DE202015000639U1

DE202015000639U1 - Swash plate pump

Info

Publication number: DE202015000639U1
Application number: DE202015000639.6U
Authority: DE
Original assignee: Josef Kranzle & Co KG GmbH
Current assignee: Josef Kranzle & Co KG GmbH
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2015-01-29
Publication date: 2016-02-01
Anticipated expiration: 2025-01-30

Abstract

Taumelscheibenpumpe, insbesondere für Hochdruckreinigungsgeräte, mit an einer Taumelscheibe anliegenden und bei deren Drehung hin- und hergehend angetriebenen Pumpenkolben und mit einer die Taumelscheibe in Drehung versetzenden Motorwelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe (2) ein zentrales Innengewinde (4) aufweist, das direkt auf einem Außengewinde (4') der Motorwelle (1a) verschraubt ist.Swashplate pump, in particular for high-pressure cleaning devices, with a pumping piston resting against a swash plate and reciprocally driven during its rotation and with a motor shaft rotating the swashplate, characterized in that the swashplate (2) has a central internal thread (4) directly on an external thread (4 ') of the motor shaft (1 a) is screwed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Taumelscheibenpumpe, insbesondere für Hochdruckreiniger, mit an einer Taumelscheibe anliegenden und bei deren Drehung hin- und hergehend angetriebenen Pumpenkolben und mit einer die Taumelscheibe in Drehung versetzenden Motorwelle.The invention relates to a swash plate pump, in particular for high-pressure cleaner, with applied to a swash plate and during the rotation reciprocally driven pump piston and with a swash plate in rotation staggering motor shaft.

Bei solchen Taumelscheibenpumpen werden meist drei Pumpenkolben eingesetzt, die von einem elektrischen Antriebsmotor über eine Schräg- oder Taumelscheibe beaufschlagt sind. Eine derartige Taumelscheibenpumpe ist z. B. in der DE 36 12 936 beschrieben. Die Taumelscheibe (meist mit einem Drucklager und einer Druckscheibe) wird häufig mit einer Passfeder am freien Ende der Motorwelle drehfest montiert. Eine solche Wellen-Naben-Verbindung ist z. B. in der DE 37 024 446 gezeigt, wobei jedoch ein erheblicher Fertigungsaufwand erforderlich ist. Für die Passfeder ist nicht nur das Fräsen einer Passfedernut in der Motorweile nötig, sondern auch die Herstellung (meist durch Reiben und Stossen) der Gegennut in der zentralen Bohrung der Taumelscheibe. Hierzu sind eine Vielzahl von Fertigungsmaschinen und Aufspannungen erforderlich, die nicht nur erhebliche Fertigungszeit erfordert, sondern auch die Gesamtgenauigkeit für die Montage reduzieren kann.In such swash plate pumps usually three pump pistons are used, which are acted upon by an electric drive motor via a helical or swash plate. Such a swash plate pump is z. B. in the DE 36 12 936 described. The swash plate (usually with a thrust bearing and a thrust washer) is often rotatably mounted with a feather key at the free end of the motor shaft. Such a shaft-hub connection is z. B. in the DE 37 024 446 shown, but a considerable manufacturing effort is required. Not only the milling of a feather keyway in the engine bore is necessary for the key, but also the production (mostly by rubbing and poking) of the counter groove in the central bore of the swash plate. For this purpose, a variety of production machines and fixtures are required, which not only requires considerable production time, but can also reduce the overall accuracy of the assembly.

Zudem gibt es Lösungen mit abgeflachten Wellenstummeln, wobei dann der entsprechende Durchbruch in der Taumelscheibe meist nur durch Gießen herzustellen ist. Dies ergibt jedoch nur eine relativ schlechte Auswuchtung oder Rundlaufgenauigkeit, wobei die Fertigung und Montage immer noch relativ aufwändig bleibt.In addition, there are solutions with flattened stub shafts, in which case the corresponding breakthrough in the swash plate is usually only by casting. However, this only results in a relatively poor balancing or concentricity, with the production and assembly still remains relatively expensive.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine derartige Taumelscheibenpumpe im Aufbau so zu vereinfachen, dass die Fertigungs- und Montagezeit wesentlich reduziert wird.It is therefore an object of the invention to simplify such a swash plate pump in the structure so that the manufacturing and assembly time is substantially reduced.

