DE8910468U1

DE8910468U1 - Hochdruckkolbenpumpe für Reinigungsgeräte od.dgl.

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Publication number: DE8910468U1
Application number: DE8910468U
Authority: DE
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 1989-09-01
Filing date: 1989-09-01
Publication date: 1989-11-02
Also published as: EP0414955A1

Description

HOEGER, STELLREGfHT *& PARTNER

PATENTANWAELTE UHtANDSTRASSE 14 c ■ D 70OO STUTTGART 1

A 49016 u Anmelderin: Alfred Kärcher GmbH & Co.

u-214 Alfred-Kärcher-Straße

3.1- August 1939 7057 Winnenden

HOCHBSfci CXKOLBENF^MPE FÜR REINIGUNGSGERÄT- &idiagr;"5R DERGLEICHEN

Die Neuerung betrLfft eine Hochdruckkolbenpumpe für Reinigungsgeräte oder dergleichen mit einem die Kolben peris^isch verschiebenden Antrieb, die im wesentlichen aus Keramik bestehen und einen Kopf aufweisen, der ml«: dem Antrieb in Wirkverbindung steht. Eine solche Hochdruckpumpe ist beispielsweise aus der DE-OS 37 02 446 bekannt.

Obwohl durch die Verwendung des Keramikmaterials an Stelle des herkömmlichen metallischen Materials für die Kolben eine wesentliche Gewichtseinsparung erzielt wird, ergeben sich bei der Festlegung des dem Antrieb zugewandten Kopfes der Kolben Schwierigkeiten. Es ist beispielsweise notwendig, komplizierte Bördelverbindungen herzustellen, die den Herstellungeprozeß komplizieren und erhöhte Herstellungskosten bedingen und die außerdem mit der Gefahr verbunden sind, durch das Einbringen einer Umfangsnut die Stabilität eines solchen Keramikkolben zu beeinträchtigen.

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Ks ist Aufgabe dar Erfindung, eine gattungsgemäße Hochdruckpumpe so zu verbessern, daß im wesentlichen aus Keramik bestehende Kolben verwendet werden können, die in eiafacherer Weise mit exnem dem Antrieb zugewandten Kopf zu verbinden sind, ohne daß die Stabilität der gesamten Anordnung beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Hochdruckkolbenpumpe dor eingangs beschriebenen Art neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kolben eine durchgehende Längsbohrung aufweisen, daß sich in dieser ein sich am pumpkammerseitigen Ende des Kolbens abstutzender Zuganker befindet, der auf dem antriebsseitigen Ende des Kolbens mit dem Kopf verbunden ist und diesen gegen die Stirnseite des Kolbens spannt.

Der Kolben wird also hülsenförmig ausgebildet, wobei der hohle Kern oder die Längebohrung bereits bei der Formung des Kolbens hergestellt wird, das heißt der Ausdruck "Längsbohrung" bedeutet nicht unbedingt, daß der hohle Innenraum U9S Kolbens tatsächlich durch Einbringen einer Bohrung hergestellt wird. Dieser Ausdruck könnte auch durch "Längekanal" oder einen ähnlichen Ausdruck ersetzt werdeil.

Wesentlich ist, daß der hUlsenförmige Keramikkolben von einem Zuganker durchsetzt wird, der sich auf der dem Antrieb abgewandten Seite am Kolbenäußeren abstutzt und der Antriebsseite mit dem Kopf so verbunden ist, daß der Kopf gegen die Stirnseite des Kolbens gespannt wird. Da-

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durch wird der Kolben nur mit Druckkräften beaufschlagt, außerdem ergibt sich eine sehr einfache Montage eines solchen Kolbens. Insgesamt wird eine Gewicistssinsparung gegenüber massiven Metallkolben erzielt, außerdem kann die chemische Widerstandsfähigkeit des Keramikmaterials ausgenutzt werden.

Vorteilhaft ist es, wenn der Zuganker pegen die Innenwand der Längsbohrung abgedichtet ist, so daß dadurch das Innere der Pumpkammer gegenüber der Antriebsseite eine Abdichtung erfährt.

Der Zuganker kann sich an der pumpkammerseitigen Stirnseite des Kolbens über ein Stützelement abstützen, welches einen größeren Radius hat als die Längsbohrung im Kolben.

Das Stützelement kann bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Zuganker ausgebildet sein.

Der Kopf kann auf das antriebsseitige Ende des Zugankers aufgeschraubt sein, bei einer anderen Ausführungsform bestehen Zuganker und Kopf aus Kunststoff und sind miteinander verschweißt oder verklebt.

Auch andere Verbindungsarten sind möglich, beispielsweise können Kopf und Zuganker vernietet oder miteinander verlötet sein.

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Günstig ist es, wenn der Kopf einen Federstützteller gegen die antriebsseitige Stirnseite des Kolbens spannt oder Wenn der Köpf selbst; einen Feuer &bgr;&idiagr;&udigr;&idiagr;&idigr;&idiagr;&bgr;&Igr;&Igr;&bgr;&Ggr; tläyt · An diesem kann sich eine den Kolben umgebende, den Kolben gegen die Taumelscheibe eines Taumelscheibenantriebes andrückende Feder abstützen.

