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Title:
WOBBLE-PLATE MOUNTING ARRANGEMENT FOR A HIGH-PRESSURE CLEANING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/017694
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns simplifying the production of the motor shaft for a high-pressure cleaning device having a piston pump whose piston is driven by a motor via a wobble plate (4) connected in a rotationally rigid manner to the motor shaft. According to the invention, the wobble plate is connected by positive locking and in a rotationally rigid manner to a plastics coupling element which is mounted at the end face on the motor shaft which has a circular cross-section. A tension rod (24) mounted in the motor shaft (3) tensions the plastics coupling element against the end face (16) of the motor shaft (3) such that frictional engagement is produced.

Inventors:
VEIT EBERHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP1994/004088
Publication Date:
June 13, 1996
Filing Date:
December 08, 1994
Export Citation:
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Assignee:
KAERCHER GMBH & CO ALFRED (DE)
VEIT EBERHARD (DE)
International Classes:
B08B3/02; F04B1/14; (IPC1-7): B08B3/02; F04B1/14
Domestic Patent References:
WO1992016774A11992-10-01
Foreign References:
US4931678A1990-06-05
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Claims:
P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Hochdruckreinigungsgerät mit einer Kolbenpumpe, deren Kolben von einem Motor über eine drehfest mit der Motorwelle des Motors verbundene Taumel Scheibe angetrieben werden, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Taumelscheibe (4) durch einen Form schluß drehfest mit einem Kupplungselement (14) aus Kunststoff verbunden ist, welches stirnseitig auf die im Querschnitt kreisrunde Motorwelle (3) aufgesetzt ist und welches durch einen in der Mo¬ torwelle gehaltenen Zuganker (24) unter Ausbildung eines Reibschlusses gegen die Stirnseite (16) der Motorwelle (3) gespannt ist.
2. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker (24) zusätzlich die Taumelscheibe (4) in Richtung der Motorwellen¬ längsachse gegen das Kupplungselement (14) spannt.
3. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker (24) eine stirnseitig in die Motorwelle (3) eingeschraubte Spannschraube ist. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranste¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement eine Scheibe ist. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupp¬ lungselement (14) eine auf die Motorwelle (3) auf¬ gesteckte Hülse ist. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle (3) einen durchgehend gleichen Außendurchmesser hat. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle (3) in dem von der Hülse (24) überfangenen Bereich (28) einen ge¬ ringeren Außendurchmesser aufweist als in dem da¬ ran anschließenden Bereich. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse ( 24 ) an ihrem freien Rand eine stufenförmig vor¬ stehende, in Umfangsrichtung umlaufende Ringschul¬ ter (30) trägt.
4. 9 Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranste¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement ( 14 ) zwei einander gegenüberlie¬ gende, seitliche Abflachungen (18, 19) aufweist und daß diese an den Längskanten eines zentalen Langlochs (22) in der Taumelscheibe (4) anliegen.
5. 10 Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachungen (18, 19) in einer Stufe (20 beziehungsweise 21) enden, an die die Taumelscheibe (4) durch den Zuganker (24) an¬ gelegt wird.
Description:
TAU ELL-AGERUNGSANORDNUNG FÜR HOCHDRUCKREINIGUNGSGERAT

Die Erfindung betrifft ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Kolbenpumpe, deren Kolben von einem Motor über eine drehfest mit der Motorwelle des Motors verbundene Taumel¬ scheibe angetrieben werden.

Bei bekannten Hochdruckreinigungsgeräten dieser Bauart wird die Taumelscheibe dadurch drehfest mit der Motorwelle verbunden, daß die Motorwelle seitliche Abflachungen trägt und daß die Taumelscheibe mit einer komplementären zentra¬ len Ausnehmung über das Ende der Motorwelle greift, so daß die Kanten der Ausnehmung an den Abflachungen der Motor¬ welle anliegt. Man erhält dadurch eine formschlüssige Drehverbindung, Voraussetzung ist allerdings, daß die Mo¬ torwelle seitliche Abflachungen trägt. Um eine Motorwelle mit derartigen seitlichen Abflachungen zu versehen, muß die Motorwelle in einem besonderen Arbeitsgang bearbeitet werden, beispielsweise durch ein Fräswerkzeug. Da die Mo¬ torwelle in der Regel mit einem Drehwerkzeug hergestellt wird, bedeutet dies einen vollständig verschiedenen Ar¬ beitsgang mit einem verschiedenen Werkzeug, und diese zu¬ sätzliche Bearbeitung ist aufwendig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem gattungsgemäßen Hochdruckreinigungsgerät diesen zusätzlichen aufwendigen Arbeitsschritt zu vermeiden und eine drehfeste Verbindung zwischen Taumelscheibe und Motorwelle herzustellen ohne die Notwendigkeit einer zusätzlichen Bearbeitung der Mo¬ torwelle.

