EP0455659B1 - Hochdruckreinigungsgerät - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a high-pressure cleaning device with a high-pressure pump driven by an internal combustion engine, from the pressure line of which a bypass line that opens when the pressure line is closed leads to the suction side of the pump, and to a pressure sensor in the pressure line.
- the high-pressure pump In the case of high-pressure cleaners that work anywhere, the high-pressure pump is often driven by an internal combustion engine. When the spray line is open, the internal combustion engine drives the pump with the power required for operation. If the spray gun of the high-pressure pump is closed, this would lead to excessive heating of the pump, which will then no longer be traversed by liquid.
- a decrease in the pressure in the pressure line occurs when the bypass line is opened, so that a reduction in the power transmitted to the pump is automatically obtained by reducing the speed of the internal combustion engine.
- the pressure in the pressure line rises again when the bypass line is closed when the spray gun is opened as a result of the pressure drop which then occurs first.
- This increase in pressure then leads again to an increase in the speed of the internal combustion engine via the pressure sensor and thus to the transmission of the power required for normal operation to the high-pressure pump. It is very advantageous that the opening and closing of the bypass line is controlled depending on the flow by a flow sensor that detects the flow in the pressure line.
- the bypass line is opened, as soon as the flow through the pressure line is resumed by opening the spray gun, the bypass capacity is closed immediately.
- This immediate closing or opening of the bypass line depending on the flow in the pressure line supports the pressure changes in the pressure line and thus the speed change of the internal combustion engine.
- the pressure sensor adjusts the gas linkage of the internal combustion engine in the direction of an increase in the speed when the determined pressure value is exceeded.
- This intervention on the gas linkage of the internal combustion engine makes it possible to operate the internal combustion engine with its own control, which is not interfered with.
- This also enables a corresponding speed control for an internal combustion engine to be retrofitted in a simple manner, since it is sufficient to insert a corresponding actuating element which adjusts the gas linkage as a function of the position of the pressure sensor.
- the pressure sensor preferably actuates a Bowden cable that engages the gas linkage.
- the pressure sensor has an actuating piston which is displaceable against a spring force and acted upon by the pressure in the pressure line, the movement of which is transferred to the movement of the gas linkage.
- the actuating piston is a stepped piston which is sealed in a cylindrical housing and that a measuring line connected to the pressure line opens into the annular space formed between the piston and the cylindrical housing.
- the result is a particularly compact unit that can be easily retrofitted to a pressure line of a high-pressure cleaning device, whereby a mechanically stable and less susceptible construction is found by transferring the piston position to the gas linkage via a Bowden cable.
- a high-pressure cleaning device as is shown schematically in FIG. 1, comprises a high-pressure pump 1, which is driven by an internal combustion engine 2.
- the suction line 3 of the high pressure pump is connected to a storage vessel 4 or another supply line, the pressure line 5 of the high pressure pump 1 leads to a closable spray gun 6.
- a bypass line 7 branches off from the pressure line 5 and leads back to the suction line 3 of the high-pressure pump 1.
- the bypass line 7 is normally closed by means of a closing valve 8, but it is opened when the pressure line 5 is closed, for example by releasing the spray gun 6.
- This can be controlled by a flow monitor in the pressure line or by pressure difference measurements in constrictions of the pressure line. This ensures, in a manner known per se, that when the spray gun is closed, the liquid delivered by the pump is returned through the bypass line to the suction side of the pump and is therefore only conveyed by the pump in the circuit, while the liquid is open when the spray gun is open and when it is closed accordingly Bypass line directly to the spray gun is fed.
- a pressure sensor 9 which is connected via a Bowden cable 10 to the throttle lever 11 of the internal combustion engine 2 and, by actuating the Bowden cable 10, shifts the throttle lever 11 from a low speed position to a higher speed position and vice versa.
- FIG. 2 A preferred embodiment of such a pressure sensor 9 is shown in Figure 2.
- This pressure sensor 9 comprises a housing 12 with a stepped blind hole 13, which is closed by a threaded plug 14.
- a stepped piston 17 is mounted so as to be longitudinally displaceable, sealed against the inner wall thereof by means of sealing rings 15 and 16, and receives a compression spring 19 in a front hole 18, which is supported at the other end on the threaded plug 14 and thus the stepped piston 17 against the floor 20 of the blind hole 13 presses.
