EP2483561B1

EP2483561B1 - Pumpe für ein hochdruckreinigungsgerät

Info

Publication number: EP2483561B1
Application number: EP20100765398
Authority: EP
Inventors: Robert Nathan; Jürgen Erdmann; Sven Dirnberger
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2030-09-24
Also published as: US8439653B2; WO2011039114A1; EP2483561A1; DK2483561T3; BR112012006960A2; CN102656365A; DE102009049096A1; CN102656365B; US20120216890A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät zur Förderung einer Reinigungsflüssigkeit mit mindestens einer Pumpkammer, in die zumindest ein hin- und her bewegbarer Kolben eintaucht und die über mindestens ein Einlassventil mit einer Saugleitung und über mindestens ein Auslassventil mit einer Druckleitung verbunden ist, und mit einer von der Druckleitung zur Saugleitung führenden Bypassleitung, in der ein Überströmventil angeordnet ist, dessen Ventilkörper über eine Kolbenstange mit einem Stellglied verbunden ist, das den Ventilkörper in Abhängigkeit von der Strömungsrate der Reinigungsflüssigkeit in der Druckleitung in eine Schließstellung oder eine Offenstellung und einen mit dem Ventilkörper gekoppelten Schaltstößel zur Betätigung eines Schaltelements in eine erste oder eine zweite Schaltstellung verschiebt.
Derartige Pumpen sind aus der DE 196 07 881 A1 bekannt. Mit ihrer Hilfe kann eine Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise Wasser, unter Druck gesetzt und anschließend zum Beispiel über einen an die Druckleitung anschließbaren Druckschlauch und einen am freien Ende des Druckschlauches angeordneten Düsenkopf auf einen Gegenstand gerichtet werden. Damit die mechanische Belastung der Pumpe sowie Wärmeverluste reduziert werden können, wird die von der Pumpe geförderte Reinigungsflüssigkeit bei verschlossenem Düsenkopf mit möglichst geringem Strömungswiderstand im Kreislauf geführt, d. h. sie wird von der Druckleitung wieder zur Saugleitung zurückgeführt, so dass der Druck in der Druckleitung reduziert werden kann. Zu diesem Zweck ist die Druckleitung über eine Bypassleitung mit der Saugleitung verbunden und in der Bypassleitung ist ein Überströmventil angeordnet. Im Arbeitsbetrieb der Pumpe, d. h. bei geöffnetem Düsenkopf, verschließt das Überströmventil die Strömungsverbindung zwischen der Druckleitung und der Saugleitung. Wird der Düsenkopf verschlossen, so gibt das Überströmventil die Strömungsverbindung zwischen der Druckleitung und der Saugleitung frei, so dass der in der Druckleitung herrschende Druck vermindert wird. Der Ventilkörper des Überströmventiles ist zu diesem Zweck über eine Kolbenstange mit einem Stellglied verbunden, das den Ventilkörper in Abhängigkeit von der Strömungsrate der Reinigungsflüssigkeit in der Druckleitung in eine Schließstellung oder eine Offenstellung verschiebt. Die Strömungsrate der Reinigungsflüssigkeit in der Druckleitung ist davon abhängig, ob der Düsenkopf geöffnet oder verschlossen ist. Wird der Düsenkopf verschlossen, so fällt die Strömungsrate ab, und dies veranlasst das Stellglied, den Ventilkörper des Überströmventils in seine Offenstellung zu verschieben, so dass die unter Druck gesetzte Reinigungsflüssigkeit mit möglichst geringem Strömungswiderstand zur Saugleitung strömen kann. Wird der Düsenkopf geöffnet, so erhöht sich die Strömungsrate in der Druckleitung und dies veranlasst das Stellglied, den Ventilkörper des Überströmventils in die Schließstellung zu verschieben, so dass die Pumpe in den normalen Arbeitsbetrieb übergeht.
Zusätzlich zu seiner Funktion, das Überströmventil zu steuern, hat das Stellglied die Funktion, einen mit dem Ventilkörper gekoppelten Schaltstößel zu verschieben. Mittels des Schaltstößels lässt sich ein Schaltelement betätigen. Das Schaltelement kann beispielsweise eine Antriebseinrichtung der Pumpe, vorzugsweise einen Elektromotor, ein- und ausschalten. Durch Betätigung des Schaltstößels kann somit die Pumpe aktiviert und deaktiviert werden. Wird die Flüssigkeitsströmung in der Druckleitung unterbunden, so gibt zum einen das
Überströmventil die Strömungsverbindung zwischen der Druckleitung und der Saugleitung frei, so dass der in der Druckleitung herrschende Druck reduziert werden kann, und zum anderen wird der Schaltstößel in eine erste Schaltstellung verschoben, so dass das Schaltelement die Pumpe abschaltet. Zum Erreichen dieser Schaltstellung hat der Schaltstößel allerdings eine gewisse Wegstrecke zu überwinden. Hierzu sollte der Ventilkörper nach Möglichkeit mit einem möglichst großen Differenzdruck beaufschlagt werden, um die Bewegung des mit ihm gekoppelten Schaltstößels zu unterstützen. Ein derartiger Differenzdruck hat aber zur Folge, dass die Reinigungsflüssigkeit in der Bypassleitung beachtliche Strömungsverluste erleidet. Dies führt zu Wärmeverlusten der Pumpe und zu einer nicht unerheblichen mechanischen Belastung derselben. Sofern nach dem Freigeben der Strömungsverbindung zwischen der Druckleitung und der Saugleitung sichergestellt ist, dass die Pumpe zuverlässig abgeschaltet wird, ist eine kurzzeitige Belastung der Pumpe im Kreislaufbetrieb tolerierbar. Sollte allerdings die Pumpe nicht abgeschaltet werden, beispielsweise aufgrund einer Beschädigung des Schaltelementes, so kann bei andauerndem hohen Differenzdruck am Ventilkörper des Überströmventils der fortgesetzte Kreislaufbetrieb der Pumpe zu einer Beschädigung führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Pumpe der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass der Schaltstößel beim Übergang der Pumpe in den Kreislaufbetrieb zuverlässig eine gewisse Wegstrecke zum Betätigen des Schaltelementes überwindet, die Reinigungsflüssigkeit bei längerem Kreislaufbetrieb aber möglichst geringe Strömungsverluste erleidet.
Diese Aufgabe wird bei einer Pumpe der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Ventilkörper beim Übergang von seiner Schließstellung in seine Offenstellung stromaufwärts des Ventilsitzes einen von Reinigungsflüssigkeit durchströmbaren Durchlass freigibt, dessen Strömungsquerschnitt sich erweitert, wenn der Ventilkörper einen vorgegebenen Abstand zum Ventilsitz einnimmt.
