Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät, mit mehreren Pumpräumen, in die jeweils ein hin und her bewegbarer Kolben eintaucht und die jeweils über ein Saugventil mit einem Saugeinlass und über ein Druckventil mit einem Druckauslass in Strömungsverbindung stehen, wobei die Kolben jeweils von einem Dichtring umgeben sind, der in radialer Richtung von einer Ringwand und in axialer Richtung von einem Stützring abgestützt ist.

Mit Hilfe derartiger Kolbenpumpen kann eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, unter Druck gesetzt und auf einen zu reinigenden Gegenstand oder eine zu reinigende Fläche gerichtet werden. Hierzu können die Kolben zu einer reziprozierenden Bewegung angetrieben werden, beispielsweise mit Hilfe einer Taumelscheibe, so dass sich die Volumina der Pumpräume periodisch verändern und Flüssigkeit vom Saugeinlass über die Saugventile in die Pumpräume eingesaugt, dort unter Druck gesetzt und über die Druckventile und den Druckauslass abgegeben werden kann. An den Druckauslass kann beispielsweise ein Druckschlauch angeschlossen werden, der an seinem freien Ende ein Abgabeorgan für die unter Druck gesetzte Flüssigkeit trägt, beispielsweise eine Sprühdüse oder eine Sprühlanze.

Die Pumpräume werden jeweils mit Hilfe eines Dichtrings abgedichtet, der den in den Pumpraum eintauchenden Kolben in Umfangsrichtung umgibt. Der Dichtring kann beispielsweise eine Dichtlippe ausbilden, die unter dem im Pumpraum herrschenden Druck gegen die Mantelfläche des Kolbens gedrückt wird. In radialer Richtung wird der Dichtring üblicherweise von einer Ringwand abgestützt und zur Abstützung in axialer Richtung kommt üblicherweise ein Stützring zum Einsatz. Derartige Kolbenpumpen sind beispielsweise aus der DE 44 45 519 Cl bekannt. In vielen Fällen wird die Flüssigkeit in den Pumpräumen unter einen Druck von über 100 bar gesetzt. Die Kolbenpumpe unterliegt daher während ihres Betriebs beträchtlichen mechanischen Belastungen und muss eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen. Deshalb weisen die Kolbenpumpen üblicherweise eine beachtliche Materialstärke auf. Dies ist mit nicht unbeträchtlichen Herstellungskosten verbunden. Darüber hinaus hat die relativ hohe Material stärke zur Folge, dass das Gehäuse der Kolbenpumpe, das üblicherweise in einem Gießverfahren hergestellt wird, bei der Herstellung einem längeren Abkühlprozess unterliegt, der die Produktionsrate des Gehäuses limitiert. Auch dies erhöht die Herstellungskosten der Kolbenpumpe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kolbenpumpe der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass sie kostengünstiger hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Kolbenpumpe der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sie einen einteiligen Stützschild umfasst, der die Stützringe ausbildet und die Ringwände in Umfangsrichtung umgibt.

Sämtliche Stützringe, die die jeweils einen Kolben in Umfangsrichtung umgebenden Dichtringe in axialer Richtung abstützen, sind bei der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe in einen einteiligen Stützschild integriert. Dies ermöglicht eine einfachere Montage der Kolbenpumpe, da in einem einzigen Montageschritt sämtliche Stützringe positioniert werden können.

Der erfindungsgemäß zum Einsatz kommende einteilige Stützschild hat darüber hinaus die Funktion, die voranstehend genannten Ringwände in