- the stepped design of both the blind bore 13 and the stepped piston 17 results in a sealed annular space 21 between the stepped piston 17 on the one hand and the inner wall of the blind hole 13 on the other hand, which is connected to a measuring opening 22 which extends through the housing and is attached to the wall.
- This can be connected to the pressure line 5 via a measuring line (not shown in the drawing), it is also possible to switch this measuring opening 22 directly into the pressure line 5.
- the measuring opening 22 By connecting the measuring opening 22 to the annular space 21, the latter is conveyed through the pressure line 5 Liquid filled, which removes the step piston 17 against the action of the compression spring 19 from the bottom 20 of the blind bore 13 when the pressure rises.
- the core 23 of the Bowden cable 10 is held, which leaves the bottom 20 of the blind bore 13 through a screwed-in threaded sleeve 24 and is guided in a spiral jacket 25 supported on the threaded sleeve 24 up to the throttle lever 11.
- the other end of the spiral jacket 25 is supported on a stop on the internal combustion engine 2.
- the pressure in the pressure line is removed via a mechanically operating pressure sensor, which transmits the movement of the control piston directly to the engine via a Bowden cable.
- a mechanically operating pressure sensor which transmits the movement of the control piston directly to the engine via a Bowden cable.
- other transmission paths instead of the Bowden cable, for example a hydraulic transmission or also an electrical transmission when using an electrical pressure sensor.
Landscapes
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Hochdruckpumpe, von deren Druckleitung eine sich bei verschlossener Druckleitung öffnende Bypass-Leitung zur Saugseite der Pumpe führt, und mit einem Drucksensor in der Druckleitung.
- Bei ortsunabhängig arbeitenden Hochdruckreinigern wird die Hochdruckpumpe häufig von einem Verbrennungsmotor angetrieben. Bei geöffneter Spritzleitung treibt der Verbrennungsmotor die Pumpe mit der für den Betrieb notwendigen Leistung an. Wird die Spritzpistole der Hochdruckpumpe verschlossen, würde dies zu einer starken Erwärmung der Pumpe führen, die dann nicht mehr von Flüssigkeit durchflossen wird.
- Es ist aus diesem Grunde bekannt, bei Hochdruckreinigungspumpen einen Bypass vorzusehen, der bei verschlossener Druckleitung von der Druckleitung zur Saugseite der Pumpe zurückführt, so daß dann die Pumpe Flüssigkeit im Kreislauf fördert. Die in diesem Bypass-Betrieb notwendige Leistung der Pumpe ist erheblich niedriger als die im normalen Betrieb benötigte Leistung. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Hochdruckreinigungsgerät der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß beim Verschließen der Druckleitung automatisch die vom Verbrennungsmotor der Pumpe zugeführte Leistung herabgesetzt wird.
- Diese Aufgabe wird bei einem Hochdruckreinigungsgerät der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Drucksensor die Drehzahl des Verbrennungsmotors herabsetzt, sobald der Druck in der Druckleitung unter einen bestimmten Wert absinkt, und daß in der Druckleitung ein Strömungswächter angeordnet ist, der bei fehlender Strömung die Bypass-Leitung öffnet.
- Ein Absinken des Druckes in der Druckleitung tritt dann ein, wenn die Bypass-Leitung geöffnet wird, so daß man dadurch automatisch über die Herabsetzung der Drehzahl des Verbrennungsmotors auch eine Herabsetzung der an die Pumpe übertragenen Leistung erhält. Umgekehrt steigt der Druck in der Druckleitung dann wieder an, wenn beim Öffnen der Spritzpistole infolge des dann zunächst eintretenden Druckabfalles die Bypass-Leitung geschlossen wird. Dieser Druckanstieg führt dann über den Drucksensor wieder zu einem Anstieg der Drehzahl des Verbrennungsmotors und damit zur Übertragung der für den Normalbetrieb benötigten Leistung an die Hochdruckpumpe. Es ist dabei sehr vorteilhaft, daß das Öffnen und Schließen der Bypass-Leitung strömungsabhängig durch einen Strömungssensor gesteuert wird, der die Strömung in der Druckleitung feststellt. Sobald durch Schließen der Spritzpistole die Strömung durch die Druckleitung aufhört, wird die Bypass-Leitung geöffnet, sobald durch Öffnen der Spritzpistole die Strömung durch die Druckleitung wieder aufgenommen wird, wird die Bypass-Leistung sofort verschlossen. Dieses unverzügliche Verschließen bzw. Öffnen der Bypass-Leitung in Abhängigkeit von der Strömung in der Druckleitung unterstützt die Druckveränderungen in der Druckleitung und damit die Drehzahlveränderung des Verbrennungsmotors.