Diese Aufgabe wird mit einer Taumelscheibenpumpe gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with a swash plate pump according to the features of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Bei der vorgeschlagenen Taumelscheibenpumpe, insbesondere für Hochdruckreiniger, ist vorgesehen, dass die Taumelscheibe ein zentrales Innengewinde aufweist, das direkt auf der Motorwelle (mit Außengewinde am Wellenzapfen ohne weitere Bearbeitung) verschraubt ist. Dies steht in überraschender Weise gegen den Konstruktionsgrundsatz „Gewinde zentriert nicht” (vgl.: Hoenow/Meißner: Konstruktionspraxis im Maschinenbau, Carl Hanser Verlag; ISBN: 978-3-446-43082-2; Seite 160 ff ). Durch diese einfache Verschraubung werden aufwändige Passfeder- oder ähnliche Wellen-Naben-Verbindungen vermieden, so dass die Herstellkosten wesentlich verringert werden. Auch bei einer Demontage kann die Verschraubung durch einen Hammerschlag in Gegenrichtung zur Laufrichtung (entspricht immer der Anzugsrichtung des Gewindes in der Taumelscheibe) einfach gelöst werden. Bevorzugt sind hierzu radial verlaufenden Stege an der Taumelscheibe vorgesehen, die zur Abstützung der schräg verlaufenden Druckscheibe meist ohnehin erforderlich sind und im Schmiede- oder Gussteil einfach auszuformen sind.In the proposed swash plate pump, in particular for high-pressure cleaner, it is provided that the swash plate has a central internal thread, which is bolted directly to the motor shaft (with external thread on the shaft journal without further processing). This is surprisingly contrary to the design principle "thread does not center" (cf. Hoenow / Meißner: Design Practice in Mechanical Engineering, Carl Hanser Verlag; ISBN: 978-3-446-43082-2; Page 160 ff ). This simple screwing elaborate feather key or similar shaft-hub connections are avoided, so that the production costs are substantially reduced. Even when disassembling the screw can be easily solved by a hammer blow in the opposite direction to the direction (always corresponds to the tightening direction of the thread in the swash plate). For this purpose, preferably radially extending webs are provided on the swash plate, which are usually required to support the oblique pressure disc anyway and are easy to shape in the forging or casting.

Vorzugsweise ist an der Taumelscheibe zur Motorwelle hin eine etwas abkragende Ring-Planfläche ausgebildet, die einem Innenring des Motorlagers gegenüberliegt. Dabei weisen die Ring-Planfläche und der Innenring der Motorlagerung die gleichen Abmessungen auf, so dass durch die hohe Vorspannung aufgrund der Gewinde-Verschraubung auch hohe Drehmomente kraftschlüssig übertragen werden können. Zudem kann zwischen dieser Ring-Planfläche und dem Innengewinde der Taumelscheibe eine Zentrierstufe vorgesehen sein, die sich bevorzugt geringfügig (z. B. mit 2°) konisch zur Motorwelle hin öffnet. Hierdurch kann die Zentrierung und damit der Rundlauf der Taumelscheibe weiter verbessert werden. Diese Zentrierstufe kann mit der Drehbearbeitung der Taumelscheibe einfach und exakt hergestellt werden, um so in exakt definierter Weise am meist ohnehin geschliffenen Lagersitz der Motorwelle genau anzuliegen.Preferably, on the swash plate to the motor shaft out a slightly abkragende ring-plane surface is formed, which is opposite to an inner ring of the engine mount. In this case, the ring-plane surface and the inner ring of the motor bearing the same dimensions, so that high torques can be transmitted non-positively by the high bias due to the threaded fitting. In addition, a centering step can be provided between this ring-plane surface and the internal thread of the swash plate, which preferably opens slightly (eg, at 2 °) conically towards the motor shaft. As a result, the centering and thus the concentricity of the swash plate can be further improved. This centering can be easily and accurately made with the turning of the swash plate, so as to rest in a well-defined manner on the most already ground bearing seat of the motor shaft exactly.

