DE4411567C2 - Hochdruckreinigungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochdruckreinigungsgerät mit ei­ ner von einem Motor angetriebenen Pumpe, der über eine Saugleitung Reinigungsflüssigkeit zugeführt wird und die diese über eine Druckleitung unter hohem Druck abgibt, mit einer von der Druckleitung zur Saugleitung führenden By­ passleitung, in der ein öffen- und schließbares Schließ­ ventil angeordnet ist, und mit einem dem Motor zugeordneten und dessen Betriebszustand messenden Sensor, der über eine Signalleitung dem Betriebszustand des Motors entsprechende Signale an eine Steuerung überträgt.

Ein solches Hochdruckreinigungsgerät ist beispielsweise aus der DE 42 11 788 A1 bekannt. Die Steuerung des Bypassven­ tils erfolgt bei dieser Ausgestaltung durch eine Druckdif­ ferenz, die sich aufgrund der Strömung in der Druckleitung einstellt. Diese Öffnung und Schließung ist also eine direkte Folge des Strömungszustandes in der Druckleitung. Unabhängig davon wird im Rahmen dieser Entgegenhaltung mit Hilfe eines elektrischen Sensors die Leitungsaufnahme des Pumpenmotors überwacht und bewußt gedrosselt, wenn sie einen bestimmten Wert überschreitet.

Bei einem weiteren bekannten Hochdruckreinigungsgerät, das in der CH 665 394 AS beschrieben ist und das im Rahmen einer Fahrzeugwaschanlage verwendet werden soll, wird das Bypassventil immer dann geöffnet, wenn die Glanztrocknung erfolgen soll. Durch den verminderten Druck beim Aufbringen des mit Netzmittel versetzten Reinigungswassers auf die Fahrzeugoberfläche wird nämlich weniger Netzmittel ver­ braucht und es entsteht ein homogener, unzerrissener dünner Wasserfilm. Bei dieser Fahrzeugwaschanlage wird mit dem Öffnen des Ventils in der Bypassleitung also ein ganz be­ stimmter Zweck erfüllt.

Bei Hochdruckreinigungsgeräten zur allgemeinen Verwendung besteht das Problem, daß für manche Reinigungsvorgänge die Flüssigkeit mit sehr hohem Druck abgegeben wird, für andere mit geringerem. Bei der Abgabe der Flüssigkeit unter sehr hohem Druck muß der die Pumpe antreibende Motor die maxima­ le Leistung erbringen und erwärmt sich dabei sehr stark. Bei einem bekannten Hochdruckreinigungsgerät (DE 40 20 737 C1) wird daher zur Druckerhöhung der Auslaßquer­ schnitt einer Austrittsdüse kurzzeitig verringert und die Verringerung des Auslaßquerschnittes rückgängig gemacht, bevor der Motor infolge des Temperaturanstieges abgeschal­ tet wird. Es wird also der Benutzer gezwungen, zur Erhöhung des Druckes den Auslaßquerschnitt der Druckleitung gezielt herabzusetzen, so daß im Normalzustand dieser Querschnitt nicht reduziert ist; dadurch kann eine übermäßige Erwärmung des Motors vermieden werden, andererseits ist aber nachtei­ lig, daß der Benutzer jedesmal selbst darauf achten muß, daß er die Druckerhöhung durch Querschnittsverringerung der Druckleitung nicht zu lange anwendet, da sonst der Motor wegen Überhitzung abgeschaltet wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Hochdruckreinigungsgerät der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß der Benutzer mit hohem Druck arbeiten kann, ohne daß er bewußt darauf achten muß, eine Motorüberhitzung zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird bei einem Hochdruckreinigungsgerät der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerung in Abhängigkeit von diesen Signalen das Schließventil öffnet und schließt.

Es wird also der Betriebszustand des Motors durch einen Sensor überwacht, und in Abhängigkeit vom jeweiligen Be­ triebszustand des Motors wird die Bypassleitung geöffnet oder geschlossen. Ist die Bypassleitung geschlossen, steht dem Benutzer der volle Druck der Pumpe an der Abgabestelle zur Verfügung, wird der Motor aber durch den Betrieb zu stark erwärmt, wird ein Teil der geförderten Flüssigkeit durch die Bypassleitung abgeführt, so daß sich insgesamt der Druck am druckseitigen Ende der Pumpe absenkt, die Pum­ pe also mit geringerer Leistung arbeiten kann. Der Benutzer muß dazu keinerlei Veränderung vornehmen, diese Regelung erfolgt automatisch.

Es ist günstig, wenn der Sensor ein Temperatursensor ist, auf diese Weise wird die Temperatur des Motors unmittelbar erfaßt und der Steuerung zur gezielten Öffnung und Schließung des Schließventiles zugeführt.

Es kann vorgesehen sein, daß beim Erreichen einer Maximal­ temperatur das Schließventil geöffnet wird.

