(19)
(11) EP 0 324 868 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
26.07.1989  Patentblatt  1989/30

(21) Anmeldenummer: 88100638.1

(22) Anmeldetag:  19.01.1988
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4F04B 17/00, F02B 63/06, F04B 1/14
(84) Benannte Vertragsstaaten:
DE ES FR GB IT

(71) Anmelder: Alfred Kärcher GmbH & Co.
D-71364 Winnenden (DE)

(72) Erfinder:
  • Schulze, Werner, Ing.(grad.)
    D-7057 Winnenden (DE)

(74) Vertreter: Hoeger, Stellrecht & Partner 
Uhlandstrasse 14 c
70182 Stuttgart
70182 Stuttgart (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Kolbenpumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät


    (57) Um bei einer Kolbenpumpe für ein Hochdruckreinigungs­gerät mit einem Verbrennungsmotor als Antrieb für den oder die Kolben und mit einer von dem Verbren­nungsmotor angetriebenen Antriebsscheibe, an der die Kolben federnd anliegen, einen kompakteren Aufbau zu erzielen und außerdem den mechanischen Aufbau zu ver­einfachen, wird vorgeschlagen, daß an das Kurbelwel­lengehäuse des Verbrennungsmotors ein Pumpengehäuse angeformt ist, welches die Antriebsscheibe und zumin­dest einen Teil der Kolben aufnimmt, daß die Motor­welle aus dem Kurbelgehäuse in das Pumpengehäuse hi­neinragt und die Antriebsscheibe trägt und daß die Mo­torwelle im Übergangsbereich von dem Kurbelgehäuse in das Pumpengehäuse gelagert ist.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einem Verbrennungsmotor als Antrieb für den oder die Kolben und mit einer von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Antriebsscheibe, an der die Kolben federnd anliegen.

    [0002] Es sind Hochdruckreinigungsanlagen bekannt, die durch einen Benzin- oder Dieselmotor angetrieben werden. Bei diesen bekannten Vorrichtungen wird eine Hochdruck­pumpe üblicherweise über einen Riemenantrieb von dem Verbrennungsmotor angetrieben. Die Leistungsübertragung vom Verbrennungsmotor auf die Hochdruckpumpe über einen Riemenantrieb benötigt nicht nur viel Platz, sondern es ergeben sich dadurch Leistungsverluste und Störan­fälligkeiten, die unerwünscht sind. Ein solches Gerät ist schwer, kompliziert im Aufbau und störanfällig.

    [0003] Es ist demgegenüber bereits vorgeschlagen worden, die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors unmittelbar in das Gehäuse der Hochdruckpumpe hineinragen zu lassen und auf dieser in das Pumpengehäuse hineinragenden Welle eine Taumelscheibe zum Antrieb der Axialkolben anzu­ordnen. Dabei sind Pumpengehäuse und Verbrennungsmo­tor voneinander über Abstandshalter im Abstand gehal­ten, so daß zwischen Pumpengehäuse und Verbrennungs­motor eine Riemenscheibe auf der Motorwelle angeord­net werden kann, über die Hilfsaggregate angetrie­ben werden (P 37 09 391.6-15).

    [0004] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kolbenpumpe der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die kompak­ter aufgebaut ist und daher leichter gehandhabt wer­den kann und die außerdem im mechanischen Aufbau we­niger kompliziert ist als bekannte Kolbenpumpen mit verbrennungsmotorischem Antrieb.

    [0005] Diese Aufgabe wird bei einer Kolbenpumpe der ein­gangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an das Kurbelwellengehäuse des Verbrennungsmotors ein Pumpengehäuse angeformt ist, welches die Antriebs­scheibe und zumindest einen Teil der Kolben aufnimmt, daß die Motorwelle aus dem Kurbelgehäuse in das Pum­pengehäuse hineinragt und die Antriebsscheibe trägt und daß die Motorwelle im Übergangsbereich von dem Kurbel­gehäuse in das Pumpengehäuse gelagert ist.

    [0006] Ein solcher Aufbau ermöglicht es,Pumpengehäuse und Verbrennungsmotor besonders dicht aneinanderzurücken und somit einen kompakten Aufbau zu erreichen. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß nur eine ein­zige Lagerung für die Motorwelle benötigt wird.

    [0007] Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Kurbelgehäuse zwei gegeneinander abgedichtete Halbschalen umfaßt und wenn das Pumpengehäuse an eine dieser Halbscha­len angeformt ist.

