DE3901856A1 - Hydraulisch angetriebener hochdruckreiniger - Google Patents
Hydraulisch angetriebener hochdruckreinigerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen hydraulisch angetriebenen Hoch
druckreiniger mit wenigstens drei, auf ihrer einen Seite mit
Hydrauliköl beaufschlagten Kolben, die auf ihrer anderen Seite
auf eine zweite und zu verdrängende Flüssigkeit in kontinuier
licher Arbeitsweise wirken, z. B. zum Zwecke von Hochdruckreini
gung.
Hochdruckreiniger der gesamten Gattung sind bekannt. Diese
beinhalten eine Mehrzahl von Hydraulikkolben, die mittig eine
Steuerung antreiben und von dort aus eine Vielahl von Wasser
kolben, die mit den Hydraulikkolben verbunden sind. Da die
Verwendung von außenliegenden Gummidichtungen zur Abdichtung
der Kolben erforderlich ist, wird ein großer Einbaudurchmesser
benötigt. Da die Steuerung in solchen Fällen zwischen der
ölhydraulisch und der wasserseitig beaufschlagten Kolbenfläche
angeordnet werden muß, ist der radial erforderliche Einbauraum
sehr groß, zumal er quadratisch mit dem Radius steigt; auch
der longitudinale Einbauraum wird vergrößert als Vervielfacher
des infolge zusätzlichen Einbauraums benötigten Hubes, was
insgesamt zu einem großen Gewicht und Volumen der Maschine
führt. Diese Probleme werden besonders klar, wenn die
Synchronisierkräfte ermittelt werden, die z. B. aus Kolbenreibung,
Dichtungsreibung sowie anderer Reibung wie z. B. von Lagern
und von Hydraulikkräften herrühren, die zur Überwindung des
in den Totpunkten im Zylinder eingeschlossenen Kompressions
öles erforderlich sind. Als allgemeiner Erfahrungswert hat
sich herausgestellt, daß die Dreheinrichtung und ihre Lager
und/oder gleitenden Teile sehr groß im Verhältnis zu den
Kolben- und Dichtungsdurchmessern ausgelegt werden müssen,
wobei eine weitere mechanische Verstärkung bei Wechselbean
spruchungen erforderlich ist. Insgesamt wurden noch keine
gattungsmäßigen Geräte in Serie produziert, sondern nur
"konventionelle Bauarten", d. h. Geräte mit Hydraulikmotor,
hydraulischen Steuerungselementen, Kupplungen, Wasserpumpe,
wasserseitigen Steuerungseinrichtungen, Montagerahmen, Abdeck
haube etc., denn die technischen Schwierigkeiten mit bisherigen,
gattungsgemäßen Geräten waren zu groß.
Die Erfindung zielt darauf, ein gattungsgemäßes Reinigungsgerät
in äußerst leichter, kompakter und trotzdem betriebssicherer
Weise zu gestalten, um einen einfachen Einsatz mit Gabelstaplern,
Ackerschleppern, Baumaschinen, Lkw mit Bordhydraulik, Beton
mischern usw. zu ermöglichen.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf
jeder Ölseite eines axial beweglichen und ölhydraulisch
angetriebenen Kolbens (2) eine Synchronisierstange (6) angeord
net wird, die mit einer Dreheinrichtung (9-12) diese antreibend
so verbunden ist, daß die Axialbewegung der Kolben (2) in eine
Drehbewegung des Taumelringes (12) umgesetzt wird, wobei die
Dreheinrichtung (9-12) eine Steuerung (22) antreibt, welche
das Hydrauliköl so zu und von den Kolben (2) weg steuert, daß
deren Axialbewegung erzeugt wird.
Im Ergebnis können durch diese Anordnung die Dreheinrichtung (9-12)
und die Steuerung (22, 51) radial erheblich vergrößert und in einem
frei verfügbaren Raum untergebracht werden, der sinnvollerweise
vom gemeinsamen Umfangskreis aller Kolben einschließlich derer
Dichtungen gebildet wird. Als Ergebnis daraus wiederum können
die Kolben-Zylinder-Dichtungs-Anordnungen nächstmöglich
aneinander gelegt werden, so daß eine große Dreheinrichtung (9-12)
und Steuerung (22, 51) konstruktiv frei gestaltbar so untergebracht
werden können, daß die hohen Synchronisierkräfte betriebssicher
aufgenommen werden.