Sobald die Temperatur des Motors einen bestimmten Wert un­ terschreitet, kann das Schließventil wieder geschlossen werden.

Günstig ist es, wenn die Steuerung das Schließventil in Ab­ hängigkeit vom Abfall der Motortemperatur schrittweise ver­ schließt. Dadurch wird dem Motor die Möglichkeit gegeben, beim Überschreiten einer Maximaltemperatur durch völliges Öffnen der Bypassleitung zunächst rasch abzukühlen, ande­ rerseits wird jedoch sehr schnell dem Benutzer wieder ein erhöhter Druck zur Verfügung gestellt, wobei der Druckan­ stieg in Stufen erfolgt.

Bei einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Sensor den Motorstrom mißt. Auch dieser ist ein Maß für die vom Motor abgegebene Leistung, so daß beim Überschreiten eines Maximalwertes des Motorstromes die Bypassleitung ge­ öffnet wird, um eine übermäßige Erwärmung des Motors von vorne herein zu verhindern.

Günstig ist es, wenn das Schließventil ein Servoventil mit Stellmotor ist.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß das Schließventil zwischen der völligen Öffnung und der völligen Schließung in Zwischenstellungen einstellbar ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden der Steuerung noch Signale von weiteren Sensoren zugeführt, die Öffnung und Schließung des Schließventiles beeinflussen.

Ein solcher weiterer Sensor kann beispielsweise ein Druck­ sensor in der Druckleitung oder ein Volumenstromsensor in der Druckleitung sein, so daß vorgewählte Druck- und Volu­ menstromwerte ebenfalls durch Veränderung der Öffnungsstel­ lung des Schließventiles beeinflußt werden können, bei­ spielsweise können diese Werte entsprechend den vom Benut­ zer eingestellten Werten konstant gehalten werden.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Hochdruck­ reinigungsgerätes mit einer über eine Steuerung verschließbaren Bypassleitung und

Fig. 2 ein Diagramm über die zeitliche Abhängig­ keit der Motortemperatur und des Ausgangs­ druckes der Hochdruckreinigungsvorrichtung bei automatisch öffnender Bypassleitung.

Eine Hochdruckreinigungsvorrichtung umfaßt eine von einem Motor 1 angetriebene Pumpe 2, beispielsweise eine Mehrkol­ benpumpe, die über eine Saugleitung 3 mit einer Reinigungs­ flüssigkeit versorgt wird. Die über die Saugleitung 3 her­ angeführte Flüssigkeit wird von der Pumpe 2 unter hohem Druck in eine Druckleitung 4 gepumpt und gelangt von dort über einen Hochdruckschlauch 5 zu einer Abgabevorrichtung in Form einer Sprühlanze 6.

Von der Druckleitung 4 zweigt stromaufwärts des Hochdruck­ schlauches 5 eine Bypassleitung 7 ab, diese mündet in die Saugleitung 3 ein. In der Bypassleitung 7 ist ein Schließ­ ventil 8 angeordnet, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein von einem Stellmotor 9 zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung stufenweise verstellbares Servo­ ventil.

Eine Steuerung 10 ist über eine Steuerleitung 11 mit einem am Motor 1 angeordneten Temperatursensor 12 verbunden, außerdem verbindet eine Steuerleitung 13 die Steuerung 10 mit dem Stellmotor 9.

Weitere Sensoren sind über Steuerleitungen mit der Steue­ rung 10 verbunden, beispielsweise ein Drucksensor 14 über eine Steuerleitung 15 und ein Volumenstromsensor 16 über eine Steuerleitung 17, diese weiteren Sensoren sind an der Druckleitung 4 angeordnet und stehen mit der Reinigungs­ flüssigkeit im Inneren der Druckleitung in Verbindung.

Über eine in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnete Funkverbin­ dung 18 können Sollwerte für den Druck und/oder den Volu­ menstrom an der Steuerung 10 verändert werden.

Im normalen Betrieb des Hochdruckreinigungsgerätes ist das Schließventil 8 geschlossen, die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit wird also ausschließlich über die Druckleitung der Sprühlanze 6 zugeführt. Da die Abgabe der Flüssigkeit über eine Düse mit sehr geringem Auslaßquerschnitt erfolgt, baut sich in der Druckleitung ein hoher Druck auf, bei­ spielsweise 100 bar, so daß die Pumpe 2 gegen diesen Druck leisten muß und sich dabei erwärmt. Eine solche Erwärmung ist im oberen Diagramm der Fig. 2 als linearer Temperatur­ anstieg 19 dargestellt.