Die Motorlagerung, genauer das zur Taumelscheibe hin liegende Wälzlager ist bevorzugt als Rillen-, oder Schulter-Kugellager, oder Kegelrollenlager ausgebildet, um so über seinen stabilen Innenring hohe Vorspannkräfte aufzunehmen und zur Motorenmitte hin an einem Ringbund der Motorwelle anzuleiten bzw. abzustützen. Somit wird mit wenigen Bauteilen eine drehfeste Wellen-Scheiben-Verbindung geschaffen, die in der Herstellung sehr genau ist und zudem sehr montagefreundlich ist. So muss z. B. die Taumelscheibe bei der Montage nur leicht auf der Motorwelle aufgeschraubt werden, da sie sich dann beim Einsatz wegen der vorgegebenen Drehrichtung (immer) selbst festzieht.The motor bearing, more specifically the rolling bearing lying towards the swash plate is preferably designed as a grooved or shoulder ball bearings or tapered roller bearings so as to receive high preload forces via its stable inner ring and to guide the engine center towards an annular collar of the motor shaft or support. Thus, with a few components a rotatable shaft-disk connection is created, which is very accurate in the production and also very easy to install. So z. As the swash plate during assembly are only slightly screwed onto the motor shaft, because then they tighten when using because of the predetermined direction of rotation (always) yourself.

In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass die Taumelscheibe einstückig als massives Dreh-, Schmiede- oder Stahlgussteil, oder Aluminiumgussteil, bzw. Kunststoff-Spritzgussteil (einteilig, oder zweiteilig) hergestellt ist, in das – neben der Außenbearbeitung – auf der Drehmaschine das zentrale Innengewinde eingearbeitet wird. Jedoch kann die Taumelscheibe auch aus verschiedenen Materialien bestehen, die fest miteinander verbunden sind, z. B zur Verschleißreduzierung oder die Taumelscheibe mit (keramischen) Beschichtungen versehen werden, z. B. auf der Ring-Planfläche, um den Reibungskoeffizienten und damit das maximal übertragbare Drehmoment zu erhöhen.In a preferred embodiment it is provided that the swash plate is made in one piece as solid rotary, forged or cast steel part, or aluminum casting, or plastic injection molded part (one-piece, or two-piece), in which - besides the external machining - on the lathe, the central internal thread is incorporated. However, the swash plate can also consist of different materials that are firmly connected to each other, eg. B for wear reduction or the swash plate with (ceramic) coatings are provided, for. B. on the ring plane surface to increase the friction coefficient and thus the maximum transmittable torque.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung nähert erläutert. Hierbei zeigt die (einzige): Hereinafter, a preferred embodiment will be explained with reference to the drawing. Here the (only) shows:

1: einen Teil-Längsschnitt durch eine Taumelscheibenpumpe. 1 : a partial longitudinal section through a swash plate pump.

In 1 ist der mittlere Bereich einer Taumelscheibenpumpe gezeigt, welcher zwischen einem hier links teilweise dargestellten Elektromotor 1 (bevorzugt ein Wechselstrom-Motor mit einer vorgegebenen Drehrichtung) und dem rechts teilweise gezeigten Pumpengehäuse 5 angeordnet ist. Hierbei wird über eine Taumelscheibe 2 die Drehbewegung des Elektromotors 1 über eine Motorwelle 1a in Hubbewegungen von hier drei Pumpenkolben 3 umgesetzt. Der Elektromotor 1 weist – in üblicher Weise – einen mit der Motorwelle 1a gekoppelten Rotor 1b, einen Stator 1c und ein Gehäuse 1d auf. Das freie Ende der Motorwelle 1a, also der Wellenzapfen zur Taumelscheibe 2 hin, ist hier zur Verdeutlichung ebenfalls schraffiert dargestellt, obwohl es sich um ein rotationssymmetrisches Bauteil handelt und einstückig mit der zentralen Motorwelle 1a geformt ist.In 1 is the middle portion of a swash plate pump shown which between an electric motor partially shown here on the left 1 (Preferably, an AC motor with a predetermined direction of rotation) and the pump housing partially shown on the right 5 is arranged. This is done via a swash plate 2 the rotary motion of the electric motor 1 via a motor shaft 1a in strokes from here three pump pistons 3 implemented. The electric motor 1 has - in the usual way - one with the motor shaft 1a coupled rotor 1b , a stator 1c and a housing 1d on. The free end of the motor shaft 1a , So the shaft journal to the swash plate 2 is also hatched for clarity, although it is a rotationally symmetric component and integral with the central motor shaft 1a is shaped.