Diese Aufgabe wird bei einem Hochdruckreinigungsgerät der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Taumelscheibe durch Formschluß drehfest mit einem Kupplungselement aus Kunststoff verbunden ist, welches stirnseitig auf die im Querschnitt kreisrunde Motorwelle aufgesetzt ist und welches durch einen in der Motorwelle gehaltenen Zuganker unter Ausbildung eines Reibschlusses gegen die Stirnseite der Motorwelle gespannt ist.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß bei Verwendung eines derartigen Kupplungselements aus Kunst¬ stoff auf eine formschlüssige Drehverbindung zwischen dem Kupplungselement einerseits und der Motorwelle anderer¬ seits verzichtet werden kann. Man erhält eine ausreichend feste Drehverbindung allein durch einen Reibschluß, das heißt, dadurch, daß man das Kupplungselement stirnseitig gegen die Motorwelle spannt. Die Motorwelle kann bei dieser Konstruktion ihren kreisrunden Querschnitt behal¬ ten, es ist also nicht mehr notwendig, durch einen zusätz¬ lichen Arbeitsgang die Motorwelle im Verbindungsbereich unrund auszuführen, um durch Formschluß eine Drehverbin¬ dung zu erreichen.

Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, bei gattungsge¬ mäßen Hochdruckreinigungsgeräten die Motorwelle mit einer Kunststoffhülse zu überfangen, die auch durch einen Zugan¬ ker gegen die Stirnseite der Motorwelle gepreßt werden kann, diese Kunststoffhülse dient aber ausschließlich der elektrischen Isolierung der Taumelscheibe von der Motor¬ welle. Bei dieser vorgeschlagenen Konstruktion ist man je¬ doch weiterhin davon ausgegangen, daß auch zwischen der aufgesetzten elektrisch isolierenden Kunststoffhülse und der Motorwelle eine formschlüssige Verbindung notwendig ist, und aus diesem Grunde ist bei dieser vorgeschlagenen Konstruktion die Motorwelle weiterhin mit seitlichen Ab¬ flachungen versehen, die zwischen unter Ausbildung eines Formschlusses komplementäre Abflachungen der Kunststoff¬ hülse eingreifen (PCT/EP94/03086) .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Zuganker zusätzlich die Taumelscheibe in Richtung der Motorwellenlängsachse gegen das Kupplungs¬ element spannt. Man kann dadurch unter Verwendung eines einzigen Zugankers die Baueinheit aus Taumelscheibe, Kupp¬ lungselement und Motorwelle zusammenspannen.

Insbesondere kann der Zuganker eine stirnseitig in die Mo¬ torwelle eingeschraubte Spannschraube sein.

Bei einer ersten Ausführungsform ist das Kupplungselement eine Scheibe, die einfach zwischen die Taumelscheibe einerseits und die Stirnseite der Motorwelle andererseits eingelegt ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform das Kupplungselement eine auf die Motor¬ welle aufgesteckte Hülse ist. Dabei kann die Motorwelle einen durchgehend gleichen Außendurchmesser haben, jede Bearbeitung im AufSteckbereich kann also unterbleiben.

Es wäre auch möglich, daß die Motorwelle in dem von der Hülse überfangenen Bereich einen geringeren Außendurch¬ messer aufweist als in dem daran anschließenden Bereich. Um diese stufige Ausgestaltung der Motorwelle zu er¬ reichen, ist zwar ein zusätzlicher Arbeitsgang notwendig, dieser kann aber mit demselben Werkzeug und auf derselben Maschine ausgeführt werden, wie die Herstellung der Motor¬ welle selbst, so daß eine derartig stufige Ausbildung bei der Herstellung wesentlich weniger aufwendig ist als eine unrunde Ausgestaltung der Motorwelle, beispielsweise durch eine seitliche Abflachung.