    [0008] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform, insbeson­dere in einer Axialkolbenpumpe, ist vorgesehen, daß die Mo­torwelle im Übergang des Kurbelgehäuses zum Pumpengehäuse mittels eines Schrägkugellagers gelagert ist. Ein solches Schrägkugellager kann sowohl axial gerichtete als auch ra­dial gerichtete Kräfte aufnehmen, so daß in diesem La­gerungsbereich mit einem einzigen Kugellager die notwen­dige Kraftaufnahme zur Verfügung gestellt wird, z.B.die Auf­nahme für radiale Kräfte für die Kurbelwelle und die Aufnahme von axialen Kräften für die Taumelscheibe. Dadurch ergibt sich eine weitere konstruktive Verein­fachung, da durch die Doppelfunktion eines Schrägku­gellagers die sonst notwendigen getrennten Lager zur Aufnahme von axialen und radialen Kräften überflüssig werden.

    [0009] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Innere des Kurbelgehäuses mit dem Inneren des Pumpengehäuses in Verbindung steht, so daß die Ölfül­lung des Kurbelgehäuses auch das Pumpengehäuse füllt. Der Aufbau wird dadurch erheblich vereinfacht, daß die im Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors ohnehin zur Schmierung notwendige Ölfüllung gleichzeitig benutzt werden kann, um die bewegten Pumpenteile im Pumpenge­ häuse zu schmieren. Man kommt daher mit einer einzigen Öl­füllung für beide Teilaggregate aus. Dabei werden Abdichtungen eingespart, und außerdem ergibt sich im Betrieb der Vorteil, daß beim Ölwechsel dieser Ölwechsel gleichzeitig sowohl die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors als auch die bewegten Tei­le der Kolbenpumpe erfaßt.

    [0010] Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs­form der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Die Zeichnung zeigt eine Teilsei­tenansicht in teilweiser aufgebrochener Darstellung einer durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen Axialkolbenpumpe.

    [0011] Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel einer als Taumel­scheibenpumpe arbeitenden Axialkolbenpumpe beschrieben, bei der also die Antriebsscheibe eine Taumelscheibe ist. Die Er­findung könnte jedoch auch Verwendung finden bei einer Ra­dialkolbenmaschine, bei der als Antriebsscheibe beispiels­weise eine exzentrisch gelagerte Scheibe oder ein exzentri­scher Ring verwendet werden, die bei Drehung der Motorwelle in radialer Richtung eine oszillierende Bewegung auf radial angeordnete Kolben ausübt. Der Ausdruck "Antriebsscheibe" soll sich daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl auf Axialantriebselemente beziehen, also beispielsweise Tau­melscheiben, als auch auf Radialantriebselemente, beispiels­weise exzentrisch auf der Motorwelle gelagerte Ringe oder Scheiben.

    [0012] Die in der Zeichnung dargestellte Motorpumpeneinheit umfaßt einen Verbrennungsmotor 1, der in der Zeichnung nur ganz sche­matisch angedeutet ist, sowie eine Axialkolbenpumpe 2 zur Förderung einer Hochdruckreinigungsflüssigkeit.

    [0013] Der Verbrennungsmotor selbst befindet sich in einem Gehäuse, welches aus zwei Halbschalen 3 und 4 besteht, die mittels einer Dichtung 5 abgedichtet miteinander verbunden sind. Im Inneren des durch die beiden Halbschalen 3 und 4 ausgebil­deten Kurbelgehäuses 6 befindet sich in an sich bekannter Weise eine Kurbelwelle 7, deren Verlängerung 8 aus dem Kur­belgehäuse 6 heraussteht und in ein im wesentlichen zylin­drisches, an eine der beiden Halbschalen 3 angeformtes Pum­pengehäuse 9 hineinragt. Im Übergangsbereich zwischen dem Kurbelgehäuse 6 und dem Pumpengehäuse 9 ist an der das Pum­pengehäuse 9 tragenden Halbschale 3 ein Schrägkugellager 10 gehalten, welches die Kurbelwelle 7 lagert. Das Schrägkugel­lager 10, dessen Kugellaufbahnen 11 und 12 in beiden Ringen 13 bzw. 14 des Kugellagers schräg zur Axialrichtung angeord­net ist, kann durch diese Anordnung der Kugellaufbahnen 11 und 12 sowohl Kräfte in radialer Richtung als auch Kräfte in axialer Richtung aufnehmen.

    [0014] Auf das über das Schrägkugellager 10 hervorstehende freie Ende 15 der Kurbelwelle 17 ist als Antriebsscheibe drehfest eine Taumelscheibe 16 aufgesetzt, auf der sich über ein Ku­gellager 17 frei drehbar eine Andruckplatte 18 abstützt.