Als weiteres Ergebnis des Erfindungsgedankens treten die die
Dreheinrichtung (9-12) und Steuerung (22, 51) antreibenden
Axialkräfte hauptsächlich nur in einer Arbeitsrichtung als
Zugkräfte auf, so daß gefährliche Wechselkräfte vermieden werden
und dadurch die Maschinenlebensdauer erheblich vergrößert wird.
Als nochmals weiteres Ergebnis kann die Maschine so kompakt mit
allen Innenteilen so dicht beieinander liegend angeordnet werden,
daß alle ölhydraulischen und wasserseitigen Steuerungselemente
so dicht beieinander im Zylinderblock (1) bzw. Ventilblock (50)
untergebracht werden können, daß externe Verrohrungen, Anschluß
stücke, Aufbauanordnungen usw. zugunsten einer total integrierten
Bauweise vermieden werden.
Im Gesamtergebnis baut die erfindungsgemäße Maschine so kompakt,
leicht und trotzdem betriebssicher, daß ein einfacher Arbeitsein
satz mit Gabelstaplern, Ackerschleppern, Baumaschinen, Lkw mit
Arbeitshydraulik, Betonmischern usw. als kleines und handliches
Arbeitsgerät möglich wird.
Die Zeichnungen erläutern die Erfindung und zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Hoch
druckreiniger;
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1;
Fig. 3 einen Längsschnitt einer alternativen Ausführung des
Erfindungsgedankens;
Fig. 4 einen Gewichts- und Volumenvergleich einer konventionellen
Maschine im Vergleich mit einem realisierten, erfindungs
gemäßen, hydraulisch angetriebenen Hochdruckreiniger.
Der in Fig. 1 gezeigte, erfindungsgemäße Hochdruckreiniger
besteht aus einem Zylinderblock (1), in dem ölhydraulisch
angetriebene Kolben (2) axial beweglich angeordnet sind.
Drucköl (23) wird in die Einlaßöffnung (24) und über einen
Verbindungskanal (25) zu einer Steuerung (22) geleitet, d. h.
über deren Umfangskanal (26), eine Verbindungsbohrung (27)
zur Druckniere (28) und von dort zu einer Steuerbohrung (29)
und von dort in den Zylinderraum zwischen dem rechten Ende
des Kolbens (2) und dem linken Ende der Synchronisierstange (6).
Als Ergebnis dieser Anordnung bewegt sich bei Einleitung von
Drucköl der Kolben (2) nach links, erzeugt über Synchronisier
stange (6) eine auf die Dreheinrichtung (9-12) wirkende Zugkraft,
wodurch der Taumelring (12) infolge seiner einseitigen Schräg
fläche in Drehbewegung versetzt wird.
Lochscheibe (9) ist drehfähig im Taumelring (12) gelagert mittels
eines inneren Lagers (11), das durch Sicherungsringe (16, 17)
gehalten wird. Taumelring (12) wird andererseits mittels eines
äußeren Lagers (13) drehfähig zwischen Zylinderblock (1) und
Deckel (14) außen gehalten, sowie innen mittels Sicherungsring (15).
Sobald die Synchronisierstange (9) unter Zugkraft steht, wird der
Taumelring (12) wegen seiner links gegenüber der Drehachse
geneigten Schrägfläche in Drehbewegung versetzt, die auf Antriebs
welle (19) mittels Bolzen (20) und von dort auf die Steuerung (22)
mittels Bolzen (21) übertragen wird.
Sobald Drucköl (23) in Einlaß (24) und über Steuerung (22) zur
Ölseite von Kolben (2) geleitet wird, ziehen Kolben (2) und
Synchronisierstange (6) an Lochscheibe (9), die dadurch zum
Taumeln gebracht wird und dadurch wiederum Taumelring (12)
dreht. Da diese Drehbewegung über Antriebswelle (19) auf die
Steuerung (22) übertragen wird, gleitet Druckniere (28) über
die Steuerbohrungen (29), so daß die Zylinder nacheinander
mit Drucköl versorgt werden.
Da entgegenliegende Steuerbohrungen (29) entgegenliegende
Zylinder jeweils zur Tankniere (40) verbinden, wird das Öl
über Verbindungsbohrung (41), Taumelraum (42) und Verbindungs
kanal (43) zum Auslaß (44) geleitet, von wo es als Tanköl (45)
wieder zum Tank fließt.