Wird bei der erfindungsgemäßen Pumpe die Flüssigkeitsströmung in der Druckleitung unterbunden, so geht der Ventilkörper des Überströmventils von seiner Schließstellung in seine Offenstellung über, wobei er vom Ventilsitz abhebt und einen Durchlass freigibt, der von der Reinigungsflüssigkeit durchströmt werden kann. Der Strömungsquerschnitt des Durchlasses erweitert sich, wenn der Ventilkörper einen vorgegebenen Abstand zum Ventilsitz einnimmt. Der Strömungsquerschnitt des Durchlasses kann daher beim Abheben des Ventilkörpers vom Ventilsitz zunächst sehr gering gehalten werden, so dass sich am Ventilkörper ein beträchtlicher Druckabfall einstellt und die Reinigungsflüssigkeit von der Druckleitung nur ganz allmählich zur Saugleitung abfließen kann. Dies hat zur Folge, dass der Schaltstößel zunächst über eine bestimmte Wegstrecke verschoben wird, bis der Ventilkörper einen vorgegebenen Abstand zum Ventilsitz einnimmt. Dann erweitert sich der Strömungsquerschnitt des vom Ventilkörper freigegebenen Durchlasses, so dass die Reinigungsflüssigkeit anschließend im Bereich des Überströmventils nur verhältnismäßig geringe Druckverluste erleidet. Der Schaltstößel kann daher zuverlässig in seine erste Schaltstellung verschoben werden, in der er das Schaltelement zum Abschalten der Pumpe betätigen kann, und erst danach wird die Reinigungsflüssigkeit mit möglichst geringem Strömungswiderstand von der Druckleitung über die Bypassleitung zur Saugleitung geführt. Sollte das Schaltelement beschädigt oder fehlerhaft an der Pumpe montiert sein, so dass es trotz der Betätigung durch den Schaltstößel die Pumpe nicht abschaltet, so wird die Reinigungsflüssigkeit im dann fortgesetzten Kreislaufbetrieb der Pumpe mit verhältnismäßig geringen Strömungsverlusten im Kreislauf geführt. Die Wärmebelastung und auch die mechanische Belastung der Pumpe im dauerhaften Kreislaufbetrieb kann daher gering gehalten werden. Andererseits ist aber sichergestellt, dass der Schaltstößel in jedem Falle beim Abheben des Ventilkörpers vom Ventilsitz zunächst eine vorgegebene Wegstrecke überwindet. Diese Wegstrecke entspricht dem vorgegebenen Abstand des Ventilkörpers zum Ventilsitz, bei dem sich der Strömungsquerschnitt des von der Reinigungsflüssigkeit durchströmbaren Durchlasses im Überströmventil vergrößert.
Die erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich somit zum einen dadurch aus, dass der Schaltstößel beim Unterbinden der Flüssigkeitsströmung in der Druckleitung zuverlässig eine vorgegebene Wegstrecke überwindet, so dass das Schaltelement einwandfrei betätigt werden kann. Zum anderen zeichnet sich die erfindungsgemäße Pumpe dadurch aus, dass bei einem dauerhaften Kreislaufbetrieb, der sich beispielsweise bei einer Beschädigung des Schaltelementes einstellen kann, die Reinigungsflüssigkeit mit geringen Strömungsverlusten von der Druckleitung zur Saugleitung strömen kann und daher die Pumpe im fortgesetzten Kreislaufbetrieb einer geringen Wärme- und Druckbelastung unterliegt.
Bevorzugt weist der von Reinigungsflüssigkeit durchströmbare Durchlass beim Abheben des Ventilkörpers des Überströmventils vom Ventilsitz auf einer ersten Teilstrecke der Hubbewegung des Ventilkörpers einen gleich bleibenden ersten Strömungsquerschnitt auf. Der Ventilkörper vollzieht beim Übergang von seiner Schließstellung in seine Offenstellung eine Hubbewegung. Während eines ersten Teilbereiches der Hubbewegung bleibt der Strömungsquerschnitt des Durchlasses, den der Ventilkörper freigibt, bevorzugt unverändert. Dadurch ist sichergestellt, dass trotz des allmählichen Übergangs des Ventilkörpers von der Schließstellung in die Offenstellung zunächst nur eine gleich bleibende Menge an Reinigungsflüssigkeit pro Zeiteinheit das Überströmventil durchströmen kann, so dass sich nach dem Unterbinden der Flüssigkeitsströmung in der Druckleitung der Druck in der Druckleitung nur ganz allmählich abbauen kann, obwohl der Ventilkörper des Überströmventils einen zunehmenden Abstand zum Ventilsitz einnimmt. Der zunächst nur langsam erfolgende Druckabfall stellt sicher, dass der Ventilkörper vom Stellglied weiter in Richtung Offenstellung verschoben wird und damit auch der mit dem Ventilkörper gekoppelte Schaltstößel weiter in Richtung seiner ersten Schaltstellung verschoben wird. Erst wenn diese Schaltstellung erreicht ist, d. h. wenn der Ventilkörper einen vorgegebenen Abstand zum Ventilsitz eingenommen hat, erweitert sich der Strömungsquerschnitt des vom Ventilkörper freigegebenen Durchlasses, so dass nun eine größere Menge an Reinigungsflüssigkeit pro Zeiteinheit den Durchlass durchströmen kann und sich daher der Druck in der Druckleitung beschleunigt absenken kann.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Durchlass auf einer der ersten Teilstrecke nachfolgenden zweiten Teilstrecke der Hubbewegung des Ventilkörpers einen gleich bleibenden zweiten Strömungsquerschnitt auf, der größer ist als der erste Strömungsquerschnitt. Nach Überwinden der ersten Teilstrecke der Hubbewegung gibt der Ventilkörper einen größeren Strömungsquerschnitt für den von Reinigungsflüssigkeit durchströmbaren Durchlass frei. Der vergrößerte Strömungsquerschnitt wird dann während der Überwindung der zweiten Teilstrecke der Hubbewegung des Ventilkörpers unverändert beibehalten. Somit erweitert sich zwar der Strömungsquerschnitt des Durchlasses, nachdem der Ventilkörper einen vorgegebenen Abstand zum Ventilsitz erreicht hat, der vergrößerte Strömungsquerschnitt erfährt dann aber während der zweiten Teilstrecke der Hubbewegung des Ventilkörpers keine weitere Änderung.
Von Vorteil ist es, wenn der Ventilkörper als radiale Erweiterung der Kolbenstange ausgestaltet ist, wobei die Kolbenstange ein Ventilgehäuse des Überströmventiles durchgreift und das Ventilgehäuse einen Ventilsitz ausbildet, wobei sich der Durchmesser der Kolbenstange stromaufwärts des Ventilkörpers in einem vorgegebenen Abstand verengt. Die Ausgestaltung des Ventilkörpers als radiale Erweiterung der Kolbenstange ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellung. Die Veränderung des Strömungsquerschnittes des Durchlasses, der beim Abheben des Ventilkörpers vom Ventilsitz von Reinigungsflüssigkeit durchströmt werden kann, kann vorteilhaft durch eine Variation des Durchmessers der Kolbenstange erreicht werden. Die Kolbenstange kann in einem vorgegebenen Abstand vom Ventilkörper stromaufwärts desselben eine Verengung aufweisen. Die Verengung stellt sicher, dass sich der Strömungsquerschnitt des vom Ventilkörper freigegebenen Durchlasses in dem vorgegebenen Abstand vergrößert.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Kolbenstange einen ersten zylindrischen Abschnitt mit gleich bleibendem Durchmesser aufweist, der sich stromaufwärts an den Ventilkörper anschließt. Beim Übergang des Ventilkörpers von seiner Schließstellung, in der er am Ventilsitz des Ventilgehäuses anliegt, in seine Offenstellung, in der er einen Abstand zum Ventilsitz einnimmt, definiert zunächst der sich stromaufwärts an den Ventilkörper anschließende erste zylindrische Abschnitt der Kolbenstange in Kombination mit dem von der Kolbenstange durchgriffenen Ventilgehäuse den Strömungsquerschnitt des Durchlasses, der von Reinigungsflüssigkeit durchströmt werden kann. Dieser Strömungsquerschnitt kann verhältnismäßig gering gehalten werden, indem der Durchmesser des ersten zylindrischen Abschnittes nur wenig kleiner ist als der Durchmesser der von der Kolbenstange durchgriffenen Öffnung des Ventilgehäuses. Zwischen der Öffnung des Ventilgehäuses und dem ersten zylindrischen Abschnitt bildet sich dann ein Ringspalt aus, dessen Breite durch den Durchmesser der Öffnung und den Durchmesser des zylindrischen Abschnittes bestimmt ist.
Bevorzugt beträgt der Durchmesser des ersten zylindrischen Abschnittes mindestens 90%, insbesondere etwa 95%, des Durchmessers der Ventilöffnung.
Günstigerweise weist die Kolbenstange stromaufwärts des ersten zylindrischen Abschnitts einen zweiten zylindrischen Abschnitt mit gleich bleibendem Durchmesser auf, wobei der Durchmesser des zweiten zylindrischen Abschnittes geringer ist als der Durchmesser des ersten zylindrischen Abschnittes. Beim Abheben des Ventilkörpers vom Ventilsitz nimmt zunächst der erste zylindrische Abschnitt der Kolbenstange eine Position innerhalb der von der Kolbenstange durchgriffenen Öffnung des Ventilgehäuses ein und definiert daher einen ersten Ringspalt, der sehr eng bemessen sein kann. Bei der weiteren Bewegung des Ventilkörpers in Richtung seiner Offenstellung erreicht dann der zweite zylindrische Abschnitt der Kolbenstange eine Position innerhalb der Öffnung des Ventilgehäuses. Da der zweite zylindrische Abschnitt einen kleineren Durchmesser aufweist als der erste zylindrische Abschnitt, definiert er einen größeren Ringspalt, d. h. der vom Ventilkörper freigegebene Durchlass im Ventilgehäuse umfasst einen größeren Strömungsquerschnitt, so dass die Reinigungsflüssigkeit mit geringeren Strömungsverlusten das Überströmventil durchströmen kann.
Bevorzugt beträgt der Durchmesser des zweiten zylindrischen Abschnitts maximal 80%, insbesondere etwa 75%, des Durchmessers der Ventilöffnung.
Der mit dem Ventilkörper gekoppelte Schaltstößel ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als axiale Verlängerung der Kolbenstange ausgestaltet, über die der Ventilkörper mit dem Stellglied verbunden ist. Die Kolbenstange steht bei einer derartigen Ausführungsform der Erfindung auf der dem Stellglied abgewandten Seite des Ventilkörpers über den Ventilkörper hervor und bildet in diesem überstehenden Bereich den Schaltstößel.
Der Schaltstößel kann mit seinem freien Ende in eine Aufnahme der Pumpe eintauchen, in der das Schaltelement angeordnet ist.
Die Kolbenstange ist bevorzugt parallel zur Druckleitung ausgerichtet.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Pumpe ein hinteres Gehäuseteil und ein vorderes Gehäuseteil auf, die in einem Fügebereich dicht zusammengefügt sind, und ein Saugleitungsabschnitt verläuft im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen und die Bypassleitung mündet in den Saugleitungsabschnitt. Das hintere Gehäuseteil ist einer Antriebseinrichtung der Pumpe zugewandt, beispielsweise einem Elektromotor, wobei zwischen dem Elektromotor und dem hinteren Gehäuseteil ein Getriebe und/oder eine Taumelscheibe sowie eine Kolbenführung angeordnet sein können. Das vordere Gehäuseteil sitzt auf dem hinteren Gehäuseteil auf und ist der Antriebseinrichtung der Pumpe abgewandt. Im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen, d. h. in dem Bereich, in dem die beiden Gehäuseteile dicht aneinanderliegen, ist gemäß dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Saugleitungsabschnitt angeordnet, in den die Bypassleitung einmündet. Der Saugleitungsabschnitt kann vor dem Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile auf einfache Weise kostengünstig gefertigt werden. Dadurch können die Herstellungskosten der Pumpe verringert werden. Darüber hinaus kann durch die Anordnung des Saugleitungsabschnitts im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen die Bypassleitung sehr kurz gewählt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Strömungsverluste der Reinigungsflüssigkeit in der Bypassleitung gering gehalten werden können. Der zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordnete Saugleitungsabschnitt kann einen verhältnismäßig großen Strömungsquerschnitt aufweisen. Dadurch können die Strömungsverluste der Reinigungsflüssigkeit im Kreislaufbetrieb der Pumpe zusätzlich reduziert werden.
Die Anordnung des Saugleitungsabschnitts im Fügebereich zwischen dem vorderen und dem hinteren Gehäuseteil hat darüber hinaus den Vorteil, dass der geometrische Verlauf des Saugleitungsabschnitts geringeren Randbedingungen unterliegt, denn vor dem Zusammenfügen der beiden Gehäuseteile ist der Fügebereich für eine Bearbeitung und Formgebung direkt zugänglich. Für den zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordneten Saugleitungsabschnitt kann deshalb bei Bedarf auch ein kurviger Verlauf gewählt werden, ohne dass dadurch die Fertigungskosten wesentlich erhöht werden. Dies wiederum gibt dem Konstrukteur die Möglichkeit, die Anordnung der restlichen Leitungen und Aufnahmeräume der Pumpe im Hinblick auf eine möglichst geringe Baugröße und einen möglichst geringen Materialeinsatz zu optimieren. Insbesondere kann der Verlauf der Bypassleitung dahingehend optimiert werden, dass die Bypassleitung einen möglichst geringen Strömungswiderstand aufweist.
Die Abdichtung des zwischen den beiden Gehäuseteilen verlaufenden Saugleitungsabschnittes kann auf kostengünstige Weise mittels Dichtringe erfolgen, die zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordnet sind.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordnete Saugleitungsabschnitt zwischen einem ersten Dichtring und einem zweiten Dichtring verläuft, die zwischen den beiden Gehäuseteilen positioniert sind. Die beiden Dichtringe können nicht nur die Funktion aufweisen, den zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordneten Saugleitungsabschnitt dicht zu verschließen, sondern sie können zusätzlich die Funktion übernehmen, den Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen abzudichten.
