WO2000008335A1 - Motorpumpeneinheit für ein hochdruckreinigungsgerät - Google Patents

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WO2000008335A1
WO2000008335A1 PCT/EP1999/005674 EP9905674W WO0008335A1 WO 2000008335 A1 WO2000008335 A1 WO 2000008335A1 EP 9905674 W EP9905674 W EP 9905674W WO 0008335 A1 WO0008335 A1 WO 0008335A1
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WO
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bearing
drive
pump unit
swash plate
motor pump
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PCT/EP1999/005674
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Inventor
Robert Nathan
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Alfred Kaercher SE and Co KG
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Alfred Kaercher SE and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/64—Special methods of manufacture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/14—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B1/141—Details or component parts
    • F04B1/146—Swash plates; Actuating elements
    • F04B1/148—Bearings therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction

Definitions

  • the invention relates to a motor pump unit for a high-pressure cleaning device with a housing, a drive unit, and a piston pump driven by the latter, the pistons of which resiliently abut against a swash plate driven by the drive unit, with a drive plate which is non-rotatably connected to the drive unit at its swash plate end with its side facing the drive unit via a support bearing that rotates in a plane that runs essentially transversely to the longitudinal direction of the pistons, and with a swash plate bearing via which the swash plate rests on a part of the same on the other side of the drive plate, the swash plate bearing in a plane is rotatable, which is inclined relative to the plane transverse to the longitudinal direction of the pistons.
  • a motor pump unit of the type described in the introduction is known, for example, from US 2,941,475.
  • the diameter of the support bearing corresponds to that of the swash plate bearing.
  • the tilting moments that occur cannot be transmitted directly via the support bearing to a bearing plate of the housing without the support bearing being particularly stressed. This inevitably leads to increased wear. That is why An additional radial bearing is arranged at the end of a motor shaft, which absorbs the tilting moments that occur.
  • a disadvantage of this motor pump unit is that the additional radial bearing is necessary to support the drive plate on a bearing plate of the housing.
  • the manufacture of the drive plate is cumbersome and complex.
  • This choice of bearing diameter makes it possible to dispense with a further radial bearing for supporting the swash plate end of the drive unit.
  • the tilting moments that occur on the swashplate can be transmitted safely and without fear of wear to the end shield of the housing, because the larger diameter of the support bearing means that radial forces can also be transmitted well.
  • the support bearing and the swashplate bearing are each formed by a roller bearing.
  • Rolling bearings are available in various sizes and designs as mass products. This reduces the manufacturing costs and also facilitates the procurement of spare parts.
  • the drive plate has circular bearing troughs for the support bearing and the swashplate bearing and that the axis of rotation of the drive plate runs through the center points of the circles described by the bearing troughs.
  • the arrangement of the bearing troughs for the two bearings on the drive plate also reduces the need for parts.
  • the bearing bodies of the two bearings are only inserted into the associated channel. A fixation in the axial direction is not necessary since the swash plate presses against the swash plate bearing by the spring-held pistons. This also presses the drive plate against the support bearing, which is why the two bearings are held and guided securely in the bearing grooves.
  • the special arrangement of the axes of rotation of the bearings relative to the axis of rotation of the drive plate minimizes the unbalance of the unit of swash plate, drive plate and the two bearings.
  • the drive plate through at least three interconnected, mutually inclined, concentric annular regions is particularly advantageous is formed and when the middle and the outer region have the two channel grooves. In this way, it is possible to individually adapt the drive plate to the available bearings.
  • the middle and the outer region run parallel to the planes in which the respectively associated bearings can be rotated.
  • the drive plate can thus be produced in a particularly simple manner, for example from a continuous plate on which an annular, inclined plane is placed.
  • the drive plate is formed by a deep-drawn sheet metal part.
  • the drive plate can be formed with minimal material and manufacturing costs.
  • the bearing troughs can be particularly easily stamped into a sheet metal part or molded in in another way. This also minimizes the number of machining steps for the drive plate.
  • the drive unit is formed by a motor and a gear driven by it.
  • the separation of the drive unit into the motor and gearbox enables a combination of standard motors with standard gearboxes in order to achieve an individually desired speed at the swashplate end of the drive unit.