- An sich ist aus der US-A-3 977 603 bereits bekannt, die Drehzahl eines Verbrennungsmotors in Abhängigkeit vom Druck der geförderten Flüssigkeit zu steuern, jedoch fehlt bei der bekannten Anordnung jeder Hinweis dafür, die geförderte Flüssigkeit im Leerlaufbetrieb in einer Bypass-Leitung zu führen. Dementsprechend fehlen auch entsprechende Steuerungsmittel, insbesondere ein die Bypass-Leitung öffnender bzw. verschließender Strömungswächter.
- Vorteilhaft ist auch, daß nicht nur beim Verschließen der Spritzpistole und dem damit verbundenen Öffnen der Bypass-Leitung eine entsprechende Herabsetzung der Drehzahl erfolgt, sondern auch bei unvorhergesehenen Störungen, beispielsweise bei einem Platzen oder Abreißen des Hochdruckschlauches, da auch in diesem Falle der in der Druckleitung anstehende Druck unter den für die Absenkung der Drehzahl notwendigen Druck abfällt.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Drucksensor beim Überschreiten des bestimmten Druckwertes das Gasgestänge des Verbrennungsmotors in Richtung auf eine Erhöhung der Drehzahl verstellt. Dieser Eingriff am Gasgestänge des Verbrennungsmotors ermöglicht es, den Verbrennungsmotor ansonsten mit seiner eigenen Regelung zu betreiben, in die nicht eingegriffen wird. Dies ermöglicht auch in einfacher Weise, eine entsprechende Drehzahlregelung für einen Verbrennungsmotor nachzurüsten, da es genügt, ein entsprechendes, das Gasgestänge in Abhängigkeit von der Stellung des Drucksensors verstellendes Betätigungsglied einzufügen.
- Vorzugsweise betätigt der Drucksensor einen am Gasgestänge angreifenden Bowdenzug.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Drucksensor einen gegen eine Federkraft verschieblichen, von dem Druck in der Druckleitung beaufschlagten Stellkolben auf, dessen Bewegung sich auf die Bewegung des Gasgestänges überträgt. Dabei kann vorgesehen sein, daß der Stellkolben ein abgedichtet in einem zylindrischen Gehäuse verschieblicher Stufenkolben ist und daß eine mit der Druckleitung in Vebindung stehende Meßleitung in den sich zwischen Kolben und zylindrischem Gehäuse ausbildenden Ringraum einmündet.
- Man erhält dadurch eine besonders kompakte Baueinheit, die ohne weiteres an eine Druckleitung eines Hochdruckreinigungsgerätes auch nachträglich angesetzt werden kann, wobei durch die Übertragung der Kolbenstellung an das Gasgestänge über einen Bowdenzug eine mechanisch stabile und wenig störanfällige Konstruktion gefunden ist.
- Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
- Figur 1:
- eine schematische Darstellung eines Hochdruckreinigungsgeräts mit einem druckabhängig in der Drehzahl gesteuerten Verbrennungsmotor;
- Figur 2:
- eine Längsschnittansicht eines Drucksensors zur Betätigung eines Bowdenzuges und
- Figur 3:
- eine schematische Darstellung des Druckverlaufes am Drucksensor und der dadurch eingestellten Drehzahlen des Verbrennungsmotors.
- Ein Hochdruckreinigungsgerät, wie es in Figur 1 schematisch dargestellt ist, umfaßt eine Hochdruckpumpe 1, die von einem Verbrennungsmotor 2 angetrieben wird. Die Saugleitung 3 der Hochdruckpumpe steht mit einem Vorratagefäß 4 oder einer anderen Zufuhr-Leitung in Verbindung, die Druckleitung 5 der Hochdruckpumpe 1 führt zu einer verschließbaren Spritzpistole 6.
