DE3147987C2

DE3147987C2 - "Dreikolbenhochdruckpumpe mit Taumelscheibenantrieb"

Info

Publication number: DE3147987C2
Application number: DE19813147987
Authority: DE
Inventors: Werner 7057 Winnenden Schulze
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 1981-12-04
Filing date: 1981-12-04
Publication date: 1983-12-22
Also published as: DE3147987A1

Abstract

Um bei einer Dreikolbenhochdruckpumpe mit Taumelscheibenantrieb sowie drei zur Drehachse der Taumelscheibe parallel verschieblichen, in Pumpkammern eintauchenden, von der Taumelscheibe reziprozierend verschiebbaren Kolben, von denen zwei in gleichem Radialabstand von der Drehachse der Taumelscheibe angeordnet sind, die Baugröße herabzusetzen und bei liegender Anordnung gleiche Druckverhältnisse an allen drei Pumpkammern zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, daß der dritte Kolben einen kleineren Abstand von der Drehachse aufweist sowie in Umfangsrichtung zwischen den beiden äußeren Kolben angeordnet ist und daß die Taumelscheibe eine äußere, ringförmige Gleitfläche aufweist, die den beiden äußeren Kolben zugeordnet ist, sowie eine zentrale Gleitfläche, die dem inneren Kolben zugeordnet ist und gegenüber der Drehachse in entgegengesetztem Sinn geneigt ist wie die äußere, ringförmige Gleitfläche.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dreikolbenhochdruckpumpe mit Taumelscheibenantrieb sowie drei zur Drehachse der Taumelscheibe parallel verschiebiichen, in Pumpkammern eintauchenden, von der Taumelscheibe reziprozierend verschiebbaren Kolben, von denen zwei in gleichem Radialabstand von der Drehachse der Taumelscheibe angeordnet sind.

Es sind Hochdruckpumpen bekannt, bei denen die Welle des Motors mit einer Taumelscheibe ausgerüstet ist, über welche direkt oder indirekt Kolben in axialer Richtung bewegt werden können. Dabei wird das Anliegen der Kolbenschuhe im Ruckhub durch Rückstellfedern oder andere Maßnahmen bewirkt. Bei Pumpen dieser Ausführung sind die Kolben auf einem Kreis angeordnet, so daß sie nacheinander fördern bzw. saugen. Bei einer horizontalen Anordnung einer solchen Pumpe ergibt sich dabei der Nachteil, daß an den einzelnen Saugventilen eine unterschiedlich hohe Flüssigkeitssäule ansteht, so daß es bevorzugt zur Entlüftung der tiefer Hegenden Pumpenräume kommt.

ίο Dies ist insbesondere bei Hochdruckwasserpumpen, die auch im Saugbetrieb, d. h. ohne Vordruck, betrieben werden, ein beträchtlicher Nachteil. Weiterhin erfordert die ringförmige Anordnung der Kolben bzw. der Ventilgruppen einen höheren Material- und Fertigungsaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Hochdruckpumpe derart zu verbessern, daß eine von der Kreisanordnung abweichende Anordnung der Pumpenräume und der entsprechenden Kolben möglich ist, insbesondere eine Anordnung in einer Ebene.

Diese Aufgabe wird bei einer Hochdruckpumpe der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der dritte Kolben einen kleineren Abstand von der Drehachse aufweist sowie in Umfangsrichtung zwischen den beiden äußeren Kolben angeordnet ist und daß die Taumelscheibe eine äußere, ringförmige Gleitfläche aufweist, die den beiden äußeren Kolben zugeordnet ist, sowie eine zentrale Gleitfläche, die dem inneren Kolben zugeordnet ist und gegenüber der Drehachse in entgegengesetztem Sinn geneigt ist wie die äußere, ringförmige Gleitfläche.

Auf diese Weise werden die beiden äußeren Kolben durch die ringförmige Gleitfläche angetrieben, der innere Kolben dagegen durch den zentralen Gleitflächenbereich, der durch die entgegengesetzte Neigung, die so stark ausgebildet sein kann, daß der Hub des mittleren Kolbens dem der äußeren Kolben entspricht, mit den beiden äußeren Kolben dt/a't versetzt arbeitet, daß eine kontinuierliche Saug- bzw. Förderwirkung eintritt

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die beiden äußeren Kolben in Umfangsrichtung 120° gegeneinander versetzt sind und der innere Kolben winkelmäbig

■»5 zwischen den beiden äußeren Kolben angeordnet ist. Bei einer solchen Anordnung ergibt sich eine vollkommen gleichmäßige Überlappung der Wirkung der einzelnen Kolben.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn alle drei Kolben in

>') einer Ebene angeordnet sind, da dann das Pumpgehäuse besonders Dach gebaut werden kann.

Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn die Neigungen der beiden gegeneinander geneigten Gleitflächen derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Verschiebewege der äußeren und des inneren Kolbens gleich groß sind.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Druck- und Saugventile der den Kolben zugeordneten Pumpkammern jeweils in einer Ebene

bO angeordnet sind und daß die Pumpkammern aller drei Kolben gleich groß sind.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Druckbzw, die Saugventile in Ebenen angeordnet sind, die sich zu beiden Seiten der durch die Kolben definierten Ebene befinden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ergibt sich, wenn die Saugauslässe der Pumpkammern und deren Druckauslässe jeweils über einen Kanal verbun-

den sind, der sich parallel zu den Ebenen der Saug- und der Druckventile erstreckt.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Schnittansicht durch eine Hochdruckpumpe;

F i g. 2 eine Schnittansicht im Bereich der Ein- und Auslaßventile der Pumpräume und

Fig.3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen nur schematisch wiedergegeben, insbesondere sind nur die wesentlichsten Bauteile gezeichnet.

Die in F i g. 1 dargestellte Hochdruckpumpe weist ein Gehäuse 1 auf, in dem mittels zweier Kugellager 2 bzw. 3 der Rotor 4 eines Elektromotors 5 gelagert ist. Der Rotor wird in der üblichen Weise von einer Statorwicklung 6 umgeben. Die Motorwelle 7 ragt an einep Seite aus dem Motorgehäuse 1 heraus und trägt dort ein Lüfterrad 8. Auf der gegenüberliegenden Seite ragt die Motorwelle in ein Zwischengehäuse 9 hinein unJ trägt an dessen Oberseite eine Taumelscheibe 10, die gemäß der Erfindung eine äußere, ringförmige Gleitfläche 11 sowie eine zentrale Gleitfläche 12 aufweist. Die ringförmige Gleitfläche 11 ist eben ausgebildet und gegenüber der Drehachse des Motors geneigt. Die innere Gleitfläche 12 ist ebenfalls eben ausgebildet und gegenüber der Drehachse des Motors in entgegengesetztem Sinne geneigt, wie sich aus der Darstellung der F i g. 1 ergibt.

An das Zwischengehäuse 9 schließt sich au? der dem Motorgehäuse 1 gegenüberliegenden Seite ein Pumpengehäuse 13 an, welches drei Pumpräume 14, 15 und 16 aufweist. In diese ragen die Enden von drei Kolben 17, 18 bzw. 19 hinein, die durch achsparallele Bohrungen 20, 21 bzw. 22 im Pumpengehäuse 13 und sich daran anschließende öffnungen 23,24 bzw. 25 in der Wand des Zwischengehäuses 9 hindurchgesteckt sind. In die Bohrungen 20,21 und 22 umgebenden Ringnuten 26, 27 bzw. 28 sind die Kolben gegenüber dem Pumpengehäuse abdichtende Ringdichtungen 29, 30 und 31 angeordnet, entsprechende Ringdichtungen 32, 33 und 34 dichten die Kolben gegenüber der Bodenwand des Zwischengehäuses 9 ab.

Im Inneren des Zwischengehäuses 9 sind die Kolben von Druckfedern 35, 36 und 37 umgeben, die sich einerseits auf dem Boden des Zwischengehäuses und andererseits an einem Bund 38, 39 bzw. 40 der drei Kolben abstützen und die Kolben in Richtung der Taumelscheibe verschieben, so daß die Kolben mittels eines Gleitschuhes 41, 42 bzw. 43 mit verschwenkbarer Gleitfläche gegen die Gleitflächen der Taumelscheibe gedrückt werden.

Wie aus der F i g. 3 ersichtlich ist, sind die drei Kolben und die zugeordneten drei Pumpräume in einer Ebene angeordnet, die gegenüber der durch die Drehachse

ίο definierten Mittelebene seitlich versetzt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung dabei so gewählt, daß die beiden äußeren Kolben winkelmäßig um 120" gegeneinander versetzt sind, während sich der mittlere Kolben winkelmäßig genau zwischen den beiden äußeren Kolben befindet (Fi g. 3).

