DE19838947C1 - Bypassventilanordnung für ein Hochdruckreinigungsgerät sowie Hochdruckreinigungsgerät mit einer solchen Bypassventilanordnung - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Bypassventilanordnung für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Förderpumpe (5) für Reinigungsflüssigkeit. Wesentlich für die erfindungsgemäße Bypassventilanordnung ist, daß zusätzlich zu der ersten Betätigungseinrichtung (20) für den Arbeitsdruck eine zweite, unabhängige Betätigungseinrichtung (30) für den Haltedruck vorgesehen ist, die eine Entlastung der Druckleitung (4) auf einen sehr niedrigen Haltedruck unabhängig vom Arbeitsdruck erlaubt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bypassventilanordnung für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Förderpumpe für Reinigungsflüssigkeit mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Hochdruckreinigungsgerät, in dem eine solche Bypassventilanordnung vorgesehen ist.

Hochdruckreinigungsgeräte, kurz auch Hochdruckreiniger genannt, sind für Reini­ gungsarbeiten im professionellen und privaten Bereich umfangreich verbreitet. Bei solchen Hochdruckreinigern werden Bypassventilanordnungen, sogenannte Un­ loader, eingesetzt, deren Bypassventil öffnet, sobald die Ventilpistole o. dgl. geschlos­ sen ist, so daß bei weiterlaufender Förderpumpe ein Restvolumen der Reinigungs­ flüssigkeit im Kreislauf mit geringstem Druckabfall gefördert wird.

Der bekannte Hochdruckreiniger mit Bypassventilanordnung, von dem die Erfindung ausgeht (DE 295 21 372 U1) zeigt eine Bypassventilanordnung - Unloader - an der Förderpumpe, eine Ventilpistole zum Öffnen und Verschließen eines Düsenkopfes, der üblicherweise über eine dazwischen angeordnete Reinigungslanze mit der Ventilpi­ stole verbunden ist, dort aber auch direkt angeschlossen sein kann, und eine von der Förderpumpe bzw. der Bypassventilanordnung zur Ventilpistole führende Drucklei­ tung. In der Druckleitung befindet sich am an der Förderpumpe angeschlossenem Ende bzw. im Unloader ein in Strömungsrichtung zur Ventilpistole hin öffnendes, bei geschlossener Ventilpistole geschlossenes Rückschlagventil.

Der zuvor erläuterte Stand der Technik geht davon aus, daß es zuvor bekannt war, mit einer Anordnung eines Überdruckventils den Druck in dem stromabwärts des Rückschlagventils befindlichen Teil der Druckleitung zu begrenzen, jedoch nur auf einen Wert, der deutlich oberhalb des maximalen Betriebsdruckes liegt (DE 38 ­ 10 341 A1). Das Überdruckventil ist in den Unloader integriert. Nach dem Abschalten bleibt bei dem dort vorausgesetzten Stand der Technik die Druckleitung unter dem hohen Betriebsdruck, was sie unnötigerweise beansprucht und im übrigen eine Ge­ fahr für Bedienungspersonen darstellt.

Der zuvor erläuterte Stand der Technik beschreibt eine Hochdruckreinigungseinrich­ tung mit einem Kolbenunloader, bei dem das Bypassventil von einem in einem Zylin­ der laufenden Kolben entgegen Federkraftwirkung geöffnet wird, wobei die Bewe­ gung in Öffnungsrichtung des Bypassventils durch den ansteigenden Druck in der Druckleitung bei Schließen der Ventilpistole ausgelöst wird, weil dieser Druck über eine Steuerleitung in eine Steuerkammer oberhalb des Steuerkolbens übertragen wird. Diese Steuerleitung zweigt stromabwärts des Rückschlagventils von der Druckleitung ab. Ein solcher Kolbenunloader erfordert zwingend das Rückschlag­ ventil in der Druckleitung, da sonst die zur Schaltung und Offenhaltung des By­ passventils erforderliche Druckdifferenz am Steuerkolben nicht erzeugt werden kann. Es ist klar, daß dazu der Druck der Druckleitung in die Steuerkammer übermittelt werden muß.

Der zuvor erläuterte Stand der Technik hat bei einer Hochdruckreinigungseinrich­ tung mit einem Kolbenunloader eine Lösung für das Problem der stark druckbelaste­ ten Druckleitung (Unfallgefahr) dadurch, daß von der stromabwärts des Rückschlag­ ventils beginnenden Steuerleitung bzw. der Steuerkammer des Steuerkolbens eine Entlastungsleitung um das Rückschlagventil herum zu dem stromaufwärts des Rück­ schlagventils befindlichen Abschnitt der Druckleitung führt und in diese Entlastungs­ leitung ein Sicherheitsventil eingesetzt ist. Dieses ist in Schließrichtung federbelastet.

