EP0796154B1

EP0796154B1 - Hochdruckreinigungsgerät

Info

Publication number: EP0796154B1
Application number: EP95904437A
Authority: EP
Inventors: Eberhard Veit
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 1994-12-08
Filing date: 1994-12-08
Publication date: 1999-03-17
Anticipated expiration: 2014-12-08
Also published as: US5934887A; WO1996017694A1; EP0796154A1; DE59407979D1; DK0796154T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Kolbenpumpe, deren Kolben von einem Motor über eine drehfest mit der Motorwelle des Motors verbundene Taumelscheibe angetrieben werden, die durch einen Formschluß drehfest mit einem Kupplungselement aus Kunststoff verbunden ist, welches stirnseitig auf die Motorwelle aufgesetzt ist und welches durch einen in der Motorwelle gehaltenen Zuganker gegen die Stirnseite der Motorwelle gespannt ist, wobei das Kupplungselement eine auf die Motorwelle aufgesteckte Hülse ist.

Bei bekannten Hochdruckreinigungsgeraten dieser Bauart wird die Taumelscheibe dadurch drehfest mit der Motorwelle verbunden, daß die Motorwelle seitliche Abflachungen trägt und daß die Taumelscheibe mit einer komplementären zentralen Ausnehmung über das Ende der Motorwelle greift, so daß die Kanten der Ausnehmung an den Abflachungen der Motorwelle anliegt. Man erhält dadurch eine formschlüssige Drehverbindung, Voraussetzung ist allerdings, daß die Motorwelle seitliche Abflachungen trägt. Um eine Motorwelle mit derartigen seitlichen Abflachungen zu versehen, muß die Motorwelle in einem besonderen Arbeitsgang bearbeitet werden, beispielsweise durch ein Fräswerkzeug. Da die Motorwelle in der Regel mit einem Drehwerkzeug hergestellt wird, bedeutet dies einen vollständig verschiedenen Arbeitsgang mit einem verschiedenen Werkzeug, und diese zusätzliche Bearbeitung ist aufwendig.

In der WO 92/16774 ist ein Hochdruckreinigungsgerät beschrieben, bei dem eine Hülse der Traumelscheibenlagerung auf eine speziell bearbeitete Motorwelle aufgesteckt und mittels einer Schraube festgespannt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem gattungsgemäßen Hochdruckreinigungsgerät diesen zusätzlichen aufwendigen Arbeitsschritt zu vermeiden und eine drehfeste Verbindung zwischen Taumelscheibe und Motorwelle herzustellen ohne die Notwendigkeit einer aufwendigen Bearbeitung der Motorwelle.

Diese Aufgabe wird bei einem Hochdruckreinigungsgerät der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Motorwelle in dem von der Hülse überfangenen Bereich einen geringeren Außendurchmesser aufweist als in dem daran anschließenden Bereich, daß die Hülse unter Ausbildung eines Reibschlusses gegen die Stirnseite der im Querschnitt kreisrunden Motorwelle gespannt ist und an ihrem freien Rand eine stufenförmig vorstehende, in Umfangsrichtung umlaufende Ringschulter trägt.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß bei Verwendung eines derartigen Kupplungselements aus Kunststoff auf eine formschlüssige Drehverbindung zwischen dem Kupplungselement einerseits und der Motorwelle andererseits verzichtet werden kann. Man erhält eine ausreichend feste Drehverbindung allein durch einen Reibschluß, das heißt, dadurch, daß man das Kupplungselement stirnseitig gegen die Motorwelle spannt. Die Motorwelle kann bei dieser Konstruktion ihren kreisrunden Querschnitt behalten, es ist also nicht mehr notwendig, durch einen zusätzlichen Arbeitsgang die Motorwelle im Verbindungsbereich unrund auszuführen, um durch Formschluß eine Drehverbindung zu erreichen.

Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, in der nicht vorveröffentlichten WO 95/35171, bei gattungsgemäßen Hochdruckreinigungsgeräten die Motorwelle mit einer Kunststoffhülse zu überfangen, die auch durch einen Zuganker gegen die Stirnseite der Motorwelle gepreßt werden kann, diese Kunststoffhülse dient aber ausschließlich der elektrischen Isolierung der Taumelscheibe von der Motorwelle. Bei dieser vorgeschlagenen Konstruktion ist man jedoch weiterhin davon ausgegangen, daß auch zwischen der aufgesetzten elektrisch isolierenden Kunststoffhülse und der Motorwelle eine formschlüssige Verbindung notwendig ist, und aus diesem Grunde ist bei dieser vorgeschlagenen Konstruktion die Motorwelle weiterhin mit seitlichen Abflachungen versehen, die zwischen unter Ausbildung eines Formschlusses komplementäre Abflachungen der Kunststoffhülse eingreifen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Zuganker zusätzlich die Taumelscheibe in Richtung der Motorwellenlängsachse gegen das Kupplungselement spannt. Man kann dadurch unter Verwendung eines einzigen Zugankers die Baueinheit aus Taumelscheibe, Kupplungselement und Motorwelle zusammenspannen.