  • the motors can then always be operated in the optimal working area.
  • the gear driven by a motor shaft is arranged on the swash plate end of the motor shaft. In this way, the most compact possible design can be achieved.
  • the gear is formed by a planetary gear.
  • a planetary gear offers itself because the central drive wheel can be driven directly by the motor shaft, for example. This provides optimal power transmission without creating additional unbalance.
  • a planetary gear offers particularly favorable radial support for the motor shaft.
  • a central drive wheel of the planetary gear is arranged on the motor shaft in a rotationally fixed manner.
  • the motor shaft drives the planetary gear directly, which leads to optimal power transmission, reduces the number of components required and minimizes the overall design.
  • the swashplate end of the gear is connected to the drive plate.
  • the connection of the gearbox and drive plate makes it possible to dispense with an additional radial bearing.
  • the swashplate end of the gearbox is thus supported indirectly via the drive plate and the support bearing on the housing.
  • the direct connection also reduces the overall length of the motor pump unit, since no additional drive shaft is required.
  • the drive unit has a driving element which engages in a recess in the drive plate.
  • a connection of the drive unit to the drive plate is thus formed in the simplest possible way, which in particular allows simple assembly by plugging the two parts into one another.
  • the driving element does not have to fill the entire recess of the drive plate, but it is particularly advantageous if the driving element engages in the recess in a form-fitting manner. This optimizes the power transmission from the driving element to the drive plate, while reducing the frictional forces that occur to a minimum.
  • the positive connection is formed by star-shaped teeth. With a central arrangement of the teeth, the drive forces are transmitted most evenly. All possible numbers of teeth are conceivable, including one or two teeth.
  • the recess is arranged on the interior of the three regions of the drive plate.
  • a function is thus assigned to each of the three areas, the inner serves to transmit power from the drive unit.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a high-pressure cleaning device with a motor pump unit according to the invention
  • Figure 2 is a sectional view through a motor pump unit in the area of the drive plate and
  • Figure 3 a partial cross section through the inner region of the drive plate.
  • a high-pressure cleaning device 1 is shown schematically in broken lines.
  • a motor pump unit provided overall with the reference number 3, within a housing 2, which extends along a longitudinal direction of the high-pressure cleaning device 1.
  • the motor pump unit 3 comprises a motor 4, only shown schematically, which drives a motor shaft, not shown in detail.
  • the axis of rotation of the motor shaft extends in the axial direction of the motor 4.
  • a planetary gear 5 is arranged at the end of the motor shaft.
  • the central drive wheel 6 of the planetary gear 5 is rotatably connected to the motor shaft.
  • the central drive wheel is surrounded by three planet gears 7. circles.
  • the planet gears 7 are each arranged on a finger-shaped bearing arm 8 which is laterally offset with respect to the axis of rotation.
  • Each bearing arm 8 is connected to a cylindrical bearing body 10 of the planetary gear mechanism 5 on an end face 11 of the bearing body 10 via a connecting web 9 directed obliquely towards the axis of rotation.
  • the bearing body 10 is arranged rotationally symmetrically on the axis of rotation.
  • the planet gears 7 additionally mesh on the toothed inside of a hollow cylindrical gear wall 12 which surrounds the planet gears 7 radially on the outside.
  • a cylinder 34 is arranged, the height of which in the axial direction corresponds to approximately twice the height of the bearing body 10.
  • the radius of the cylinder 34 is approximately half the radius of the bearing body 10.
  • a six-toothed star body 13 which surrounds the cylinder 34 and whose height in the axial direction is approximately one third of the height of the cylinder 34 .
  • the substantially circular drive plate 15 has the opening 14 in its center.
  • the drive plate 15 is supported with its area surrounding the opening 14 against the bearing body 10. On its side facing the bearing body 10, it has a continuous circular bearing groove 16, the diameter of which is approximately 6/7 of the diameter of the Drive plate 15 is.
  • the bearing groove 16 is shaped so that bearing balls 17 guided in a bearing cage 18 can roll as smoothly as possible.
  • also slightly larger diameter cylindrical wobble bearing housing 19 extends a projection 20 pointing radially towards the axis of rotation, which extends over the entire circumference.