Die Taumelscheibe 2 weist eine schräg zu ihrer Drehachse ausgerichtete Druckscheibe 2b auf, die sich gegen ein ringförmiges Drucklager 2a abstützt, um so die Pumpenkolben 3 axial zu beaufschlagen. Die Pumpenkolben 3 sind im Pumpengehäuse 5 geführt und von Schraubenfedern 3a umgeben, um so, wie an sich bekannt, über Pumpenkammern mit entsprechenden Ventilen Wasser unter hohem Druck zu einer Düse eines Hochdruckreinigers zu fördern. Die Taumelscheibe 2 (auch als Schrägscheibenträger bezeichnet) ist wegen der hohen Belastungen bevorzugt als Schmiede- oder Stahlgussteil hergestellt und weist zur Verbindung mit der freien Ende der Motorwelle 1a eine zentrale Bohrung auf, in der hier ein Innengewinde 4 eingearbeitet ist, insbesondere durch Drehbearbeitung in einer Aufspannung mit Herstellung der angrenzenden Funktionsteile, wie z. B. den Lagersitz für das o. g. Drucklager 2a oder benachbarte Planflächen.The swash plate 2 has an obliquely oriented to its axis of rotation thrust washer 2 B up against an annular thrust bearing 2a supports, so the pump piston 3 to act on axially. The pump pistons 3 are in the pump housing 5 guided and by coil springs 3a surrounded so as to promote, as known per se, pump chambers with corresponding valves water under high pressure to a nozzle of a high-pressure cleaner. The swash plate 2 (Also referred to as a swashplate carrier) is preferred because of high loads produced as a forged or cast steel part and has for connection to the free end of the motor shaft 1a a central bore on, here an internal thread 4 is incorporated, in particular by turning in a single clamping with production of the adjacent functional parts, such. B. the bearing seat for the above pressure bearing 2a or adjacent plane surfaces.

Wie ersichtlich, weist die Taumelscheibe 2 ein zentrales Innengewinde 4 auf, dass direkt auf der Motorwelle 1a verschraubt ist, genauer mit einem entsprechenden Außengewinde 4' auf dem vorstehenden Wellenzapfen der Motorwelle 1a. Zudem besitzt die Taumelscheibe 2 zur Motorwelle 1a hin eine Ring-Planfläche 2c, die einem Innenring 6a der Motorlagerung 6 gegenüberliegt. Hier ist nur ein Motorlager dargestellt, wobei es sich versteht, dass die Motorwelle 1a am hier nicht dargestellten linken Ende auch ein Wälzlager aufweist. Die Ring-Planfläche 2c und der Innenring 6a weisen bevorzugt die gleichen Abmessungen auf, liegen also vollflächig gegeneinander an, um so unter Vorspannung der Gewinde 4, 4' zum Pumpenbetrieb ausreichend hohe Drehmomente kraftschlüssig übertragen zu können.As can be seen, the swash plate 2 a central internal thread 4 on that right on the motor shaft 1a screwed, more precisely with a corresponding external thread 4 ' on the protruding shaft of the motor shaft 1a , In addition, owns the swash plate 2 to the motor shaft 1a towards a ring plane 2c that an inner ring 6a the engine storage 6 opposite. Here, only one engine mount is shown, it being understood that the motor shaft 1a Also has a rolling bearing at the left end, not shown here. The ring plane 2c and the inner ring 6a preferably have the same dimensions, so are the entire surface against each other, so as to bias the thread 4 . 4 ' to be able to transmit sufficiently high torques to the pump operation in a force-fitting manner.