Bei geöffneter Ventilpistole, geöffnetem Rückschlagventil und Strömung durch die Druckleitung ist das Sicherheitsventil durch den Druck in der Druckleitung von bei­ den Seiten her ausgeglichen und funktionslos bzw. geschlossen. Wird jedoch die Ventilpistole geschlossen und bricht die Strömung durch die Druckleitung ab, so schließt auch das Rückschlagventil und am Sicherheitsventil treten Druckverhältnisse auf, die von dem in der Druckleitung weiter anstehenden hohen Druck, dem durch Öffnen des Bypassventils stromaufwärts des Rückschlagventils nur noch anstehen­ den niedrigen Druck und dem durch die Federkraft der Rückstellfeder des Sicher­ heitsventils ausgeübten Druck bestimmt sind. Dieses Sicherheitsventil öffnet, solange der Druck in der Druckleitung stromabwärts des Rückschlagventils um einen be­ stimmten Betrag (bestimmt durch die Rückstellfeder) größer ist als der Druck in der Druckleitung stromaufwärts des Rückschlagventils bzw. im Bypasskreis des Un­ loaders. Bei dieser bekannten Hochdruckreinigungseinrichtung wird dadurch der Druck in der Druckleitung bei geschlossener Ventilpistole auf einen bestimmten unte­ ren Haltedruck abgesenkt, bei einem Betriebsdruck von beispielsweise 100 bar auf einen Haltedruck von beispielsweise 30 bar. Dieser geringe Haltedruck ist nicht mehr unfallgefährdend.

Ein Haltedruck in der Druckleitung bei geschlossener Ventilpistole ist zweckmäßig auch dann nutzbar, wenn ein Schalter vorgesehen ist, der die Förderpumpe für die Reinigungsflüssigkeit alsbald abschaltet wenn die Ventilpistole geschlossen worden ist. Der Haltedruck in der Druckleitung steht dann nämlich zum erneuten Betätigen des Schalters und Einschalten der Förderpumpe für die Reinigungsflüssigkeit zur Ver­ fügung, sobald die Ventilpistole wieder geöffnet wird. Mit anderen Worten führt ein beim Öffnen der Ventilpistole zunächst erfolgender Druckabfall in der Druckleitung gegenüber dem Haltedruck dazu, daß eine Kraftwirkung im oder am Unloader reali­ siert werden kann, die zur Ausübung einer Schaltfunktion genutzt werden kann.

Bei der Bypassventilanordnung des aus dem Stand der Technik bekannten, zuvor erläuterten Hochdruckreinigers muß der in der Druckleitung verbleibende Haltedruck größer sein als der Arbeitsdruck am Betätigungskolben der ersten Betätigungsein­ richtung. Dies wird bei größeren Längen der Druckleitung trotz des abgesenkten Hal­ tedruckes problematisch. Die Druckleitung weitet sich unter Druck elastisch auf, sie ist mit einem Druckspeicher zu vergleichen. Sie speichert eine bestimmte Menge Was­ ser, die bei Druckentlastung durch Öffnen der Ventilpistole in kürzester Zeit freigege­ ben werden kann. Das ist schon im Hobbybereich relevant, weil man auf einer Leiter oder einem Gerüst stehend beim Öffnen der Ventilpistole unter Umständen durch den plötzlichen Rückstoß aus dem Gleichgewicht gebracht wird. Bei gewerblichen An­ wendungen mit stationären Hochdruckreinigungsgeräten und großen Schlauchlän­ gen der Druckleitung ist das natürlich nochmals wesentlich problematischer.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem liegt also darin, den Haltedruck in der Druckleitung bei geschlossener Ventilpistole weit abzusenken, und insbesondere vom Arbeitsdruck der ersten Betätigungseinrichtung unabhängig werden zu lassen.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei einer Bypassventilanordnung mit den Merk­ malen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird eine zweite Betätigungseinrichtung hinzugefügt, die der Ent­ lastung der Druckleitung auf einen vergleichsweise niedrigen Haltedruck dient, gleichzeitig aber unmittelbar auf den Bypassventilkörper des Bypassventils wirkt. Die erste Betätigungseinrichtung, die die klassische Unloaderfunktion realisiert, dient also nur zum anfänglichen Öffnen des Bypassventils beim Schließen der Ventilpistole, daran anschließend übernimmt die zweite Betätigungseinrichtung das Offenhalten des Bypassventils bei gleichzeitiger Druckabsenkung in der Druckleitung auf den Haltedruck. Diese Aufgabentrennung macht den Haltedruck in der Druckleitung un­ abhängig vom Arbeitsdruck der ersten Betätigungseinrichtung, der folglich in der bisher üblichen Größe verbleiben kann. Der Haltedruck in der Druckleitung kann bis auf wenige bar, also nochmals weit unter die aus dem Stand der Technik bekannten Werte reduziert werden. Die durch das elastische Verhalten der Druckleitung gespei­ cherte Wassermenge ist selbst bei großen Schlauchlängen folglich vergleichsweise klein. Beim Öffnen der Ventilpistole ist der Rückstoß kaum mehr merkbar. Auch bei abgeschaltetem Hochdruckreinigungsgerät ist das Verletzungspotential praktisch eliminiert.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bypassventilanordnung besteht darin, daß aufgrund des geringen Haltedrucks in der Druckleitung bei geschlossener Ven­ tilpistole die Öffnungskräfte an der Ventilpistole gering sind.

