Die Erfindung betrifft ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Pumpe zum Fördern einer Reinigungsflüssigkeit, wobei die Pumpe eine Saugleitung und eine Druckleitung aufweist und in der Druckleitung ein Rückschlagventil angeordnet ist, und wobei die Pumpe ein Überströmventil aufweist, das in Abhängigkeit von dem in der Druckleitung herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit einen Strömungsweg über eine Überströmleitung freigibt zum Abfließen von Reinigungsflüssigkeit aus der Druckleitung, wobei das Überströmventil einen in einer Schließstellung flüssigkeitsdicht an einem Ventilsitz anliegenden Schließkörper aufweist, der entgegen der Schließkraft einer Schließfeder in eine zum Ventilsitz beabstandete Offenstellung bewegbar ist und der über eine Ventilstange mit einem in einer Steuerkammer verschiebbar gehaltenen und mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbaren Steuerkolben verbunden ist.

Mit Hilfe eines derartigen Hochdruckreinigungsgeräts kann eine Reinigungsflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, unter Druck gesetzt und auf eine zu reinigende Fläche gerichtet werden. Das Hochdruckreinigungsgerät weist eine Pumpe auf, die von einem Motor, vorzugsweise von einem Elektromotor, angetrieben werden kann und zumindest einen hin und her bewegbaren Kolben aufweist, der in eine Pumpkammer eintaucht. Vorzugsweise umfasst die Pumpe drei hin und her bewegbare Kolben, die jeweils in eine Pumpkammer eintauchen. Unter Druck zu setzende Reinigungsflüssigkeit kann der Pumpe über eine Flüssigkeitszufuhrleitung, beispielsweise über einen Saugschlauch, zugeführt werden, und die unter Druck gesetzte Reinigungsflüssigkeit kann von der Pumpe über eine Flüssigkeitsabgabeleitung, beispielsweise über einen Hochdruckschlauch, einem Flüssigkeitsabgabeorgan, beispielsweise einer Spritzpistole oder einer Sprühlanze zugeführt werden. Das Flüssigkeitsabgabeorgan weist ein Ventil auf, das vom Benutzer geöffnet und geschlossen werden kann. Bei geöffnetem Ventil kann die unter Druck gesetzte Reinigungsflüssigkeit abgegeben werden, und durch Schließen des Ventils kann die Flüssigkeitsabgabe beendet werden.

Das Hochdruckreinigungsgerät weist ein Überströmventil auf, das in Abhängigkeit von dem in der Druckleitung herrschenden Druck öffnet und einen Strömungsweg freigibt, so dass Reinigungsflüssigkeit aus der Druckleitung über eine Überströmleitung abfließen kann, um den Druck in der Druckleitung abzusenken. Wird das Ventil des Flüssigkeitsabgabeorgans geschlossen, so erhöht sich aufgrund der fortdauernden Tätigkeit der Pumpe der Druck der Reinigungsflüssigkeit in der Druckleitung . Bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximalwerts des Drucks gibt das Überströmventil einen Strömungsweg frei, so dass Reinigungsflüssigkeit aus der Druckleitung über eine Überströmleitung abfließen kann.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass sich der Strömungsweg von der Druckleitung über die Überströmleitung zur Saugleitung erstreckt, so dass bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximalwertes des in der Druckleitung herrschenden Druckes das Überströmventil öffnet und Reinigungsflüssigkeit von der Druckleitung über die Überströmleitung zur Saugleitung strömen kann. Die Pumpe kann dadurch im Kreislauf betrieben werden.

Es kann auch vorgesehen sein, dass sich der Strömungsweg von der Druckleitung über die Überströmleitung zu einem Auslass erstreckt, über den bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximalwertes des in der Druckleitung herrschenden Druckes Reinigungsflüssigkeit abgegeben werden kann .

Es kann auch vorgesehen sein, dass sich der Strömungsweg von der Druckleitung zu einem Sammelraum erstreckt, der bei Überschreiten des in der Druckleitung herrschenden Druckes Reinigungsflüssigkeit aus der Druckleitung aufnimmt.

Es kann vorgesehen sein, dass die Pumpe nach Öffnen des Überströmventils abgeschaltet wird . Das Überströmventil weist einen Schließkörper auf, der in einer Schließstellung flüssigkeitsdicht an einem Ventilsitz anliegt und entgegen der Schließkraft einer Schließfeder in eine Offenstellung bewegt werden kann, in der er einen Abstand zum Ventilsitz einnimmt und dadurch den Strömungsweg von der Druckleitung über die Überströmleitung freigibt. Die Steuerung des Schließkörpers erfolgt mit Hilfe eines Steuerkolbens, der über eine Ventilstange starr mit dem Schließkörper verbunden ist und der mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar ist.