Umfangsrichtung zu umgeben und somit die Ringwände in radialer Richtung abzustützen. Dies erlaubt es, den Materialeinsatz für die Ringwände zu reduzieren, denn die damit einhergehende Verringerung der mechanischen Festigkeit der Ringwände wird durch den Stützschild kompensiert, der sämtliche Ringwände in Umfangsrichtung umgibt. Der einteilige Stützschild ermöglicht es somit, den Materialeinsatz für das Pumpengehäuse zu reduzieren und die Montage der Kolbenpumpe zu vereinfachen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Stützschild mehrere Stützhülsen auf, in die jeweils eine Ringwand eintaucht. Wie bereits erläutert, erfolgt die Abdichtung der Pumpräume mittels der Dichtringe, die jeweils einen Kolben umgeben und ihrerseits von einer Ringwand umgeben sind und sich an einem Stützring in axialer Richtung abstützen. Die Ringwand taucht bei der vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung in eine Stützhülse ein, die vom einteiligen Stützschild definiert wird.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Kolbenpumpe drei Kolben umfasst, die jeweils in einen Pumpraum eintauchen, wobei jedem Pumpraum eine Ringwand zugeordnet ist, die einen Dichtring in radialer Richtung abstützt und die in eine Stützhülse des Stützschildes eintaucht. Die Ringwand kann bei einer derartigen Ausgestaltung besonders dünnwandig ausgebildet sein und dennoch kann die zu fördernde Flüssigkeit in den Pumpräumen unter einen hohen Druck gesetzt werden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Kolbenpumpe einen Pumpenblock, der die Pumpräume aufweist und der mit dem Stützschild stoffschlüssig verbunden ist. Dies erlaubt es, die Herstellungskosten zusätzlich zu reduzieren und auch die Montage der Kolbenpumpe zu vereinfachen.

Als stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise eine Klebeverbindung zum Einsatz kommen. Eine Klebstoffschicht kann beispielsweise zwischen den jeweils einen Dichtring in Umfangsrichtung umgebenden Ringwänden und dem die Ringwand in Umfangsrichtung umgebenden Stützschild vorgesehen sein. Dies ermöglicht eine mechanisch belastbare Verbindung zwischen dem Pumpenblock und dem Stützschild. Die Klebstoffschicht kann darüber hinaus als Dichtelement für die zu fördernde Flüssigkeit dienen. Außerdem kann durch die Klebeverbindung eine gleichmäßige Spannungsverteilung und Kraftübertragung erreicht werden. Spannungsspitzen, wie sie häufig bei einer Schraubverbindung auftreten können, können reduziert werden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Pumpenblock mit dem Stützschild verschweißt. Dies ermöglicht eine besonders stark belastbare Verbindung, die auch sehr hohen Drücken zuverlässig standhält.

Günstig ist es, wenn die jeweils einen Dichtring in Umfangsrichtung umgebenden Ringwände jeweils mit einer umgebenden Stützhülse verschweißt sind.

Bevorzugt sind der Pumpenblock und der Stützschild aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Dies erlaubt es, den Pumpenblock mit dem Stützschild beispielsweise durch eine Ultraschallverschweißung zu verbinden. Umfasst der Stützschild Stützhülsen, wie dies voranstehend erläutert wurde, so können die Stützhülsen jeweils auf eine Ringwand aufgesetzt und mit dieser auf konstruktiv einfache Weise verschweißt werden. Die Schweißverbindung ermöglicht eine dauerhafte Fixierung der beiden Teile aneinander, so dass sie anschließend keine Relativbewegung mehr ausführen können. Da mit der Schweißverbindung auch eine optimale Abdichtung erzielt werden kann, können zusätzliche Dichtungen zwischen den beiden Teilen entfallen.

Von Vorteil ist es, wenn der Stützschild auf einem Führungsschild aufsitzt, der Führungsglieder zur Führung der Kolben in axialer Richtung aufweist. Mittels der Führungsglieder des Führungsschildes können die Kolben in axialer Richtung geführt werden. Gleichzeitig hat der Führungsschild die Funktion, den Stützschild in axialer Richtung abzustützen .

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Stützschild vorzugsweise koaxial zu den Stützhülsen ausgerichtete Stützkragen aufweist, die auf dem Führungsschild aufsitzen und jeweils einen Kolben in Umfangsrichtung umgeben. Mit Hilfe der Stützkragen kann sich der Stützschild auf konstruktiv einfa- che Weise am Führungsschild abstützen. Darüber hinaus hat der Einsatz der Stützkragen den Vorteil, dass die mechanische Belastbarkeit des Stützschildes erhöht wird, wobei die Materialstärke des Stützschildes verhältnismäßig gering gehalten werden kann .

