DE3001570C2 - Einrichtung zur Mengenregulierung für die von einer Mehrkolbenhochdruckpumpe eines Hochdruckreinigers abgegebene Flüssigkeitsmenge - Google Patents

Description

55

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Mengenregulierung für die von einer Mehrkolbenhochdruckpumpe eines Hochdruokreinigers abgegebene Flüssigkeitsmenge mit By-Pass-Leitungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Hochdruckreiniger werden zum Reinigen verschmutzter Oberflächen von Maschinen. Fassaden, Ställen, zum Entfetten und zum Enteisen in der Bauindustrie eingesetzt. Diese Arbeiten werden teilwei- <: se mit unter hohem Druck stehendem heißen Wasser durchgeführt. z.B. mit Wasser ■-;;:! 100 Bar und 8O⁰C, teilweise auch mit eimern weicher: 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.

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. Ma.i kann damit eine Fördermengenreduzierung bis zu 5ö% 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.

Bei Mehrkolbenhochdruckpumpen ist es auch bereits bekannt, mehrere By-Pass-Leitungen durch einen einziger Ventilkörper sukzessive zu verschließen (DE-PS 9 21 554). Dabei wird der Ventilkörper in einer Bohrung verschoben, in die die By-Pass-Leitungen radial eintreten. Es sind bei dieser Ausgestaltung große Verschiebewege des Ventilkörpers notwendig, damit die By-Pass-Leitungen nacheinander geöffnet werden.

Bei einer Steuereinrichtung für mehrere motorisch angetriebene Pumpen ist ein Ventilgehäuse vorgesehen, welches durch einen Ventilkörper mit Ringschultern in drei Teilräume unterteilt wird (DE-OS 24 45 979). Bei dieser Steuereinrichtung handelt es sich jedoch nicht um eine sukzessive Einschaltung verschiedener By-Pass-Leitungen für Hochdruckpumpen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Einrichtung zur Mengenregulierung einer Mehrkolbenhochdruckpumpe eines Hochdruckreinigers so zu verbessern, daß bei geringen Verschiebewegen des Ventilelements trotzdem eine sehr empfindliche Regelung erhalten wird, die sukzessive arbeitet.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Es sind zwar bereits Dreiwegeventile mit zwei koaxial hintereinander angeordneten Ventildurchgängen und einem längs der gemeinsamen Achse verschiebbaren Ventil bekannt, die jedoch auf anderen technischen Gebieten eingesetzt worden sind, beispielsweise für Dosierung von flüssigen Nahrungsmitteln (DE-OS 23 49 123) oder in sanitären Einrichtungen (DE-AS 10 21668). Die Ausgestaltung einer Einrichtung zur Mengenregulierung, wie sie im Anspruch 1 beschrieben ist. wird durch diesen Stand der Technik jedoch nicht nahegelegt.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen. daß die Dichtfläche konisch ausgebildet i<;t und der Ventilkörper eine entsprechend keselförmiee Dichtschulter aufweist.

Günstig ist es weiterhin, wenn der Schai^: des Ventilelements als in einem Gewin-k· geUvzer'e Spin Ie! ausgebildet ist.

Vorzugsweise weist das Ventilelement zwischen den beiden Ventilkörpern zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse eine Einschnürung auf.

Di-ε nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Schnittansicht einer Pumpeinheit mit drei Pumpkammern und einer erfindungsge-■näßen Mengenregulierung und

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Ausfiibrungsform einer dreizylindrigen Pumpeinheit, bei welcher die Pumpeinheiten sternförmig angeordnet sind, mit einer erfindungsgemäßen Mengenregulierung.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Hochdruckpumpe sind υ 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 öff./ungen 5, 6 und 7 sind mittels eines federbeaufschfagten Rückschlagventils 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 F i g. 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 Py-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 _j5 erweitert, so daß sich eine konische Dichtfläche 22 ergibt. Der By-Pass-Kanal 20 ist zylindrisch ausgebildet, im Bereich der Verbindungsleitung 21 ist sein Durchmesser erweitert, so daß sich eine Stufe 23 bildet.

Im Zylinderkopf 1 ist in einer Gewindebohrung 24 ein als Gewindespindel ausgebildetes Ventilelement 25 drehbar gelagert, dessen Längsachse mit der Längsachse der By-Pass-Leitung 19 und 20 zusammenfällt und das an seinem Vorderteil zwei Ventilkörper 25a bzw. 25b trägt, die in die By-Pass-Leitungen 19 und 20 hineinragen. In dem in Fig. 1 dargestellten eingeschraubten Zustand liegt eine kegelförmige Schulter 26 des Ventilkörpers 25b abdichtend an der konischen Dichtfläche 22 an, während eine Ringdichtung 27 des Ventilkörpers 25a am freien Ende des Ventilelements dichtend an der Innenwand 28 des By-Pass-Kanals 20 anliegt. Das Ventilelement 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 es ein Handrad 30.