Ein Hochdruckreinigungsgerät der voranstehend genannten Art ist aus der WO 2016/015763 AI bekannt. Bei diesem Hochdruckreinigungsgerät wirkt der bei der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit in der Druckleitung herrschende Druck auf eine Seite des Steuerkolbens und auf der gegenüberliegenden Seite wird der Steuerkolben mit der Schließkraft der Schließfeder beaufschlagt. Die Schließkraft der Schließfeder wirkt somit der Druckkraft entgegen, die aus der Beaufschlagung des Steuerkolbens mit dem in der Druckleitung herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit resultiert. Während der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit kann der Druck der Reinigungsflüssigkeit mehr als 100 bar betragen, insbesondere mindestens 150 bar. Es ist deshalb erforderlich, eine sehr starke Schließfeder zu verwenden, deren auf den Steuerkolben einwirkende Schließkraft bei der Montage sorgfältig justiert werden muss, um sicherzustellen, dass der mit dem Steuerkolben verbundene Schließkörper bei geöffnetem Flüssigkeitsabgabeorgan, d . h. während der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit, mittels der Schließfeder zuverlässig in seiner Schließstellung gehalten und bei geschlossenem Flüssigkeitsabgabeorgan, d. h. bei Überschreiten des vorgegebenen Maximalwertes des Druckes, entgegen der Schließkraft der Schließfeder in seine Offenstellung bewegt wird. Die hierzu erforderliche starke Schließfeder verleiht dem Überströmventil eine beachtliche Baugröße und die erforderliche Justage der Schließfeder erschwert die Montage des Hochdruckreinigungsgeräts. Aus der DE 10 2009 049 096 AI ist ein Hochdruckreinigungsgerät bekannt, bei dem ein Überströmventil in Abhängigkeit von der in der Druckleitung herrschenden Strömungsrate der Reinigungsflüssigkeit betätigt werden kann. Hierzu ist in einem stromabwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung ein Drosselelement in Form eines Injektors angeordnet, der eine sich in Strömungsrichtung zunächst verengende und sich anschließend wieder erweiternde Durchgangsbohrung aufweist, von deren engster Stelle eine Querbohrung abzweigt. Der in der Querbohrung herrschende Druck der Reinigungsflüssigkeit ist von deren Strömungsrate abhängig und wird zur Steuerung des Überströmventils herangezogen. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann die Schließfeder des Überströmventils schwächer und mit kleinerer Baugröße ausgebildet werden, allerdings hat der Einsatz des Injektors nicht unwesentliche Strömungsverluste zur Folge, da der Injektor einen nicht unwesentlichen Strömungswiderstand darstellt. Dies wiederum führt zu einem höheren Energieverbrauch des Hochdruckreinigungsgeräts.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Hochdruckreinigungsgerät der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Baugröße des Überströmventils ohne Einsatz eines Injektors reduziert und die Montage des Hochdruckreinigungsgeräts vereinfacht werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Hochdruckreinigungsgerät der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Steuerkolben die Steuerkammer in eine Auslassdruckkammer und eine Überströmkammer unterteilt, wobei die Auslassdruckkammer über einen Druckkanal mit einem stromabwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung verbunden ist und eine erste Durchlassöffnung aufweist, die von einer am Steuerkolben festgelegten Kolbenstange flüssigkeitsdicht durchgriffen wird, und wobei die Überströmkammer über einen Leitungsabschnitt der Überströmleitung mit einem stromaufwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung verbunden ist und eine zweite Durchlassöffnung aufweist, die den Ventilsitz ausbildet, wobei die beiden Durchlassöffnungen unterschiedlich groß sind und der Steuerkolben auf seiner der größeren Durchlassöffnung zugewandten Seite mit der Schließkraft der Schließfeder beaufschlagbar ist.

Beim erfindungsgemäßen Hochdruckreinigungsgerät wird die Steuerkammer vom Steuerkolben in eine Auslassdruckkammer und eine Überströmkammer unterteilt. Bevorzugt ist der Steuerkolben in Umfangsrichtung von einem Dichtelement, beispielsweise einem Dichtring, umgeben, der die Auslassdruckkammer gegenüber der Überströmkammer abdichtet.

Die Auslassdruckkammer ist mit dem in der Druckleitung stromabwärts des Rückschlagventils herrschenden Druck beaufschlagbar. Sie ist hierzu über einen Druckkanal mit einem stromabwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung verbunden. Die Überströmkammer bildet einen Bereich der Überströmleitung aus. Sie ist über einen Leitungsabschnitt der Überströmleitung mit einem stromaufwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung verbunden. Die Überströmkammer ist folglich mit dem stromaufwärts des Rückschlagventils in der Druckleitung herrschenden Druck beaufschlagbar.

Während der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit ist der stromabwärts des Rückschlagventils in der Druckleitung herrschende Druck bis auf geringe Druckverluste, die die Reinigungsflüssigkeit beim Durchströmen des Rückschlagventils erleidet, identisch mit dem stromaufwärts des Rückschlagventils in der Druckleitung herrschenden Druck. Während der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit herrschen daher in der Auslassdruckkammer und der Überströmkammer praktisch dieselben Drücke, wobei eine erste Kolbenseite des Steuerkolbens mit dem in der Auslassdruckkammer herrschenden Druck beaufschlagt wird und wobei eine zweite Kolbenseite des Steuerkolbens, die der ersten Kolbenseite abgewandt ist, mit dem in der Überströmkammer herrschenden Druck beaufschlagt wird .