- Von der Druckleitung 5 zweigt eine Bypass-Leitung 7 ab, die zur Saugleitung 3 der Hochdruckpumpe 1 zurückführt. Mittels eines Schließventile 8 ist die Bypass-Leitung 7 normalerweise verschlossen, sie wird jedoch geöffnet, wenn die Druckleitung 5 verschlossen ist, beispielsweise durch Loslassen der Spritzpistole 6. Dies läßt sich durch einen Strömungswächter in der Druckleitung oder durch Druckdifferenzmessungen in Verengungen der Druckleitung steuern. Dadurch ist in an sich bekannter Weise sichergestellt, daß bei geschlossener Spritzpistole die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit durch die Bypass-Leitung zur Saugseite der Pumpe zurück und von der Pumpe somit nur im Kreislauf gefördert wird, während die Flüssigkeit bei geöffneter Spritzpistole und bei entsprechend geschlossener Bypass-Leitung unmittelbar der Spritzpistole zugeführt wird.
- In der Druckleitung 5 befindet sich weiterhin ein Drucksensor 9, der über einen Bowdenzug 10 mit dem Gashebel 11 des Verbrennungsmotors 2 verbunden ist und durch Betätigung des Bowdenzuges 10 den Gashebel 11 aus einer Position niedriger Drehzahl in eine Position höherer Drehzahl verschiebt und umgekehrt.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines solchen Drucksensors 9 ist in Figur 2 dargestellt. Dieser Drucksensor 9 umfaßt ein Gehäuse 12 mit einer stufigen Sacklochbohrung 13, die durch einen Gewindestopfen 14 verschlossen ist. In der Sacklochbohrung 13 ist gegenüber der Innenwand derselben mittels Dichtringen 15 und 16 abgedichtet ein Stufenkolben 17 längsverschieblich gelagert, der in einer Stirnlochbohrung 18 eine Druckfeder 19 aufnimmt, die sich mit dem anderen Ende an dem Gewindestopfen 14 abstützt und somit den Stufenkolben 17 gegen den Boden 20 der Sacklochbohrung 13 drückt.
- Durch die stufige Ausbildung sowohl der Sacklochbohrung 13 als auch des Stufenkolbens 17 ergibt sich zwischen dem Stufenkolben 17 einerseits und der Innenwand der Sacklochbohrung 13 andererseits ein abgedichteter Ringraum 21, der mit einer das Gehäuse quer durchsetzenden, wandseitig angesetzten Meßöffnung 22 in Verbindung steht. Diese kann über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Meßleitung mit der Druckleitung 5 verbunden sein, es ist auch möglich, diese Meßöffnung 22 unmittelbar in die Druckleitung 5 einzuschalten.
- Durch die Verbindung der Meßöffnung 22 mit dem Ringraum 21 wird dieser mit der durch die Druckleitung 5 geförderten Flüssigkeit gefüllt, die beim Ansteigen des Druckes den Stufenkolben 17 entgegen der Wirkung der Druckfeder 19 vom Boden 20 der Sacklachbohrung 13 entfernt.
- An dem Stufenkolben 17 ist die Seele 23 des Bowdenzuges 10 gehalten, die den Boden 20 der Sacklochbohrung 13 durch eine eingeschraubte Gewindehülse 24 verläßt und in einem sich an der Gewindehülse 24 abstützenden Spiralmantel 25 bis zu dem Gashebel 11 geführt ist. Der Spiralmantel 25 stützt sich mit seinem anderen Ende an einem Anschlag an dem Verbrennungsmotor 2 ab.
- Bei der Verschiebung des Stufenkolbens 17 unter der Wirkung der in der Druckleitung 5 geförderten Flüssigkeit wird die Seele 23 des Bowdenzuges 10 gegenüber dem Spiralmantel 25 verschoben, so daß dabei auch eine Verstellung des Gashebels des Verbrennungsmotors 2 und somit von dessen Drehzahl erfolgt.