Insbesondere kann der Zuganker eine stirnseitig in die Motorwelle eingeschraubte Spannschraube sein.

Um eine formschlüssige Verbindung zwischen Kupplungselement einerseits und Taumelscheibe andererseits herzustellen, kann vorgesehen sein, daß das Kupplungselement zwei einander gegenüberliegende seitliche Abflachungen aufweist und daß diese an den Längskanten eines zentralen Langlochs in der Taumelscheibe anliegen.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Abflachungen in einer Stufe enden, an die die Taumelscheibe durch den Zuganker angelegt wird.

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

Figur 1:: eine schematische Ansicht eines Hochdruckreinigungsgeräts mit detaillierter Darstellung des in Längsrichtung geschnittenen Taumelscheibenbereichs;
Figur 2:: eine Längsschnittansicht des Taumelscheibenbereichs bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel eines Hochdruckreinigungsgeräts und
Figur 3:: eine Ansicht ähnlich Figur 2 bei einem weiteren Ausführungsbeispiel eines Hochdruckreinigungsgeräts.

Das in Figur 1 dargestellte Hochdruckreinigungsgerät umfaßt ein Gehäuse 1, in dem ein Elektromotor 2 mit einer in horizontaler Richtung verlaufenden Motorwelle 3 angeordnet ist. An ihrem aus dem Elektromotor 2 hervorstehenden freien Ende trägt die Motorwelle 3 eine Taumelscheibe 4, in der über ein Kugellager 5 eine Andruckscheibe 6 drehbar gelagert ist. An dieser stützen sich Kolben 7 einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Kolbenpumpe ab, die durch die Kolben 7 umgebende Schraubenfedern 8 gegen die Andruckscheibe 6 gedrückt werden.

Der Elektromotor 2 befindet sich in einem Motorgehäuse 9, an welches sich ein die Taumelscheibe 4, die Kolben 7 und die nicht dargestellte Pumpe umgebendes Pumpengehäuse 10 anschließt. Im Übergangsbereich bildet eine Querwand 11 des Motorgehäuses 9 ein Lagerschild aus, in dem sich der äußere Käfig 12 eines Kugellagers 13 abstützt, durch welches die Motorwelle 3 in der Querwand 11 gelagert ist.

Auf die Motorwelle 3 ist stirnseitig eine Kunststoffhülse 14 aufgesteckt, deren Boden 15 an der Stirnseite 16 der Motorwelle 3 anliegt und deren Wand 17 die Motorwelle 3 dicht an deren Umfangsfläche anliegend umgibt.

Der etwas dicker ausgebildete Boden 15 der Kunststoffhülse 14 trägt zwei einander gegenüberliegende seitliche, parallel zur Motorwellenlängsachse verlaufende Abflachungen 18, 19, die jeweils in einer radial vorspringenden Stufe 20 beziehungsweise 21 enden. In diesem die Abflachungen 18, 19 tragenden Bereich taucht der Boden 15 der Kunststoffhülse 14 in eine komplementäre, zentrale, langlochförmige Ausnehmung 22 der Taumelscheibe 4 ein, so daß die Längskanten der Ausnehmung 22 dicht an den Abflachungen 18, 19 anliegen und somit die Taumelscheibe 4 drehfest mit der Kunststoffhülse 14 verbinden.

Durch eine zentrale Öffnung 23 im Boden 15 der Kunststoffhülse 14 ist eine Spannschraube 24 hindurchgesteckt, die in eine zentrale Innengewindebohrung 25 in der Stirnseite der Motorwelle 3 eingeschraubt ist. Auf die Spannschraube 24 ist ein metallischer, seitlich über den Kopf der Spannschraube 24 vorstehender Teller 26 aufgesteckt, dieser ist zusammen mit dem Kopf der Spannschraube 24 und dem unmittelbar daran anschließenden Schaftbereich der Spannschraube 24 kunststoffumspritzt, so daß die Spannschraube 24 einen vergrößerten Kunststoffkopf 27 trägt, der sich an der Taumelscheibe 4 abstützt und diese beim Eindrehen der Spannschraube 24 in die Motorwelle 3 gegen die Stufen 20, 21 der Kunststoffhülse 14 drückt. Außerdem spannt die Spannschraube 24 den Boden 15 der Kunststoffhülse 14 gegen die Stirnseite 16 der Motorwelle 3 und stellt damit im Anlagebereich des Bodens 15 an der Stirnseite 16 einen Reibschluß her, durch den die Kunststoffhülse 14 beim Drehen der Motorwelle 3 mitgenommen wird, und zwar ohne die Notwendigkeit eines Formschlusses zwischen Motorwelle 3 einerseits und Kunststoffhülse 14 andererseits. Die Kunststoffhülse 14 bildet somit ein Kupplungselement zwischen Motorwelle und Taumelscheibe, welches im Übergangsbereich zur Motorwelle ohne Formschluß auskommt. Es ist daher nicht notwendig, die Motorwelle in diesem Bereich zur Ausbildung eines Formschlusses unrund auszugestalten. Das Kupplungselement kann beispielsweise aus hochfesten Hochtemperaturwerkstoffen, zum Beispiel Polyphenylensulfid (PPS), Polyphtalamid (PPA), Polyaryletherketon (PAEK) oder aus Duroplasten bestehen, dabei ist es günstig, wenn diese Kunststoffe eine Shorehärte > 70 Shore D aufweisen.

Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten, unterschiedlichen Ausführungsformen unterscheiden sich nur in wenigen Details, einander entsprechende Teile tragen daher dieselben Bezugszeichen. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Motorwelle über ihre gesamte Länge einen konstanten Außendurchmesser aufweisen, bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 und 3 weist die Motorwelle in dem von der Kunststoffhülse 14 überfangenen Bereich einen Abschnitt 28 mit geringerem Außendurchmesser auf, jedoch ist auch in diesem Abschnitt 28 die Motorwelle 3 kreisrund ausgeführt, so daß die Herstellung des Abschnitts 28 mit demselben Drehwerkzeug erfolgen kann, mit dem die Motorwelle insgesamt hergestellt wird.

Die Kunststoffhülse 14 trägt an ihrem dem Boden 15 gegenüberliegenden Ende eine unter Ausbildung einer Stufe 29 radial vorstehende und in Umfangsrichtung verlaufende Ringschulter 30, deren Stufe 29 einen Anschlag für den inneren Käfig 31 des Kugellagers 13 bildet, welches die Kunststoffhülse 14 unmittelbar umgibt. Die Motorwelle 3 wird also im Kugellager 13 unter Zwischenlage der Kunststoffhülse 14 gelagert.

In dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 erstreckt sich die Kunststoffhülse 14 in Längsrichtung über den Abschnitt 28 mit geringerem Außendurchmesser hinaus und umgibt auch einen Teil der Motorwelle 3 mit größerem Außendurchmesser, bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist die Kunststoffhülse 14 so kurz ausgebildet, daß sie nur in dem Abschnitt 28 mit geringerem Außendurchmesser angeordnet ist. Im Bereich der Ringschulter 30 wird in allen Fällen zusätzlich durch eine Ringdichtung 32 eine Abdichtung zwischen der Kunststoffhülse 14 und der Querwand 11 hergestellt, so daß auf diese Weise auch das Innere des Motorgehäuses 9 gegenüber dem Inneren des Pumpengehäuses 10 abgedichtet ist. Zur Herstellung dieser Abdichtung kann die Ringschulter 30 eine metallische Außenschicht 33 tragen, die beispielsweise durch einen Metallring 34 gebildet wird, der auf das freie Ende der Kunststoffhülse 14 aufgesteckt wird.

Claims

Hochdruckreinigungsgerät mit einer Kolbenpumpe, deren Kolben von einem Motor über eine drehfest mit der Motorwelle des Motors verbundene Taumelscheibe angetrieben werden, die durch einen Formschluß drehfest mit einem Kupplungselement (14) aus Kunststoff verbunden ist, welches stirnseitig auf die Motorwelle (3) aufgesetzt ist und welches durch einen in der Motorwelle gehaltenen Zuganker (24) gegen die Stirnseite (16) der Motorwelle (3) gespannt ist, wobei das Kupplungselement (14) eine auf die Motorwelle (3) aufgesteckte Hülse ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle (3) in dem von der Hülse (24) überfangenen Bereich (28) einen geringeren Außendurchmesser aufweist als in dem daran anschließenden Bereich, daß die Hülse (14) unter Ausbildung eines Reibschlusses gegen die Stirnseite der im Querschnitt kreisrunden Motorwelle (3) gespannt ist und an ihrem freien Rand eine stufenförmig vorstehende, in Umfangsrichtung umlaufende Ringschulter (30) trägt.
Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker (24) zusätzlich die Taumelscheibe (4) in Richtung der Motorwellenlängsachse gegen das Kupplungselement (14) spannt.
Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker (24) eine stirnseitig in die Motorwelle (3) eingeschraubte Spannschraube ist.
Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement (14) zwei einander gegenüberliegende, seitliche Abflachungen (18, 19) aufweist und daß diese an den Längskanten eines zentralen Langlochs (22) in der Taumelscheibe (4) anliegen.
Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachungen (18, 19) in einer Stufe (20 beziehungsweise 21) enden, an die die Taumelscheibe (4) durch den Zuganker (24) angelegt wird.