Bevorzugt weisen die Stützkragen jeweils eine Entwässerungsöffnung auf, beispielsweise einen Entwässerungsschlitz. Über die Entwässerungsöffnung kann Flüssigkeit, die unbeabsichtigt aus den Pumpräumen über den jeweils einen Kolben umgebenden Dichtring austritt, an die Umgebung abgegeben werden.

Eine besonders hohe mechanische Festigkeit bei verhältnismäßig geringem Materialeinsatz wird bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielt, dass der Stützschild von einem konvex geformten Führungsschild abgestützt ist, der einen Deckel für ein Taumelscheibengehäuse ausbildet. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist der den Stützschild in axialer Richtung abstützende Führungsschild konvex ausgebildet. Dies verleiht ihm eine besonders hohe mechanische Belastbarkeit und erlaubt es, die Material stärke des Führungsschildes zu reduzieren. Zusätzlich zu seiner Funktion, die Kolben in axialer Richtung zu führen und den Stützschild in axialer Richtung abzustützen, übernimmt der Führungsschild bei einer derartigen Ausgestaltung die Funktion eines Deckels für das Taumelscheibengehäuse, in dem eine Taumelscheibe angeordnet ist, mit der die Kolben zur Erzielung einer reziprozierenden Bewegung zusammenwirken. Die Taumelscheibe kann um die Längsachse der Kolbenpumpe in Drehung versetzt werden und durch die Drehbewegung der Taumelscheibe können die Kolben zu einer hin- und hergehenden Bewegung angetrieben werden, unter deren Wirkung die Volumina der Pumpräume periodisch verändert werden.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen : Figur 1 : eine schematische Längsschnittansicht einer vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe;

Figur 2 : eine Draufsicht auf einen mit einem Stützschild verschweißten Pumpenblock der Kolbenpumpe aus Figur 1;

Figur 3 : eine Schnittansicht des mit dem Stützschild verschweißten Pumpenblocks längs der Linie 3-3 in Figur 2 und

Figur 4: eine Schnittdarstellung des Pumpenblocks und des Stützschildes nach Art einer Explosionszeichnung.

In der Zeichnung ist schematisch eine vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe dargestellt, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegt ist. Die Kolbenpumpe 10 umfasst einen Pumpenkopf 12 mit einem Saugeinlass 14, über den der Kolbenpumpe 10 eine unter Druck zu setzende Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, zugeführt werden kann. An den Saugeinlass 14 kann beispielsweise eine Versorgungsleitung angeschlossen werden. Der Pumpenkopf 12 weist außerdem einen Druckauslass 16 auf, über den die unter Druck gesetzte Flüssigkeit abgegeben werden kann. An den Druckauslass 16 kann beispielsweise ein Druckschlauch angeschlossen werden, der an seinem freien Ende ein Abgabeorgan für die unter Druck gesetzte Flüssigkeit trägt, beispielsweise eine Sprühlanze oder eine Sprühdüse.

Der Pumpenkopf 12 ist in axialer Richtung bezogen auf eine Pumpenlängsachse 18 auf einen Pumpenblock 20 aufgesetzt, der mehrere Pumpräume 22 aufweist, in die jeweils ein Kolben 24 eintaucht. Die in der Zeichnung dargestellte Kolbenpumpe 10 weist insgesamt drei Pumpräume auf, wobei in der Zeichnung nur ein Pumpraum 22 erkennbar ist. Die Pumpräume sind um die Pumpenlängsachse 18 gleichmäßig verteilt angeordnet und weisen jeweils denselben radialen Abstand zur Pumpenlängsachse 18 auf. Die Pumpräume 22 stehen jeweils über ein Saugventil 26 mit dem Saugeinlass 14 und über ein Druckventil 28 mit einer zentralen Druckkammer 30 in Strömungsverbindung, die der Pumpenkopf 12 und der Pumpenblock 20 zwischen sich ausbilden. An die Druckkammer 30 schließt sich in axialer Richtung eine koaxial zur Pumpenlängsachse 18 ausgerichtete Druckleitung 32 an, über die die Druckkammer 30 mit dem Druckauslass 16 in Strömungsverbindung steht.