Wegen des Hubes einer Mehrzahl von Kolben (2) wird Saugwasser (30)
in die linken Zylinderräume über Saug-Rückschlagventile (32)
gesaugt, sobald sich Kolben (2) nach rechts bewegt. Das Wasser
wird von dort zum Auslaß (34) über Druck-Rückschlagventile (33)
verdrängt, sobald der Kolben (2) nach links in Richtung der
Druck- und Saugventile (32, 33) geschoben wird. Da das antreibende
Hydrauliköl (23) kontinuierlich in die Maschine hineingeleitet
wird, bewegen sich deren Innenteile ebenfalls kontinuierlich,
wodurch das Druckwasser gleichfalls kontinuierlich vorzugsweise
durch eine Anzahl von drei Kolben (2) zum Auslaß (34) verdrängt
wird.
Es ist offensichtlich, daß wegen der taumelnden Schieflage von
Lochscheibe (9) während einer Umdrehung die Köpfe der Synchroni
sierstangen (6) die Form von Teilkugeln (8) haben müssen, die
durch Sicherungsringe (48) auf den Synchronisierstangen (6) gehalten
werden. Diese Teilkugeln (8) werden wiederum gelenkig in Kugelkalotten (7) gehalten,
die ein wenig auf Lochscheibe (9) gleiten, um einen gering
fügigen Radialweg auf Grund des Taumelwinkels von Lochscheibe (9)
auszugleichen.
Es ist ferner offensichtlich, daß die Stirnflächen (46) der
Synchronisierstangen (6) den Taumelring (12) bei hoher Geschwindig
keit nicht berühren dürfen, um ein Festbremsen zu vermeiden.
Deswegen muß erfindungsgemäß eine Druckscheibe (10) vorgesehen
werden, die z. B. durch Sicherungsring (18) gehalten wird und
gemeinsam mit Lochscheibe (9) taumelt.
Um Durchmischungen von Wasser und Öl zu vermeiden, kann ein
Entlüftungskanal (5) vorgesehen werden, der eine eventuelle
Leckage in die Atmosphäre entläßt. Natürlich kann ein Druck
begrenzungs- und/oder Unloaderventil vorgesehen werden.
Weiter können die Kolben (2) und Synchronisierstangen (6)
durch ein radial und winklig bewegliches Gelenk verbunden
werden, um Fertigungstoleranzen und Verformungen auszugleichen.
Falls die Synchronisierstangen (6) zur Aufnahme von Radialkräften
ausgestaltet sind, die aus der Schrägstellung von Lochscheibe (9)
resultieren, kann Kolben (2) frei von Seitenkräften verbleiben,
so daß eine "schwimmende" Kolbenanordnung möglich wird, d. h.
die Kolben werden nur in den Dichtungen (3, 4) und/oder relativ
schmalen Führungen des Zylinderblocks (1) und/oder darin
befindlichen Führungsringen geführt.
Selbstverständlich kann die Steuerung (22) durch eine beliebige
andere Steuerung ersetzt werden, wie z. B. beschrieben in:
"2nd Fluid Power Symposium, January 1971, Paper E4, BHRA, Cranfield, Bedford, England".
"2nd Fluid Power Symposium, January 1971, Paper E4, BHRA, Cranfield, Bedford, England".
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführung der Erfindung, wonach die
Steuerung (22) durch einen Pilzkopf (51) ersetzt ist, der durch
einen Ausgleichskopf (52) balanciert wird und in Lochscheibe (9)
mittels Dichtungen (53, 54) abgedichtet ist sowie durch Druck
feder (55) auf seine Gegenfläche gedrückt wird.
Der Direktkontakt von Stirnflächen (46) der Synchronisier
stangen (6) gegenüber der Druckscheibe (10) ist ersetzt durch
flächig aufliegende Teilkugeln (56), welche eventuelle
Druckschläge flächig auf Druckscheibe (10) verteilen. Kolben (2)
ist in diesem Falle in einen Ölkolben (57) und einen Wasser
kolben (58) abgestuft, um den Wasserdruck gegenüber dem Öldruck
entsprechend den Flächenverhältnissen zu verstärken. Das Druck
begrenzungs- oder Unloaderventil (38) ist ersetzt durch ein
Druckregelventil (59).