Günstig ist es, wenn die Hülse an ihrem freien Rand eine stufenförmig vorstehende, in Umfangsrichtung umlaufende Ringschulter trägt. Diese kann als Anschlag für den inne¬ ren Käfig eines Kugellagers dienen, welches auf das hül- senförmige Kupplungselement aufgesteckt wird.

Um eine formschlüssige Verbindung zwischen Kupplungsele¬ ment einerseits und Taumelscheibe andererseits herzustel¬ len, kann vorgesehen sein, daß das Kupplungselement zwei einander gegenüberliegende seitliche Abflachungen aufweist und daß diese an den Längskanten eines zentralen Langlochs in der Taumelscheibe anliegen.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Abflachungen in einer Stufe enden, an die die Taumelscheibe durch den Zuganker angelegt wird.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugten Ausführungsfor¬ men der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Figur 1: eine schematische Ansicht eines Hochdruck¬ reinigungsgeräts mit detaillierter Dar¬ stellung des in Längsrichtung geschnittenen Taumelscheibenbereichs;

Figur 2: eine Längsschnittansicht des Taumelscheiben¬ bereichs bei einem abgewandelten Ausfüh¬ rungsbeispiel eines Hochdruckreinigungsge¬ räts und

Figur 3: eine Ansicht ähnlich Figur 2 bei einem wei¬ teren Ausführungsbeispiel eines Hochdruck¬ reinigungsgeräts.

Das in Figur 1 dargestellte Hochdruckreinigungsgerät um¬ faßt ein Gehäuse 1, in dem ein Elektromotor 2 mit einer in horizontaler Richtung verlaufenden Motorwelle 3 angeordnet ist. An ihrem aus dem Elektromotor 2 hervorstehenden freien Ende trägt die Motorwelle 3 eine Taumelscheibe 4, in der über ein Kugellager 5 eine Andruckscheibe 6 drehbar gelagert ist. An dieser stützen sich Kolben 7 einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Kolbenpumpe ab, die durch die Kolben 7 umgebende Schraubenfedern 8 gegen die Andruckscheibe 6 gedrückt werden.

Der Elektromotor 2 befindet sich in einem Motorgehäuse 9, an welches sich ein die Taumelscheibe 4, die Kolben 7 und die nicht dargestellte Pumpe umgebendes Pumpengehäuse 10 anschließt. Im Übergangsbereich bildet eine Querwand 11 des Motorgehäuses 9 ein Lagerschild aus, in dem sich der äußere Käfig 12 eines Kugellagers 13 abstützt, durch wel¬ ches die Motorwelle 3 in der Querwand 11 gelagert ist.

Auf die Motorwelle 3 ist stirnseitig eine Kunststoffhülse 14 aufgesteckt, deren Boden 15 an der Stirnseite 16 der Motorwelle 3 anliegt und deren Wand 17 die Motorwelle 3 dicht an deren Umfangsflache anliegend umgibt.

Der etwas dicker ausgebildete Boden 15 der Kunststoffhülse 14 trägt zwei einander gegenüberliegende seitliche, pa¬ rallel zur Motorwellenlängsachse verlaufende Abflachungen 18, 19, die jeweils in einer radial vorspringenden Stufe 20 beziehungsweise 21 enden. In diesem die Abflachungen 18, 19 tragenden Bereich taucht der Boden 15 der Kunst¬ stoffhülse 14 in eine komplementäre, zentrale, langloch- förmige Ausnehmung 22 der Taumelscheibe 4 ein, so daß die Längskanten der Ausnehmung 22 dicht an den Abflachungen 18, 19 anliegen und somit die Taumelscheibe 4 drehfest mit der Kunststoffhülse 14 verbinden.