Erfindungsgemäß weist die Auslassdruckkammer eine erste Durchlassöffnung auf, die von einer am Steuerkolben festgelegten Kolbenstange flüssigkeitsdicht durchgriffen wird. Die Kolbenstange erstreckt sich vom Steuerkolben durch die Auslassdruckkammer hindurch zur ersten Durchlassöffnung . Dadurch wird in der Auslassdruckkammer die Fläche des Steuerkolbens reduziert, die in Richtung der Überströmkammer mit Druck beaufschlagbar ist. Je größer die erste Durchlassöffnung ist, desto geringer ist die mit Druck beaufschlagbare Fläche, da diese durch die die erste Durchlassöffnung durchgreifende Kolbenstange verringert wird . Dies wiederum hat zur Folge, dass die in der Auslassdruckkammer auf den Steuerkolben einwirkende, in Richtung auf die Überströmkammer ausgerichtete Druckkraft reduziert wird.

Die Überströmkammer weist ebenfalls eine Durchlassöffnung auf, die vorliegend als zweite Durchlassöffnung bezeichnet wird . Die zweite Durchlassöffnung bildet den Ventilsitz des Überströmventils aus. Während der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit liegt der Schließkörper des Überströmventils am Ventilsitz an. Der Schließkörper ist über die Ventilstange mit dem Steuerkolben verbunden. Die Ventilstange erstreckt sich vom Steuerkolben durch die Überdruckkammer hindurch bis zu dem am Ventilsitz der zweiten Durchlassöffnung anliegenden Schließkörper. Dadurch wird in der Überströmkammer die Fläche des Steuerkolbens reduziert, die in Richtung der Auslassdruckkammer mit Druck beaufschlagbar ist, und demzufolge wird auch die in der Überströmkammer auf den Steuerkolben einwirkende, in Richtung auf die Auslassdruckkammer gerichtete Druckkraft reduziert.

Eine der beiden Durchlassöffnungen, zum Beispiel die zweite Durchlassöffnung, ist erfindungsgemäß größer als die andere Durchlassöffnung, beispielsweise die erste Durchlassöffnung. Die Seite des Steuerkolbens, die der größeren Durchlassöffnung zugewandt ist, unterliegt einer kleineren Druckbelastung als die Seite, die der kleineren Durchlassöffnung zugewandt ist.

Die resultierende Druckbelastung, die auf den Steuerkolben einwirkt und diesen zu einer Verschiebung veranlasst, ergibt sich aus der Differenz der Druckbelastungen, die in der Auslassdruckkammer und der Überströmkammer auf den Steuerkolben einwirken. Aus den unterschiedlichen Größen der beiden Durchlassöffnungen ergibt sich eine resultierende Druckbelastung, die den Steuerkolben zu einer Verschiebung in Richtung der größeren Durchlassöffnung veranlasst. Dieser resultierenden Druckbelastung wirkt die Schließkraft der Schließfeder entgegen, die den Steuerkolben auf der Seite beaufschlagt, die der größeren Durchlassöffnung zugewandt ist.

Die Schließkraft, die erforderlich ist, um den Schließkörper während der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit zuverlässig in seiner Schließstellung zu halten, kann folglich gering gehalten werden. Maßgeblich für die Stärke der erforderlichen Schließkraft ist lediglich die Differenz der Druckkräfte, die in der Auslassdruckkammer und der Überströmkammer auf den Steuerkolben einwirken. Für diese Differenz ist wiederum der Größenunterschied zwischen den beiden Durchlassöffnungen von Bedeutung. Je geringer der Größenunterschied ist, desto geringer ist auch die erforderliche Schließkraft.

Die Druckkräfte sind von dem in der Druckleitung herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit abhängig . Je größer der Druck, desto größer sind auch die auf den Steuerkolben einwirkenden Druckkräfte. Im Gegensatz zu den Druckkräften ist die von der Schließfeder auf den Steuerkolben ausgeübte Schließkraft unabhängig vom Druck der Reinigungsflüssigkeit. Übersteigt der Druck in der Druckleitung einen vorgegebenen Maximalwert, dann reicht die von der Schließfeder auf den Steuerkolben ausgeübte Schließkraft nicht mehr aus, um den Steuerkolben festzuhalten, vielmehr bewegt sich dann der Steuerkolben unter der Wirkung der Druckbelastung, und der über die Ventilstange mit dem Steuerkolben verbundene Schließkörper hebt vom Ventilsitz ab und gibt den Strömungsweg von der Druckleitung über die Überströmleitung frei, so dass Reinigungsflüssigkeit aus der Druckleitung abfließen und dadurch der Druck in der Druckleitung abgesenkt werden kann.

Um den Schließkörper in seiner Schließstellung zu halten, muss die Schließfeder den über die Ventilstange mit dem Schließkörper starr verbundenen Steuerkolben lediglich mit einer Schließkraft beaufschlagen, die der Differenz der auf den Steuerkolben einwirkenden Druckkräfte entspricht. Dies erlaubt den Einsatz einer Schließfeder mit verhältnismäßig geringer Baugröße, ohne dass hierzu in der Druckleitung ein Injektor angeordnet werden muss. Mangels Injektor können beim erfindungsgemäßen Hochdruckreinigungsgerät die Strömungsverluste der unter Druck stehenden Reinigungsflüssigkeit gering gehalten werden.