Bei einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel ist der Kopf als metallisches Anlageelement an einen Taumelscheibenantrieb ausgebildet, der Kopf kann bei einer abgewandelten Ausführungsfprm auch einen kugelgelagerten Gleitstein tragen, der an einem Taumelscheibenantrieb anliegt.

Bei einer anderen Ausführungsform ist der Kopf gelenkig mit dem Pleuel eines Kurbeltriebes verbunden.

Auf der Außenseite wird der Kolben in herkömmlicher Weise durch eine Hochdruckdichtung und eine Niederdruckdichtung abgedichtet. In manchen Fällen ergeben sich bei der Abdichtung gegenüber dem Außenmantel des Keramikkolbens aufgrund der Keramikrauhigkeit Schwierigkeiten. Es kann dann vorgesehen sein, daß der Kolben cn seinem antriebsseitigen Ende, an dem er abgedichtet ist, einen Außenmantel aus Stahl aufweist, beispielsweise in Form einer aufgepreßten Hülse oder in Form eines Kolbenbereichs, der sich an den Keramikkolbenbereich anschließt.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Neuerung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

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Figur 1: eine Telliangsschnlttanslcht durch eine Köünux'üökpüräpe im Bereich einer Fünip-

kanunor mit einem Kolben aus Keramik und einem Zuganker;

Figur 2: eine Ansicht des antriebsseitigen Endes des Kolbens bei einem abgewandelten Ausfuhrungsbeispiel mit einem an einer Taumelscheibe anliegenden Gleitstein;

Figur 3: eine Teilansicht des antriebsseitigen Endes eines Kolbens gemäß Figur 1 in Verbindung mit einem Kurbeltrieb und

Kolben, dessen Mantel teils aus Keramik und teils aus Metall besteht.

In Figur 1 ist von einer Hochdruckkolbenpumpe herkömmlicher Bauart, die beispielsweise drei Pumpkammern aufweist, in die jeweils ein Kolben eintaucht, nur eine Pumpkammer mit einem Kolben dargestellt, außerdem sind die Antriebsmittel für den Kolben im wesentlichen weggelassen.

In eine zylindrische Pumpkammer 1 mit einem Einlaßventil 2 und einem Auslaßventil 3 taucht ein Kolben 4 ein. Dieser Kolben besteht aus einer kreiszylindrischen Keramikhülse mit einer zentralen Durchgangsöffnung oder Durchgangsbohrung 6. in der sicfL ein Zuganker 7 befindet.

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Dieser umfaßt eine sich an der pumpkammerseitigen Stirnfläche 8 der Keramikhülse abstutzende Scheibe 9, die ein-

Zugstange 10 verbunden 1st, an deren der Scheibe 9 gegenüberliegendem Ende ein Außengewinde 11 angeordnet ist. In der Zugstange 10 sind in zwei Umfangsnuten 12 Ringdichtungen 13 eingelegt, die die Innenwand der Durchgangsöffnung 6 gegenüber der Zugstange 10 abdichten.

Auf das Außengewinde 11 der Zugstange 10 ist ein Anlagekopf 14 aufgeschraubt, der einen Federteller 15 gegen die der Pumpkammer abgewandte Stirnseite 16 der KeramikhUlse 5 spannt. Der Federteller 15 steht radial über die KeramikhUlse 5 hervor, an ihm stützt sich eine den Kolben konzentrisch umgebende Schraubenfeder 17 ab, deren anderes Ende

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abgestützt ist. Durch die Schraubenfeder 17 wird der Kolben mit einer Kraft beaufschlagt, die ihn aus der Pumpkammer 1 herauszieht, so daß der Anlagekopf 14 mit einer schrägen Anlagefläche 19 elastisch gegen eine Taumelscheibe 20 eines im übrigen nicht dargestellten Artr ebes gedrückt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen Scheibe 9, Zugstange 10 und Anlagekopf 14 aus einem Metall, wobei zumindest der Anlagekopf 14 gehärtet ist.

Am Äußenmantel der Keramikhülse 5 liegt im Bereich der Pumpkammer 1 eine Hochdruckdichtung 21 an, die in eine Ringnut 22 im Pumpengehäuse eingelegt ist, während eine Niederdr^okdictvtung 23 im Bereich der Führung 18 am Außenmantel der KeramikhUlse 5 anliegt.

