DE8900693U1

DE8900693U1 - Hydraulisch angetriebener Hochdruckreiniger

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Publication number: DE8900693U1
Application number: DE8900693U
Authority: DE
Original assignee: Friedrichs Pumpen 4432 Gronau De GmbH
Current assignee: Friedrichs Pumpen 4432 Gronau De GmbH
Priority date: 1989-01-23
Filing date: 1989-01-23
Publication date: 1989-11-30
Anticipated expiration: 1999-01-24

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulisch angetriebenen Kochdruckreiniger 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, z.B. zum Zwecke von Hochdruckreinigung.

Hochdruckreiniger der gesamten Gattung sind bekannt. Diese beinhalten eine Mehrzahl von Hydraulikkolben, die mittig eine - Steuerung antreiben und von dort aus eine Vielzahl von Wasserkolben, dte mit den Hydraulikkolberr 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 Kolbenf äche angeordnet werden muß, ist der radial erforderliche Einbauraun sehr groß, zumal er quadratisch mit dem Kadius steigt; auch der long'Xudinale Einbauraun wird vergrößert als Vervielfacher des infolge zusätzlichen Einbaurauns 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 '"blbenreibung.

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Dichtungsreibung sowie anderer Reibung wie z.B. von Lagern und von Hydraulikkräften herrühren, die zur Überwindung des in den Totpunkten im Zylinder eingeschlossenen Kompression£- 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 Dichtungsdurchmessem ausgelegt werden müssen, wobei eine weitere mechanische Verstärkung bei Wechselbeanspruchungen erforderlich ist. Insgesamt wurden noch keine gattungsmäßigen Geräte in Serie produziert, sondern nur "konventionelle Bauarten", d.h. Geräte mit Hydraulikmotor, hydraulisehen Steuerungselement«!, Kupplungen, Wasserpumpe, wasserseitig Steuerungseinrichtungen, Montagerahmen, Abdeckhaube 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, Betonmischern usw. zu ermöglichen.

Dieses Ziel wird erfinchmgsgemäß dadurch erreicht, daß auf jeder ölseite eines axial beweglichen und ölhydraulisch angetriebenen Kolbens (2) eine Synchronisierstange (6) angeordnet 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 Raun untergebracht werden, der sinnvpHerweise vom gemeinsamen Unfangskreis aller Kolben einschließlich derer Dichtungen gebildet wird. Als Ergehiis 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 SynchronisierkrMfte betriebesicher aufgenommen werden.

Als weiteres Ergebnis des Erfindungsgedankens treten die die Dreheinrichtung (9-12) und Steuerung (22,51) antreibenden AxialkrMfte h*ftiptsachlich nur in einer Arbeiterichiung 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, Anschlußstücke, Aufbauanordnungen usw. zugunsten einer total integrierten Bauweise vermieden werden.

Im Gesamtergebnis baut die erfindungsgemäße Maschine so kompakt, leicht und trotzdem betriebssicher, daß ein einfacher Arbeitseinsatz mit Gabelstaplern, Ackerschleppern, Baumaschinen, Lkw. mit Arbeitshydraulik, Betonmischern usw. als kleines und handliches Arbeitsgerät möglich wird.

Die beigefügten Zeichnungen erläutern die Erfindung und zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Hochdruckreiniger ;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-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, erfindungsganäßen, hydraulisch angetriebenen Hochdruckreiniger