Die Schließfeder ist bevorzugt in der Überströmkammer angeordnet.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Schließfeder zwischen den Steuerkolben und ein Ventilsitzelement eingespannt, wobei das Ventilsitzelement die zweite Durchlassöffnung und den Ventilsitz ausbildet

An seiner der zweiten Durchlassöffnung zugewandten Seite trägt der Steuerkolben bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Ventilstange, wobei die Ventilstange die Überströmkammer und die zweite Durchlassöffnung durchgreift und an ihrem aus der Überströmkammer herausragenden Bereich den Schließkörper trägt, und wobei der Ventilsitz an der der Überströmkammer abgewandten Seite des Ventilsitzelements angeordnet ist und der Schließkörper entgegen der Schließkraft der Schließfeder mit dem in der Überströmkammer herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Erfindung ist der Schließkörper auf der der Überströmkammer abgewandten Seite des Ventilsitzelements angeordnet und wird in der Schließstellung über die zweite Durchlassöffnung mit dem in der Überströmkammer herrschenden Druck beaufschlagt. Diese Druckbeaufschlagung ist der Schließkraft der Schließfeder entgegengerichtet. Über die Ventilstange wirkt der auf den Schließkörper einwirkende Druck auf den Steuerkolben, so dass dieser nicht nur den unmittelbar auf ihn einwirkenden Druckkräften unterliegt sondern auch der auf den Schließkörper einwirkenden Druckkraft.

Günstigerweise ist die Schließfeder als Schraubenfeder ausgebildet, die die Ventilstange umgibt. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Kolbenstange und die Ventilstange zylindrisch ausgestaltet und weisen unterschiedliche Durchmesser auf. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Durchmesser der Kolbenstange größer ist als der Durchmesser der Ventilstange.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn in der Steuerkammer eine Gleithülse angeordnet ist, in der der Steuerkolben verschiebbar gelagert ist. Bevorzugt trägt der Steuerkolben einen Dichtring, der an der Gleithülse flüssigkeitsdicht anliegt. Der den Steuerkolben in Umfangsrichtung umgebende Dichtring gleitet bei einer Verschiebung des Steuerkolbens an der Gleithülse entlang und die Reibungskräfte zwischen dem Dichtring und der Gleithülse können durch geeignete Materialauswahl gering gehalten werden. Bei Verschleiß kann die Gleithülse auf einfache Weise ausgetauscht werden.

Die Gleithülse besteht bevorzugt zumindest bereichsweise, insbesondere vollständig, aus einem Kunststoffmaterial oder aus Metall.

Der Steuerkolben weist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein erstes Kolbenteil und ein starr mit dem ersten Kolbenteil verbundenes zweites Kolbenteil auf.

Die beiden Kolbenteile sind günstigerweise lösbar miteinander verbindbar. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die beiden Kolbenteile miteinander verschraubbar sind.

Die Kolbenstange ist günstigerweise am ersten Kolbenteil angeordnet.

Bevorzugt ist das erste Kolbenteil einstückig mit der Kolbenstange verbunden.

Das erste Kolbenteil und die Kolbenstange bilden bevorzugt ein einteiliges Bauteil aus Metall oder aus einem Kunststoffmaterial aus.

Die Ventilstange ist günstigerweise am zweiten Kolbenteil angeordnet. Es kann vorgesehen sein, dass das zweite Kolbenteil einstückig mit der Ventilstange verbunden ist.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass das zweite Kolbenteil mit der Ventilstange lösbar oder unlösbar verbunden ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das zweite Kolbenteil mit der Ventilstange verschraubbar ist.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn in den Steuerkolben ein Druckentlastungsventil integriert ist, das in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem in der Auslassdruckkammer und dem in der Überströmkammer herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit einen Strömungspfad zwischen der Auslassdruckkammer und der Überströmkammer freigibt. Erreicht die Druckdifferenz einen vorgegebenen Grenzwert, so kann über das Druckentlastungsventil ein Druckausgleich erfolgen, indem das Druckentlastungsventil öffnet. Ist die Druckdifferenz kleiner als der vorgegebene Grenzwert, so ist das Druckentlastungsventil geschlossen.

Die Auslassdruckkammer ist über einen Druckkanal mit einem stromabwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung verbunden. Die Überströmkammer ist über einen ersten Leitungsabschnitt der Überströmleitung mit einem stromaufwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung verbunden. Bevorzugt schließt sich an den Ventilsitz des Überströmventils ein zweiter Leitungsabschnitt der Überströmleitung an und die Strömungsverbindung zwischen der Überströmkammer und dem zweiten Leitungsabschnitt der Überströmleitung ist mit Hilfe des Überströmventils in Abhängigkeit vom Druck der Reinigungsflüssigkeit freigebbar und unterbrechbar. Unter Druck gesetzte Reinigungsflüssigkeit kann über die Druckleitung und eine an den Druckanschluss des Hochdruckreinigungsgeräts angeschlossene Flüssigkeitsabgabeleitung einem Flüssigkeitsabgabeorgan, beispielsweise einer Spritzpistole oder einer Sprühlanze, zugeführt werden. Ist das Flüssigkeitsabgabeorgan geöffnet, so durchströmt die unter Druck gesetzte Reinigungsflüssigkeit die Druckleitung, wobei das Rückschlagventil geöffnet und das Überströmventil geschlossen ist. Wird das Flüssigkeitsabgabeorgan geschlossen, so steigt der Druck der Reinigungsflüssigkeit aufgrund der Aktivität der Pumpe in der Druckleitung an. Übersteigt der Druck der Reinigungsflüssigkeit einen vorgegebenen Maximalwert, so öffnet das Überströmventil und Reinigungsflüssigkeit kann aus der Druckleitung über die Überströmleitung abfließen, beispielsweise zur Saugleitung. Das Rückschlagventil geht hierbei in seine Schließstellung über und unterbricht damit die Strömungsverbindung zwischen dem stromaufwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung und dem stromabwärts des Rückschlagventils angeordneten Bereich der Druckleitung. Um sicherzustellen, dass auch der stromabwärts des Rückschlagventils angeordnete Bereich der Druckleitung eine Druckabsenkung erfährt, ist bevorzugt in den Steuerkolben das Druckentlastungsventil integriert, das aufgrund des hohen Druckes, der stromabwärts des Rückschlagventils in der Druckleitung herrscht, in seine Offenstellung übergeht und damit eine Strömungsverbindung zwischen der Auslassdruckkammer und der Überströmkammer freigibt. Dadurch kann der stromabwärts des Rückschlagventils herrschende Druck der Reinigungsflüssigkeit abgesenkt werden, indem Reinigungsflüssigkeit aus dem Bereich der Druckleitung stromabwärts des Rückschlagventils über den Druckkanal, die Auslassdruckkammer und das geöffnete Druckentlastungsventil zur Überströmkammer und von dieser über den zweiten Leitungsabschnitt der Überströmleitung beispielsweise zur Saugleitung strömen kann. Somit wird beim Verschließen des Flüssigkeitsabgabeorgans der Druck in der Flüssigkeitsabgabeleitung, beispielsweise einem Hochdruckschlauch, abgesenkt. Dies erleichtert es dem Benutzer, das Flüssigkeitsabgabeorgan anschließend wieder zu öffnen.