  • the radial dimensions of this annular projection 20 correspond approximately to the area of the drive plate 15 which supports the bearing groove 16.
  • annular channel body 21 Arranged on this projection 20 on its side facing away from the motor 4 is an annular channel body 21 which extends parallel to the projection 20 in the radial direction towards the axis of rotation, but protrudes somewhat beyond the projection 20.
  • the channel body 21 has a bearing channel 22, the diameter of which corresponds to the bearing channel 16 and in which the bearing balls 17 can roll. In this way, the channel body 21 with the bearing channel 22, the bearing cage 18 with the bearing balls 17 guided therein and the outer region of the drive plate 15 with the bearing channel 16 form a support bearing via which the drive plate 15 is supported on the projection 20.
  • the drive plate 15 is not designed continuously as a flat disk; rather, it has a trough-shaped depression 23 which extends about a third of the radius, the depth of which in the axial direction is linear over a radial angular range of 180 ° from 0 to a maximum value increases to drop back to 0 over a further 180 ° angle range.
  • the center line of the radial recess 23 extends at a distance from the axis of rotation which is approximately 2/3 of the diameter of the drive plate 15.
  • the recess 23 creates an inclined circular disk-shaped path 24 on the other side of the drive plate 15.
  • This track formed on the side of the drive plate 15 facing away from the motor 4 is also provided with a bearing groove 25.
  • the balls 26 of another roller bearing held in a bearing cage 27 run in this channel.
  • a flat circular swash plate 28 is biased against these balls by the axially extending pistons 29 of an axial piston pump, generally designated 30, by the springs 31 surrounding the pistons 29 in the direction of the motor 4.
  • the swash plate 28 has on its side facing away from the piston 29 a further bearing groove 32, the diameter of which corresponds to that of the bearing groove 25.
  • the swash plate with the bearing groove 32, the bearing cage 27 with the balls 26 held therein and the drive plate with the track 24 and the bearing groove 25 arranged thereon form a swash plate bearing.
  • the swash plate 28 has a central circular opening 33, the diameter of which is selected so that the cylinder 34 can protrude without contact.
  • the radii of the bearing grooves 16 and 22 are significantly smaller than those of the bearing grooves 25 and 32 in this embodiment.
  • the drive plate 15 has reinforcements 35 on the other side of the bearing grooves 16, 22, 25 and 32 in order to increase the stability of the drive plate 15.
  • the drive plate 15 is preferably produced from a flat sheet metal disk by means of a deep-drawing process. As a result, the drive plate 15 is easy to form and can be produced from one piece.

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Abstract

Um eine Motorpumpeneinheit für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einem Gehäuse, einer Antriebseinheit, und eine von dieser angetriebenen Kolbenpumpe, deren Kolben (29) federnd an einer von der Antriebseinheit angetriebenen Taumelscheibe (28) anliegen, mit einer drehfest mit der Antriebseinheit an deren taumelscheibenseitigem Ende verbundenen Antriebsplatte (15), die mit ihrer der Antriebseinheit zugewandten Seite über ein in einer im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Kolben verlaufenden Ebene drehbares Stützlager (18) an dem Gehäuse anliegt und mit einem Taumelscheibenlager (27), über das die Taumelscheibe auf der anderen Seite der Antriebsplatte an einem Teil derselben anliegt, wobei das Taumelscheibenlager in einer Ebene drehbar ist, die gegenüber der quer zur Längsrichtung der Kolben verlaufenden Ebene geneigt ist, derart auszubilden, dass der Taumelscheibenantrieb mit einer minimalen Anzahl von besonders einfach herzustellenden Teilen gebildet werden kann, wird vorgeschlagen, dass der Durchmesser des Stützlagers grösser ist als der Durchmesser des Taumelscheibenlagers.