Die Lehre der Erfindung läßt sich auf zwei alternativen Wegen realisieren, nämlich ei­ nerseits mit Entlastung der Druckleitung zum Zuflußraum hin, andererseits mit Entla­ stung der Druckleitung zum Bypassraum hin. Unteransprüche sind auf Ausgestaltun­ gen und Weiterbildungen der Bypassanordnung insgesamt sowie der beiden zuvor erläuterten Alternativen gerichtet. Gegenstand der Erfindung ist schließlich auch ein Hochdruckreinigungsgerät, das eine solche Bypassventilanordnung gemäß der Erfin­ dung aufweist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele dar­ stellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in schematischer, einen Überblick gebender Darstellung eine Hoch­ druckreinigungseinrichtung üblicher Bauart,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bypassventila­ nordnung, Förderpumpe des Hochdruckreinigungsgerätes ausgeschaltet, druckloser Zustand,

Fig. 3 die Bypassventilanordnung aus Fig. 2 im Betrieb mit laufender Förder­ pumpe und geöffneter Ventilpistole,

Fig. 4 die Bypassventilanordnung aus Fig. 2 mit laufender Förderpumpe, je­ doch geschlossener Ventilpistole und geöffnetem Bypassventil, Druck­ leitung noch nicht entlastet,

Fig. 5 die Bypassventilanordnung aus Fig. 2 in einer zeitlich Fig. 4 nachgeord­ neten Phase, nämlich bei Beginn der Druckentlastung der Druckleitung,

Fig. 6 die Bypassventilanordnung aus Fig. 2 in einer Fig. 5 nachgeordneten Phase, nämlich nach Abschluß der Druckentlastung der Druckleitung,

Fig. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bypassven­ tilanordnung in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung,

Fig. 8 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bypassven­ tilanordnung in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung,

Fig. 9 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bypassven­ tilanordnung in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung.

Fig. 1 zeigt im grundlegenden Aufbau ein Hochdruckreinigungsgerät mit einem unter anderem eine Förderpumpe für Reinigungsflüssigkeit, insbesondere für Wasser, auf­ weisenden Gehäuse 1 mit einer Ventilpistole 2 mit angeschlossener Reinigungslanze 3 mit einem am Ende erkennbaren Düsenkopf oder auch mit einem direkt angeschlos­ senen Düsenkopf und mit einer von der Förderpumpe zur Ventilpistole 2 führenden Druckleitung 4.

Anhand des ersten Ausführungsbeispiels einer Bypassventilanordnung gemäß Fig. 2 wird der weitere Aufbau erläutert. Angedeutet ist in Fig. 2 die Förderpumpe 5 für die Reinigungsflüssigkeit, im Regelfall also Wasser oder eine Wasser/Reinigungsmittel- Mischung. Gezeigt ist hier ein gemeinsames Ventilgehäuse 6 der Bypassventilanord­ nung, an dem bzw. in dem alle Komponenten der Bypassventilanordnung angeord­ net sind. Alternativ ist es natürlich auch möglich, die einzelnen Komponenten der Bypassventilanordnung alle oder einige separat voneinander anzuordnen und über entsprechend druckfeste Verbindungsleitungen miteinander zu verbinden.

Die Bypassventilanordnung hat folgende Komponenten:

Ein Rückschlagventil 7 befindet sich in einem Abflußraum 8, an dem die Druckleitung 4 zur Ventilpistole 2 angeschlossen bzw. anschließbar ist. Dieses Rückschlagventil 7 schließt bei Schließen der Ventilpistole 2. Vorgesehen ist ein einen Pumpendruckan­ schluß 9 mit dem Rückschlagventil 7 verbindender Zuflußraum 10. An dem Pumpen­ druckanschluß 9 ist bei installierter Bypassventilanordnung eine Pumpendrucklei­ tung 11 angeschlossen. Das Rückschlagventil 7 trennt den Abflußraum 8 vom Zu­ flußraum 10, verhindert also einen Rückstrom aus der Druckleitung 4.

Den Zuflußraum 10 von einem Bypassraum 12 mit einem Bypassanschluß 13 trennt ein Bypassventil 14 ab, das einen Bypassventilsitz 15, einen Bypassventilkörper 16 und eine den Bypassventilkörper 16 gegen den Bypassventilsitz 15 belastende Ven­ tilfeder 17 aufweist. Im dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Bypassventilkörper 16 als Kugel ausgeführt, das entspricht auch einer häufig gewähl­ ten Version. Diese ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in einer Fassung 18 gehal­ ten und besteht aus hochverschleißfestem Material. Der Bypassanschluß 13 vom By­ passraum 12 ist bei angeschlossener Bypassventilanordnung mit einer Rücklauflei­ tung 19 zu einem Niederdruckbereich, insbesondere zur Saugseite der Förderpumpe 5 verbunden.

Für das Bypassventil 14 ist, so auch im Stand der Technik bereits verwirklicht, eine erste Betätigungseinrichtung 20 vorgesehen, mit der das Bypassventil 14 entgegen der Federkraft der Ventilfeder 17 geöffnet wird, sobald der Betriebsdruck, insbeson­ dere der Druck in der Druckleitung 4 einen bestimmten Wert überschreitet. bzw. eine bestimmte Druckdifferenz überschritten wird. Dadurch erfolgt dann eine Verbindung der Pumpendruckleitung 11 mit der Rücklaufleitung 19, so daß die Reinigungsflüs­ sigkeit mittels der Förderpumpe 5 im Kreislauf gefördert wird, ohne daß ein besonders hoher Druckabfall auftritt. Das kann in Verbindung mit einer Abschaltung der För­ derpumpe 5 oder ohne eine solche Abschaltung der Förderpumpe 5 realisiert werden. Dazu darf auf den eingangs angesprochenen Stand der Technik verwiesen werden.