Das in den Steuerkolben integrierte Druckentlastungsventil weist bevorzugt einen Ventilkörper auf, der von einer Ventilfeder mit einer Schließkraft beaufschlagbar ist, unter deren Wirkung der Ventilkörper an einem Ventilsitz anliegt. Übersteigt der stromabwärts des Rückschlagventils in der Druckleitung herrschende Druck der Reinigungsflüssigkeit einen vorgegebenen Wert, so geht der Ventilkörper des Druckentlastungsventils entgegen der Wirkung der Ventilfeder in eine Offenstellung über, in der er den Strömungspfad zwischen der Auslassdruckkammer und der Überströmkammer freigibt.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Pumpe eine Ventilkammer aufweist, in die eine das Überströmventil aufweisende Überströmeinrichtung in Form einer vormontierbaren Baugruppe einsetzbar ist. Dies erleichtert die Montage des Hochdruckreinigungsgeräts. Die vormontierbare Baugruppe weist bevorzugt das Ventilsitzelement und den Schließkörper des Überströmventils, den Steuerkolben und die Kolbenstange, die Ventilstange sowie auch die Schließfeder auf, die sich einerseits am Steuerkolben und andererseits am Ventilsitzelement abstützt. Wie bereits erwähnt, kann in den Steuerkolben ein Druckentlastungsventil integriert sein.

Die nachfolgende Beschreibung einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung . Es zeigen :

Figur 1 : eine schematische Seitenansicht eines Hochdruckreinigungsgeräts;

Figur 2 : eine Teilschnittansicht einer Pumpe des Hochdruckreinigungsgeräts aus Figur 1;

Figur 3 : eine vergrößerte Darstellung einer Überströmeinrichtung der Pumpe aus Figur 2, wobei die Überströmeinrichtung eine vormontierbare Baugruppe ausbildet und ein Überströmventil aufweist.

In der Zeichnung ist eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochdruckreinigungsgeräts schematisch dargestellt und insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegt. Das Hochdruckreinigungsgerät 10 weist einen Motor 12 auf, der eine Pumpe 14 antreibt und im dargestellten Ausführungsbeispiel als Elektromotor ausgestaltet ist. Die Pumpe 14 weist einen Zylinderkopf 16 auf, der mehrere Pumpkammern ausbildet, wobei in der Zeichnung zur Erzielung einer besseren Übersicht nur eine von insgesamt drei Pumpkam- mern schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 18 belegt ist. In die Pumpkammer 18 taucht ein Kolben 20 ein, der vom Motor 12 zu einer hin und her gehenden Bewegung angetrieben wird. Über ein Einlassventil 22 und eine Saugleitung 24 ist die Pumpkammer 18 mit einem Sauganschluss 26 verbunden, und über ein Auslassventil 28 und eine Druckleitung 30 ist die Pumpkammer 18 mit einem Druckanschluss 32 verbunden.

An den Sauganschluss 26 kann in üblicher weise eine an sich bekannte und deshalb zur Erzielung einer besseren Übersicht nicht dargestellte Flüssigkeitszufuhrleitung, beispielsweise ein Saugschlauch, angeschlossen werden, über die der Pumpe 12 unter Druck zu setzende Reinigungsflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, zugeführt werden kann. An den Druckanschluss 32 kann in üblicher Weise eine an sich bekannte und deshalb zur Erzielung einer besseren Übersicht in der Zeichnung nicht dargestellte Flüssigkeitsabgabeleitung, beispielsweise ein Hochdruckschlauch, angeschlossen werden, die an ihrem freien Ende ein verschließbares Flüssigkeitsabgabeorgan trägt, beispielsweise eine Spritzpistole oder eine Sprühlanze. Über die Flüssigkeitsabgabeleitung kann dem Flüssigkeitsabgabeorgan Reinigungsflüssigkeit zugeführt werden, die von der Pumpe 14 unter Druck gesetzt wurde.