Description

MOTORPUMPE EINHEIT FÜR EIN HOCHDRUCKREINIGUNGSGERÄT
Die Erfindung betrifft eine Motorpumpeneinheit für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einem Gehäuse, einer Antriebseinheit, und eine von dieser angetriebenen Kolbenpumpe, deren Kolben federnd an einer von der Antriebseinheit angetriebenen Taumelscheibe anliegen, mit einer drehfest mit der Antriebseinheit an deren taumel- scheibenseitigern Ende verbundenen Antriebsplatte, die mit ihrer der Antriebseinheit zugewandten Seite über ein in einer im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Kolben verlaufenden Ebene drehbares Stützlager an dem Gehäuse anliegt und mit einem Taumelscheibenlager, über das die Taumelscheibe auf der anderen Seite der Antriebsplatte an einem Teil derselben anliegt, wobei das Taumelscheibenlager in einer Ebene drehbar ist, die gegenüber der quer zur Längsrichtung der Kolben verlaufenden Ebene geneigt ist.
Eine Motorpumpeneinheit der eingangs beschriebenen Art ist beispielsweise aus der US 2,941,475 bekannt. Bei dieser Motorpumpeneinheit entspricht der Durchmesser des Stützlagers demjenigen des Taumelscheibenlagers. Die auftretenden Kippmomente können bei dieser Anordnung nicht direkt über das Stützlager auf ein Lagerschild des Gehäuses übertragen werden, ohne daß das Stützlager besonders stark beansprucht wird. Dies führt zwangsläufig zu einem erhöhten Verschleiß. Deshalb wird ein zusätzliches Radiallager am Ende einer Motorwelle angeordnet, das die auftretenden Kippmomente auffängt.
Nachteilig bei dieser Motorpumpeneinheit ist, daß das zusätzliche Radiallager zur Abstützung der Antriebsplatte an einem Lagerschild des Gehäuses notwendig ist. Außerdem ist die Herstellung der Antriebsplatte umständlich und aufwendig.
Es ist dementsprechend Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorpumpeneinheit der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß der TaumelScheibenantrieb mit einer minimalen Anzahl von besonders einfach herzustellenden Teilen gebildet werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Motorpumpeneinheit für ein Hochdruckreinigungsgerät der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Durchmesser des Stützlagers größer ist als der Durchmesser des Taumelscheibenlagers.
Durch diese Wahl der Lagerdurchmesser ist es möglich, auf ein weiteres Radiallager zur Abstützung des taumel- scheibenseitigen Endes der Antriebseinheit zu verzichten. Die an der TaumelScheibe auftretenden Kippmomente können sicher und ohne einen zu befürchtenden Verschleiß auf das Lagerschild des Gehäuses übertragen werden, denn durch den größeren Durchmesser des Stütz- lagers können auch Radialkräfte gut übertragen werden. Insgesamt wird dadurch eine Vereinfachung des Taumelscheibenantriebs erreicht, was insbesondere die Zahl der Verschleißteile, den konstruktiven Aufwand für die Antriebsplatte sowie die Fertigungszeit für die Motorpumpeneinheit drastisch reduziert.
Besonders günstig ist es, wenn das Stützlager und das Taumelscheibenlager jeweils durch ein Wälzlager gebildet werden. Wälzlager sind in verschiedenen Größen und Ausführungen als Massenprodukte verfügbar. Dies reduziert die Herstellungskosten und erleichtert zusätzlich die Ersatzteilbeschaffung.