Der in Fig. 1 gezeigte, erfindungsgetnäße Hochdruckreiniger besteht aus einem Zylinderblock (1), in dem ölhydraulisch angetriebene Kolben (2) axial beweglich angeordnet sind. Drücköl (23) wird in die Einlaßöffnung (24) und über einen Verbindungskanal (25) zu einer Steuerung (22) geleitet, d.h. über deren ümfangskanal (26), eine Verbindungsbohrung (27) zur Druckniere (28) und von dort inj einer Steuetbohrung (29) und von dort in den Zylinderraun 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 Synchronisierstange (6) eine auf die Dreheinrichtung (9-12) wirkende Zugkraft, wodurch der Taumelring (12) infolge seiner einseitigen SchrägflMche 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 Mußeren Lagers (13) drehfähig zwischen Zylinderblock (1) und Deckel (14) außen gehalten, sowie innen mittels Sicherungsring (15) Sobald die Synchronisierstange (9) unter Zugkraft steht, wirC der Taumelring (12) wegen seiner links gegenüber der Drehachse geneigten Schrägfläche in Drehbewegung versetzt, die auf Antriebswelle (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 Taunelring (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 Verbindungskanal (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) nech 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 Synchronisierstangen (6) die Form von Teilkugeln (8) haben müssen, die durch SichenffKjsringe (48) auf den Synchronisier stangen (6) gehalten «ectkn. Diese Teillqgeln (8) werden wiederum gelenkig in Kvgelkalotten (7) gehalten, die ein wenig auf Lochscheibe (9) gleiten, um einen geringfügigen Radialweg auf Grund des Taumelwinkels von Lochscheibe (9) auszugleichen.

Es ist femer offensichtlich, daß die Stirnflächen (46) der Synchronisierstangen (6) den Tasnelring (12) bei hoher Geschwindigkeit nicht berühren dürfen, xm ein Festbransen 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 Druckbegrenzungs und/oder Unloaderventil vorgesehen werden.

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Weiter können die Kolben (2) und Synchronisierstarsen (6) durch ein radial und winklig bewegliches Gelenk verbunden werden, um Fertigungstoleranzen und Verformungen auszugleirben.

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. -4-&iacgr;&rgr; Knlben vorder! **··»■ ^" ^n n-i«->>it-«mtfon ("&iacgr;.&Lgr;.¹) iinrf/nder relativ schmalen Führungen des Zylinderblocks (I) 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."

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 Geeenflache gedrückt wird.

Der Direktkontakt von Stirnflächen (46) der Synchronisierstangen (6) gegenüber der Druckscheibe (10) ist ersetzt durch flächig aufliegende Teilkugeln (56), welche eventuelle Druckschläge flächig auf Druckscheibe (10) verteilen. Kolben '?) ist in diesem Falle in einen ölkolben (57) und einen Wasserkolben (58) abgestuft, xan den Wasserdruck gegenüber dem Öldruck entsprechend den Flächenverhältnissen zu vtastü. Das Druckbegrenzungs- oder Uhloaderventil (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 Kaaaer (65) auf eine Kugel (62), die entgegen der Kraft von Feder (71) öffnet, wobei die Kraftübertragung über den Wasserkolben (72) und Olkolben (63) erfolgt, so daß der ölstroa weitgehend drucklos in Kanal (67) entlädt. Wenn der Wasserdruck steigt, addiert sich die resultierende 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 §

I entspannt wird. Dadurch verbleibt Wasserkolben (72) in seiner §

linken Position entgegen der Kraft von Feder (71), und volle i

ölentlastung tritt ein, da sich die Kugel (62) frei nach links \_i

' 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 Maschiner hinsichtlich Größe bzw. Bauvolumen und Gewicht W2 gegenüber dem erfindungsgemäßen Gerät.

, Es ist offensichtlich, daß konventionelle Maschinen bekannter

Bauart nicht allgemein auf vorgenannten Fahrzeugen verwendet werden können wie z.B. Gabelstapler, Baumaschinen, Lkw usw.

Ferner ist offensichtlich, daß die Kolbenachsen der erfindungsgemäßen Maschine keinesfalls parallel liegen müssen, sondern auch auf einem konischen Teilkreis (Kegelmantel) angeordnet aein können.

Auch ist es selbstverständlich, daß der wasserseitige Kolbenteil und dtr ölaeitige Kolbenteil vollständig getrennt ausgeführt, aber auch aus einem Stück sowie beschichtet sein können. Der wssserseitige Kolbenteil kann durch zwei Weichdichtungen abge- ; dichtet sein, deren Zwischenraum mit der Saugseite verbunden ist. Dieses kann auch ölseitig durchgeführt werden.

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Natürlich können alle bekannten Hydraulikeleaente Hie Druckbegrenzungsventile, Mengenregler, ülunloader, Rückschlagventile Dichtungen usw. zusammen «it dem erfindungsgemäOen Hochdruckreiniger oder in diese« selbst eingesetzt Herden. Dasselbe be trifft die wasserseitigen Steuerelemente.

Eine groQe Bandbreite weiterer Kodifikationen und Verbesserunge der Erfindung ist gleichfalls möglich und offensichtlich in Anbetracht und unter Einbeziehung der obigen Beschreibung. Insoweit ist durch die obige Beschreibung keine Begrenzung der Erfindungsgedankens angestrebt, sondern -lediglich dessen beispielhafte Erklärung mittels zwei Ausführungsbeispielen.

Claims

Schutzansprüche

1. Hydraulisch angetriebener Hochdruckreiniger mit wenigstens drei Kolben, die auf ihrer einen Seite mit Hydrauliköl beaufschlagt sind und auf ihrer anderen Seite mit einer zweiten und zu verdrängenden Flüssigkeit in Kontakt stehen, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Olseite eines Kolbens (2) eine Synchronisxerstange (6) angeordnet ist, die mit einer ^Teileinrichtung (9-12) diese antreibend verbunden ist, wobei die Dreheinrichtung (9-12) mit einer Steuerung (22 bzw. 51) gekuppelt ist.

2. Hochdruckreiniger nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß ein Gelenk zwischen dem Kolben (2) und seiner Synchronisierstange (6) angeordnet ist.

3. Hochdruckreiniger nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß ein innerer Sicherungsring in einem ölseit.lgen Loch des Kolbens (2) angeordnet ist.

Telefon (O2 34) S 1&thgr;.·57/5&thgr;/5&bgr; - Telefh*.(O^ JJMf ftfd5,f2^f ₍. Telfvt A2Ö3&bgr;1 swop d - Tetegr. Stuhlmannpatent Commerzbank AQ., Bochum, Nr. 3 864 /82 · Poetalfokonto Essen 74 47-431 Bitte Akten-Nr und Datum anaeben

4. Hochdruckreiniger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Kolben (2) und der Synchronisierstange (6) ein das Gelenk und die Synchronisierstange (6) gegen den Sicherungsring innerhalb der Kolbenbohrung pressender elastischer Teil angeordnet f ist.

5. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a - &iacgr; durch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) an seinem wasserseitigen und seinem ölseitigen Ende unterschiedliche Durchmesser hat.

6. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -durch gekennzeichnet, u aß der Kolben (2) durch seine Dichtungen (3, 4) und/oder deren Stützringe geführt ist.

7. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a -durch gekennzeichnet, daß wenigstens eine erste Flüssigkeitsseite eines Kolbens (2) durch mindestens zwei Dichtungen abgedichtet ist, deren mindestens einer Zwischenraum mit dem Niederdruckbereich der ersten Flüssigkeit verbunden ist.

8. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a -durch gekennzeichnet, daß die Steuerung (22, 51) mit einem Taumelring (12) verbunden ist.

9. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a -durch gekennzeichnet, daß die Steuerung (51) mit einer Lochscheibe (9) taumelnd verbunden ist.

10. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenlinien der Kolben (2) auf einem Kegelmantel liegen.

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11. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im wasserseitigen Ventilblock ein wassergesteuerter Wassersteuerkolben (72) und im Zylinderblock (1) ein von diesem betätigtes Hydraulikventil (61-64) angeordnet sind.

12. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß alle hydraulischen und/oder alle wasserseitigen Ventilelemente innerhalb des Gehäuses des Hochdruckreinigers angeordnet sind.

13. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Synchronisierstangen (6) je eine Teilkugel (56) enthalten.

14. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Taumelring (12) eine Drehachse parallel zum Außondurchmesser und eine dazu geneigte Drehachse enthält.

15. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Taumelring (12) wenigstens ein äußeres und wenigstens ein inneres Lager berührt.

16. Hochdruckreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem freien Ende der Synchronisierstangen (6) und dem inneren Lager (11) des Taumelrings (12) eine Anlaufscheibe (10) angeordnet ist.