EP0887122A2 - High pressure water cleaning device - Google Patents
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- EP0887122A2 EP0887122A2 EP98102583A EP98102583A EP0887122A2 EP 0887122 A2 EP0887122 A2 EP 0887122A2 EP 98102583 A EP98102583 A EP 98102583A EP 98102583 A EP98102583 A EP 98102583A EP 0887122 A2 EP0887122 A2 EP 0887122A2
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- pump
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- B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
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- F04C2/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
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- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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- F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
- F05C2253/04—Composite, e.g. fibre-reinforced
Definitions
- the invention relates to a water high-pressure cleaning device with the features of The preamble of claim 1.
- Water high-pressure cleaning devices so-called high-pressure cleaners, are for the Hobby area and professional area known in a variety of embodiments.
- water high-pressure cleaning devices water in the pressure range between 60 and 250 bar, occasionally even at higher pressures, promoted to cleaning tasks to fulfill.
- the goal is always a high level of performance, that is to say a considerable level Pump performance with the lowest possible weight and low purchase price to realize.
- the invention has for its object the known water high-pressure cleaning device compared to the previously described state of the art in design to further improve the high pressure pump.
- Internal gear pumps have the same principle of operation as external gear pumps.
- the arrangement of the gears allows internal gear pumps a particularly compact design and overall very favorable installation dimensions.
- the combination of internal gear and external gear leads to a longer one Gear mesh than with external gear pumps. This results in a better one Sealing effect as well as larger suction and pressure angles.
- Internal gear pumps have due to the more favorable engagement conditions and the compact arrangement a lower noise level than external gear pumps. Particularly low flow and filling losses lead to a particularly good suction behavior. Finally, internal gear pumps have a relatively low one Fluctuation of the volume flow.
- an internal gear pump is a gerotor pump according to claim 2 the internally toothed toothed ring regularly has one tooth more than the toothed outside Pinion.
- the pressure chamber of a gerotor pump is different from that of a normal internal gear pump not separated from the suction chamber by a sickle-shaped filler.
- a special design of the teeth based on trochoid teeth ensures the seal between the internal toothed ring and the externally toothed pinion. With an adapted design of the teeth touch Tooth heads exactly opposite the point of mesh. The teeth roll on each other from. By touching the teeth in the pitch points, the individual Displacement rooms sealed against each other.
- the rolling motion of the gerotor pump is particularly suitable for use in a water high-pressure cleaning device, since there is hardly any sliding movement of the teeth occur on each other. That makes the choice of materials for the toothed ring and pinion Taking into account the corrosive effects of water a little easier.
- gerotor pump that is suitable for A gerotor pump is particularly suitable for a high-pressure water cleaning device with pinion driven by the drive shaft and entrained by the pinion Gear ring. If the internal toothed ring has one tooth more than the outside toothed pinion, the speed of the toothed ring is correspondingly lower than the speed of the pinion. The eccentricity of the pinion is with the gerotor pump permanently set.
- the cleaning water is supplied and removed axially.
- the pump housing is subjected to one side by a pressure field that does not change its position.
- the high-pressure cleaning device shown initially has a housing 1, one of which High-pressure hose 2 leads to a high-pressure cleaning lance 3.
- Such high-pressure cleaning devices Colloquially mostly called high pressure cleaners, are extensively commercial and used privately.
- Such pressure washers are used for the Cleaning of motor vehicles, floor panels, cladding, even with appropriate Additional equipment for land blasting.
- On the housing 1 of that shown in Fig. 1 High-pressure cleaning device for high-pressure water cleaning is a handle 5 attached, with the help of which the high-pressure cleaning device can be carried.
- a 2 only indicated drive device 6 in the illustrated and preferred embodiment an electric drive motor, with a drive shaft 7. From the drive device 6 is driven by a high pressure pump 8 for cleaning water or a water / detergent mixture, subsequently always as cleaning water designated.
- this high pressure pump 8 as an internal gear pump with internally toothed toothed ring 9 and externally toothed pinion 10 is.
- a normal internal gear pump needs a sickle-shaped filler for your Function that is between the moving toothed ring 9 and the moving Pinion 10 is located.
- a special type of internally toothed pumps are the so-called "gerotor pumps".
- the illustrated embodiment shows the preferred teaching as High-pressure pump 8 gerotor pump with internally toothed gerotor 9 and externally toothed pinion 10, the pinion 10 one tooth less than that Has toothed ring 9.
- Fig. 3 shows a view in the direction of the drive shaft 7 of toothed ring 9 and pinion 10, from which this fact arises.
- gerotor pump implemented according to preferred teaching is also general Part of the description has been explained in detail with regard to their properties. To avoid repetition, reference may also be made to these explanations here will.