Bei einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die Antriebsplatte kreisförmige Lagerrinnen für das Stützlager und das Taumelscheibenlager aufweist und daß die Drehachse der Antriebsplatte durch die Mittelpunkte der durch die Lagerrinnen beschriebenen Kreise verläuft. Die Anordnung der Lagerrinnen für die beiden Lager an der Antriebsplatte reduziert zusätzlich den Teilebedarf. Die Lagerkörper der beiden Lager werden dabei nur in die jeweils zugehörige Lagerrinne eingelegt. Eine Fixierung in axialer Richtung ist nicht nötig, da die Taumelscheibe durch die federnd gehaltenen Kolben gegen das Taumelscheibenlager drückt. Dadurch wird auch die Antriebsplatte gegen das Stützlager gepreßt, weshalb die beiden Lager sicher in den Lagerrinnen gehalten und geführt werden. Durch die besondere Anordnung der Drehachsen der Lager relativ zur Drehachse der Antriebsplatte wird die Unwucht der Einheit von Taumelscheibe, Antriebsplatte und der beiden Lager minimiert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Antriebsplatte durch mindestens drei miteinander verbundene, gegeneinander geneigte, konzentrische kreisringförmige Bereiche gebildet wird und wenn der mittlere und der äußere Bereich die beiden Lagerrinnen aufweisen. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die Antriebsplatte individuell auf die verfügbaren Lager abzustimmen. Der mittlere und der äußere Bereich verlaufen dabei jeweils parallel zu den Ebenen, in denen die jeweils zugeordneten Lager drehbar sind.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der innere und der äußere Bereich in der gleichen Ebene liegen. Die Antriebsplatte kann so besonders einfach hergestellt werden, beispielsweise aus einer durchgehenden Platte, auf die eine kreisringförmige schiefe Ebene aufgesetzt wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Antriebsplatte durch ein tiefgezogenes Blechteil gebildet wird. Auf diese Weise kann die Antriebsplatte mit minimalem Material- und Herstellungsaufwand geformt werden. Außerdem lassen sich die Lagerrinnen besonders leicht in ein Blechteil einprägen oder auf andere Weise einformen. Dadurch kann auch die Zahl der Bearbeitungsschritte für die Antriebsplatte minimiert werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Antriebseinheit durch einen Motor und ein von diesem angetriebenes Getriebe gebildet wird. Die Trennung der Antriebseinheit in Motor und Getriebe ermöglicht eine Kombination von Standardmotoren mit Standardgetrieben, um eine individuell gewünschte Drehzahl am taumelscheibenseitigern Ende der Antriebseinheit zu erreichen. Die Motoren können dann immer im optimalen Arbeitsbereich betrieben werden. Besonders günstig ist es, wenn das von einer Motorwelle angetriebene Getriebe am taumelscheibenseitigen Ende der Motorwelle angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine möglichst kompakte Bauform erreicht werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Motorwelle zusätzlich über das Getriebe am Gehäuse abzustützen. Ein zusätzliches Lager für die Motorwelle ist somit überflüssig.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Getriebe durch ein Planetengetriebe gebildet wird. Ein Planetengetriebe bietet sich an, weil das zentrale Antriebsrad beispielsweise direkt von der Motorwelle angetrieben werden kann. Dies bietet eine optimale Kraftübertragung ohne eine zusätzliche Unwucht zu erzeugen. Außerdem bietet ein Planetengetriebe eine besonders günstige radiale Abstützung der Motorwelle.
Besonders günstig ist es dabei, wenn ein zentrales Antriebsrad des Planetengetriebes drehfest auf der Motorwelle angeordnet ist. Die Motorwelle treibt dadurch direkt das Planetengetriebe an, was zu einer optimalen Kraftübertragung führt, die Zahl der erforderlichen Bauteile reduziert und insgesamt die Bauform minimiert.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das taumelscheiben- seitige Ende des Getriebes mit der Antriebsplatte verbunden ist. Die Verbindung von Getriebe und Antriebsplatte ermöglicht es, auf ein zusätzliches Radiallager zu verzichten. Das taumelscheibensei ige Ende des Getriebes stützt sich damit indirekt über die Antriebs- platte und das Stützlager am Gehäuse ab. Die direkte Verbindung reduziert zusätzlich die Baulänge der Motorpumpeneinheit, da keine zusätzliche Antriebswelle mehr erforderlich ist.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, daß die Antriebseinheit ein Mitnahmeelement aufweist, das in eine Ausnehmung der Antriebsplatte eingreift. Eine Verbindung der Antriebseinheit mit der Antriebsplatte wird so auf eine möglichst einfache Weise gebildet, was insbesondere ein einfaches Zusammenbauen durch Ineinanderstecken der beiden Teile erlaubt.
Das Mitnahmeelement muß dabei nicht die gesamte Ausnehmung der Antriebsplatte ausfüllen, jedoch ist es besonders vorteilhaft, wenn das Mitnahmeelement in die Ausnehmung formschlüssig eingreift. Dadurch wird die Kraftübertragung vom Mitnahmeelement auf die Antriebs- platte optimiert, die auftretenden Reibungskräfte dagegen auf ein Minimum reduziert.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Formschluß durch eine sternförmige Verzahnung gebildet wird. Bei einer zentralen Anordnung der Verzahnung werden so die Antriebskräfte am gleichmäßigsten übertragen. Dabei sind alle möglichen Zähnezahlen denkbar, auch ein- oder zweizähnige.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Ausnehmung am inneren der drei Bereiche der Antriebsplatte angeordnet ist. Jedem der drei Bereiche ist somit eine Funktion zugeordnet, die innere dient dabei der Kraftübertragung von der Antriebseinheit.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh- rungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
Figur 1 : einen Längsschnitt durch ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer erfindungsgemäßen Motorpumpeneinheit;
Figur 2: eine Schnittansicht durch eine Motorpumpeneinheit im Bereich der Antriebsplatte und
Figur 3 : einen ausschnittsweisen Querschnitt durch den inneren Bereich der Antriebsplatte.
In Figur 1 ist schematisch ein Hochdruckreinigungsgerät 1 strichpunktiert dargestellt. In seinem Inneren befindet sich innerhalb eines Gehäuses 2 eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 3 versehene Motorpumpeneinheit, die sich entlang einer Längsrichtung des Hochdruckreinigungsgeräts 1 erstreckt. Die Motorpumpeneinheit 3 umfaßt einen nur schematisch dargestellten Motor 4, der eine nicht näher dargestellte Motorwelle antreibt. Die Drehachse der Motorwelle erstreckt sich in axialer Richtung des Motors 4.
Am Ende der Motorwelle ist ein Planetengetriebe 5 angeordnet. Das zentrale Antriebsrad 6 des Planetengetriebes 5 ist drehfest mit der Motorwelle verbunden. Das zentrale Antriebsrad wird von drei Planetenrädern 7 um- kreist. Die Planetenräder 7 sind jeweils auf einem fingerförmigen Lagerarm 8 angeordnet, der gegenüber der Drehachse seitlich versetzt ist. Jeder Lagerarm 8 ist über einen schräg auf die Drehachse hin gerichteten Verbindungssteg 9 mit einem zylindrischen Lagerkörper 10 des Planetengetriebes 5 an einer Stirnseite 11 des Lagerkörpers 10 verbunden. Der Lagerkörper 10 ist rota- tionssymmetrisch auf der Drehachse angeordnet.
Die Planetenräder 7 kämmen zusätzlich auf der verzahnten Innenseite einer hohlzylindrischen Getriebewand 12, die die Planetenräder 7 radial außenseitig umgibt.
Auf der anderen Seite des Lagerkörpers 10 ist ein Zylinder 34 angeordnet, dessen Höhe in axialer Richtung etwa der doppelten Höhe des Lagerkörpers 10 entspricht. Der Radius des Zylinders 34 ist etwa halb so groß wie der Radius des Lagerkörpers 10. Direkt an den Lagerkörper 10 ist ein sechszähniger Sternkörper 13 angeformt, der den Zylinder 34 umgibt, und dessen Höhe in axialer Richtung etwa ein Drittel der Höhe des Zylinders 34 beträgt. Der sechszähnige Sternkörper 13, dessen maximaler Durchmesser kleiner als derjenige des Lagerkörpers 10 ist, greift formschlüssig in eine korrespondierende Durchbrechung 14 einer Antriebsplatte 15 ein. Die im wesentlichen kreisförmige Antriebsplatte 15 weist in ihrem Zentrum die Durchbrechung 14 auf.
Die Antriebsplatte 15 stützt sich mit ihrem die Durchbrechung 14 umgebenden Bereich gegen den Lagerkörper 10 ab. Auf ihrer dem Lagerkörper 10 zugewandten Seite weist sie eine durchgehende kreisförmige Lagerrinne 16 auf, deren Durchmesser etwa 6/7 des Durchmessers der Antriebsplatte 15 beträgt. Die Lagerrinne 16 ist so geformt, daß in einem Lagerkäfig 18 geführte Lagerkugeln 17 möglichst reibungsfrei abrollen können. Im Übergangsbereich zwischen der Getriebewand 12 und einem daran anschließenden, im Durchmesser etwas größeren ebenfalls hohlzylindrischen Taumellagergehäuse 19 erstreckt sich ein radial auf die Drehachse hin weisender Vorsprung 20, der sich über den gesamten Umfang erstreckt. Dieser kreisringförmige Vorsprung 20 entspricht in seinen radialen Dimensionen in etwa dem Bereich der Antriebsplatte 15, der die Lagerrinne 16 trägt. An diesem Vorsprung 20 ist auf seiner dem Motor 4 abgewandten Seite ein kreisringförmiger Rinnenkörper 21 angeordnet, der sich parallel zum Vorsprung 20 in radialer Richtung zur Drehachse hin erstreckt, jedoch etwas über den Vorsprung 20 hinaus ragt. Der Rinnenkörper 21 weist eine Lagerrinne 22 auf, deren Durchmesser der Lagerrinne 16 entspricht und in der die Lagerkugeln 17 abrollen können. Der Rinnenkörper 21 mit der Lagerrinne 22, der Lagerkäfig 18 mit den darin geführten Lagerkugeln 17 und der äußere Bereich der Antriebsplatte 15 mit der Lagerrinne 16 bilden auf diese Weise ein Stützlager, über das sich die Antriebsplatte 15 an dem Vorsprung 20 abstützt.
Die Antriebsplatte 15 ist jedoch nicht durchgehend als flache Scheibe ausgestaltet, vielmehr weist sie eine sich etwa über ein Drittel des Radius erstreckende rin- nenförmige Vertiefung 23 auf, deren Tiefe in axialer Richtung linear über einen radialen Winkelbereich von 180° von 0 auf einen maximalen Wert ansteigt, um über einen weiteren 180°-Winkelbereich wieder auf 0 abzufallen. Die Mittellinie der radialen Vertiefung 23 er- streckt sich dabei in einem Abstand von der Drehachse, der etwa 2/3 des Durchmessers der Antriebsplatte 15 beträgt. Durch die Vertiefung 23 entsteht auf der anderen Seite der Antriebsplatte 15 eine geneigte kreisscheibenförmige Bahn 24.
Diese auf der dem Motor 4 abgewandten Seite der Antriebsplatte 15 gebildete Bahn ist ebenfalls mit einer Lagerrinne 25 versehen. In dieser Rinne laufen die in einem Lagerkäfig 27 gehaltenen Kugeln 26 eines weiteren Wälzlagers. Gegen diese Kugeln wird eine flache kreisförmige Taumelscheibe 28 durch die sich in axialer Richtung erstreckenden Kolben 29 einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 30 versehenen Axialkolbenpumpe durch die die Kolben 29 umgebenden Federn 31 in Richtung auf den Motor 4 hin vorgespannt. Die Taumelscheibe 28 weist auf ihrer den Kolben 29 abgewandten Seite eine weitere Lagerrinne 32 auf, deren Durchmesser demjenigen der Lagerrinne 25 entspricht.
Die Taumelscheibe mit der Lagerrinne 32, der Lagerkäfig 27 mit den darin gehaltenen Kugeln 26 und die Antriebsplatte mit der Bahn 24 und der darauf angeordneten Lagerrinne 25 bilden ein Taumelscheibenlager. Darüber hinaus weist die Taumelscheibe 28 eine zentrale kreisförmige Öffnung 33 auf, deren Durchmesser so gewählt ist, daß der Zylinder 34 berührungsfrei hindurchragen kann. Die Radien der Lagerrinnen 16 und 22 sind bei dieser Ausführungsform deutlich kleiner als diejenigen der Lagerrinnen 25 und 32. Durch den Anpreßdruck der Federn 31 werden die Kolben 29 so stark gegen die Taumelscheibe 28 gedrückt, daß ein Kippmoment auf die Antriebsplatte 15 übertragen wird. Die Wahl des größeren Radius der Lagerrinnen 16 und 22 ermöglicht es, daß das Stützlager dieses Kippmoment aufnehmen und über den Rinnenkörper 21 auf den Vorsprung 20 übertragen kann. Es erfolgt somit ein Kraftfluß vom Kolben 29 über die Taumelscheibe 28, die Kugeln 26 auf die Antriebsplatte 15, weiter über die Lagerkugeln 17 auf den Rinnenkörper 21 und schließlich auf den Vorsprung 20.