    [0015] Die Taumelscheibe selbst befindet sich vollständig im Inneren des im wesentlichen zylindrischen Pumpengehäuses 9, das an der der Halbschale 3 gegenüberliegenden Seite offen ist. Auf dieses offene Ende 19 des Pumpengehäuses 9 ist ein Pumpen­kopf 20 aufgesetzt, von dem in der Zeichnung nur ein Teil dargestellt ist. Der Pumpenkopf 20 endet in einer Kopfplatte 21, die über eine Dichtung 22 abgedichtet am offenen Ende 19 des Pumpengehäuses 9 anliegt und durch Schrauben 23 in die­ser Lage festgelegt ist. Die Kopfplatte 21 schließt damit das Pumpengehäuse 9 dicht ab.

    [0016] Im Pumpenkopf 20 sind mehrere Axialkolben 24 in axia­ler Richtung frei verschieblich gelagert, die sich mit ihrem einen Ende 25 an der Andruckplatte 18 abstützt. Jeder Kolben trägt einen Federteller 26, an dem eine den Axialkolben 24 umgebende Schraubenfeder 27 anliegt, deren anderes Ende sich an der Kopfplatte 21 abstützt, so daß auf diese Weise der Axialkolben 24 federnd ge­gen die Andruckplatte 18 geschoben wird.

    [0017] Der Axialkolben 24 ragt in an sich bekannter Weise ab­gedichtet in eine Pumpenkammer 28 hinein, die über ein Saugventil 29 mit einer Saugleitung 30 und über ein Auslaßventil 31 mit einer Druckleitung 32 verbunden ist.

    [0018] Das Kurbelgehäuse 6 ist durch zwei Ringdichtungen 33 und 34 gegenüber dem Außenraum abgedichtet, die die Kurbelwelle 7 umgeben und jeweils an einer der beiden Halbschalen 3 und 4 dichtend anliegen. Dadurch sind bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­beispiel das Pumpengehäuse 9 einerseits und das Kur­belgehäuse 6 andererseits voneinander getrennt und gegeneinander abgedichtet, so daß in diesen Räumen getrennte Ölfüllungen zur Schmierung der bewegten Teile vorgesehen sein können.

    [0019] Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel wäre es aber auch möglich, daß das Pumpengehäuse 9 und das Kurbelgehäuse 6 im Bereich des Schrägkugellagers 10 miteinander in Verbindung stehen, ohne daß eine Dichtung 33 Pumpengehäuse und Kurbelgehäuse von­ einander trennen, so daß die Ölfüllung des Kurbelge­häuses 6 auch das Pumpengehäuse 9 ausfüllt. Ausfül­len bedeutet dabei nicht unbedingt, daß Kurbelgehäuse und Pumpengehäuse vollständig mit Öl gefüllt sind, sondern dies wird in der Regel eine Teilfüllung fassen, die ausreicht, um die bewegten Teile sowohl im Kurbel­gehäuse als auch im Pumpengehäuse ausreichend zu schmieren. Bei dieser Ausführungsform können mit einer einzigen Ölfüllung sowohl die bewegten Teile des Ver­brennungsmotors als auch die bewegten Teile der Pumpe geschmiert werden, so daß insgesamt eine Konstruktions­vereinfachung eintritt.


    Ansprüche

    1. Kolbenpumpe für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einem Verbrennungsmotor als Antrieb für den oder die Kolben und mit einer von dem Verbrennungs­motor angetriebenen Antriebsscheibe, an der die Kol­ben federnd anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß an das Kurbelwellengehäuse (6) des Verbrennungsmo­tors (1) ein Pumpengehäuse (9) angeformt ist, wel­ches die Antriebsscheibe (16) und zumindest einen Teil der Kolben (24) aufnimmt, daß die Motorwelle (7) aus dem Kurbelgehäuse (6) in das Pumpengehäuse (9) hineinragt und die Antriebsscheibe (16) trägt und daß die Motorwelle (7) im Übergangsbereich von dem Kur­belgehäuse (6) in das Pumpengehäuse (9) gelagert ist.
     
    2. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Kurbelgehäuse (6) zwei gegen­einander abgedichtete Halbschalen (3, 4) umfaßt und daß das Pumpengehäuse (9) an eine dieser Halb­schalen (3) angeformt ist.
     
    3. Axialkolbenpumpe nach einem der voranstehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwel­le (7) im Übergang des Kurbelgehäuses (6) zum Pum­pengehäuse (9) mittels eines Schrägkugellagers (10) gelagert ist.
     
    4. Axialkolbenpumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Kurbelgehäuses (6) mit dem Inneren des Pumpen­gehäuses (9) in Verbindung steht, so daß die Öl­füllung des Kurbelgehäuses (6) auch das Pumpenge­häuse (9) füllt.
     




    Zeichnung







    Recherchenbericht