Fig. 3 zeigt weiter einen Öl-Unloader (61-64), der durch das
Wasserdruck-Steuerkolbensystem (70-74) gesteuert wird.
Bei Entlastung wirkt der Öldruck von Kammer (65) auf eine
Kugel (62), die entgegen der Kraft von Feder (71) öffnet, wobei
die Kraftübertragung über den Wasserkolben (72) und Ölkolben
(63) erfolgt, so daß der Ölstrom weitgehend drucklos in Kanal
(67) entlädt. Wenn der Wasserdruck steigt, addiert sich die re
sultierende Kraft des Wasserkolbens (72) zur Federkraft so, daß
die Kugel (62) stärker auf ihren Sitz im Einsatz (61) gepreßt
wird, bis die Kugel bei Höchstdruck völlig schließt. Wenn das
Druckwasser (75) abgesperrt wird (z. B. durch Loslassen einer
Spritzpistole), öffnet Druckregelventil (59), so daß Hochdruck
im Auslaß (75) und Kammer (76) gehalten wird, während Kammer (77)
entspannt wird. Dadurch verbleibt Wasserkolben (72) in seiner
linken Position entgegen der Kraft von Feder (71), und volle
Ölentlastung tritt ein, da sich die Kugel (62) frei nach links
bewegen kann.
Es muß ausdrücklich festgestellt werden, daß Kugel (62) auch
entgegengesetzt zum Arbeiten gebracht werden kann, d. h. indem
der Kugelsitz auf die andere Seite der Kugel verlegt wird.
Natürlich können auch andere Wegeventile mit Kolbenstößel statt
Kugel zum Einsatz gebracht werden.
Fig. 4 zeigt schließlich einen Vergleich konventioneller Maschinen
hinsichtlich Größe bzw. Bauvolumen und Gewicht W 2 gegenüber dem
erfindungsgemäßen Gerät.
Es ist offensichtlich, daß konventionelle Maschinen bekannter
Bauart nicht allgemein auf vorgespannten Fahrzeugen verwendet
werden können wie z. B. Gabelstapler, Baumaschinen, Lkw usw.
Ferner ist offensichtlich, daß die Kolbenachsen der erfindungs
gemäßen Maschine keinesfalls parallel liegen müssen, sondern
auch auf einem konischen Teilkreis (Kegelmantel) angeordnet
sein können.
Auch ist es selbstverständlich, daß der wasserseitige Kolbenteil
und der ölseitige Kolbenteil vollständig getrennt ausgeführt,
aber auch aus einem Stück sowie beschichtet sein können. Der
wasserseitige Kolbenteil kann durch zwei Weichdichtungen abge
dichtet sein, deren Zwischenraum mit der Saugseite verbunden ist.
Dieses kann auch ölseitig durchgeführt werden.
Natürlich können alle bekannten Hydraulikelemente wie Druck
begrenzungsventile, Mengenregler, Ölunloader, Rückschlagventile,
Dichtungen usw. zusammen mit dem erfindungsgemäßen Hochdruck
reiniger oder in diesem selbst eingesetzt werden. Dasselbe be
trifft die wasserseitigen Steuerelemente.
Eine große Bandbreite weiterer Modifikationen und Verbesserungen
der Erfindung ist gleichfalls möglich und offensichtlich in
Anbetracht und unter Einbeziehung der obigen Beschreibung.
Insoweit ist durch die obige Beschreibung keine Begrenzung
des Erfindungsgedankens angestrebt, sondern lediglich dessen
beispielhafte Erklärung mittels zwei Ausführungsbeispielen.
Claims (18)
1. Hydraulisch angetriebener Hochdruckreiniger mit wenigstens
drei, auf ihrer einen Seite mit Hydrauliköl beaufschlagten
Kolben, die auf ihrer anderen Seite auf eine zweite und zu
verdrängende Flüssigkeit in kontinuierlicher Arbeitsweise
wirken,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf jeder Ölseite eines hydraulisch angetriebenen Kolbens
(2) eine Synchronisierstange (6) angeordnet ist, die mit einer
Dreheinrichtung (9-12) diese antreibend so verbunden ist, daß
die Axialbewegung der Kolben (2) in eine Drehbewegung des
Taumelringes (12) umgesetzt wird, wobei die Dreheinrichtung
(9-12) eine Steuerung (22 bzw. 51) antreibt, welche das
Hydrauliköl so zu den Kolben (2) und von diesen wieder weg
steuert, daß deren Axialbewegung erzeugt wird.