In der Druckkammer 30 ist ein zentrales, drehsymmetrisch zur Pumpenlängsachse 18 ausgebildetes Einsatzteil 34 gehalten, das nach Art eines Kolbens ausgebildet ist und von zwei Dichtringen umgeben ist, die zwischen dem Einsatzteil 34 und der Wand der Druckkammer 30 angeordnet sind. Das Einsatzteil 34 bildet ein Halteelement für Schließfedern 40 der Druckventile 28 aus. Auf seiner den Schließfedern 40 abgewandten Vorderseite weist das Einsatzteil 34 eine Ausnehmung 42 auf, in die ein Schließkörper 44 eines zentralen Rückschlagventils eintaucht, mit dessen Hilfe ein zentraler Durchlass des Einsatzventils 34 verschlossen werden kann.

Die Abdichtung der Pumpräume 22 in die dem Pumpenkopf 12 abgewandte Richtung erfolgt jeweils mit Hilfe eines Dichtrings 46, der eine Dichtlippe 48 aufweist und einen Kolben 24 in Umfangsrichtung umgibt. Der Dichtring 46 ist von einer kragenartigen Ringwand 50 des Pumpenblocks 20 in Umfangsrichtung umgeben. Die Ringwand 50 ist zylindrisch ausgebildet und koaxial zu einer Kolbenlängsachse 52 ausgerichtet. Bezogen auf die Kolbenlängsachse 52 stützt die Ringwand 50 den Dichtring 46 radial ab.

Auf der dem Pumpenkopf 12 abgewandten Seite schließt sich an den Pumpenblock 20 ein einteiliger Stützschild 54 an, dessen Ausgestaltung sich insbesondere aus Figur 4 ergibt. Er weist Stützringe 56 auf, die jeweils einen Dichtring 46 in axialer Richtung abstützen. An jeden Stützring 56 schließt sich eine zylindrische Stützhülse 58 an, die koaxial zu einer Kolbenlängsachse 52 ausgerichtet ist und eine Ringwand 50 in Umfangsrichtung umgibt. Auf der den Stützschildern 54 abgewandten Rückseite trägt der Stützschild 54 mehrere zylindrische Stützkragen 60, die ebenfalls koaxial zu den Kolbenlängsachsen 52 ausgerichtet sind und die jeweils eine Entwässerungsöffnung in Form eines Entwässerungsschlitzes 62 aufweisen.

Der Stützschild 54 ist einteilig ausgebildet und aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Auch für die Herstellung des Pumpenkopfes 12 und des Pumpenblocks 20 kommt jeweils ein Kunststoffmaterial zum Einsatz. Im Bereich der Ringwände 50 und der sich umgebenden Stützhülsen 58 ist der Pumpenblock 20 mit dem Stützschild 54 verschweißt. Jede Ringwand 50 ist somit über eine umlaufende Schweißnaht stoffschlüssig mit einer Stützhülse 58 verbunden, in die die Ringwand 50 eintaucht. Dies verleiht den Ringwänden 50 eine hohe mechanische Stabilität, ohne dass sie eine beachtliche Materialstärke aufweisen müssen.

Mit den Stützkragen 60 stützt sich der Stützschild 54 in axialer Richtung auf einem Führungsschild 64 ab, der mehrere Führungsglieder in Form von koaxial zu den Kolbenlängsachsen 52 ausgerichteten Führungshülsen 66 aufweisen. An jeder Führungshülse 66 liegt ein Kolben 24 gleitend an. Mittels einer die Führungshülsen 66 jeweils umgebenden Rückstellfeder 68 werden die Kolben gegen eine Taumelscheibe 70 gepresst, die um die Pumpenlängsachse 18 drehbar in einem Taumelscheibengehäuse 72 gelagert ist. Der Führungsschild 54 bildet einen konvex nach außen gekrümmten Deckel für das Taumelscheibengehäuse 72 aus, an dem sich der Führungsschild 64 in axialer Richtung abstützt.