- Im einzelnen werden die dabei auftretenden Drücke im folgenden anhand der Darstellung der Figur 3 erläutert. Bei normalem Betrieb (Position A) befindet sich die durch die Druckleitung geförderte Flüssigkeit auf einem Druck P₁. Dieser ist so groß, daß der Stufenkolben gegen die Wirkung der Druckfeder verschoben ist, dadurch wird der Gashebel 11 des Verbrennungsmotors aus der Leerlaufstellung herausbewegt, der Verbrennungsmotor arbeitet mit einer hohen Drehzahl n₂.
- Beim Verschließen der Spritzpistole 6 steigt der Druck in der Druckleitung 5 kurzfristig auf den höheren Druckwert P₂ an, bis die Bypass-Leitung 7 aufgrund der fehlenden Strömung in der Druckleitung geöffnet wird. Diese Öffnung der Bypass-Leitung 7 läßt den Druck in der Druckleitung absinken auf den tieferliegenden Wert P₃ (Arbeitspunkt C). Dieser Druck ist so gering, daß die Druckfeder 19 den Stufenkolben 17 in die Ausgangslage zurückschiebt, so daß über den Bowdenzug 10 der Gashebel 11 des Verbrennungsmotors in die Leerlaufstellung gelangt, der Motor läuft nunmehr mit der niedrigen Drehzahl n₁.
- Wird aus dieser Ruhelage heraus die Spritzpistole 6 wieder geöffnet, sinkt der Druck in der Druckleitung zunächst weiter ab auf den Wert P₄ (Position D), jedoch fließt nunmehr wieder Flüssigkeit durch die Druckleitung, so daß aufgrund dieser strömenden Flüssigkeit die Bypass-Leitung wieder verschlossen wird. Dadurch steigt der Druck auf den höheren Wert P₀, bei dem in dem Drucksensor 9 eine Verschiebung des Stufenkolbens 17 und damit eine Erhöhung der Drehzahl des Verbrennungsmotors beginnt. Aufgrund der Tätigkeit der Pumpe wird der Druck in der Flüssigkeit erhöht bis auf den Betriebsdruck P1, dabei steigt die Drehzahl des Motors kontinuierlich auf den Maximalwert n₂ an und erreicht wieder den Ausgengsarbeitspunkt A.
- Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausgestaltung, daß durch die Betätigung des Gasgestänges des Verbrennungsmotors eine Drehzahlregelung möglich ist, ohne daß in die innere Regelung des Motors eingegriffen werden muß.
- Im vorliegenden Fall wird der Druck in der Druckleitung über einen mechanisch arbeitenden Drucksensor abgenommen, der die Bewegung des Steuerkolbens unmittelbar über einen Bowdenzug auf den Motor überträgt. Selbstverständlich wäre es möglich, an Stelle des Bowdenzuges auch andere Übertragungswege zu wählen, beispielsweise eine hydraulische Übertragung oder auch eine elektrische Übertragung bei Verwendung eines elektrischen Drucksensors.
Claims (5)
- Hochdruckreinigungsgerät mit einer von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Hochdruckpumpe, von deren Druckleitung eine sich bei verschlossener Druckleitung öffnende Bypass-Leitung zur Saugseite der Pumpe führt, und mit einem Drucksensor in der Druckleitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (9) die Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) herabsetzt, sobald der Druck in der Druckleitung (5) unter einen bestimmten Wert absinkt, und daß in der Druckleitung ein Strömungswächter angeordnet ist, der bei fehlender Strömung die Bypass-Leitung (7) öffnet.
- Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (9) beim Überschreiten eines bestimmten Druckwertes das Gasgestänge (11) des Verbrennungsmotors (2) in Richtung auf eine Erhöhung der Drehzahl verstellt.
- Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (9) einen am Gasgestänge (11) angreifenden Bowdenzug (10) betätigt.
- Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (9) einen gegen eine Federkraft verschieblichen, von dem Druck in der Druckleitung (5) beaufschlagten Stellkolben (17) aufweist, dessen Bewegung sich auf die Bewegung des Gasgestänges (11) überträgt.
- Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (17) ein abgedichtet in einem zylindrischen Gehäuse (12) verschieblicher Stufenkolben (17) ist und daß eine mit der Druckleitung (5) in Verbindung stehende Meßleitung (22) in den sich zwischen Kolben (17) und zylindrischem Gehäuse (12) ausbildenden Ringraum (21) einmündet.
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