Im Bereich zwischen der Schulter 26 und der Ringdichtung 27 weist das Ventilelement eine Einschnürung 31 auf, d. h. einen Bereich geringeren Durchmessers, jadurch werden in diesem Bereich die Strömungs- bo Verhältnisse verbessert.

Die Lagerung des Ventilelements, die Abmessungen des spindelförmigen Bereichs 25c und die Anordnung der Dichtfläche 22 sowie der Stufe 23 sind derart gewählt, daß das Ventilelement beim Herausdrehen aus b=> der in F i g. I dargestellten voll eingeschraubten Stellung, in welcher die Schulter 26 an der Dichtfläche 22 und die Ringdichtung 27 an der Innenwand 28 dichtend anliegen, zunächst den By-Pass-Kanal 19 freigibt, 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 By-Pass-Kanal 20 bleibt verschlossen. Erst nach weiterem Herausdrehen des Ventilelements 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 Pumpkammer 3 zur Verbindungsleitung 21 und damit zur Saugleitung 8 hin.

Beim Verschließen wird umgekehrt verfahren.
Im Betrieb der in F i g. 1 dargestellten Pumpe kann man daher einfach durch Verdrehen des Ventilelements die Öffnung der By-Pass-Leitungen kontrollieren und somii die gewünschte Fördermenge stufenlos 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 F i g. 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 Leitungsabschnilten 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. Das Ventilelement 125 durchsetzt bei diesem Ausführungsbeispiel die By-Pass-Kammer 154, die über eine Ringdichtung 129 gegenüber dem Außenraum abgedichtet ist. Im übrigen entspricht der Aufbau des Regelventils vollständig dem anhand des in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels erläuterten. Letztlieh 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 F i g. 1 beschriebenen Ausführungsbeispieles, 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

5 6

Wassermenge über einen Druckschalter zur handge- der Motor — und damit die Pumpe — wieder in Betrieb führten Spritzeinrichtung strömt. Beim Loslassen der geht. Es ist bei einer solchen Ausbildung notwendig, daß handgeführten Spritzeinrichtung schließt diese selbsttä- in der Zeit, in welcher die Spritzeinrichtung geschlossen tig, was zu einem Ansteigen des Druckes im System ist, der Druck zwischen Hochdruckpumpe und Spritzführt. Bei Erreichen des Abschaltdruckes des Druck- > einrichtung erhalten bleibt. Wird diese Forderung nicht schalters setzt dieser den Antriebsmotor außer Betrieb. erfüllt, schaltet der Hochdruckreiniger über den Wird bei Wiederaufnahme der Arbeiten die Spritzein- Druckschalter auch bei geschlossener Spritzeinrichtung richtung geöffnet, so sinkt der Druck auf den laufend ein und aus. Dies wird bei der erfindungsgemä-Wiedereinschaltpunkt des Druckschalters ab, wodurch Ben Mengenregulierung vermieden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur 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 durch ein einziges Ventilelement verschließbar sind, daß an je einem Ventilsitz jeder By-Pass-Leitung dichtend anlegbar ist, wobei bei Verschiebung des Ventilelements dieses zunächst vom einen, bei weiterer Verschiebung vom anderen Ventilsitz entfernbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die By-Pass-Leitungen (19, 20; 119, 120) koaxial hintereinander angeordnet sind, daß das Ventilelement (25; 125) zwei im Abstand voneinander angeordnete Ventilkörper (25a, 256; 125a, 1256; trägt und 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 eine Ventilkörper (25a; 125a; des Ventilelements (25; 125) im geschlossenen Zustand mittels einer Ringdichtung (27; 127) anliegt, daß diese By-Pass-Leitung (20; 120) in Verschieberichtung des Ventilelements (25; 125) eine Erweiterung aufweist, 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, und d?ß die zuerst zu öffnende By-Pass-Leitung (19; 119) im Durchmesser abgestuft ist und der Ventilkörper (25b; 1256; des Ventilelements (25; 125) eine an einer Dichtfläche (22; 122) der By-Pass-Leitung (19; 119) anlegbare, im ^ erweiterten Bereich angeordnete Dichtschulter (26; 126) aufweist.

2. Mengenregulierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (22; 122) konisch ausgebildet ist und der Ventilkörper (256; 1256;eine entsprechend kegelförmige Dichtschulter (26; 126) aufweist.

3. Mengenregulierung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft des Ventilelements als in einem Gewinde (24; 124) gelagerte Spindel (25; 125) ausgebildet ist.

4. Mengenregulierung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (25; 125) zwischen den beiden Ventilkörpern (25a, 256; 125a, 1256; zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse eine Einschnürung (31; 131) aufweist.