In der Druckleitung 30 ist ein Rückschlagventil 34 angeordnet, das bevorzugt federlos ausgebildet ist und einen Rückschlagventilkörper 36 aufweist. Der Rückschlagventilkörper 36 ist unter Zwischenlage eines Dichtrings 38 an einen Rückschlagventilsitz 40 flüssigkeitsdicht anlegbar und kann zur Abgabe von unter Druck gesetzter Reinigungsflüssigkeit eine in der Zeichnung nicht dargestellte Offenstellung einnehmen, in der er im Abstand zum Rückschlagventilsitz 40 angeordnet ist.

Der Zylinderkopf 16 weist eine stufig ausgestaltete Ventilkammer 42 auf, die mit Hilfe eines Verschlussstopfens 44 flüssigkeitsdicht verschließbar ist und in die eine Überströmeinrichtung 46 in Form einer vormontierbaren Baueinheit eingesetzt ist. Die Ventilkammer 42 weist im Abstand zum Verschlusstopfen 44 eine erste, nach innen gerichtete Stufe 48 auf, und im Abstand zur ersten Stufe 48 weist die Ventilkammer 42 eine zweite, nach innen gerichtete Stufe 50 auf.

Die Ventilkammer 42 ist zylindrisch ausgestaltet und nimmt im Bereich zwischen dem Verschlussstopfen 44 und der ersten Stufe 48 eine Gleithülse 52 auf, die unter Zwischenlage eines Dichtrings 54 an der Wand der Ventilkammer 42 anliegt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gleithülse 52 aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Sie könnte auch aus einem Metall gefertigt sein.

Die Gleithülse 52 umgibt im Bereich zwischen dem Verschlussstopfen 44 und der ersten Stufe 48 eine Steuerkammer 56, die sich bis zur zweiten Stufe 50 erstreckt und in der ein Steuerkolben 58 parallel zu einer Längsachse 60 der Ventilkammer 42 verschiebbar gehalten ist. Der Steuerkolben 58 weist eine sich über den Außenumfang des Steuerkolbens 58 erstreckende Ringnut auf, in der ein zweiter Dichtring 62 angeordnet ist, der an der Gleithülse 52 flüssigkeitsdicht anliegt.

Der Steuerkolben 58 unterteilt die Steuerkammer 56 in eine Auslassdruckkammer 64 und eine Überströmkammer 66. Die Auslassdruckkammer 64 ist zwischen dem Steuerkolben 58 und dem Verschlussstopfen 44 angeordnet und über einen Druckkanal 68 mit einem stromabwärts des Rückschlagventils 34 angeordneten Bereich der Druckleitung 30 verbunden.

Die Überströmkammer 66 ist zwischen dem Steuerkolben 58 und einem an der zweiten Stufe 50 angeordneten Ventilsitzelement 70 angeordnet und über einen ersten Leitungsabschnitt 72 einer Überströmleitung 74 mit einem stromaufwärts des Rückschlagventils 34 angeordneten Bereich der Druckleitung 30 verbunden . Ein zweiter Leitungsabschnitt 76 der Überströmleitung 74 schließt sich an die zweite Stufe 50 der Ventilkammer 42 an und mündet in die Saugleitung 24. Das Ventilsitzelement 70 ist von einem dritten Dichtring 78 umgeben, der an der Wand der Ventilkammer 42 flüssigkeitsdicht anliegt.

An seiner der Auslassdruckkammer 64 zugewandten Seite trägt der Steuerkolben 58 eine Kolbenstange 94, die koaxial zur Längsachse 60 der Ventilkammer 42 ausgerichtet ist. Der Verschlussstopfen 44 weist eine koaxial zur Längsachse 60 ausgerichtete erste Durchlassöffnung 96 auf. Die Kolbenstange 94 durchgreift die Auslassdruckkammer 64 und die erste Durchlassöffnung 96, wobei sie von einem vierten Dichtring 98 umgeben ist. Mit einem dem Steuerkolben 58 abgewandten freien Ende 100 ragt die Kolbenstange 94 aus der Auslassdruckkammer 64 hervor.

Das Ventilsitzelement 70 weist eine koaxial zur Längsachse 60 der Ventilkammer 42 ausgerichtete zweite Durchlassöffnung 80 auf, die an ihrem dem zweiten Leitungsabschnitt 76 der Überströmleitung 74 zugewandten Ende einen Ventilsitz 82 eines Überströmventils 84 ausbildet. Ein Schließkörper 86 des Überströmventils 84, der sich in Richtung des zweiten Leitungsabschnitts 76 konisch erweitert, liegt in einer in den Figuren 2 und 3 dargestellten Schließstellung flüssigkeitsdicht am Ventilsitz 82 an. Über eine Ventilstange 88 ist der Schließkörper 86 starr mit dem Steuerkolben 58 verbunden. Die Ventilstange 88 ist koaxial zur Längsachse 60 ausgerichtet, durchgreift die Überströmkammer 66 und die zweite Durchlassöffnung 80 und ragt mit ihrem dem Steuerkolben 58 abgewandten freien Ende 90 in den zweiten Leitungsabschnitt 76 der Überströmleitung 74.