Die Antriebsplatte 15 weist jeweils auf der anderen Seite der Lagerrinnen 16, 22, 25 und 32 Verstärkungen 35 auf, um die Stabilität der Antriebsplatte 15 zu erhöhen. Bevorzugt wird die Antriebsplatte 15 aus einer flachen Blechscheibe mittels Tiefziehverfahren hergestellt. Dadurch ist die Antriebsplatte 15 leicht formbar und aus einem Stück herzustellen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Motorpumpeneinheit (3) für ein Hochdruckreinigungsgerät ( 1 ) mit einem Gehäuse ( 2 ) , einer Antriebseinheit (4, 5), und einer von dieser angetriebenen Kolbenpumpe ( 30 ) , deren Kolben ( 29 ) federnd an einer von der Antriebseinheit (4, 5) angetriebenen Taumelscheibe (28) anliegen, mit einer drehfest mit der Antriebseinheit (4, 5) an deren taumelscheibenseitigem Ende verbundenen Antriebsplatte (15), die mit ihrer der Antriebseinheit (4, 5) zugewandten Seite über ein in einer im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Kolben (29) verlaufenden Ebene drehbares Stützlager (21,
17, 18, 15) an dem Gehäuse (2) anliegt und mit einem Taumelscheibenlager (15, 26, 27, 28), über das die Taumelscheibe ( 28 ) auf der anderen Seite der Antriebsplatte (15) an einem Teil derselben anliegt, wobei das Taumelscheibenlager (15, 26, 27, 28) in einer Ebene drehbar ist, die gegenüber der quer zur Längsrichtung der Kolben ( 29 ) verlaufenden Ebene geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Stützlagers (21, 17,
18, 15) größer ist als der Durchmesser des Taumelscheibenlagers (15, 26, 27, 28).
2. Motorpumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützlager (21, 17, 18, 15) und das Taumelscheibenlager (15, 26, 27, 28) jeweils durch ein Wälzlager gebildet werden.
3. Motorpumpeneinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs- platte (15) kreisförmige Lagerrinnen (16, 25) für das Stützlager (21, 17, 18, 15) und das Taumelscheibenlager (15, 26, 27, 28) aufweist und daß die Drehachse der Antriebsplatte (15) durch die Mittelpunkte der durch die Lagerrinnen (16, 25) beschriebenen Kreise verläuft.
4. Motorpumpeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsplatte (15) durch mindestens drei miteinander verbundene, gegeneinander geneigte konzentrische kreisringförmige Bereiche (24) gebildet wird und daß der mittlere und der äußere Bereich die beiden Lagerrinnen (16, 25) aufweisen.
5. Motorpumpeneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere und der äußere Bereich in der gleichen Ebene liegen.
6. Motorpumpeneinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsplatte (15) durch ein tiefgezogenes Blechteil gebildet wird.
7. Motorpumpeneinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit durch einen Motor ( 4 ) und ein von diesem angetriebenes Getriebe (5) gebildet wird.
8. Motorpumpeneinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das von einer Motorwelle angetriebene Getriebe ( 5 ) am taumelscheibenseitigen Ende der Motorwelle angeordnet ist.
Mo orpumpeneinheit nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (5) durch ein Planetengetriebe gebildet wird.
10. Motorpumpeneinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentrales Antriebsrad (6) des Planetengetriebes ( 5 ) drehfest auf der Motor- welle angeordnet ist.
11. Motorpumpeneinheit nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das taumelschei- benseitige Ende des Getriebes ( 5 ) mit der Antriebsplatte (15) verbunden ist.
12. Motorpumpeneinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (4, 5) ein Mitnahmeelement (13) aufweist, das in eine Ausnehmung (14) der Antriebsplatte (15) eingreift.
13. Motorpumpeneinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnahmeelement (13) in die Ausnehmung (14) formschlüssig eingreift.
14. Motorpumpeneinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Formschluß durch eine sternförmige Verzahnung gebildet wird.
15. Motorpumpeneinheit nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung ( 14 ) am inneren der drei Bereiche der Antriebsplatte (15) angeordnet ist.
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