Bei der Drehung der Taumelscheibe werden die an

den geneigten GleitPiächen anliegenden Kolben gegen die Wirkung der Druckfedern mehr oder weniger tief in die Pumpräume eingeschoben und unter der Wirkung

2ϋ der Druckfedern wieder aus diesen ^geschoben, so daß sich eine oszillierende Bewegung Ce~ Kolben rnii der Umdrehungsfrequenz des Motors ergibt.

Dabei überlappen sich die Hübe der drei Kolben in der folgenden Weise:

Bei einsr Umdrehung der Taumelscheibe von 0 bis 180° fördert beispielsweise der in Fig. 1 obere Kolben, von 120 bis 300" fördert der untere Kolben und von 240 bis 60° fördert der mittlere Kolben. Man erhält also eine gleichmäßige Überlappung der Hübe de? drei Kolben.

3" Die Neigung der äußeren, ringförmigen Gleitfläche und die Neigung der inneren Gleitfläche sind dabei betragsmäßig so aufeinander abgestimmt, daß sich für alle drei Kolben gleiche Maximalhübe ergeben, so daß auch in quantitativer Hinsicht die Pumpleistung aller

J i drei Kolben gleich ist.

In Fig. 2 ist dargestellt, daß die Pumpräume 14, 15 und 16 über Einlaßventile 44, 45 bzw. 46 mit einer gemeinsamen Saugleitung 47 und über Auslaßventil;· 48, 49 bzw. 50 mit einer gemeinsamen Druckleitung 51 in Verbindung stehen. Die drei Einlaßventile und die drei Auslaßventile sind dabei jeweils in einer Ebene angeordnet. Die Räume zwischen Einlaß- und Auslaßventilen sind weiterhin zur Optimierung der Entlüftung gleich groß gewählt.

■»' Bei dieser Anordnung ergibt sich eine besonders platzsparende Konstruktion des Pumpengehäuses (Zylinderkopf), bei welcher gleichzeitig die Druckverhältnisse an der Einlaß- und an der Auslaßseite aller drei Pumpräume gleich sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dreikolbenhochdruckpumpe mit Taumelscheibenantrieb sowie drei zur Drehachse der Taumelscheibe parallel verschiebiichen, in Pumpkammern eintauchenden, von der Taumelscheibe reziprozierend verschiebbaren Kolben, von denen zwei in gleichem Radialabstand von der Drehachse der Taumelscheibe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Kolben (18) einen kleineren Abstand von der Drehachse aufweist sowie in Umfangsrichtung zwischen den beiden äußeren Kolben (17, 19) angeordnet ist und daß die Taumelscheibe (10) eine äußere, ringförmige Gleitfläche (11) aufweist, die den beiden äußeren Kolben (17, 19) zugeordnet ist, sowie eine zentrale Gleitfläche (12), die dem inneren Kolben (18) zugeordnet ist und gegenüber der Drehachse in entgegengesetztem Sinne geneigt ist wie die äußere, ringförmige Gleitfläche(ll).

2. nöChurüCKpüffipc fiSCii nilSprUCn ■, uuwürCn

gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Kolben (17, 19) in Umfangsrichtung 120° gegeneinander versetzt sind und der innere Kolben (18) winkelmäßig zwischen den beiden äußeren Kolben (17, 19) angeordnet ist.

3. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Kolben (17,18,19) in einer Ebene angeordnet sind.

4. Hochdruckpumpe nach einem der voranstehenden Anspriv.he, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungen der beiden gegenseitig geneigten Gleitflächen (11 bzw. 12) derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Verschieoeivege der äußeren und der inneren Kolben gleich groß shui.

5. Hochdruckpumpe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck- und Saugventile (48, 49, 50 bzw. 44, 45, 46) der den Kolben (17,18,19) zugeordneten Pumpkammern (14, 15, 16) jeweils in einer Ebene angeordnet sind und daß die Pumpkammern(14,15,16) aller drei Kolben gleich groß sind.

6. Hochdruckpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck- bzw. die Saugventile (48,49,50 bzw. 44,45,46) in Ebenen angeordnet sind, die sich zu beiden Seiten der durch die Kolben (17, 18,19) definierten Ebene befinden.

7. Hochdruckpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugeinlässe der Pumpkammern (14, 15, 16) und deren Druckauslässe jeweils über einen Kanal (47 bzw. 51) verbunden sind, der sich parallel zu den Ebenen der Saug- und der Druckventile erstreckt.