Die Taumelscheibe 70 kann in üblicher Weise von einem an sich bekannten und deshalb in der Zeichnung nicht dargestellten Antriebsmotor, insbesondere einem Elektromotor, um die Pumpenlängsachse 18 in Drehung versetzt werden, wobei die Drehbewegung der Motorwelle über ein in Figur 1 schematisch dargestelltes Getriebe 74 auf die Taumelscheibe 70 übertragen wird.

Durch die jeweils eine Ringwand 50 in Umfangsrichtung umgebende Schweißverbindung mit einer Stützhülse 58 wird eine hohe mechanische Stabilität erreicht, wobei der Materialeinsatz sowohl für den Pumpenblock 20 als auch für den Stützschild 54 verhältnismäßig gering gehalten werden kann. Nach dem Verschweißen des Pumpenblocks 20 mit dem Stützschild 54 sind die jeweils einen Kolben 24 in Umfangsrichtung umgebenden Dichtringe 46 sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung zuverlässig fixiert, so dass mittels der Dichtringe 46 eine hohe Dichtigkeit auch bei hohen Drücken erzielt werden kann. Dennoch aus den Pumpräumen 22 austretende Flüssigkeit kann über die Entwässerungsschlitze 62 nach außen entweichen.

Zur Montage der Kolbenpumpe 10 kann auf das Taumelscheibengehäuse 72, nachdem die Taumelscheibe 70 montiert wurde, der Führungsschild 64 aufgesetzt werden, wobei zuvor die Kolben 24 in die Führungshülsen 66 eingesetzt wurden. Anschließend kann auf den Führungsschild 64 der Stützschild 54 aufgesetzt werden, nachdem zuvor die Saugventile 26 im Pumpenblock 20 montiert wurden und der Pumpenblock 20 mit dem Stützschild 54 verschweißt wurde. Hierbei tauchen die jeweils einen Dichtring 46 in Umfangsrichtung umgebenden Ringwände 50 in die Stützhülsen 58 ein. Die Ringwände 50 werden jeweils mit einer Stützhülse 58 verschweißt. Hierzu kann eine Ultraschall- verschweißung zum Einsatz kommen, da sowohl der Pumpenblock 20 als auch der Stützschild 54 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sind.

Nach Einfügen der Druckventile 28 und des zentralen Einsatzteiles 34 einschließlich des zentralen Schließkörpers 44 in den Pumpenblock 20 kann in einem nachfolgenden Montageschritt der Pumpenkopf 12 in axialer Richtung auf den Pumpenblock 20 aufgesetzt werden, wobei zwischen dem Pumpenkopf 12 und dem Pumpenblock 20 ein elastisch verformbarer Dichtring 76 positioniert wird. In einem nachfolgenden Montageschritt kann dann der Pumpenkopf 12 mit dem Pumpenblock 20 verspannt werden. Hierzu kann beispielsweise ein Spannelement 77 zum Einsatz kommen, das in Figur 1 lediglich schematisch dargestellt ist und an der dem Pumpenblock 20 abgewandten Stirnseite 78 des Pumpenkopfes 12 angreift. Das Spannelement 77 kann den Pumpenkopf 12, den Pumpenblock 20 und den Stützschild 54 übergreifen und mit radial nach außen weisenden Schraubaufnahmen des Führungsschildes 64 verschraubt werden. Die Herstellung und Montage der Kolbenpumpe 10 gestaltet sich somit sehr einfach. Der Einsatz des einteiligen Stützschildes 54 mit den jeweils eine Ringwand 20 umgebenden Stützhülsen 58 und den koaxial zu den Stützhülsen 58 ausgerichteten Stützkragen 60 ermöglicht es, den Materialeinsatz des Stützschildes 54 und auch den Materialeinsatz des Pumpenblockes 20 im Bereich der Ringwände 50 gering zu halten .