2. Hochdruckreiniger entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Gelenk zwischen dem mit Hydrauliköl beaufschlagten Kolben (2)
und seiner Synchronisierstange (6) so angeordnet ist, daß
eine geringe radiale und winklige Bewegung zwischen Kolben
(2) und Synchronisierstange (6) möglich wird.
3. Hochdruckreiniger entsprechend Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein
innerer Sicherungsring in einem ölseitigen Loch des Kolbens (2)
so angeordnet ist, daß er die Gelenkteile und die Synchroni
sierstange (6) formschlüssig hält.
4. Hochdruckreiniger entsprechend Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen Kolben (2) und Synchronisierstange (6) ein elastisches
Teil so angeordnet ist, daß das Gelenk und die Synchronisier
stange (6) gegen den Sicherungsring innerhalb der Kolbenbohrung
gepreßt wird.
5. Hochdruckreiniger entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) unterschiedliche Durchmesser je an
seinem wasserseitigen und seinem ölseitigen Ende hat.
6. Hochdruckreiniger entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) durch seine Dichtungen (3, 4) und/
oder deren Stützringe geführt wird.
7. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine erste Flüssigkeitsseite eines Kolbens
(2) durch mindestens zwei Dichtungen abgedichtet ist, deren
mindestens ein Zwischenraum mit dem Niederdruckbereich
der ersten Flüssigkeit verbunden ist.
8. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Steuerung (22, 51) durch einen Taumelring (12)
bewegt wird.
9. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Steuerung (51) durch eine Lochscheibe (9) taumelnd
mitbewegt wird.
10. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittenlinien der Kolben (2) auf einem Kegelmantel liegen.
11. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß im wasserseitigen Ventilblock ein wassergesteuerter
Wassersteuerkolben (72) so angeordnet ist, daß er ein im
Zylinderblock (1) angeordnetes Hydraulikventil (61-64)
betätigt.
12. Hochdruckreiniger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydraulik
ventil (61-64) das Hydrauliköl zumindest weitgehend druck
los läßt, solange Wasser-Hochdruck nur am Auslaß (75) ansteht.
13. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß alle hydraulischen und/oder alle wasserseitigen Ventil
elemente innerhalb des Gehäuses des Hochdruckreinigers
angeordnet sind.
14. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die freien Enden der Synchronisierstangen (6) je eine
Teilkugel (56) enthalten.
15. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß der Taumelring (12) eine Drehachse parallel zum Außen
durchmesser und eine dazu geneigte Drehachse enthält.
16. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der Taumelring (12) wenigstens ein äußeres und wenig
stens ein inneres Lager berührt.
17. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem freien Ende der Synchronisierstangen (6)
und dem inneren Lager (11) des Taumelringes (12) eine
Anlaufscheibe (10) angeordnet ist.
18. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das Hydraulikventil (61-64) bei nur im Wasser-
Auslaß (75) wirkendem Hochdruck schließt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT12888 | 1988-01-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3901856A1 true DE3901856A1 (de) | 1989-11-16 |
Family
ID=3482262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3901856A Withdrawn DE3901856A1 (de) | 1988-01-25 | 1989-01-23 | Hydraulisch angetriebener hochdruckreiniger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3901856A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19737540A1 (de) * | 1997-08-28 | 1999-03-04 | Schaeffler Waelzlager Ohg | Taumelantrieb einer Axialkolbenmaschine |
CN111336086A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-06-26 | 陈少同 | 一种空压机 |
-
1989
- 1989-01-23 DE DE3901856A patent/DE3901856A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19737540A1 (de) * | 1997-08-28 | 1999-03-04 | Schaeffler Waelzlager Ohg | Taumelantrieb einer Axialkolbenmaschine |
US6318238B1 (en) | 1997-08-28 | 2001-11-20 | Alfred Karcher Gmbh & Co. | Wobbling drive of an axial piston machine |
CN111336086A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-06-26 | 陈少同 | 一种空压机 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |