 125 durchsetzt bei diesem Ausführungsbeispiel die By-Pass-Kammer 2/54, die über eine Ringdichtung 129 gegenüber dem Außenraum abgedichtet ist. Im übrigen entspricht der Aufbau des Regelventils vollständig dem anhand des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels erläuterten. Letztlich kann auch die By-Pass-Kammer 154 als Teil der Pumpkammer 102 angesehen werden, da die By-Pass-Kammer über die Verbindungsleitung 155 direkt mit der Pumpkammer 102 in Verbindung steht.

Selbstverständlich entspricht die Betriebsweise des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels vollständig der Betriebsweise des anhand der Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbaispieles, so daß auf die obigen Ausführungen Bezug genommen werden kann.

Die erfindungsgemäße Mengenregulierung eignet sich insbesondere für Hochdruckreiniger mit hydraulischer Drucksteigung. Bei diesen Geräten gelangt die von der Mehrzylinderpumpe geförderte Flüssigkeitsmenge in einen Druckkanal, von welchem die Wassermenge über einen Druckschalter zur handgeführten Spritzeinrichtung strömt. Beim Loslassen der handgeführten Spritzeinrichtung schließt diese selbsttätig, was zu einem Ansteigen des Druckes im System führt. Bei Erreichen des Abschaltdruckes des Druckschalters setzt dieser den Antriebsmotor außer Betrieb. Wird bei Wiederaufnahme der Arbeiten die Spritzeinrichtung geöffnet, so sinkt der Druck auf den Wiedereinschaltpunkt des Druckschalters ab, wodurch der Motor - und damit die Pumpe - wieder in Betrieb geht. Es ist bei einer solchen Ausbildung notwendig, daß in der Zeit, in v/elcher die Spritzeinrichtung geschlossen ist, der Druck zwischen Hochdruckpumpe und Spritzeinrichtung erhalten bleibt. Wird diese Forderung nicht erfüllt, schaltet der Hochdruckreiniger über den Druckschalter auch bei geschlossener Spritzeinrichtung laufend ein und aus. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Mengenregulierung vermieden.

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Claims

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Patentansprüche :

1J Mengenregulierung für die von einer Mehrkolbenhochdruckpumpe eines Hochdruckreinigers abgegebene Flüssigkeitsmenge mit By-Pass-Leitungen, die bei mindestens zwei Kolben den Pumpraum mit dem Saugraum verbinden und mittels Dosierventilen verschließbar sind, dadurch gekennzeichnet , daß die By-Pass-Leitungen (19, 20; 119, 120) von zwei Pumpräumen (9, 10; 109, 110) durch einen einzigen Ventilkörper (25; 125) verschließbar sind, der an je einem Ventilsitz (22, 28; 122, 128) in jeder By-Pass-Leitung (19, 20; 119, 120) dichtend anlegbar ist, wobei bei Verschiebung des Ventilkörpers (25; 125) dieser zunächst vom einen, bei weiterer Verschiebung vom anderen Ventilsitz (22 bzw. 28; 122 bzw. 128) entfernbar ist.

2. Mengenregulierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die By-Pass-Leitungen (19, 20; 119, 120) koaxial hintereinander angeordnet sind und der Ventilkörper (25; 125) längs der gemeinsamen Achse verschiebbar ist, wobei der Ventilsitz (28; 128) der später zu öffnenden By-Pass-Leitung (20; 120) durch die zylindrische Innenwand der By-Pass-Leitung gebildet ist, an der der Ventilkörper (25; 125) im geschlossenen Zustand mittels einer Ringdichtung (27; 127) anliegt, daß die By-Pass-Leitung (20; 120) in Verschieberichtung des Ventilkörpers (25; 125) eine Erweiterung aufweist, und daß die beiden By-Pass-Leitungen (19, 20; 119, 120) im Bereich zwischen den beiden Ventilsitzen (22 bzw. 28; 122 bzw. 128) über eine gemeinsame Leitung (21; 121) mit dem Saugraum (8; 108) verbunden sind.

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3. Mengenregulierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zuerst zu öffnende By-Pass-Leitung (19; 119) im Durchmesser abgestuft ist und der Ventilkörper (25; 125) eine an einer Dichtfläche (22; 122) der By-Pass-Leitung (19; 119) anlegbare, im erweiterten Bereich angeordnete Dichtschulter (26; 126) aufweist.

4. Mengenregulierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (22; 122) konisch ausgebildet ist und der Ventilkörper (25; 125) eine entsprechend kegelförmige Dichtschulter (26; 126) aufweist.

5. Mengenregulierung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper als in einem Gewinde (24; 12 4) gelagerte Spindel (25; 125) ausgebildet ist.

6. Mengenregulierung nach einem der Ansprüche 2' bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (25; 125) zwischen den beiden Dichtflächen (26 bzw. 27; 126 bzw. 127) zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse eine Einschnürung (31 ;

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