Von Vorteil ist es, wenn der zwischen den beiden Gehäuseteilen verlaufende Saugleitungsabschnitt einen Ausgangsabschnitt der Saugleitung ausbildet. An den Ausgangsabschnitt kann sich mindestens eine Eingangsleitung anschließen, die ein Eingangsventil aufnimmt und zu einer Pumpkammer führt. Über den im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordneten Saugleitungsabschnitt ist somit die Bypassleitung mit mindestens einer Eingangsleitung verbunden, die zu einer Pumpkammer führt. Damit lassen sich die Strömungsverluste der Reinigungsflüssigkeit im Kreislaufbetrieb der Pumpe zusätzlich verringern.
Günstigerweise umfasst die Saugleitung einen im vorderen Gehäuseteil angeordneten Eingangsabschnitt und der im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen verlaufende Saugleitungsabschnitt bildet einen Ausgangsabschnitt der Saugleitung. Der Eingangsabschnitt kann von einem Sauganschluss der Pumpe ausgehen und beispielsweise quer zur Druckleitung ausgerichtet sein. An den Eingangsabschnitt kann sich der zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordnete Ausgangsabschnitt unmittelbar anschließen.
Der im Fügebereich verlaufende Saugleitungsabschnitt ist vorzugsweise zumindest in einem Teilstück bogenförmig gekrümmt. Die bogenförmige Krümmung ist insbesondere im Hinblick auf die beengten Platzverhältnisse der Pumpe vorteilhaft, denn dadurch kann der Saugleitungsabschnitt Aufnahmeräume für die Einlass- und Auslassventile und für das Stellglied und bei Bedarf auch die Druckleitung umgeben. Vor allem ein kreisbogenförmiger Verlauf des im Fügebereich angeordneten Saugleitungsabschnitts hat sich als günstig erwiesen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpe ist der im Fügebereich verlaufende Saugleitungsabschnitt als in sich geschlossener Ring ausgestaltet. Bei einer derartigen Ausführungsform kann sich im Fügebereich zwischen dem hinteren Gehäuseteil und dem vorderen Gehäuseteil ein Ringraum erstrecken, der den genannten Saugleitungsabschnitt ausbildet. Der Ringraum kann einen verhältnismäßig großen Strömungsquerschnitt aufweisen, so dass der mindestens einen Pumpkammer die zu fördernde Reinigungsflüssigkeit mit geringem Strömungswiderstand zugeführt werden kann. Insbesondere im Kreislaufbetrieb der Pumpe kann die Reinigungsflüssigkeit mit geringen Strömungsverlusten ausgehend von der Pumpkammer über die Druckleitung, die Bypassleitung und die Saugleitung zur Pumpkammer zurückgeführt werden.
Das vordere Gehäuseteil der Pumpe weist eine rückseitige Trennfläche auf, die unter Zwischenlage von mindestens einem Dichtelement auf eine frontseitige Trennfläche des hinteren Gehäuseteiles aufgesetzt ist. Bevorzugt ist in mindestens eine der Trennflächen ein Kanal eingeformt, der zumindest ein Teil des im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordneten Saugleitungsabschnittes ausbildet. Der Kanal ist an einer Außenseite von mindestens einem der Gehäuseteile angeordnet und kann dadurch sehr kostengünstig hergestellt werden.
Günstig ist es, wenn in die rückseitige Trennfläche des vorderen Gehäuseteils ein Kanal eingeformt ist, der von der frontseitigen Trennfläche des hinteren Gehäuseteils abgedeckt ist und der den im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen angeordneten Saugleitungsabschnitt ausbildet.
Alternativ kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in die frontseitige Trennfläche des hinteren Gehäuseteils ein Kanal eingeformt ist, der von der rückseitigen Trennfläche des vorderen Gehäuseteils abgedeckt ist und den Saugleitungsabschnitt ausbildet.
Der im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen verlaufende Saugleitungsabschnitt umgreift bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Druckleitung in einem Abstand. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der im Fügebereich verlaufende Saugleitungsabschnitt die Druckleitung ringförmig umgibt.
Das Stellglied ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung als Steuerkolben ausgestaltet, der eine Steuerkammer des vorderen Gehäuseteils in eine Niederdruckkammer und eine Hochdruckkammer unterteilt, in der Steuerkammer verschiebbar ist und über die Kolbenstange mit dem Ventilkörper des Überströmventils verbunden ist, wobei die Niederdruckkammer über eine Steuerleitung stromabwärts einer Drosselstelle mit der Druckleitung verbunden ist und die Hochdruckkammer über ein stromaufwärts des Überströmventils angeordnetes Teilstück der Bypassleitung mit der Druckleitung verbunden ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist in der Druckleitung der Pumpe eine Drosselstelle angeordnet, beispielsweise ein Injektor, mit dessen Hilfe eine Reinigungschemikalie angesaugt und der unter Druck stehenden Reinigungsflüssigkeit beigemischt werden kann. Bei Vorliegen einer Flüssigkeitsströmung in der Druckleitung hat die Drosselstelle zur Folge, dass sich der Druck stromabwärts der Drosselstelle vom Druck stromaufwärts der Drosselstelle unterscheidet. Da die Niederdruckkammer über die Steuerleitung stromabwärts der Drosselstelle mit der Druckleitung in Verbindung steht, wohingegen die Hochdruckkammer stromaufwärts der Drosselstelle über ein erstes Teilstück der Bypassleitung mit der Druckleitung verbunden ist, wird der Steuerkolben bei Vorliegen einer Flüssigkeitsströmung durch die Druckleitung mit einem Differenzdruck beaufschlagt. Aufgrund des auf ihn einwirkenden Differenzdruckes verschiebt der Steuerkolben über die Kolbenstange den Ventilkörper des Überströmventils entgegen der in der Bypassleitung herrschenden Strömungsrichtung in eine Schließstellung, in der der Ventilkörper am Ventilsitz des Überströmventils anliegt. Wird die Flüssigkeitsströmung unterbrochen, so bewirkt die Drosselstelle keinen Druckabfall und der Druck in der Niederdruckkammer entspricht dem Druck in der Hochdruckkammer. Bei Fehlen eines Differenzdruckes zwischen den beiden Kammern kann der Steuerkolben mit einer von den
Druckflächen der beiden Kammern abhängigen resultierenden Kraft beaufschlagt werden, durch die er in der Steuerkammer derart verschoben wird, dass der über die Kolbenstange mit ihm verbundene Ventilkörper in eine Offenstellung übergeht, d. h. einen Abstand zum Ventilsitz einnimmt, und dadurch die Strömungsverbindung zwischen der Druckleitung und der Saugleitung freigibt für einen Kreislaufbetrieb der Pumpe.
Die Bewegung des Steuerkolbens wird über die Kolbenstange auf den Ventilkörper übertragen. Bevorzugt ist der Steuerkolben parallel zur Druckleitung verschiebbar und die Kolbenstange ist parallel zur Druckleitung ausgerichtet.
Der Schaltstößel taucht bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung in eine in das hintere Gehäuseteil eingeformte Aufnahme ein, in der das Schaltelement angeordnet ist. Der Schaltstößel durchgreift somit den Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Bypassleitung ein das Überströmventil aufnehmendes Teilstück aufweist, das in den im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen verlaufenden Saugleitungsabschnitt einmündet und fluchtend zur Steuerkammer ausgerichtet ist. Das genannte Teilstück der Bypassleitung kann sich unmittelbar an die Steuerkammer anschließen, und aufgrund der Positionierung des Saugleitungsabschnittes im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen kann das das Überströmventil aufnehmende Teilstück sehr kurz gewählt werden.
Günstigerweise sind die Steuerkammer und das das Überströmventil aufnehmende Teilstück der Bypassleitung parallel zur Druckleitung ausgerichtet.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpe sind die Steuerkammer und das das Überströmventil aufnehmende Teilstück der Bypassleitung in einem Durchgangskanal angeordnet, der das vordere Gehäuseteil von einer Stirnseite bis zu einer rückseitigen Trennfläche durchgreift. Dies vereinfacht die Herstellung der Pumpe und senkt dadurch die Herstellungskosten. Darüber hinaus wird durch die Bereitstellung des Durchgangskanals die Montage der Pumpe vereinfacht, da sowohl das Überströmventil als auch der Steuerkolben in axialer Richtung in den Durchgangskanal eingesetzt werden können.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Figur 1:: einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Pumpe;
Figur 2:: eine perspektivische, in einem vorderen Gehäuseteil teilweise geschnittene Darstellung der Pumpe aus Figur 1 schräg von vorne;
Figur 3:: eine perspektivische, in einem hinteren Gehäuseteil teilweise geschnittene Darstellung der Pumpe aus Figur 1 schräg von hinten;
Figur 4:: eine Teilschnittdarstellung der Pumpe aus Figur 1 im Bereich eines Überströmventils, dessen Ventilkörper eine Schließstellung einnimmt;
Figur 5:: eine vergrößerte Teilschnittdarstellung der Pumpe aus Figur 1 im Bereich des Überströmventils, wobei der Ventilkörper seine Schließstellung einnimmt;
Figur 6:: eine vergrößerte Teilschnittdarstellung der Pumpe entsprechend Figur 5, wobei der Ventilkörper eine erste Teilstrecke seiner Hubbewegung von seiner Schließstellung zu seiner Offenstellung zurückgelegt hat, und
Figur 7:: eine vergrößerte Teilschnittdarstellung der Pumpe entsprechend Figur 5, wobei der Ventilkörper seine Offenstellung einnimmt.

In der Zeichnung ist schematisch eine Pumpe 10 für ein Hochdruckreinigungsgerät dargestellt. Die Pumpe 10 umfasst ein Pumpengehäuse 12 mit einem hinteren Gehäuseteil 14 und einem vorderen Gehäuseteil 16. Die beiden Gehäuseteile sind bevorzugt in Form von Aluminium-Druckgussteilen ausgestaltet. Das vordere Gehäuseteil 16 ist mit einer rückseitigen Trennfläche 20 versehen, die auf eine frontseitige Trennfläche 22 des hinteren Gehäuseteils 14 aufgesetzt ist unter Zwischenlage eines äußeren Dichtringes 24 und eines inneren Dichtringes 26. Die beiden Dichtringe 24 und 26 sind konzentrisch zueinander am äußeren bzw. am inneren Rand eines in die rückseitige Trennfläche 20 des vorderen Gehäuseteiles 16 eingeformten Ringkanals 28 angeordnet. Der Ringkanal 28 wird insbesondere aus Figur 3 deutlich. Er bildet einen Ausgangsabschnitt 30 einer Saugleitung, deren Eingangsabschnitt 32 in Form eines Sackloches in das vordere Gehäuseteil 16 eingeformt ist.
Das hintere Gehäuseteil 14 nimmt Pumpkammern 34 auf, in die jeweils ein zylindrischer Kolben 36a bzw. 36b eintaucht. Die Kolben 36a, 36b sind durch eine lippenförmige Ringdichtung 38a bzw. 38b gegenüber der jeweiligen Pumpkammer 34 abgedichtet. Insgesamt weist das hintere Gehäuseteil 14 drei Pumpkammern auf, in die jeweils ein Kolben eintaucht. Zur Erzielung einer besseren Übersicht sind in der Zeichnung nur eine Pumpkammer 34 und zwei Kolben 36a und 36b dargestellt. Sämtliche Kolben werden durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte, an sich bekannte Taumelscheibe oszillierend in die jeweilige Pumpkammer 34 eingeschoben und durch eine den jeweiligen Kolben umgebende Schraubenfeder 40 wieder aus der Pumpkammer herausgezogen, so dass sich das Volumen der Pumpkammern 34 periodisch ändert.
Jede Pumpkammer 34 steht über eine in das hintere Gehäuseteil 14 eingeformte Eingangsleitung 42, in die ein Einlassventil 44 eingesetzt ist, mit dem ringförmigen Ausgangsabschnitt 30 der Saugleitung in Strömungsverbindung. Hierzu mündet die Eingangsleitung 42 in die frontseitige Trennfläche 22 des hinteren Gehäuseteils 14. Dies wird beispielsweise aus Figur 2 deutlich.
Über eine in das hintere Gehäuseteil 14 eingeformte Ausgangsleitung 46, in die ein Auslassventil 48 eingesetzt ist, steht jede Pumpkammer 34 mit einer in Längsrichtung der Pumpe 10 verlaufenden, in das vordere Gehäuseteil 16 eingeformten Druckleitung 50 in Strömungsverbindung. Die Ausgangsleitung 46 mündet hierzu in die frontseitige Trennfläche 22 des hinteren Gehäuseteils und die Druckleitung 50 geht von der rückseitigen Trennfläche 20 des vorderen Gehäuseteiles 16 aus und erstreckt sich bis zu einer dem hinteren Gehäuseteil 14 abgewandten Stirnseite 52 des vorderen Gehäuseteils 16. Die Stirnseite 52 bildet das vordere Ende der Pumpe 10. Der Bereich zwischen den Ausgangsleitungen 46 der Pumpkammern 34 und der Druckleitung 50 wird radial nach außen vom inneren Dichtring 26 abgedichtet.
In der Druckleitung 50 ist ein zentrales Druckventil 54 angeordnet und stromabwärts des Druckventiles 54 nimmt die Druckleitung 50 ein Drosselelement in Form eines Injektors 56 auf. Dieser umfasst in üblicher Weise eine sich in Strömungsrichtung zunächst verengende und sich anschließend wieder erweiternde Durchgangsbohrung 58, von deren engster Stelle eine Querbohrung 60 abzweigt.