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Öle Abmessungen können so gewählt sein, daß der Kolben beispielsweise einen Durchmesser von 20 mm aufweist, wobei die Wandstärke der Keramikhülse 5 bei 7 mm liegt, so daß sich ein Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 6 von 6 mm ergibt.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Keramikhülse 5 über die gesamte Kolbenlänge. Bei einer Abwandlung entsprechend der Darstellung der Figur 4, in der entsprechende Teile dieselben'Bezugszeichen tragen wie in Figur 1, ist ein kleiner Bereich dieser Keramikhülse 5 durch eine weitere Hülse 5a aus einem Metall ersetzt, wobei in diesem Bereich die Niederdruckdichtung 23 anliegt. Auch könnte bei einem weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiel auf einen Teilbereich des Kolbens 5 eine Metallhülse aufgedrückt sein, wobei auch diese Metallhülse eine Dichtfläche gegenüber der Niederdruckdichtung 23 bilden würde.

Bei dem in Figur 2 dargestellten, abgewandelten Ausführungsbeispiel, welches im wesentlichen gleich aufgebaut 1st wie das der Figur 1 und bei dem gleiche Teile daher auch die gleichen Bezugszeichen tragen, trägt der Anlagekopf 14 eine Kugel 24, auf der ein Gleitstein 25 gelagert ist, der sich seinerseits an der Taumelscheibe 20 abstützt. Es ergibt eich somit eine kugelgelenkige Lagerung des Gleitsteine 25 an dem Anlagekopf 14.

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Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 3, hei dem wieder gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen tragen, ist der Anlagekopf 14 sit einem gabelartigen Legsr 26 versehen, tu dem mittels eines Kolbenbolzens 27 der Pleuel 28 eines Im übrigen nicht näher dargestellten Kurbeltriebes gelagert ist. Eine solche Lösung 1st dann von Vorteil, wenn kein Taumelscheibenantrieb verwendet wird, sondern ein Kurbelantrieb.

Während bei den dargestellten Ausfuhrungsbeispielen der Federteller 15 und der Anlagekopf 14 getrennte Bauteile sind, wäre es auch möglich, Anlagekopf und Federteller einstückig auszubilden.

Die Zugstange kann bei geringerer Belastung aus Kunststoff bestehen, dasselbe gilt für den Anlagekopf. Diese Teile können beispielsweise durch Verschweißen oder Verkleben miteinander verbunden sein.

Auch bei Verwendung von metallischen Materialien für den Zuganker und den Anlagekopf können andere Verbindungstechniken verwendet werden, beispielsweise Verschweißen, Verlöten oder Vernieten.

Wesentlich 1st bei allen AusfUhrungsbeispielen, daß der Anlagekopf 14 nicht unmittelbar am angrenzenden Bereich dee Keramikkolbens festgelegt ist, sondern über eine den gesamten hülsenförmig ausgebildeten Kolben durchsetzende Zugstange auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens abgestützt wird.

Claims

HOEGER₁ S'-fEtLRECHT & PARTNER

PATENTANWAELTE

UHLANDSTRASSE 14 c · d 7000 Stuttgart 1

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u-214 Alfred-Kärcher-Straße

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SCHUTZANSPRÜCHE

Hochdruckkolbenpumpe lür Reinigungsgeräte oder Jergleichen alt einem cL· i Kolben periodisch verschiebenden Antrieb, die im wesentlichen aus Keramik bestehen und einen Kopf aufwinden, der mit dem Antrieb in Wirkverbindung steht,

,dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (4) eine durchgehende Längsbohrung (6) aufweisen, daß sich in dieser ein sich am pumpkammerseitigen Ende (8) des Kolbens (4) abstützender Zuganker (7) befindet, der auf dem antriebsseitigen Ende (16) des Kolbens (4) mit dem Kopf (14) verbunden ist und diesen gegen die Stirnseite (16) des Kolbens (4) spannt.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker (7) gegenüber der Innenwand der Längsbohrung (6) abgedichtet 1st.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker (7) sich an der pumpkammerseitigen Stirnseite (8) des Kolbens (4) über ein Stützelement (9) abstutzt, welches einen größeren Radius hat als die Längsbohrung (6) im Kolben (4).

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4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (9) eine Sclbei.be ist.
5. Pumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (9) einstückig mit einer Zugstange (10) ausgebildet ist.
6. Pumpe nach einem der voranstellenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (14) auf das antriebsseitige Ende des Zugankers (7) aufgeschraubt ist.
7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Zuganker (7) und Kopf (14) aus Kunststoff bestehen und miteinander verschweißt oder verklebt sind.
8. Pumpe nach einem der Ansprache 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Zuganker (7) und Kopf (14) miteinander vernietet sind.
9. Pump· nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (14) einen Federo tut &zgr; teller (15) gegen die antriebttseiuige Stirnseite (16) des Kolbens (4) spannt.

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10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (14) einen Federstützteiler (15) trägt.
11. Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der napf (14) als metallisches Anlageelement an einen Taumelscheibenantrieb (20) ausgebildet ist.
12. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (14) einen kugelgelagerten Gleitstein (25) trägt, der an einem Taumelscheibenantrieb (20) anliegt.
13. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (14) gelenkig mit dem Pleuel (28) eines Kurbeltriebes verbunden ist.
14. Pumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) an seinem antriebsseitigen Ende einen Außenmantel (5a) aus Stahl aufweist.