- the invention For use in a water high-pressure cleaning device, the invention requires realized internal gear pump, in particular gear ring pump, equipment, in which the parts coming into contact with the cleaning water consist of a corrosion-resistant material, in particular a corrosion-resistant material Metal connection. Also ceramics, possibly also glass fiber reinforced Plastic can be used. This is also part of the general description have already been addressed.
- the gerotor pump the gerotor should 9 and the pinion 10 from a good sliding properties in water Material with sufficient surface hardness.
- Sintered materials in question, in particular sintered metal materials. According to preferred Teaching is provided that a sintered metal material with a plasma nitrided surface is used.
- the exemplary embodiment shown shows a particularly preferred embodiment in FIG. 3 a gerotor pump, namely a so-called gerotor pump with from the drive shaft 7 driven pinion 10 and rotating pinion entrained Toothed ring 9.
- a gerotor pump namely a so-called gerotor pump with from the drive shaft 7 driven pinion 10 and rotating pinion entrained Toothed ring 9.
- a slide bearing is rotatably mounted in the rotor housing 12.
- Fig. 3 shows the eccentric 13 carrying the pinion 10 on the drive shaft 7 with a Eccentricity.
- Fig. 4 shows an alternative, which is characterized in that the high pressure pump 8 is designed as an orbit pump driven by the drive shaft 7 Pinion 10, fixed ring gear 9 and a planetary movement of the Pinion 10 around the central axis of the toothed ring 9 allowing coupling between the drive shaft 7 and pinion 10.
- the pinion 10 passes through the an arrow drawn in an anti-clockwise direction is indicated by a planet-like one Movement around the central axis of the toothed ring 9 on a circular path with the radius e of eccentricity.
- Fig. 5 shows a further alternative, which is characterized in that the high pressure pump 8 is designed as an eccentric pump with an eccentric connection driven by the drive shaft 7, rotatably mounted on the eccentric connection Pinion 10 and fixed toothed ring 9.
- the displacement volume of a tooth gap is obtained with this construction.
- the additional construction effort is necessary, in particular because of the with circumferential control sleeve, but very considerably, so that this variant probably least questionable.
- the embodiment shown and preferred in this respect is also distinguished characterized in that here the actual pump area of the high pressure pump 8 is stacked is composed of several plate-like functional parts 20, 12, 21, the functional parts 20, 12, 21 with each other and with the rest of the housing are tension-proof clamped, represented by the correspondingly long fastening screws 19.
- the drive device 6 opposite side of the pinion 10 and toothed ring 9 a connecting plate 20th (Functional part) in which the suction port 14 and the pressure port 15 are located.
- suction port 14 and the pressure port 15 are located on the drive device 6 opposite side of the pinion 10 and toothed ring 9 a connecting plate 20th (Functional part) in which the suction port 14 and the pressure port 15 are located.
- Fig. 2 shows well how these plate-like functional parts, namely the connection plate 20, the plate-like rotor housing 5 with the toothed ring 9 and pinion 10 and the bearing plate 21 with each other and with the long threaded screws 19 Rest of the housing are clamped pressure-tight.
- the rest of the housing is special Formed assembly, which may be provided, but need not be provided.
- Such a torsionally flexible coupling is known from the prior art. It transmits a positive torque and puncture-proof, but it compensates for axial displacements, shaft misalignment and angular displacement to a limited extent.
- Such a coupling dampens vibrations and noise generation (e.g. torsionally flexible couplings from Mönninghoff, Brochure).
- the torsionally flexible coupling 23 in a hollow Housing part 24 is arranged.
- This housing part 24 represents the rest of the housing represents on which the plate-like functional parts 20, 12, 21 via the fastening screw 19 attached or braced.
- Fig. 6 shows another example of the connection plate seen in the direction of the drive shaft 20 with the suction port 14 and the pressure port 15.
- Fig. 7 shows accordingly the bearing plate 21.
- Fig. 6 shows that the connection plate 20 in addition to the suction port 14 and the pressure port 15 the typical crescent-shaped suction and pressure openings for a gerotor pump has, which represent the suction chamber on the one hand and the pressure chamber on the other.
- the normally stressed components can, for example be made of a bronze material, while the in terms of Surface hardness of particularly high stressed rolling elements - toothed ring 9 and Pinion 10 - consist of a coated, in particular plasma nitrided sintered metal can.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Wasser-Hochdruckreinigungsgerät mit den Merkmalen des
Oberbegriffs von Anspruch 1.The invention relates to a water high-pressure cleaning device with the features of
The preamble of
Wasser-Hochdruckreinigungsgeräte, sogenannte Hochdruckreiniger, sind für den Hobbybereich und Profibereich in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Mit Wasser-Hochdruckreinigungsgeräten wird Wasser im Druckbereich zwischen 60 und 250 bar, gelegentlich auch noch mit höheren Drücken, gefördert, um Reinigungsaufgaben zu erfüllen. Ziel ist immer, eine große Leistungsfähigkeit, also eine erhebliche Pumpenleistung bei möglichst geringem Gewicht und niedrigem Anschaffungspreis zu realisieren.Water high-pressure cleaning devices, so-called high-pressure cleaners, are for the Hobby area and professional area known in a variety of embodiments. With water high-pressure cleaning devices, water in the pressure range between 60 and 250 bar, occasionally even at higher pressures, promoted to cleaning tasks to fulfill. The goal is always a high level of performance, that is to say a considerable level Pump performance with the lowest possible weight and low purchase price to realize.