Parallel zur Druckleitung 50 erstreckt sich von der Stirnseite 52 bis zur rückseitigen Trennfläche 20 ein stufig ausgestalteter Durchgangskanal 62 durch das vordere Gehäuseteil 16 hindurch. Der stirnseitige Endbereich des Durchgangskanals 62 nimmt einen Verschlussstopfen 64 auf, der den Durchgangskanal 62 stirnseitig dicht verschließt. In dem sich an den Verschlussstopfen 64 anschließenden Bereich definiert der Durchgangskanal 62 eine Steuerkammer 66, an die sich über eine Stufe 68 ein unteres Teilstück 70 einer nachfolgend näher erläuterten Bypassleitung anschließt. Das untere Teilstück 70 nimmt ein Überströmventil 72 auf und mündet in den Ringkanal 28 und damit in den im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen 14, 16 angeordneten Ausgangsabschnitt 30 der Saugleitung.
Die Steuerkammer 66 ist zylindrisch ausgebildet und nimmt eine Gleithülse 74 auf, die unter Zwischenlage eines Dichtringes 76 an der Wand der Steuerkammer 66 anliegt. In der Gleithülse 74 ist ein Stellglied in Form eines Steuerkolbens 78 parallel zur Längsachse der Druckleitung 50 verschiebbar gehalten. Der Steuerkolben 78 unterteilt die Steuerkammer 66 in eine dem Verschlussstopfen 64 zugewandte Niederdruckkammer 80 und eine dem Verschlussstopfen 64 abgewandte Hochdruckkammer 82, an die sich das untere Teilstück 70 der Bypassleitung anschließt.
In das untere Teilstück 70 der Bypassleitung ist unter Zwischenlage eines Dichtringes 84 ein Ventilgehäuse des Überströmventils 72 in Form einer Ventilhülse 86 eingesetzt, die eine zylindrische Ventilöffnung 87 umgibt und einen Ventilsitz 88 des Überströmventils 72 ausbildet. An den Ventilsitz 88 ist ein Ventilkörper 90 des Überströmventils 72 in einer Schließstellung, die in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist, dichtend anlegbar. Der Ventilkörper 90 wird von einer radialen Erweiterung einer Kolbenstange 92 gebildet, die sich parallel zur Längsachse der Druckleitung 50 erstreckt und mit ihrem dem Verschlussstopfen 64 zugewandten Ende mit einem an den Steuerkolben 78 angeformten Schaft 94 verbunden ist. Die Kolbenstange durchgreift die Ventilöffnung 87.
Auf der dem Schaft 94 abgewandten Seite des Ventilkörpers 90 bildet die Kolbenstange 92 einen Schaltstößel 96, der in einer Führungshülse 98 unter Zwischenlage eines Dichtringes 100 gleitend geführt ist. Die Führungshülse 98 ist fluchtend zum Ventilgehäuse 86 des Überströmventils 72 und im Abstand zu diesem im Ringkanal 28 der rückseitigen Trennfläche 20 des vorderen Gehäuseteils 16 angeordnet.
Der Schaltstößel 96 taucht mit seinem freien Ende in eine Aufnahme 102 ein, die seitlich in das hintere Gehäuseteil 14 eingeformt ist und die ein an sich bekanntes und in Figur 1 strichpunktiert dargestelltes Schaltelement 104 aufnimmt, das vom Schaltstößel 96 betätigt werden kann. Der Schaltstößel durchgreift den Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen 14 und 16.
Der in der Druckleitung 50 angeordnete Injektor 56 weist auf seiner Außenseite eine Ringnut 106 auf, in die die Querbohrung 60 einmündet. An die Ringnut 106 schließt sich eine Steuerleitung 108 an, über die die Ringnut 106 mit der Niederdruckkammer 80 in Strömungsverbindung steht.
Stromaufwärts des Injektors 56 und des zentralen Druckventils 54 erstreckt sich von der Druckleitung 50 zur Hochdruckkammer 82 ein oberes Teilstück 110 der Bypassleitung. An das obere Teilstück 110 schließt sich im Durchgangskanal 62 das bereits erwähnte untere Teilstück 70 der Bypassleitung an. Die von den beiden Teilstücken 70 und 110 gebildete Bypassleitung definiert eine Strömungsverbindung zwischen der Druckleitung 50 und dem Ausgangsabschnitt 30 der Saugleitung. Diese Strömungsverbindung kann in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers 90 des Überströmventils 72 freigegeben und unterbunden werden.
Wie insbesondere aus Figur 3 deutlich wird, umgibt der Ringkanal 28 und damit der Ausgangsabschnitt 30 der Saugleitung sowohl die Druckleitung 50 als auch sämtliche Ausgangsleitungen 46 der einzelnen Pumpkammern 34 in Umfangsrichtung. Ein radial mittig angeordneter Hochdruckabschnitt des Fügebereichs zwischen den beiden Gehäuseteilen 14 und 16 ist somit vom Ringkanal umgeben und wird gegenüber dem Ringkanal mittels des inneren Dichtrings 26 abgedichtet. Der innere Dichtring 26 trennt den radial mittig angeordneten Hochdruckabschnitt des Fügebereichs von einem ringförmigen Niederdruckabschnitt des Fügebereichs. Der Niederdruckabschnitt umgibt den Hochdruckabschnitt. Er ist in Form des Ringkanals 28 ausgebildet und radial außenseitig mittels des äußeren Dichtrings 24 abgedichtet.
Über den Eingangsabschnitt 32 und den Ausgangsabschnitt 30 der Saugleitung und die sich im Fügebereich an den Ausgangsabschnitt 30 anschließenden Eingangsleitungen 42 können die Pumpkammern 34 mit zu fördernder Reinigungsflüssigkeit versorgt werden. In den Pumpkammern 34 wird die Reinigungsflüssigkeit aufgrund der oszillierenden Bewegung der Kolben unter Druck gesetzt, und über die Ausgangsleitungen 46 wird die unter Druck gesetzte Flüssigkeit der Druckleitung 50 zugeführt.
Im normalen Betrieb der Pumpe 10 durchströmt die unter Druck gesetzte Reinigungsflüssigkeit den Injektor 56. Dieser bildet in der Druckleitung 50 eine Drosselstelle, an der die durchströmende Reinigungsflüssigkeit eine Druckabsenkung erleidet, so dass der stromaufwärts des Injektors 56 angeordnete Bereich der Druckleitung 50 einen höheren Druck aufweist als der Bereich der Druckleitung in Höhe der Querbohrung 60 des Injektors 56. Solange die Druckleitung 50 mit Reinigungsflüssigkeit durchströmt wird, wird somit die über die Steuerleitung 108 mit der Querbohrung 60 verbundene Niederdruckkammer 80 mit einem geringeren Druck beaufschlagt als die über das obere Teilstück 110 der Bypassleitung mit dem Eintrittsbereich der Druckleitung 50 verbundene Hochdruckkammer 82. Dies hat zur Folge, dass der Steuerkolben 78 in Richtung des Verschlussstopfens 64 verschoben wird, so dass der Ventilkörper 90 des Überströmventils 72 am Ventilsitz 88 dicht anliegt und dadurch die Strömungsverbindung zwischen der Druckleitung 50 und dem Ausgangsabschnitt 30 der Saugleitung unterbrochen ist. Die Bewegung des Steuerkolbens 78 in Richtung des Verschlussstopfens 64 wird von einer Druckfeder 116 unterstützt, die den Schaft 94 umgibt und einerseits am Steuerkolben 78 und andererseits an der Ventilhülse 86 anliegt.
Wird die Strömung der Reinigungsflüssigkeit durch die Druckleitung 50 unterbrochen, beispielsweise indem ein Düsenkopf, der über einen Druckschlauch an die Druckleitung 50 angeschlossen ist, verschlossen wird, so ergibt sich im Bereich der Verengung des Injektors 56 keine dynamische Druckabsenkung, der Druck in diesem Bereich ist vielmehr gleich wie der stromaufwärts des Druckventils 54 herrschende Druck. In diesem Falle ergeben sich in der Niederdruckkammer 80 und der Hochdruckkammer 82 gleiche Drücke, und entsprechend einer geeigneten Abmessung der wirksamen Druckflächen des Steuerkolbens 78 wird dieser dadurch entgegen der Wirkung der Druckfeder 116 in die dem Verschlussstopfen 64 abgewandte Richtung verschoben. Folglich hebt der Ventilkörper 90 vom Ventilsitz 88 ab, so dass das Überströmventil 72 die Strömungsverbindung von der Druckleitung 50 über die Teilstücke 70 und 110 der Bypassleitung zum Ausgangsabschnitt 30 der Saugleitung freigibt. Dadurch kann der in der Druckleitung 50 herrschende Druck abgesenkt werden.
Die Bewegung des Steuerkolbens 78 und der mit diesem verbundenen Kolbenstange 92 führt über den Schaltstößel 96 auch zu einer Betätigung des Schaltelementes 104. Dadurch kann der Antrieb der Pumpe 10 abgeschaltet werden. Ein unnötiger Betrieb des Antriebes bei verschlossenem Düsenkopf wird dadurch vermieden.
Wie bereits erwähnt, ist der Ventilkörper 90 des Überströmventils 72 in Form einer radialen Erweiterung der Kolbenstange 92 ausgestaltet. Dem Ventilsitz 88 zugewandt bildet der Ventilkörper 90 eine kegelstumpfförmige Schrägfläche 118, mit der er in der Schließstellung des Überströmventils 72 am Ventilsitz 88 dicht anliegt. Dies wird insbesondere aus den Figuren 4 und 5 deutlich.
Stromaufwärts der Schrägfläche 118 schließt sich an den Ventilkörper 90 ein erster zylindrischer Abschnitt 120 der Kolbenstange 92 an, der sich in Richtung des Steuerkolbens 78 mit gleich bleibendem Außendurchmesser D über eine axiale Länge L der Kolbenstange 92 erstreckt. An den ersten zylindrischen Abschnitt 120 schließt sich in Richtung des Steuerkolbens 78 über eine konische Verengung 122 ein zweiter zylindrischer Abschnitt 124 der Kolbenstange 92 an. Der zweite zylindrische Abschnitt 124 erstreckt sich in Richtung des Steuerkolbens 78 mit gleich bleibendem Außendurchmesser d über eine axiale Länge l der Kolbenstange 92. Dies wird insbesondere aus den Figuren 5, 6 und 7 deutlich. Der Durchmesser D des ersten zylindrischen Abschnittes 120 ist nur geringfügig kleiner gewählt als der Durchmesser der zylindrischen Ventilöffnung 87 des Überströmventils 72, wohingegen der Durchmesser d des zweiten zylindrischen Abschnittes 124 deutlich geringer gewählt ist. Beispielsweise kann der Durchmesser d des zweiten zylindrischen Abschnittes weniger als 80%, insbesondere etwa 75% des Durchmessers der zylindrischen Ventilöffnung 87 betragen, wohingegen der Durchmesser D des ersten zylindrischen Abschnittes 120 mehr als 90%, insbesondere etwa 95% des Durchmessers der zylindrischen Ventilöffnung 87 beträgt.
Beim Übergang des Ventilkörpers 90 von der in den Figuren 4 und 5 dargestellten Schließstellung in die in Figur 7 dargestellte Offenstellung gibt der Ventilkörper einen Durchlass frei, der von Reinigungsflüssigkeit durchströmt werden kann. Der Durchlass wird durch den Ringspalt zwischen der zylindrischen Ventilöffnung 87 und dem Außendurchmesser der Kolbenstange 92 definiert. Beim Abheben des Ventilkörpers 90 vom Ventilsitz 88 nimmt zunächst der erste zylindrische Abschnitt 120 eine Position innerhalb der Ventilöffnung 87 ein, so dass sich zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt 120 und der zylindrischen Ventilöffnung 87 ein sehr enger Ringspalt ausbildet, der als Durchlass für die Reinigungsflüssigkeit zur Verfügung steht. Erst wenn der Ventilkörper 90 einen vorgegebenen Abstand zum Ventilsitz 88 einnimmt, der durch die Länge L des ersten zylindrischen Abschnittes 120 bestimmt ist, vergrößert sich der der Reinigungsflüssigkeit zur Verfügung stehende Durchlass, indem nunmehr der zweite zylindrische Abschnitt 124 eine Position in der zylindrischen Ventilöffnung 87 einnimmt und dadurch einen beträchtlich größeren Ringspalt freigibt. Der Strömungsquerschnitt des Durchlasses, der vom Ventilkörper 90 beim Abheben vom Ventilsitz 88 freigegeben wird, erweitert sich somit, nachdem der Ventilkörper 90 eine erste Teilstrecke in Form der axialen Länge L des ersten zylindrischen Abschnittes 120 überwunden hat. Bei der weiteren Hubbewegung des Ventilkörpers 90 erfolgt dann im zweiten zylindrischen Abschnitt 124 keine weitere Vergrößerung des Strömungsquerschnittes mehr.
Beim Abheben des Ventilkörpers 90 vom Ventilsitz 88 kann zunächst nur eine verhältnismäßig geringe Menge an Reinigungsflüssigkeit pro Zeiteinheit das Überströmventil 72 durchströmen. Die das Überströmventil 72 durchströmende Reinigungsflüssigkeit erfährt also beim Abheben des Ventilkörpers 90 vom Ventilsitz 88 zunächst einen gleich bleibenden hohen Strömungswiderstand und an der Kolbenstange 92 erfolgt im Bereich des Überströmventils 72 ein erheblicher Druckabfall. Dies hat zur Folge, dass der Steuerkolben 78 und die Kolbenstange 92 in die dem Verschlussstopfen 64 abgewandte Richtung verschoben werden, so dass der vom freien Endbereich der Kolbenstange 92 gebildete Schaltstößel 96 zuverlässig in die Aufnahme 102 verschoben wird. Damit ist sichergestellt, dass das in der Aufnahme 102 angeordnete Schaltelement 104 betätigt werden kann, um die Pumpe 10 abzuschalten.
Erst nachdem der Ventilkörper 90 so weit in seine Offenstellung verschoben wurde, dass der zweite zylindrische Abschnitt 124 eine Position innerhalb der Ventilöffnung 87 einnimmt, verringert sich der Strömungswiderstand, der Reinigungsflüssigkeit und damit auch der Druckabfall an der Kolbenstange 92. Die Rückführung von Reinigungsflüssigkeit von der Druckleitung 50 über die Teilstücke 70 und 110 der Bypassleitung zum Ausgangsabschnitt 30 der Saugleitung kann nunmehr mit geringen Strömungsverlusten erfolgen. Sollte aufgrund einer fehlerhaften Positionierung des Schaltelementes 104 oder aufgrund einer Beschädigung des Schaltelementes 104 die Pumpe zuvor nicht abgeschaltet worden sein, so kann der weitere Kreislaufbetrieb der Pumpe nun mit sehr geringen Druckverlusten erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass sich im Kreislaufbetrieb innerhalb der Pumpe 10 nur ein verhältnismäßig geringer Druck ausbildet, beispielsweise ein Druck von maximal 10 bar, so dass im Kreislaufbetrieb nur geringe Wärmeverluste und eine geringe mechanische Belastung der Pumpe 10 auftreten.
Der Kreislaufbetrieb wird beendet, indem der Düsenkopf wieder geöffnet wird, denn dadurch kann über den Düsenkopf Reinigungsflüssigkeit abgegeben werden, so dass sich im Injektor 56 eine Flüssigkeitsströmung ausbildet und sich aufgrund der Drosselwirkung des Injektors 56 in der Niederdruckkammer 80 der Druck absenkt. Folglich wird der Steuerkolben 78 unter der Wirkung der Druckverhältnisse und unter der Wirkung der Druckfeder 116 wieder so weit in die dem Verschlussstopfen zugewandte Richtung verschoben, dass der Ventilkörper 90 seine Schließstellung einnimmt, in der er am Ventilsitz 88 anliegt. Außerdem wird durch die Verschiebung des Steuerkolbens 78 auch der Schaltstößel 96 in die dem Verschlussstopfen 64 zugewandte Richtung verschoben, so dass mittels des Schaltelementes 104 der Antrieb der Pumpe 10 wieder eingeschaltet werden kann.

Claims

Pumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät zur Förderung einer Reinigungsflüssigkeit mit mindestens einer Pumpkammer (34), in die zumindest ein hin- und her bewegbarer Kolben (36a, 36b) eintaucht und die über mindestens ein Einlassventil (44) mit einer Saugleitung (30, 32) und über mindestens ein Auslassventil (48) mit einer Druckleitung (50) verbunden ist, und mit einer von der Druckleitung (50) zur Saugleitung (30, 32) führenden Bypassleitung (70, 110), in der ein Überströmventil (72) angeordnet ist, dessen Ventilkörper (90) über eine Kolbenstange (92) mit einem Stellglied verbunden ist, das den Ventilkörper (90) in Abhängigkeit von der Strömungsrate der Reinigungsflüssigkeit in der Druckleitung (50) in eine Schließstellung oder eine Offenstellung und einen mit dem Ventilkörper (90) gekoppelten Schaltstößel (96) zur Betätigung eines Schaltelementes in eine erste oder eine zweite Schaltstellung verschiebt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (90) beim Übergang von seiner Schließstellung in seine Offenstellung stromaufwärts des Ventilsitzes (88) einen von Reinigungsflüssigkeit durchströmbaren Durchlass freigibt, dessen Strömungsquerschnitt sich erweitert, wenn der Ventilkörper (90) einen vorgegebenen Abstand (L) zum Ventilsitz (88) einnimmt.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass auf einer ersten Teilstrecke der Hubbewegung des Ventilkörpers (90) einen gleich bleibenden ersten Strömungsquerschnitt aufweist.
Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass auf einer der ersten Teilstrecke nachfolgenden zweiten Teilstrecke der Hubbewegung des Ventilkörpers (90) einen gleich bleibenden zweiten Strömungsquerschnitt aufweist, der größer ist als der erste Strömungsquerschnitt.
Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (90) als radiale Erweiterung der Kolbenstange (92) ausgestaltet ist, wobei die Kolbenstange (92) ein Ventilgehäuse (86) des Überströmventils (72) durchgreift, wobei des Ventilgehäuse (86) einen Ventilsitz (88) ausbildet und sich der Durchmesser der Kolbenstange (92) stromaufwärts des Ventilkörpers (90) in einem vorgegebenen Abstand (L) verengt.
Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (92) einen ersten zylindrischen Abschnitt (120) mit gleich bleibendem Durchmesser (D) aufweist, der sich stromaufwärts an den Ventilkörper (90) anschließt.
Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (92) stromaufwärts des ersten zylindrischen Abschnitts (120) einen zweiten zylindrischen Abschnitt (124) mit gleich bleibendem Durchmesser (d) aufweist, wobei der Durchmesser (d) des zweiten zylindrischen Abschnitts (124) geringer ist als der Durchmesser (D) des ersten zylindrischen Abschnittes (120).
Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltstößel (96) als axiale Verlängerung der Kolbenstange (92) ausgestaltet ist.
Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (10) ein hinteres Gehäuseteil (14) und ein vorderes Gehäuseteil (16) aufweist, die in einem Fügebereich dicht zusammengefügt sind, wobei ein Saugleitungsabschnitt (30) zwischen den beiden Gehäuseteilen (14, 16) im Fügebereich verläuft und die Bypassleitung (70, 110) in den Saugleitungsabschnitt (30) einmündet.
Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugleitungsabschnitt (30) als in sich geschlossener Ring ausgestaltet ist.
Pumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied als Steuerkolben (78) ausgestaltet ist, der eine Steuerkammer (66) des vorderen Gehäuseteils (16) in eine Niederdruckkammer (80) und eine Hochdruckkammer (82) unterteilt, in der Steuerkammer (66) verschiebbar ist und über die Kolbenstange (92) mit dem Ventilkörper (90) des Überströmventils (72) verbunden ist, wobei die Niederdruckkammer (80) über eine Steuerleitung (108) stromabwärts einer Drosselstelle mit der Druckleitung (50) verbunden ist und die Hochdruckkammer (82) über ein stromaufwärts des Überströmventils (72) angeordnetes Teilstück (110) der Bypassleitung mit der Druckleitung (50) verbunden ist.
Pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassleitung ein das Überströmventil (72) aufnehmendes Teilstück (70) aufweist, das in den im Fügebereich zwischen den beiden Gehäuseteilen (14, 16) angeordneten Saugleitungsabschnitt (30) einmündet und fluchtend zur Steuerkammer (66) ausgerichtet ist.
Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkammer (66) und das das Überströmventil (72) aufnehmende Teilstück (70) der Bypassleitung parallel zur Druckleitung (50) ausgerichtet sind.
Pumpe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkammer (66) und das das Überströmventil (72) aufnehmende Teilstück (70) der Bypassleitung in einem Durchgangskanal (62) angeordnet sind, der das vordere Gehäuseteil (16) von einer Stirnseite (52) bis zu einer rückseitigen Trennfläche (20) durchgreift.