Die Ventilstange 88 ist von einer als Schraubenfeder ausgebildeten Schließfeder 92 umgeben, die zwischen den Steuerkolben 58 und das Ventilsitzelement 70 eingespannt ist und den Steuerkolben 58 mit einer Schließkraft beaufschlagt.

Die Kolbenstange 94 ist ebenso wie die Ventilstange 88 zylindrisch ausgestaltet, wobei der Durchmesser der Kolbenstange 94 größer ist als der Durchmesser der Ventilstange 88. Die erste Durchlassöffnung 96 ist ebenso wie die zweite Durchlassöffnung 80 zylindrisch ausgestaltet. Der Durchmesser der ersten Durchlassöffnung 96 ist nur geringfügig größer als der Durchmesser der Kolbenstange, wohingegen der Durchmesser der zweiten Durchlassöffnung 80 deutlich größer ist als der Durchmesser der Ventilstange 88. Im Bereich der zweiten Durchlassöffnung 80 ist die Ventilstange 88 von einem Ringraum 89 umgeben, über den eine Ringfläche 91 des Schließkörpers 86 mit dem in der Überströmkammer 66 herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar ist. Der Durchmesser der ersten Durchlassöffnung 96 ist kleiner als der Durchmesser der zweiten Durchlassöffnung 80 und damit auch kleiner als der Durchmesser des Ventilsitzes 82. Der Durchmesser der ersten Durchlassöffnung 96 kann beispielsweise 4,0 mm betragen und der Durchmesser der zweiten Durchlassöffnung 80 und des Ventilsitzes 82 kann beispielsweise 4,3 mm betragen.

Der Steuerkolben 58 weist ein erstes Kolbenteil 102 und ein zweites Kolbenteil 104 auf. Das erste Kolbenteil 102 ist einstückig mit der Kolbenstange 94 verbunden und bildet gemeinsam mit der Kolbenstange 94 ein einteiliges Bauteil aus Metall oder aus einem Kunststoffmaterial aus. Das zweite Kolbenteil 104 bildet einen ringförmigen Kolbenabschnitt 106 aus, der an seiner Außenseite den zweiten Dichtring 62 trägt und an den sich ein Kolbenschaft 108 einstückig anschließt. Der Kolbenschaft 108 ist über eine Schraubverbindung 110 starr mit der Ventilstange 88 verbunden.

Das erste Kolbenteil 102 weist eine Kolbenhülse 112 auf, die in den ringförmigen Kolbenabschnitt 106 des zweiten Kolbenteils 104 eintaucht und über eine Schraubverbindung mit dem zweiten Kolbenteil 104 lösbar verbunden ist unter Zwischenlage eines fünften Dichtrings 114.

In den Steuerkolben 58 ist ein Druckentlastungsventil 116 integriert, das einen kugelförmigen Ventilkörper 118 aufweist, der von einer Ventilfeder 120 gegen einen Ventilsitz 122 gepresst wird. Das erste Kolbenteil 102 weist eine erste Radialbohrung 124 auf, an die sich eine die Kolbenhülse 112 axial durchgreifende, stufig ausgestaltete Axialbohrung 126 anschließt, die den Ventilsitz 122 ausbildet. Über die erste Radialbohrung 124, die Axialbohrung 126 und eine zweite Radialbohrung 128 des zweiten Kolbenteils 104 steht die Auslassdruckkammer 64 mit der Überströmkammer 66 in Strömungsverbindung, wobei die Strömungsverbindung mittels des federbelasteten Ventilkörpers 118 in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem in der Auslassdruckkammer 64 und dem in der Überströmkammer 66 herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit freigebbar und unterbrechbar ist.

Die Auslassdruckkammer 64 und damit auch die der Auslassdruckkammer 64 zugewandte erste Kolbenseite 132 des Steuerkolbens 58 sind über den Druckkanal 68 mit dem in der Druckleitung 30 stromabwärts des Rückschlagventils 34 herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar. Die Überströmkammer 66 und damit auch die der Überströmkammer 66 zugewandte zweite Kolbenseite 134 des Steuerkolbens 58 sind über den ersten Leitungsabschnitt 72 der Überströmleitung 74 mit dem stromaufwärts des Rückschlagventils 34 herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar. Der auf die erste Kolbenseite 132 einwirkende Druck der Reinigungsflüssigkeit übt auf den Steuerkolben 58 eine parallel zur Längsachse 60 ausgerichtete und der Schließkraft der Schließfeder 92 entgegen gerichtete erste Druckkraft aus, und der auf die zweite Kolbenseite 134 einwirkende Druck der Reinigungsflüssigkeit übt auf den Steuerkolben 58 eine parallel zur Längsachse 60 ausgerichtete und der ersten Druckkraft entgegen gerichtete zweite Druckkraft aus. Zusätzlich wird der Steuerkolben 58 in der Schließstellung des Schließkörpers 86 mit einer Druckkraft beaufschlagt, die aus der Einwirkung des Druckes resultiert, der in der Schließstellung des Schließkörpers 86 auf die Ringfläche 91 einwirkt und über die Ventilstange 88 auf den Steuerkolben 58 übertragen wird .

Wird vom Hochdruckreinigungsgerät 10 unter Druck gesetzte Reinigungsflüssigkeit abgegeben, so ist das Rückschlagventil 34 geöffnet, und der stromauf- wärts des Rückschlagventils 34 in der Druckleitung 30 herrschende Druck der Reinigungsflüssigkeit ist bis auf geringe Druckverluste, die die Reinigungsflüssigkeit beim Druckströmen des federlosen Rückschlagventils 34 erleidet, gleich groß wie der stromabwärts des Rückschlagventils 34 in der Druckleitung 30 herrschende Druck der Reinigungsflüssigkeit. Somit herrscht in der Auslassdruckkammer 64 praktisch derselbe Druck, der auch in der Überströmkammer 66 herrscht und die auf den Steuerkolben 58 einwirkenden Druckkräfte ergeben sich aus den Größen der ersten Kolbenseite 132 und der zweiten Kolbenseite 134 sowie der Ringfläche 91 des Schließkörpers 86, die mit dem in der Überströmkammer 66 herrschenden Druck beaufschlagt wird . Der Durchmesser des Ventilsitzes 82 des Überströmventils 84 ist größer als der Durchmesser der ersten Durchlassöffnung 96, wohingegen die beiden Kolbenseiten 132, 134 gleich groß sind. Dies hat zur Folge, dass der Steuerkolben 58 mit einer resultierenden Differenzdruckkraft beaufschlagt wird, die der Schließkraft der Schließfeder 92 entgegengerichtet ist. Die Schließfeder 92 wirkt der einwirkenden Druckdifferenzkraft so entgegen, dass der Schließkörper 86 während der Abgabe von unter Druck gesetzter Reinigungsflüssigkeit zuverlässig seine Schließstellung einnimmt und demzufolge die Strömungsverbindung von der Druckleitung 30 über die Überströmleitung 74 zur Saugleitung 24 unterbrochen ist. Die hierfür erforderliche Schließkraft der Schließfeder 92 ist verhältnismäßig gering, so dass die Schließfeder 92 eine geringe Baugröße aufweisen kann.

Wird die Abgabe von unter Druck gesetzter Reinigungsflüssigkeit unterbrochen, so stellt sich in der Druckleitung stromaufwärts und stromabwärts des Rückschlagventils 34 ein zunehmender Druck ein, sofern die Pumpe 14 nicht abgeschaltet wird . Der zunehmende Druck der Reinigungsflüssigkeit wirkt über den Druckkanal 68 und die Auslassdruckkammer 64 auf die erste Kolbenseite 132 und über den ersten Leitungsabschnitt 72 der Überströmleitung 74 und die Überströmkammer 66 auf die zweite Kolbenseite 134 und auf die mit dem in der Überströmkammer 66 herrschenden Druck der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbare Ringfläche 91 des Schließkörpers 86. Der zunehmende Druck der Reinigungsflüssigkeit hat eine zunehmende Differenzdruckkraft zur Folge, die der Schließkraft der Schließfeder 92 entgegenwirkt. Übersteigt der Druck in der Druckleitung 30 einen vorgegebenen Maximalwert, so wird der Steuerkolben 58 entgegen der Schließkraft der Schließfeder 92 in Richtung des Ventilsitzelements 70 verschoben, so dass der Schließkörper 86 vom Ventilsitz 82 abhebt und eine Offenstellung einnimmt. Es wird somit ausgehend von dem stromaufwärts des Rückschlagventils 34 angeordneten Bereich der Druckleitung 30 über die Überströmleitung 74 und das geöffnete Überströmventil 84 eine Strömungsverbindung zur Saugleitung 24 freigegeben. Der in der Druckleitung stromaufwärts des Rückschlagventils 34 herrschende Druck der Reinigungsflüssigkeit wird deutlich abgesenkt. Aufgrund der Druckabsenkung im Bereich stromaufwärts des Rückschlagventils 34 schließt das Rückschlagventil 34, so dass in der Auslassdruckkammer 64 ein höherer Druck wirkt als in der Überströmkammer 66. Dies hat zur Folge, dass das Druckentlastungsventil 116 öffnet, indem der Ventilkörper 118 entgegen der Kraft der Ventilfeder 120 vom Ventilsitz 122 abhebt und dadurch über die erste Radialbohrung 124, die Axialbohrung 126 und die zweite Radialbohrung 128 ein Strömungspfad von der Auslassdruckkammer 64 zur Überströmkammer 66 freigegeben wird.

Somit kann auch in dem stromabwärts des Rückschlagventils 34 angeordneten Bereich der Druckleitung 30 der Druck reduziert werden. Dies erlaubt es insbesondere, den Druck in der an den Druckanschluss 32 angeschlossenen Flüssigkeitsabgabeleitung zu reduzieren .

Da in der Druckleitung 30 lediglich das federlose Rückschlagventil 34 angeordnet ist, nicht aber eine weitere Drosselstelle in Form eines Injektors, unterliegt die Reinigungsflüssigkeit beim Durchströmen der Druckleitung 30 nur geringen Druckverlusten. Dies reduziert den Energieverbrauch des Hochdruckreinigungsgeräts 10 bei der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit.

Wie bereits erwähnt, kann die Schließfeder 92 eine geringe Baugröße aufweisen. Dies erlaubt es, die Baugröße der kompletten Überströmeinrichtung 46 gering zu halten, wobei die Überströmeinrichtung 46 in Form einer vormontierten Baueinheit in die Ventilkammer 42 eingesetzt werden kann. Dies vereinfacht ebenfalls die Montage des Hochdruckreinigungsgeräts 10.