Zur sicheren Zentrierung und damit Rundlaufgenauigkeit der Taumelscheibenpumpe kann zwischen der Ring-Planfläche 2c und dem Innengewinde 4 der Taumelscheibe 2 eine Zentrierstufe 2d angeordnet sein, welche geringfügig konisch (z. B. mit einem Öffnungswinkel von 2°) zur Motorwelle 1a hin ausgerichtet ist. Somit kann die Zentrierstufe 2d am meist geschliffenen Lagersitz 6c der Motorweile 1a direkt anliegen. Hier ist das Motorlager 6 als Schulter-Kugellager ausgebildet, kann jedoch auch ein Schrägrollenlager sein. Dabei sollte der Innenring 6a möglichst stabil ausgeführt sein, um die hohen, axialen Vorspannkräfte der Verschraubung (Gewinde 4, 4') auf einen zur Motorenmitte hin vorgesehenen Ringbund 6b der Motorwelle 1a abzustützen. Somit kann eine sichere, drehfeste Verbindung mit Kraftschluss erzielt werden, die sich aufgrund der vorgegebenen Drehrichtung im Betrieb der Pumpe zuverlässig selbst anzieht. Zur Demontage kann das Lösen der Schraubverbindung durch einen einfachen Hammerschlag in Gegenrichtung erfolgen. Hierzu kann an der Taumelscheibe 2 ein radial verlaufender Steg 2e eingeformt sein, wie dies hier gegenüber dem oberen Pumpenkolben 3 in Strichlinien angedeutet ist.For safe centering and thus concentricity of the swash plate pump can between the ring plane 2c and the internal thread 4 the swash plate 2 a centering stage 2d which are slightly conical (eg with an opening angle of 2 °) to the motor shaft 1a is aligned. Thus, the centering 2d most polished bearing seat 6c the motor 1a lie directly. Here is the engine mount 6 designed as a shoulder ball bearing, but may also be a tapered roller bearing. It should be the inner ring 6a be made as stable as possible to the high, axial preload forces of the screw (thread 4 . 4 ' ) on an annular collar provided towards the middle of the engine 6b the motor shaft 1a support. Thus, a secure, non-rotatable connection can be achieved with traction, which reliably attracts itself due to the predetermined direction of rotation during operation of the pump. To disassemble the loosening of the screw can be done by a simple hammer blow in the opposite direction. This can be done on the swash plate 2 a radially extending web 2e be formed, as this is opposite the upper pump piston 3 indicated in dashed lines.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3612936 [0002]
DE 37024446 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Hoenow / Meißner: Design Practice in Mechanical Engineering, Carl Hanser Verlag; ISBN: 978-3-446-43082-2; Page 160 ff. [0006]

Claims

Swashplate pump, in particular for high-pressure cleaning devices, with a pump piston resting against a swash plate and driven in rotation thereof and with a motor shaft which rotates the swash plate, characterized in that the swash plate ( 2 ) a central internal thread ( 4 ), which directly on an external thread ( 4 ' ) of the motor shaft ( 1a ) is screwed.

Swash plate pump according to claim 1, characterized in that the swash plate ( 2 ) to the motor shaft ( 1a ) a ring plane surface ( 2c ) having an inner ring ( 6a ) the engine mount ( 6 ) is opposite.

Swash plate pump according to claim 2, characterized in that the ring plane surface ( 2c ) and the inner ring ( 6a ) have the same dimensions.

Swash plate pump according to claim 2 or 3, characterized in that between ring plane surface ( 2c ) and the internal thread ( 4 ) of the swash plate ( 2 ) a centering stage ( 2d ) is arranged.

Swash plate pump according to claim 4, characterized in that the centering stage ( 2d ) slightly conical with opening to the motor shaft ( 1a ) is formed out.

Swash plate pump according to claim 5, characterized in that the centering stage ( 2d ) on the ground bearing seat ( 6c ) of the motor shaft ( 1a ) is present.

Swash plate pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the engine mounting ( 6 ) is formed with shoulder ball bearings.

Swash plate pump according to one of claims 1 to 7, characterized in that the swash plate ( 2 ) at least one radially extending web ( 2e ) to solve the screw connection.

Swash plate pump according to one of claims 1 to 8, characterized in that the inner ring ( 6a ) the engine mount ( 6 ) towards the center of the engine on a collar ( 6b ) of the motor shaft ( 1a ) is present.