Die erste Betätigungseinrichtung 20 weist ein den Bypassventilkörper 16 vom By­ passventilsitz 15 abhebendes Betätigungselement 21 auf, das nicht in fester Verbin­ dung mit dem Bypassventilkörper 16 steht, so daß nur Kräfte, die das Bypassventil 14 öffnen, auf den Bypassventilkörper 16 übertragen werden. Das Betätigungselement 21 wird von einer Einstellfeder 22, deren Federkraft mittels eines Handrades 23 ver­ stellt werden kann, vom Bypassventilkörper 16 weg belastet. Mittels der Einstellfeder 22 kann man einen bestimmten Arbeitsdruck einstellen. Mit dem Betätigungselement 21 verbunden ist ein Betätigungskolben 24. Dieser trennt in einem Zylinder 25 eine Steuerkammer 26 ab, die hydraulisch mit dem Abflußraum 8 verbunden ist.

Bei ansteigendem Hydraulikdruck wird der Betätigungskolben 24 entgegen der Fe­ derkraft der Einstellfeder 22 so verstellt, daß das Bypassventil 14 öffnet. Durch einen beim Schließen der Ventilpistole 2 auftretenden schnellen Druckanstieg ist das By­ passventil 14 dementsprechend so weit öffenbar, daß der Druck im Zuflußraum 10 zu­ sammenbricht, weil dieser eben über das Bypassventil 14 mit hinreichend großem Strömungsquerschnitt mit der auf niedrigem Druck befindlichen bzw. drucklosen Rücklaufleitung 19 verbunden wird.

In Fig. 2 und den übrigen Darstellungen sind konstruktiv erforderliche Rückstellfe­ dern, Dichtungen etc. eingetragen, ohne daß diese im einzelnen erläutert werden. Derartige Konstruktionen sind typisch und für diese Zwecke aus dem Stand der Technik bekannt.

Wesentlich für die Erfindung ist nun, daß dem Bypassventil 14 eine zweite Betäti­ gungseinrichtung 30 zugeordnet ist. Die zweite Betätigungseinrichtung 30 weist einen Zylinder 31 und darin einen mit dem Bypassventilkörper 16 verbundenen Ent­ lastungskolben 32 auf, der von der Ventilfeder 17 in Schließstellung des Bypassven­ tils 14 belastet ist. Der Entlastungskolben 32 trennt im Zylinder 31 eine hydraulisch mit dem Abflußraum 8 verbundene erste Steuerkammer 33 mit einer in Öffnungsrich­ tung des Bypassventils 14 wirkenden Kolbenfläche und eine im dargestellten Aus­ führungsbeispiel mit dem Zuflußraum 10 verbundene zweite Steuerkammer 34 mit ei­ ner in Schließrichtung des Bypassventils 14 wirkenden Kolbenfläche voneinander. Der Begriff "Zylinder" ist umfassend zu verstehen, meint also den Abschnitt des Ge­ häuses, der mit dem zugehörigen Kolben die gegeneinander abgedichteten Steuer­ kammern bildet.

Von dem Entlastungskolben 32 wird eine Ventilanordnung 35 gesteuert, die nach ei­ nem bestimmten Vorlauf (einer bestimmten Wegstrecke) des Entlastungskolbens 32 in Öffnungsrichtung des Bypassventils 14 eine hydraulische Verbindung vom Abfluß­ raum 8 zu einem Bereich der Bypassventilanordnung herstellt, der bei geschlossenem Rückschlagventil 7 und geöffnetem Bypassventil 14 einen erheblich unter dem Ar­ beitsdruck liegenden Restdruck aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser Bereich der Bypassventilanordnung der Zuflußraum 10, das ist aber nicht zwingend, man könnte auch an andere Bereiche der Bypassventilanordnung denken.

Nach Absinken des Drucks im Abflußraum 8 aufgrund des Inwirkungtretens der Ventilanordnung 35 auf einen vom Restdruck und vom durch die Federkraft der Ventilfeder 17 erzeugten Druck bestimmten Haltedruck wird durch Rückstellung des Entlastungskolbens 32 die Ventilanordnung 35 wieder geschlossen, dabei aber der Bypassventilkörper 16 vom Bypassventilsitz 15 abgehoben gehalten. Das By­ passventil 14 bleibt also zumindest geringfügig geöffnet, die Bypass-Situation bleibt erhalten.

Da das Betätigungselement 21 der ersten Betätigungseinrichtung 20 mit dem By­ passventilkörper 16 nicht fest verbunden ist, beeinflußt die Lage des Bypassventil­ körpers 16 in diesem Zusammenhang die Lage des Betätigungselements 21 nicht. Insbesondere ist aber auch die Öffnungsstellung des Bypassventils 14 durch Abhe­ ben des Bypassventilkörpers 16 vom Bypassventilsitz 15 jetzt nicht mehr von dem Betätigungselement 21 der ersten Betätigungseinrichtung 20 abhängig. Es stört also nicht, daß der Druckabfall in der Steuerkammer 26, die ja hydraulisch mit dem Abfluß­ raum 8 verbunden ist, in dem der Druck mittlerweile auf den Haltedruck abgesenkt worden ist, dazu geführt hat, daß der Betätigungskolben 24 unter Wirkung der Ein­ stellfeder 22 wieder zurückgezogen worden ist und den Bypassventilkörper 16 nicht mehr berührt.