Bei Hochdruckreinigungsgeräten für Wasser bzw. eine Wasser/Reinigungsmittel-Mischung, nachfolgend unter dem Begriff "Reinigungswasser" zusammengefaßt, werden sehr häufig Axialkolbenpumpen eingesetzt (DE - C - 44 30 591, DE - A - 195 22 878). Es ist aber auch bereits vorgeschlagen worden, bei einem Hochdruckreinigungsgerät eine in Breite und Länge kompakte Bauweise und einen einfachen Aufbau dadurch zu erreichen, daß die Hochdruckpumpe als Außenzahnradpumpe ausgeführt wird (DE - A - 44 41 259).In the case of high-pressure cleaning devices for water or a water / detergent mixture, summarized below under the term "cleaning water" Very often axial piston pumps are used (DE - C - 44 30 591, DE - A - 195 22 878). However, it has also already been proposed for a high-pressure cleaning device a compact construction in width and length and a simple construction to achieve that the high pressure pump is designed as an external gear pump (DE - A - 44 41 259).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Wasser-Hochdruckreinigungsgerät gegenüber dem zuvor erläuterten Stand der Technik in der Gestaltung der Hochdruckpumpe weiter zu verbessern.The invention has for its object the known water high-pressure cleaning device compared to the previously described state of the art in design to further improve the high pressure pump.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist gelöst bei einem Wasser-Hochdruckreinigungsgerät
mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Realisierung der
Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1.The task outlined above is achieved in a water high-pressure cleaning device
with the features of the preamble of
Innenzahnradpumpen besitzen an sich das gleiche Funktionsprinzip wie Außenzahnradpumpen. Durch die Anordnung der Zahnräder erlauben aber Innenzahnradpumpen eine besonders kompakte Ausführung und insgesamt sehr günstige Einbaumaße. Die Kombination von Innenzahnrad und Außenzahnrad führt zu einem längeren Zahneingriff als bei Außenzahnradpumpen. Dadurch ergeben sich eine bessere Dichtwirkung sowie größere Saug- und Druckwinkel. Internal gear pumps have the same principle of operation as external gear pumps. The arrangement of the gears allows internal gear pumps a particularly compact design and overall very favorable installation dimensions. The combination of internal gear and external gear leads to a longer one Gear mesh than with external gear pumps. This results in a better one Sealing effect as well as larger suction and pressure angles.
Innenzahnradpumpen haben aufgrund der günstigeren Eingriffsverhältnisse und der kompakten Anordnung eine geringere Geräuschentwicklung als Außenzahnradpumpen. Besonders geringe Strömungs- und Füllungsverluste führen zu einem besonders guten Ansaugverhalten. Schließlich haben Innenzahnradpumpen eine relativ geringe Schwankung des Volumenstroms zu verzeichnen.Internal gear pumps have due to the more favorable engagement conditions and the compact arrangement a lower noise level than external gear pumps. Particularly low flow and filling losses lead to a particularly good suction behavior. Finally, internal gear pumps have a relatively low one Fluctuation of the volume flow.
Innenzahnradpumpen haben für die Förderung von Reinigungswasser das Problem der Korrosion, das wegen der erheblichen Beanspruchung der Laufflächen nicht zu unterschätzen ist.Internal gear pumps have the problem for pumping cleaning water the corrosion, which is not due to the considerable stress on the treads is underestimated.
Eine für den Einsatz bei einem Wasser-Hochdruckreinigungsgerät besonders zweckmäßige und nach bevorzugter Lehre besonders bevorzugt eingesetzte Ausgestaltung einer Innenzahnradpumpe ist eine Zahnringpumpe gemäß Anspruch 2. Bei dieser hat der innen verzahnte Zahnring regelmäßig einen Zahn mehr als das außen verzahnte Ritzel. Bei einer Zahnringpumpe wird der Druckraum anders als bei der normalen Innenzahnradpumpe vom Saugraum nicht durch ein sichelförmiges Füllstück getrennt. Eine besondere Ausbildung der Zähne basierend auf einer Trochoidenverzahnung gewährleistet die Abdichtung zwischen dem innen verzahnten Zahnring und dem außen verzahnten Ritzel. Bei angepaßter Gestaltung der Zähne berühren sich die Zahnköpfe genau gegenüber dem Zahneingriffspunkt. Die Zähne wälzen aufeinander ab. Durch die Berührung der Zähne in den Wälzpunkten werden die einzelnen Verdrängerräume gegeneinander abgedichtet.A particularly useful one for use with a water high-pressure cleaning device and according to preferred teaching, particularly preferably used configuration an internal gear pump is a gerotor pump according to claim 2 the internally toothed toothed ring regularly has one tooth more than the toothed outside Pinion. The pressure chamber of a gerotor pump is different from that of a normal internal gear pump not separated from the suction chamber by a sickle-shaped filler. A special design of the teeth based on trochoid teeth ensures the seal between the internal toothed ring and the externally toothed pinion. With an adapted design of the teeth touch Tooth heads exactly opposite the point of mesh. The teeth roll on each other from. By touching the teeth in the pitch points, the individual Displacement rooms sealed against each other.
Die Verdrängerwirkung bei einer Zahnringpumpe entsteht dadurch, daß beim Abwälzvorgang die Zähne des außen verzahnten Ritzels abwechselnd in die Zahnlücken des innen verzahnten Zahnrings ein- und wieder austauchen. Dadurch wird der Verdrängerraum verkleinert und vergrößert.The displacement effect in a gerotor pump arises from the fact that during the rolling process the teeth of the externally toothed pinion alternately into the tooth gaps of the internally toothed toothed ring in and out again. This will make the Displacement space reduced and enlarged.
Die Wälzbewegung der Zahnringpumpe ist besonders zweckmäßig für den Einsatz in einem Wasser-Hochdruckreinigungsgerät, da kaum Gleitbewegungen der Zähne aufeinander auftreten. Das macht die Werkstoffauswahl für Zahnring und Ritzel unter Berücksichtigung der korrosiven Wirkung von Wasser etwas einfacher. The rolling motion of the gerotor pump is particularly suitable for use in a water high-pressure cleaning device, since there is hardly any sliding movement of the teeth occur on each other. That makes the choice of materials for the toothed ring and pinion Taking into account the corrosive effects of water a little easier.
Eine wiederum besonders bevorzugte Ausführung einer Zahnringpumpe, die sich für ein Wasser-Hochdruckreinigungsgerät in besonderem Maße eignet, ist eine Gerotorpumpe mit von der Antriebswelle angetriebenem Ritzel und vom Ritzel mitgenommenem Zahnring. Hat der innen verzahnte Zahnring einen Zahn mehr als das außen verzahnte Ritzel, so ist die Drehzahl des Zahnrings um das entsprechende Maß niedriger als die Drehzahl des Ritzels. Die Exzentrizität des Ritzels ist bei der Gerotorpumpe fest eingestellt.Another particularly preferred embodiment of a gerotor pump that is suitable for A gerotor pump is particularly suitable for a high-pressure water cleaning device with pinion driven by the drive shaft and entrained by the pinion Gear ring. If the internal toothed ring has one tooth more than the outside toothed pinion, the speed of the toothed ring is correspondingly lower than the speed of the pinion. The eccentricity of the pinion is with the gerotor pump permanently set.
Bei der hier erläuterten, bevorzugten Ausführung der Hochdruckpumpe als Gerotorpumpe wird das Reinigungswasser axial zugeführt und abgeführt. Das Pumpengehäuse wird einseitig von einem seine Lage nicht ändernden Druckfeld beaufschlagt.In the preferred embodiment of the high pressure pump as a gerotor pump explained here the cleaning water is supplied and removed axially. The pump housing is subjected to one side by a pressure field that does not change its position.
Eine ebenfalls mögliche, konstruktiv aber etwas aufwendigere Alternative zu einer
Gerotorpumpe ist die Ausführung als Orbitpumpe gemäß Anspruch 8. Bei einer Orbitpumpe
wird das außen verzahnte Ritzel angetrieben, der Zahnring steht jedoch
fest. Die Exzentrizität jedoch ändert ihre Lage. Das außen verzahnte Ritzel führt damit
eine planetenartige Bewegung aus. Zusätzlich zu der Rotationsbewegung bewegt
sich das außen verzahnte Ritzel auf einer Kreisbahn mit dem Radius der Exzentrizität
um den Mittelpunkt des Zahnrings.Another possible, constructive but somewhat more complex alternative to one
Gerotor pump is the design as an orbital pump according to
Schließlich ist es grundsätzlich auch möglich, das außen verzahnte Ritzel bei feststehendem Zahnring über eine Exzenterwelle anzutreiben. Dieses Exzenterprinzip ist aber konstruktiv erheblich aufwendiger.Finally, it is in principle also possible for the externally toothed pinion to be stationary To drive the toothed ring via an eccentric shaft. This eccentric principle is but structurally much more complex.
Für die Förderung von Reinigungswasser ist die Werkstoffauswahl bei den mit dem Reinigungswasser in Berührung kommenden Teilen von erheblicher Bedeutung. Diese müssen aus einem korrosionsfesten Werkstoff, insbesondere einer korrosionsbeständigen Metallverbindung bestehen. Auch Keramik kommt an den entsprechenden Stellen in Frage. Möglicherweise sind auch faserverstärkte Kunststoffe unter bestimmten Bedingungen für einige Teile einsetzbar, insbesondere wenn man diese mit einer metallischen Verstärkung (Kraftaufnahme) versieht.For the conveyance of cleaning water, the choice of materials for those with the Parts in contact with cleaning water are of considerable importance. These must be made of a corrosion-resistant material, especially a corrosion-resistant one Metal connection exist. Ceramics also come up with the corresponding ones Questioning. Fiber reinforced plastics may also be among certain Conditions can be used for some parts, especially if you use them a metallic reinforcement (force absorption).
Besondere Beachtung bedarf die Werkstoffauswahl bei dem Zahnring und dem Ritzel. Hier müssen entsprechende Oberflächenbeschaffenheiten, insbesondere eine hinreichende Härte der Oberfläche vorgesehen sein, eventuell auch passende Gleiteigenschaften.The material selection for the toothed ring and pinion requires special attention. Corresponding surface textures, especially a sufficient one, must be used here Hardness of the surface should be provided, possibly also suitable sliding properties.
Im übrigen werden vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre in den Unteransprüchen abgehandelt.In addition, advantageous refinements and developments of the teaching in resolved the subclaims.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt
- Fig. 1
- in einer Übersichtsdarstellung ein Wasser-Hochdruckreinigungsgerät,
- Fig. 2
- in einem Längsschnitt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgestalteten Hochdruckpumpe für ein erfindungsgemäßes Wasser-Hochdruckreinigungsgerät,
- Fig. 3
- eine Ansicht des eigentlichen Pumpenbereiches in Blickrichtung auf die Motorwelle des Ausführungsbeispiels aus Fig. 2, Pumpe nach dem Gerotorprinzip,
- Fig. 4
- in einer Fig. 3 entsprechenden Darstellung eine Ansicht einer Zahnringpumpe nach dem Orbitprinzip,
- Fig. 5
- in einer Fig. 3 entsprechenden Darstellung eine Ansicht einer Zahnringpumpe nach dem Exzenterprinzip,
- Fig. 6
- in Blickrichtung auf die Motorwelle eine Ansicht der Anschlußplatte,
- Fig. 7
- in Blickrichtung auf die Motorwelle eine Ansicht der Lagerplatte.
- Fig. 1
- an overview of a water high-pressure cleaning device,
- Fig. 2
- in a longitudinal section a preferred embodiment of a high pressure pump designed according to the invention for a water high pressure cleaning device according to the invention,
- Fig. 3
- 3 shows a view of the actual pump area in the direction of view of the motor shaft of the exemplary embodiment from FIG. 2, pump based on the gerotor principle,
- Fig. 4
- 3 shows a view of a gerotor pump according to the orbit principle,
- Fig. 5
- 3 shows a view of a gerotor pump according to the eccentric principle,
- Fig. 6
- a view of the connecting plate in the direction of the motor shaft,
- Fig. 7
- a view of the bearing plate in the direction of the motor shaft.
Das in Fig. 1 in einer schematischen Darstellung gemäß üblicher Darstellungsweise
gezeigte Hochdruckreinigungsgerät weist zunächst ein Gehäuse 1 auf, von dem ein
Hochdruckschlauch 2 zu einer Hochdruck-Reinigungslanze 3 führt. Die Wasserstrahl-Steuerung
erfolgt mittels einer Ventilpistole 4. Solche Hochdruckreinigungsgeräte,
umgangssprachlich meist Hochdruckreiniger genannt, werden umfangreich gewerblich
und privat eingesetzt. Man verwendet solche Hochdruckreiniger für die
Reinigung von Kraftfahrzeugen, Bodenplatten, Verkleidungen, sogar mit entsprechenden
Zusatzgeräten zum Landstrahlen. Am Gehäuse 1 des in Fig. 1 dargestellten
Hochdruckreinigungsgerätes für die Wasser-Hochdruckreinigung ist ein Handgriff 5
angebracht, mit dessen Hilfe das Hochdruckreinigungsgerät getragen werden kann.1 in a schematic representation according to the usual representation
The high-pressure cleaning device shown initially has a
Im Inneren des Gehäuses 1 des Hochdruckreinigungsgerätes befindet sich eine in Fig.
2 nur angedeutete Antriebseinrichtung 6, im dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel
ein elektrischer Antriebsmotor, mit einer Antriebswelle 7. Von der Antriebseinrichtung
6 angetrieben wird eine Hochdruckpumpe 8 für Reinigungswasser
bzw. eine Wasser/Reinigungsmittel-Mischung, nachfolgend immer als Reinigungswasser
bezeichnet.Inside the
Nach der Lehre ist vorgesehen, daß diese Hochdruckpumpe 8 als Innenzahnradpumpe
mit innen verzahntem Zahnring 9 und außen verzahntem Ritzel 10 ausgeführt
ist.According to the teaching, it is provided that this
Im allgemeinen Teil der Beschreibung ist bereits erläutert worden, welche Vorteile der Einsatz einer Innenzahnradpumpe gegenüber einer Axialkolbenpumpe und, insbesondere, einer Außenzahnradpumpe hat. Auf die ausführlichen technischen Erläuterungen zu Innenzahnradpumpen im allgemeinen Teil der Beschreibung darf zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen werden.The general part of the description has already explained the advantages of Use of an internal gear pump compared to an axial piston pump and, in particular, an external gear pump. On the detailed technical explanations to internal gear pumps in the general part of the description may be avoided be directed from repetitions.
Eine normale Innenzahnradpumpe benötigt ein sichelförmiges Füllstück für ihre
Funktion, das sich zwischen dem sich bewegenden Zahnring 9 und dem mitlaufenden
Ritzel 10 befindet.A normal internal gear pump needs a sickle-shaped filler for your
Function that is between the moving
Eine besondere Art innen verzahnter Pumpen sind die sogenannten "Zahnringpumpen".
Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt die nach bevorzugter Lehre als
Hochdruckpumpe 8 eingesetzte Zahnringpumpe mit innen verzahntem Zahnring 9
und außen verzahntem Ritzel 10, wobei das Ritzel 10 einen Zahn weniger als der
Zahnring 9 aufweist. Fig. 3 zeigt in Blickrichtung auf die Antriebswelle 7 eine Ansicht
von Zahnring 9 und Ritzel 10, aus der sich dieser Sachverhalt ergibt. A special type of internally toothed pumps are the so-called "gerotor pumps".
The illustrated embodiment shows the preferred teaching as
High-
Die nach bevorzugter Lehre realisierte Zahnringpumpe ist ebenfalls im allgemeinen Teil der Beschreibung hinsichtlich ihrer Eigenschaften ausführlich erläutert worden. Auf diese Erläuterungen darf auch hier zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen werden.The gerotor pump implemented according to preferred teaching is also general Part of the description has been explained in detail with regard to their properties. To avoid repetition, reference may also be made to these explanations here will.
Für den Einsatz in einem Wasser-Hochdruckreinigungsgerät benötigt die erfindungsgemäß
verwirklichte Innenzahnradpumpe, insbesondere Zahnringpumpe, eine Ausstattung,
bei der die mit dem Reinigungswasser in Berührung kommenden Teile aus
einem korrosionsfesten Werkstoff bestehen, insbesondere aus einer korrosionsbeständigen
Metallverbindung. Auch Keramik, gegebenenfalls auch glasfaserverstärkter
Kunststoff kommen in Frage. Auch das ist im allgemeinen Teil der Beschreibung
bereits angesprochen worden. Bei der dargestellten Zahnringpumpe sollte der Zahnring
9 und das Ritzel 10 aus einem in Wasser gute Gleiteigenschaften aufweisenden
Werkstoff ausreichender Oberflächenhärte bestehen. Dazu kommen beispielsweise
Sinterwerkstoffe in Frage, insbesondere Sintermetallwerkstoffe. Nach bevorzugter
Lehre ist vorgesehen, daß ein Sintermetallwerkstoff mit einer plasmanitrierten Oberfläche
eingesetzt wird.For use in a water high-pressure cleaning device, the invention requires
realized internal gear pump, in particular gear ring pump, equipment,
in which the parts coming into contact with the cleaning water
consist of a corrosion-resistant material, in particular a corrosion-resistant material
Metal connection. Also ceramics, possibly also glass fiber reinforced
Plastic can be used. This is also part of the general description
have already been addressed. In the illustrated gerotor pump, the gerotor should
9 and the
Alternativen sind hier insbesondere im Keramikbereich zu suchen.Alternatives are to be found here, particularly in the ceramic sector.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt in Fig. 3 eine besonders bevorzugte Ausführungsform
einer Zahnringpumpe, nämlich eine sogenannte Gerotorpumpe mit von
der Antriebswelle 7 angetriebenem Ritzel 10 und vom Ritzel 10 mitgenommenem rotierenden
Zahnring 9. In diesem Fall ist wegen der Drehbarkeit des Zahnrings 10 vorgesehen,
daß dieser in einem Außenlager 11, nach dargestelltem und bevorzugtem
Ausführungsbeispiel einem Gleitlager, im Rotorgehäuse 12 drehbar gelagert ist.The exemplary embodiment shown shows a particularly preferred embodiment in FIG. 3
a gerotor pump, namely a so-called gerotor pump with from
the
Fig. 3 zeigt den das Ritzel 10 tragenden Exzenter 13 auf der Antriebswelle 7 mit eingezeichneter
Exzentrizität.Fig. 3 shows the eccentric 13 carrying the
Fig. 4 zeigt eine Alternative, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Hochdruckpumpe
8 als Orbitpumpe ausgeführt ist mit von der Antriebswelle 7 angetriebenem
Ritzel 10, feststehendem Zahnring 9 und einer eine planetenartige Bewegung des
Ritzels 10 um die Mittelachse des Zahnrings 9 erlaubenden Kupplung zwischen Antriebswelle
7 und Ritzel 10. Bei dieser Orbitpumpe führt das Ritzel 10 wie durch den
entgegen dem Uhrzeigersinn eingezeichneten Pfeil angedeutet ist eine planetenartige
Bewegung um die Mittelachse des Zahnrings 9 aus auf einer Kreisbahn mit dem Radius
e der Exzentrizität. Bei der hier in Fig. 4 dargestellten konstruktiven Lösung mit
sechs Zähnen am Ritzel 10 und sieben Zähnen am Zahnring 9 durchläuft das Ritzel
10 bei einer Umdrehung der Antriebswelle 7 sechsmal die sieben Kammern des Zahnrings
9. Während einer Umdrehung der Antriebswelle 7 wird das Volumen von 6 x 7,
also von 42 Zahnlücken gefördert. Dadurch wird bei kleinen Abmessungen ein
großes Verdrängungsvolumen erreicht. Eine Orbitpumpe benötigt aber anders als die
Gerotorpumpe gemäß Fig. 3 eine mit umlaufende Steuerhülse, die die Zahnlücken jeweils
mit dem Sauganschluß 14 bzw. dem Druckanschluß 15 verbindet. Das ist konstruktiv
relativ aufwendig. Im übrigen muß die planetenartige Umlaufbewegung des
Ritzels 10 bei der Kraftübertragung von der Antriebswelle 7 aus berücksichtigt werden,
beispielsweise durch Gestaltung der Antriebswelle als Kardanwelle.Fig. 4 shows an alternative, which is characterized in that the
Fig. 5 zeigt eine weitere Alternative, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Hochdruckpumpe
8 als Exzenterpumpe ausgebildet ist mit über eine Exzenterverbindung
von der Antriebswelle 7 angetriebenem, auf der Exzenterverbindung drehbar gelagerten
Ritzel 10 und feststehendem Zahnring 9. Gegenüber der Gerotorpumpe gemäß
Fig. 3 gewinnt man bei dieser Konstruktion das Verdrängungsvolumen einer Zahnlücke.
Der konstruktive Mehraufwand ist, insbesondere wegen der notwendigerweise
mit umlaufenden Steuerhülse, aber ganz erheblich, so daß diese Variante wohl
am wenigsten in Frage kommt.Fig. 5 shows a further alternative, which is characterized in that the
Zurück zu Fig. 2, die den Gesamtaufbau eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels
zeigt, erkennt man dort verschiedene Gleitlager 16, eine Wellendichtung 17
und eine Distanzbuchse 18 sowie Verbindungsschrauben 19.Returning to Fig. 2, the overall structure of a particularly preferred embodiment
shows, there are different
Das dargestellte und insoweit bevorzugte Ausführungsbeispiel zeichnet sich ferner
dadurch aus, daß hier der eigentliche Pumpenbereich der Hochdruckpumpe 8 stapelartig
aus mehreren plattenartigen Funktionsteilen 20, 12, 21 zusammengesetzt ist,
wobei die Funktionsteile 20, 12, 21 miteinander und mit dem Rest des Gehäuses
druckfest verspannt sind, dargestellt durch die entsprechend lang gestalteten Befestigungsschrauben
19. Dazu ist vorgesehen auf der von der Antriebseinrichtung 6
abgewandten Seite des Ritzels 10 und Zahnrings 9 eine Anschlußplatte 20
(Funktionsteil), in der sich der Sauganschluß 14 und der Druckanschluß 15 befinden.
Hier findet sich auch das im Gleitlager 16 gelagerte Ende der Antriebswelle 7 in einer
entsprechenden Aufnahme. Diese ist, wie dargestellt, über eine Verbindungsbohrung
zum Sauganschluß 14 hin druckentlastet.The embodiment shown and preferred in this respect is also distinguished
characterized in that here the actual pump area of the
Auf der der Antriebseinrichtung 6 zugewandten Seite des Ritzels 10 und Zahnrings 9
befindet sich eine Lagerplatte 21 (Funktionsteil) für die Antriebswelle 7. Auch hier
erkennt man das Gleitlager 16 und die Druckentlastung von dort zum Sauganschluß
14.On the side of the
Fig. 2 zeigt gut, wie diese plattenartige Funktionsteile, nämlich die Anschlußplatte 20,
das plattenartige Rotorgehäuse 5 mit darin liegendem Zahnring 9 und Ritzel 10 und
die Lagerplatte 21 über die langen Gewindeschrauben 19 miteinander und mit dem
Rest des Gehäuses druckfest verspannt sind.Fig. 2 shows well how these plate-like functional parts, namely the
Erkennbar sind noch Dichtungselemente 22, die das plattenartige Rotorgehäuse 12
gegenüber der Anschlußplatte 20 und der Lagerplatte 21 abdichten.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Rest des Gehäuses durch eine besondere
Baugruppe gebildet, die vorgesehen sein kann, aber nicht vorgesehen sein muß. Im
dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich nämlich zwischen der Antriebswelle
7 im engeren Sinne, also der Antriebswelle 7 an der Antriebseinrichtung 6, und dem
Ritzel 10 eine drehelastische Kupplung 23. Eine solche drehelastische Kupplung ist
aus dem Stand der Technik bekannt. Sie überträgt ein Drehmoment formschlüssig
und durchschlagssicher, gleicht aber Axialverschiebungen, Wellenversatz und Winkelverlagerung
in begrenztem Maße aus. Eine solche Kupplung dämpft Schwingungen
und Geräuschbildung (z. B. drehelastische Kupplungen der Firma Mönninghoff,
Prospekt). Vorgesehen ist dabei, daß die drehelastische Kupplung 23 in einem hohlen
Gehäuseteil 24 angeordnet ist. Dieses Gehäuseteil 24 stellt den Rest des Gehäuses
dar, an dem die plattenartigen Funktionsteile 20, 12, 21 über die Befestigungsschraube
19 befestigt bzw. damit verspannt sind. In the illustrated embodiment, the rest of the housing is special
Formed assembly, which may be provided, but need not be provided. in the
illustrated embodiment is namely between the
Fig. 6 zeigt in Richtung der Antriebswelle gesehen noch ein Beispiel der Anschlußplatte
20 mit dem Sauganschluß 14 und dem Druckanschluß 15. Fig. 7 zeigt entsprechend
die Lagerplatte 21.Fig. 6 shows another example of the connection plate seen in the direction of the
Fig. 6 zeigt, daß die Anschlußplatte 20 neben dem Sauganschluß 14 und dem Druckanschluß
15 die für eine Gerotorpumpe typischen sichelförmigen Saug- und Drucköffnungen
aufweist, die den Saugraum einerseits und den Druckraum andererseits repräsentieren.Fig. 6 shows that the
Hinsichtlich der Werkstoffauswahl können die normal beanspruchten Bauteile beispielsweise
aus einem Bronzematerial hergestellt sein, während die hinsichtlich der
Oberflächenhärte besonders hoch beanspruchten Abwälzkörper - Zahnring 9 und
Ritzel 10 - aus einem beschichteten, insbesondere plasmanitrierten Sintermetall bestehen
können.With regard to the choice of materials, the normally stressed components can, for example
be made of a bronze material, while the in terms of
Surface hardness of particularly high stressed rolling elements -
Weiter oben ist bereits erläutert worden, daß bei einer Gerotorpumpe Saugraum und
Druckraum ortsfest liegen und daß dadurch das Pumpengehäuse einseitig von einem
seine Lage nicht ändernden Druckfeld beaufschlagt wird. Den Effekt dieser einseitigen
Druckbeaufschlagung kann man mindern bis eliminieren dadurch, daß der hohe
Druck von der Druckseite, Druckanschluß 15, auf die Außenseite des Zahnrings 9 geführt
wird und daß, vorzugsweise, die druckseitige Halbschale gegen die saugseitige
Halbschale abgedichtet ist. Fig. 2 zeigt eine entsprechende Umwegleitung 25, die
diesen Effekt erreicht, diese Umwegleitung 25 findet man auch in Fig. 7. Man erkennt,
daß ihr Verlauf etwa dem Verlauf der sichelförmigen Drucköffnung in der Anschlußplatte
20 entspricht.It has already been explained above that in a gerotor pump suction chamber and
Pressure chamber are stationary and that the pump housing is one-sided
its position not changing pressure field is applied. The effect of this one-sided
Pressurization can be reduced or eliminated by the fact that the high
Pressure from the pressure side,
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet,
characterized by
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