Durch eine zentrale Öffnung 23 im Boden 15 der Kunststoff- hülse 14 ist eine Spannschraube 24 hindurchgesteckt, die in eine zentrale Innengewindebohrung 25 in der Stirnseite der Motorwelle 3 eingeschraubt ist. Auf die Spannschraube 24 ist ein metallischer, seitlich über den Kopf der Spann¬ schraube 24 vorstehender Teller 26 aufgesteckt, dieser ist

zusaπunen mit dem Kopf der Spannschraube 24 und dem un¬ mittelbar daran anschließenden Schaftbereich der Spann¬ schraube 24 kunststoffumspritzt, so daß die Spannschraube 24 einen vergrößerten Kunststoffköpf 27 trägt, der sich an der Taumelscheibe 4 abstützt und diese beim Eindrehen der Spannschraube 24 in die Motorwelle 3 gegen die Stufen 20, 21 der Kunststoffhülse 14 drückt. Außerdem spannt die Spannschraube 24 den Boden 15 der Kunststoffhülse 14 gegen die Stirnseite 16 der Motorwelle 3 und stellt damit im An¬ lagebereich des Bodens 15 an der Stirnseite 16 einen Reib¬ schluß her, durch den die Kunststoffhülse 14 beim Drehen der Motorwelle 3 mitgenommen wird, und zwar ohne die Not¬ wendigkeit eines Formschlusses zwischen Motorwelle 3 einerseits und Kunststoffhülse 14 andererseits. Die Kunst¬ stoffhülse 14 bildet somit ein Kupplungselement zwischen Motorwelle und Taumelscheibe, welches im Übergangsbereich zur Motorwelle ohne Formschluß auskommt. Es ist daher nicht notwendig, die Motorwelle in diesem Bereich zur Aus¬ bildung eines Formschlusses unrund auszugestalten. Das Kupplungselement kann beispielsweise aus hochfesten Hoch¬ temperaturwerkstoffen, zum Beispiel Polyphenylensulfid (PPS), Polyphtalamid (PPA), Polyaryletherketon (PAEK) oder aus Duroplasten bestehen, dabei ist es günstig, wenn diese Kunststoffe eine Shorehärte > 70 Shore D aufweisen.

Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten, unterschied¬ lichen Ausführungsformen unterscheiden sich nur in wenigen Details, einander entsprechende Teile tragen daher diesel¬ ben Bezugszeichen. Bei dem in Figur 1 dargestellten Aus¬ führungsbeispiel kann die Motorwelle über ihre gesamte Länge einen konstanten Außendurchmesser aufweisen, bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 und 3 weist die Motor¬ welle in dem von der Kunststoffhülse 14 überfangenen Be¬ reich einen Abschnitt 28 mit geringerem Außendurchmesser

auf, jedoch ist auch in diesem Abschnitt 28 die Motorwelle 3 kreisrund ausgeführt, so daß die Herstellung des Ab¬ schnitts 28 mit demselben Drehwerkzeug erfolgen kann, mit dem die Motorwelle insgesamt hergestellt wird.

Die Kunststoffhülse 14 trägt an ihrem dem Boden 15 gegen¬ überliegenden Ende eine unter Ausbildung einer Stufe 29 radial vorstehende und in Umfangsrichtung verlaufende Ringschulter 30, deren Stufe 29 einen Anschlag für den inneren Käfig 31 des Kugellagers 13 bildet, welches die Kunststoffhülse 14 unmittelbar umgibt. Die Motorwelle 3 wird also im Kugellager 13 unter Zwischenlage der Kunst¬ stoffhülse 14 gelagert.

In dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 erstreckt sich die Kunststoffhülse 14 in Längsrichtung über den Abschnitt 28 mit geringerem Außendurchmesser hinaus und umgibt auch einen Teil der Motorwelle 3 mit größerem Außendurchmesser, bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist die Kunst¬ stoffhülse 14 so kurz ausgebildet, daß sie nur in dem Ab¬ schnitt 28 mit geringerem Außendurchmesser angeordnet ist. Im Bereich der Ringschulter 30 wird in allen Fällen zu¬ sätzlich durch eine Ringdichtung 32 eine Abdichtung zwischen der Kunststoffhülse 14 und der Querwand 11 herge¬ stellt, so daß auf diese Weise auch das Innere des Motor¬ gehäuses 9 gegenüber dem Inneren des Pumpengehäuses 10 ab¬ gedichtet ist. Zur Herstellung dieser Abdichtung kann die Ringschulter 30 eine metallische Außenschicht 33 tragen, die beispielsweise durch einen Metallring 34 gebildet wird, der auf das freie Ende der Kunststoffhülse 14 aufge¬ steckt wird.