Die Alternative in Fig. 7 der Zeichnung zeigt eine Variante, bei der die Steuerkammer 26 hydraulisch mit dem Zuflußraum 10 verbunden ist. Dies ist eine in der Praxis aus konstruktiven Gründen möglicherweise zu bevorzugende Variante. Beide Varianten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese Variante ist nur bei der beanspruch­ ten Lösung realisierbar. Dies gilt, weil der anfängliche Druckstoß das Bypassventil 14 öffnet, danach aber die zweite Betätigungseinrichtung 30 die Offenhaltung des By­ passventils übernimmt.

Man erkennt in der Anordnung der Fig. 2, 3, 4, 5, 6, wie die Funktionsweise der By­ passventilanordnung im Betrieb ist.

In Fig. 2 ist die Förderpumpe 5 abgeschaltet, das System ist druckausgeglichen, der Betätigungskolben 24 ist durch die Einstellfeder 22 an seinen oberen Anschlag ge­ zogen, das Bypassventil 14 ist geschlossen.

Fig. 3 zeigt die Situation bei laufender Förderpumpe 5 und geöffneter Ventilpistole 2, also im Betrieb. Durch die schnellströmende Reinigungsflüssigkeit wird das Rück­ schlagventil 7 in Offenstellung gehalten, die Bypassventilanordnung steht unter Be­ triebsdruck. Das erkennt man insbesondere daran, daß der Betätigungskolben 24 entgegen der Federkraft der Einstellfeder 22 etwas nach unten gerückt ist. Der vom Abflußraum 8 über eine Verbindungsleitung 27 zur Steuerkammer 26 geführte Be­ triebsdruck hat eine entsprechende Kraftwirkung an der oberen Fläche des Betäti­ gungskolbens 24 zur Folge. Die Verlagerung des Betätigungskolbens 24 hat dank entsprechender Abstimmung gerade dazu geführt, daß das Betätigungselement 21 unmittelbar am Bypassventilkörper 16 steht, diesen aber noch nicht vom By­ passventilsitz 15 abgehoben hat.

Fig. 4 zeigt den Zustand, in dem nun die Ventilpistole 2 geschlossen worden ist. Der beim Schließen der Ventilpistole 2 auftretende schnelle Druckanstieg (Druckschlag) hat einerseits das Rückschlagventil 7 geschlossen, andererseits den Betätigungskol­ ben 24 schnell nach unten gedrückt, so daß das Betätigungselement 21 den By­ passventilkörper 16 vom Bypassventilsitz 15 abgehoben hat. Das Bypassventil 14 ist geöffnet, die Förderpumpe 5 fördert im Kreislauf direkt von der Pumpendruckleitung 11 über den Zuflußraum 10 und das Bypassventil 14 in den Bypassraum 12 und die Rücklaufleitung 19. Der Druck in der Druckleitung 4 hat in diesem Zeitpunkt den Arbeitsdruck der ersten Betätigungseinrichtung 20 deutlich überschritten.

Man erkennt in Fig. 4 aber auch, daß der Druck in der Druckleitung 4 bzw. dem Ab­ flußraum 8 über eine Verbindungsleitung 36 der zweiten Betätigungseinrichtung 30 zugeführt wird. Von der in Fig. 4 zu erkennenden Lage des Entlastungskolbens 32, die durch die Verlagerung des Bypassventilkörpers 16 eingenommen wird, bewegt sich der Entlastungskolben 32 im Übergang nach Fig. 5 der Zeichnung unter dem Einfluß des Druckes im Abflußraum 8 weiter nach unten. Dabei nimmt der Entla­ stungskolben 32 über eine Kolbenstange 37 den daran fest angebrachten By­ passventilkörper 16 weiter mit nach unten. In der Verbindungsleitung 36 vom Ab­ flußraum 8 zur ersten Steuerkammer 33 befindet sich im dargestellten Ausführungs­ beispiel eine Drosselstelle 38. Diese bewirkt, daß das Einströmen von Druckflüssigkeit in die erste Steuerkammer 33 nicht schlagartig, sondern langsam erfolgt, der Entla­ stungskolben 32 wird also langsam nach unten bewegt. Es gibt in diesem Bereich keinen Druckschlag. Dieser wird durch die Drosselstelle 38 verhindert.

Fig. 5 zeigt nun die Stellung, bei der die Ventilanordnung 35 geöffnet wird. Der Ent­ lastungskolben 32 hat nämlich den bestimmten Vorlauf in Öffnungsrichtung des By­ passventils 14 zurückgelegt. Nun wird mittels der Ventilanordnung 15 die hydrauli­ sche Verbindung vom Abflußraum 8 zu einem Bereich der Bypassventilanordnung hergestellt, der unter dem zuvor bereits erläuterten Restdruck liegt, der deutlich unter dem Arbeitsdruck angesiedelt ist. Im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel gilt, daß der den Restdruck aufweisende Bereich der Bypassventilan­ ordnung der Zuflußraum 10 ist.

Das dargestellte und insoweit bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt weiter, daß die Ventilanordnung 35 vom Entlastungskolben 32 in Verbindung mit Umwegleitungen 39 an der Wandung des Zylinders 31 der zweiten Betätigungseinrichtung 30 gebil­ det ist. Die Umwegleitungen 39 können als einfache Ausfräsungen oder Kerben in der Wandung des Zylinders 31 gebildet sein. Es kann sich auch um echte Umge­ hungskanäle handeln.

Über die Umwegleitungen 39 wird nun der Druck im Abflußraum 8 auf einen Halte­ druck abgesenkt, der vom Restdruck im System und vom durch die Federkraft der Ventilfeder 17 erzeugten Druck bestimmt wird. Ist dieser Haltedruck erreicht, so wird von der Bypassventilanordnung die in Fig. 6 dargestellte Position eingenommen. Der Bypassventilkörper 16 ist dabei wieder in Richtung des Bypassventilsitzes 15 zu­ rückverstellt worden, hat aber den Bypassventilsitz 15 nicht erreicht, das By­ passventil 14 ist unverändert geöffnet. Da der Haltedruck im Abflußraum 8 sehr viel niedriger ist als der Arbeitsdruck der ersten Betätigungseinrichtung 20, hat der Betä­ tigungskolben 24 der ersten Betätigungseinrichtung 20 unter Wirkung der Einstell­ feder 22 wie ersichtlich wieder seine obere Position wie in Fig. 2 erreicht. Die Öff­ nungsposition des Bypassventils 14 ist also in dieser Situation nicht mehr von der er­ sten Betätigungseinrichtung 20, sondern nur noch von der zweiten Betätigungsein­ richtung 30 bestimmt.

Wesentlich ist also, daß zwei Betätigungseinrichtungen vorgesehen sind, die vonein­ ander unabhängig sind. Jede Betätigungseinrichtung weist ein Element zur Erzeu­ gung einer festen oder einstellbaren Kraft, insbesondere eben eine Feder auf sowie eine druckbeaufschlagte Kolbenanordnung. Die Elemente der ersten Betätigungsein­ richtung sind auf den Bereich des Arbeitsdruckes bei zugeschaltetem Verbraucher abgestimmt, die Elemente der zweiten Betätigungseinrichtung sind auf den Speicher­ druck des Systems bei abgeschaltetem Verbraucher, also den Haltedruck abgestimmt. Dadurch läßt sich der Haltedruck im System wesentlich niedriger wählen als bei den im Stand der Technik realisierten Bypassventilanordnungen, das hat die eingangs er­ läuterten sicherheitstechnischen Vorteile.

Das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, daß in der ersten Betätigungs­ einrichtung 20 die Verbindungsleitung 27 zur Steuerkammer 26 zum Zuflußraum 10, nicht zum Abflußraum 8 führt. Hier ist es also der Druck im Zuflußraum 10, der die Bewegung des Betätigungskolbens 24 der ersten Betätigungseinrichtung 20 steuert.

Die in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen einen fest eingestell­ ten Vorlauf des Entlastungskolbens 32 der zweiten Betätigungseinrichtung 30. Es ist aber auch vorstellbar, daß dieser Vorlauf variabel einstellbar ist. In ähnlicher Weise ist hier die Federkraft der Ventilfeder 17 fest vorgegeben. Es ließe sich ohne weiteres auch vorstellen, daß die Federkraft der Ventilfeder 17 variabel einstellbar ist, bei­ spielsweise mittels einer von außen in die zweite Steuerkammer 34 eingeführten Ge­ windespindel, mit der das Widerlager der Ventilfeder 17 verstellt werden könnte. Auf diese Weise kann man den Haltedruck des Systems einstellen. Hier bieten die Ein­ stellmöglichkeiten für den Arbeitsdruck des Systems im Rahmen der aus dem Stand der Technik bekannten ersten Betätigungseinrichtung 20 Anregungen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Bypassventilkörper 16 selbst im Zufluß­ raum 10 angeordnet. Denkbar ist auch eine ebenfalls aus dem Stand der Technik be­ kannte Anordnung des Bypassventilkörpers 16 selbst im Bypassraum 12, also auf der anderen Seite des Durchganges. Natürlich müßte dann der Bypassventilsitz 15 ent­ sprechend verlegt werden. Eine solch Anordnung ist Gegenstand des Standes der Technik aus der DE 295 21 372 U1, im dort diskutierten Stand der Technik hingegen ist die Anordnung des Bypassventilkörpers 16 im Zuflußraum 10 gezeigt. Eine voll­ ständige oder teilweise Druckkompensation des Bypassventilkörpers 16 ist ebenfalls eine Möglichkeit, die hier nicht weiter beschrieben werden muß.

Aus dem eingangs erläuterten Stand der Technik ist im übrigen bekannt, daß man die Bewegung eines Kolbens zur Abschaltung der Förderpumpe 5 nutzen kann. Diese aus dem Stand der Technik bekannte Technik kann man für den Entlastungskolben 32 der zweiten Betätigungseinrichtung 30 nutzen. Wie das im einzelnen realisiert werden kann, ist aus dem Stand der Technik bekannt und braucht hier nicht weiter erläutert zu werden (mechanisch, elektromechanisch, berührungslos, etc.). Es liegt auf der Hand, daß ein Ansteigen des Druckes in der Druckleitung 4 in dem in Fig. 6 dar­ gestellten Zustand der Bypassventilanordnung sofort wieder zu einem Öffnen der Ventilanordnung 35 führt, so daß sofort der Haltedruck wieder erreicht wird. Ein An­ steigen des Druckes in der Druckleitung 4 durch Nacherwärmung bei Hochdruckrei­ nigern mit Heizung in der Druckleitung 4 wird somit verhindert.

Von Fig. 6 kommt man über die Position in Fig. 2 wieder zu der Betriebsposition in Fig. 3 der Bypassventilanordnung, sobald beim Öffnen der Ventilpistole 2 die Reini­ gungsflüssigkeit abfließt. Der Druck in der Druckleitung 4 fällt dabei weit unter den Haltedruck bis praktisch auf Null, das in der ersten Steuerkammer 33 bestimmte Volu­ men an Reinigungsflüssigkeit kann durch die Verbindungsleitung 27 abfließen, die Ventilfeder 17 stellt den Entlastungskolben 32 nach oben zurück und schließt gleich­ zeitig das Bypassventil 14. Ist die Förderpumpe 5 jetzt wieder eingeschaltet worden oder war sie nie ausgeschaltet, so steigt der Druck im System schnell wieder auf den Betriebsdruck an, der Zustand von Fig. 3 wird wieder erreicht.

Das in Fig. 8 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen By­ passventilanordnung unterscheidet sich von dem in den voranstehenden Figuren er­ läuterten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die zweite Steuerkammer 34 der zweiten Betätigungseinrichtung 30 nicht mit dem Zuflußraum 10 verbunden ist, sondern mit dem Bypassraum 12 verbunden ist. Tatsächlich ist es so, daß hier der Entlastungskol­ ben 32 sich druckdicht geführt zwischen dem Abflußraum 8 und dem Bypassraum 12 befindet, während der Bypassventilkörper 16 sich im Zuflußraum 10 befindet. Der Abflußraum 8 und der Bypassraum 12 mit der dazwischen liegenden Durchführung bilden daher den Zylinder 31 für den Entlastungskolben 32. Die Ventilfeder 17 betä­ tigt unmittelbar den Bypassventilkörper 16 und über diesen den Entlastungskolben 32, während im zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel die Ventilfeder 17 unmittelbar am Entlastungskolben 32 anliegt.

Die Ventilanordnung 35 der zweiten Betätigungseinrichtung 30 ist hier eine mit Ventilkörper 40 und Ventilsitz 41. Hier ist eine zusätzliche Verbindungsleitung 42 vom Abflußraum 8 zu einem Entlastungsraum 43 der Ventilanordnung 35 vorgese­ hen. Die Ventilanordnung 35 wird betätigt, sobald der Druck im Abflußraum 8 den Entlastungskolben 32 um den Vorlauf bewegt hat. Dann trifft nämlich das untere Ende des Bypassventilkörpers 16 auf eine Betätigungsstange 44 für den Ventilkörper 40 der Ventilanordnung 35 und drückt diese entgegen der Federkraft der Ventilfeder 45 nach unten, so daß der Ventilkörper 40 vom Ventilsitz 41 abhebt und den Abfluß­ raum 8 mit dem Zuflußraum 10 verbindet.

Im in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Betätigungselement 21 am Be­ tätigungskolben 24 druckdicht über eine Dichtung 50 in den Abflußraum 8 geführt, wobei die so am Betätigungskolben 24 gebildete weitere Steuerkammer 51 über eine Entlüftungsöffnung 52 mit der Umgebungsatmosphäre verbunden ist.

Das in Fig. 9 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel beruht auf dem Arbeitsprinzip des in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiels. Hier ist zusätzlich vorgesehen, daß sich die Ventilanordnung 35 im Inneren des Bypassventilkörpers 16 bzw. des hier mit diesem einstückig ausgebildeten Entlastungskolbens 32 befindet. Die Ventilanord­ nung 35 ist dabei so angeordnet, daß die Öffnungsrichtung entgegengesetzt zur Öff­ nungsrichtung des Bypassventils 14 ist. Der Innenraum des Bypassventilkörpers 16 bzw. Entlastungskolbens 32 weist in dem im Abflußraum 8 liegenden Abschnitt eine Verbindungsöffnung 53 zum Abflußraum 8 auf. In diesem Bereich liegt der Ventil­ körper 40 der Ventilanordnung 35 mit der Ventilfeder 45. Die Betätigungsstange 44 ragt nach unten in den Entlastungsraum 43, der mit dem Zuflußraum 10 verbunden ist. Ein einstellbarer Anschlag 54 für die Betätigungsstange 44 definiert den Vorlauf, der hier also variabel einstellbar ist.

Gegenstand der Erfindung ist im übrigen auch ein Hochdruckreinigungsgerät mit ei­ ner Bypassventilanordnung wie sie zuvor beschrieben worden ist.

Claims (15)

1. Bypassventilanordnung für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Förderpumpe (5) für Reinigungsflüssigkeit, mit
einem Rückschlagventil (7) zwischen einem Abflußraum (8), an den eine Drucklei­ tung (4) zu einer Ventilpistole (2) o. dgl. anschließbar ist, und einem Zuflußraum (10) mit einem Pumpendruckanschluß (9), wobei das Rückschlagventil (7) bei Schließen der Ventilpistole (2) o. dgl. schließt,
einem den Zuflußraum (10) von einem Bypassraum (12) mit Bypassanschluß (13) ab­ trennenden Bypassventil (14) mit Bypassventilsitz (15), Bypassventilkörper (16) und den Bypassventilkörper (16) gegen den Bypassventilsitz (15) belastender Ventilfeder (17) o. dgl.,
einer ersten Betätigungseinrichtung (20) für das Bypassventil (14) mit einem den By­ passventilkörper (16) vom Bypassventilsitz (15) abhebenden Betätigungselement (21) ohne feste Verbindung mit dem Bypassventilkörper (16), einer das Betätigungs­ element (21) vom Bypassventilkörper (16) weg belastenden, einen bestimmten, vor­ zugsweise einstellbaren Arbeitsdruck definierenden Einstellfeder (22) o. dgl. und ei­ nem mit dem Betätigungselement (21) verbundenen Betätigungskolben (24), der eine Steuerkammer (26) abtrennt,
wobei der Betätigungskolben (24) bei ansteigendem Hydraulikdruck entgegen der Kraft der Einstellfeder (22) o. dgl. so verstellt wird, daß das Bypassventil (14) öffnet,
wobei durch einen beim Schließen der Ventilpistole (2) o. dgl. auftretenden schnellen Druckanstieg das Bypassventil (14) so weit öffenbar ist, daß der Druck im Zuflußraum (10) zusammenbricht,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) Dem Bypassventil (14) ist eine zweite Betätigungseinrichtung (30) zugeordnet.
• b) Die zweite Betätigungseinrichtung (30) weist einen Zylinder (31) und darin einen mit dem Bypassventilkörper (16) verbundenen Entlastungskolben (32) auf, der von der Ventilfeder (17) o. dgl. in Schließrichtung des Bypassventils (14) belastet ist.
• c) Der Entlastungskolben (32) trennt im Zylinder (31) eine hydraulisch mit dem Abflußraum (8) verbundene erste Steuerkammer (33) mit einer in Öffnungsrichtung des Bypassventils (14) wirkenden Kolbenfläche und eine hydraulisch mit dem Zuflußraum (10) oder dem Bypassraum (12) verbundene zweite Steuerkammer (34) mit einer in Schließrichtung des Bypassventils (14) wirkenden Kolbenfläche voneinander.
• d) Vom Entlastungskolben (32) wird eine Ventilanordnung (35) gesteuert, die nach einem bestimmten Vorlauf des Entlastungskolbens (32) in Öffnungsrichtung des Bypassventils (14) eine hydraulische Verbindung vom Abflußraum (8) zu einem Bereich der Bypassventilanordnung herstellt, der bei geschlossenem Rückschlag­ ventil (7) und geöffnetem Bypassventil (14) einen erheblich unter dem Arbeits­ druck liegenden Restdruck aufweist.
• e) Nach Absinken des Drucks im Abflußraum (8) auf einen vom Restdruck und vom durch die Kraft der Ventilfeder (17) o. dgl. erzeugten Druck bestimmten Haltedruck wird durch Rückstellung des Entlastungskolbens (32) die Ventilanordnung (35) wieder geschlossen, dabei aber der Bypassventilkörper (16) vom Bypassventilsitz (15) abgehoben gehalten.

2. Bypassventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steu­ erkammer (26) hydraulisch mit dem Abflußraum (8) oder, vorzugsweise, mit dem Zu­ flußraum (10) verbunden ist.

3. Bypassventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten der Bypassventilanordnung in und an einem gemeinsamen Ventilge­ häuse (6) angeordnet sind.

4. Bypassventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Vorlauf des Entlastungskolbens (32) variabel einstellbar ist.

5. Bypassventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kraft der Ventilfeder (17) o. dgl. variabel einstellbar ist.

6. Bypassventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß in der hydraulischen Verbindung zwischen dem Abflußraum (8) und der er­ sten Steuerkammer (33) eine Drosselstelle (38) angeordnet ist.

7. Bypassventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der den Restdruck aufweisende Bereich der Bypassventilanordnung der Zu­ flußraum (10) oder der Bypassraum (12) ist.

8. Bypassventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ventilanordnung (35) vom Entlastungskolben (32) in Verbindung mit Umwegleitungen (39) an der Wandung des Zylinders (31) der zweiten Betätigungs­ einrichtung (30) gebildet ist.

9. Bypassventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ventilanordnung (35) einen Ventilkörper (40) und einen Ventilsitz (41) aufweist.

10. Bypassventilanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ven­ tilanordnung (35) zwischen dem Abflußraum (8) und dem Zuflußraum (10) vom By­ passventilkörper (16) betätigt wird, sobald der Druck im Abflußraum (8) den Entla­ stungskolben (32) um den Vorlauf bewegt hat.

11. Bypassventilanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (35) im Inneren des Bypassventilkörpers (16) bzw. des Entla­ stungskolbens (32) angeordnet ist.

12. Bypassventilanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsrichtung der Ventilanordnung (35) der Öffnungsrichtung des Bypassventils (14) entgegengerichtet ist und daß der Bypassventilkörper (16) bzw. der Entla­ stungskolben (32) über eine Verbindungsöffnung (53) mit dem Abflußraum (8) in Verbindung steht.

13. Bypassventilanordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (35) durch einen im Zuflußraum angeordneten Anschlag (54) geöffnet wird, sobald der Druck im Ablußraum (8) den Bypassventilkörper (16) ent­ gegen der Kraft der Ventilfeder (17) o. dgl. um den Vorlauf in Öffnungsrichtung ver­ schoben hat.

14. Bypassventilanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ schlag (54) einstellbar ist.

15. Hochdruckreinigungsgerät mit einer Förderpumpe (5) für Reinigungsflüssigkeit, gekennzeichnet durch eine Bypassventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14.