Durch diesen linearen Temperaturanstieg 19 wird schließlich eine Maximaltemperatur T_max erreicht, und entsprechende Temperatursignale werden der Steuerung über die Steuerlei­ tung 11 zugeführt. Das Erreichen dieser Maximaltemperatur T_max führt zu einem schlagartigen Öffnen des Schließven­ tiles 8, das heißt ein Teil der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit fließt über die Bypassleitung zur Saugseite der Pumpe zurück, der Strömungsquerschnitt der Bypassleitung ist dabei wesentlich geringer als der der mit einer engen Auslaßdüse versehenen Druckleitung. Dadurch ergibt sich ein Druckabfall an der Druckseite der Pumpe, die Pumpe muß in dieser Betriebsphase eine geringere Leistung aufbringen, und dies führt dazu, daß die Temperatur nicht mehr an­ steigt, sondern nach kurzer Zeit wieder absinkt. Dieser ab­ sinkende Bereich ist im Diagramm der Fig. 2 mit 20 gekenn­ zeichnet. Auch dieser Temperaturabfall wird über den Tempe­ ratursensor 12 und die Steuerleitung 11 der Steuerung 10 gemeldet, und diese verschließt daraufhin das Schließventil 8 beim allmählichen Abfall der Motortemperatur schrittwei­ se, dadurch steigt der Druck in der Druckleitung 4 wieder schrittweise an. Dieser Druckverlauf ist aus dem unteren Diagramm der Fig. 2 zu entnehmen, dort ist erkennbar, daß der Druck beim Öffnen des Schließventiles schlagartig ab­ fällt und dann stufenförmig wieder ansteigt. Auch in dem Anstiegsbereich des Druckes wird der Motor noch nicht voll belastet, so daß die Temperatur auch in diesem Bereich noch allmählich abfallen kann, bis sie wieder einen Minimalwert T_min erreicht hat. Dies erfolgt etwa gleichzeitig mit dem vollständigen Verschließen des Schließventiles 8, und ab diesem Zeitpunkt setzt der lineare Temperaturanstieg 19 in gleicher Weise wieder ein, bis wieder die Maximaltemperatur T_max erreicht ist.

Damit wiederholt sich dieser Vorgang regelmäßig, dem Bedie­ ner steht über einen bestimmten Zeitraum der maximale Druck P(max) zur Verfügung, nur in kurzen Abkühlzeiträumen wird der Druck automatisch kurzzeitig verringert und bald wieder stufenförmig auf den alten Maximalwert erhöht.

Über den Drucksensor und den Volumenstromsensor können die entsprechenden Werte der Reinigungsflüssigkeit, also der Druck und/oder der Volumenstrom entsprechend einem vorge­ wählten Sollwert konstant gehalten werden, dieser Sollwert kann vom Bediener über die Funkverbindung 18 nach den je­ weiligen Bedürfnissen vorgewählt werden. Die dabei einge­ stellten Werte führen selbstverständlich dazu, daß die Pum­ penleistung nicht in allen Fällen vollständig benötigt wird, und dies wird bei der vorliegenden Vorrichtung be­ rücksichtigt, da dann auch eine geringere Erwärmung der Pumpe eintritt. Nur bei einer Erwärmung der Pumpe über ei­ nen bestimmten Maximalwert hinaus setzt die automatische Regelung ein, durch die ein Teil der Flüssigkeit über die Bypassleitung zurückgeführt wird, so daß der Druck in der Druckleitung kurzzeitig abgesenkt wird.

Claims (11)

1. Hochdruckreinigungsgerät mit einer von einem Motor angetriebenen Pumpe, der über eine Saugleitung Reinigungsflüssigkeit zugeführt wird und die diese über eine Druckleitung unter hohem Druck abgibt, mit einer von der Druckleitung zur Saugleitung führenden Bypassleitung, in der ein öffen- und schließbares Schließventil angeordnet ist, und mit einem dem Motor zugeordneten und dessen Betriebs­ zustand messenden Sensor, der über eine Signal­ leitung dem Betriebszustand des Motors entspre­ chende Signale an eine Steuerung überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (10) in Abhängigkeit von diesen Signalen das Schließventil (8) öffnet und schließt.

2. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sensor (12) ein Temperatursen­ sor ist.

3. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beim Erreichen einer Maximaltempe­ ratur (T_max) das Schließventil (8) geöffnet wird.

4. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schließventil (8) wieder ge­ schlossen wird, sobald die Temperatur des Motors (1) einen bestimmten Wert unterschreitet.

5. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuerung (10) das Schließven­ til (8) in Abhängigkeit vom Abfall der Motortempera­ tur schrittweise verschließt.

6. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sensor den Motorstrom mißt.

7. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließventil (8) ein Servoventil mit Stellmotor (9) ist.

8. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schließventil (8) zwischen der völligen Öffnung und der völligen Schließung in Zwi­ schenstellungen einstellbar ist.

9. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steue­ rung (10) noch Signale von weiteren Sensoren (14, 16) zugeführt werden, die die Öffnung und Schließung des Schließventiles beeinflussen.

10. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der weitere Sensor ein Drucksensor (14) in der Druckleitung (4) ist.

11. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 9 oder 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der weitere Sensor ein Vo­ lumenstromsensor (16) in der Druckleitung (4) ist.