DE29521011U1

DE29521011U1 - Hochdruckreinigungsgerät

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Publication number: DE29521011U1
Application number: DE29521011U
Authority: DE
Original assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Current assignee: Alfred Kaercher SE and Co KG
Priority date: 1995-08-09
Filing date: 1995-08-09
Publication date: 1996-06-20
Anticipated expiration: 2005-08-10

Description

A 53322 u Alfred Kärcher GmbH & Co.

u - 234 Alfred-Kärcher-Straße 28-40

29. April 1996 D - 71364 Winnenden

HOCHDRUCKREINIGUNGSGERÄT

Die Erfindung betrifft ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Motorpumpeneinheit, deren Elektromotor einen aus übereinandergelegten plattenföirmigen Blechen aufgebauten Stator und einen Rotor umfaßt, wobei die Lagen der plattenförmigen Bleche insgesamt zwischen zwei Gehäuseendteilen des Elektromotors eingespannt sind.

Bei derartigen Hochdruckreinigungsgeräten ist es bekannt, den Stator des Elektromotors aus einer Vielzahl von lagenförmig übereinandergelegten plattenförmigen Blechen aufzubauen und zur Kühlung an der gemeinsam durch die einzelnen plattenförmigen Bleche gebildeten Außenfläche des Stators einen Luftstrom entlangstreichen zu lassen (EP 0 374 739 Bl).

Allerdings hat sich gezeigt, daß bei starker Belastung des Motors diese Kühlung unter Umständen nicht ausreicht, da die Wärmeabgabefläche des Stators bei einer solchen Konstruktion relativ klein ist. Da bei Hochdruckreinigungsgeräten die Pumpen häufig eine Baueinheit mit den Elektromotoren bilden, bedeutet diese starke Aufheizung des Elektromotors auch eine sehr starke Aufheizung der Pumpe, und dabei ergeben sich

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konstruktive Schwierigkeiten beim Betrieb der Pumpe, insbesondere wenn Pumpen verwendet werden, deren Bauteile teilweise oder überwiegend aus Kunststoff bestehen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Hochdruckreinigungsgerät der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß eine effektivere Kühlung möglich wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Hochdruckreinigungsgerät der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die plattenförmigen Bleche eine von einer Kreisform abweichende Außenkontur aufweisen und daß die Bleche in benachbarten Lagen um die Rotorachse gegeneinander verdreht sind.

Diese Ausgestaltung führt dazu, daß durch die unrunde Außenkontur der plattenförmigen Bleche und die winkelmäßige Verdrehung benachbarte Lagen sich nicht vollständig überdecken, sondern daß Teilbereiche benachbarter Lagen jeweils über die benachbarten Lagen hervorstehen. Im Außenbereich des Stators ergibt sich somit eine unregelmäßige Außenfläche, die wesentlich größer ist als die Außenfläche bei deckungsgleich übereinanderliegenden plattenförmigen Blechen. Wenn man an dieser Außenfläche einen Luftstrom entlangstreichen läßt, ergibt sich eine wesentlich größere Kontaktfläche zwischen Stator und Luftstrom und damit eine wesentlich bessere Kühlung.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Außenkontur der plattenförmigen Bleche rechteckig ist, besonders

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günstig ist eine quadratische Außenform der plattenförmigen Bleche. Diese Form hat unter anderem auch den Vorteil, daß beim Stanzen dieser Bleche sehr wenig Abfall entsteht. Es kann also sehr sparsam produziert werden.

Es empfiehlt sich dann, benachbarte Lagen der plattenförmigen Bleche um 45° gegeneinander zu verdrehen, so daß die Ecken einer Lage jeweils in der Mitte der geradlinigen Begrenzung der benachbarten Lage über diese überstehen.

Grundsätzlich ist es möglich, in jeder Lage nur ein plattenförmiges Blech vorzusehen, bei einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch vorgesehen, daß in jeder Lage der plattenförmigen Bleche mehrere plattenförmige Bleche deckungsgleich aufeinander liegen. Jede Lage besteht also aus einem Paket von deckungsgleich aneinanderliegenden plattenförmigen Blechen, wobei diese Lage gegenüber der benachbarten Lage verdreht ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die plattenförmigen Bleche in den Bereichen, die über die plattenförmigen Bleche der benachbarten Lagen überstehen, durchgehende Öffnungen aufweisen.

Diese können insbesondere in gleichorientierten, jeweils durch andersorientierte Lagen voneinander getrennten Lagen der plattenförmigen Bleche miteinander ausgerichtet sein.

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Ein Gehäuseendteil kann bei einer bevorzugten Ausführungsform von einer die Rotorwelle lagernden Endkappe gebildet sein.

Es ist vorteilhaft, wenn das andere Gehäuseendteil von einem Gehäusemantel gebildet wird, der einen Teil des Elektromotors und zumindest teilweise eine an den Elektromotor anschließende Pumpe umgibt.

Diese Gehäuseendteile können Durchstecköffnungen für Spannelemente aufweisen, beispielsweise Spannschrauben, mit denen die beiden Gehäuseendteile gegeneinander gespannt sind, wobei sie zwischen sich die Lagen des Stators einspannen.

Günstig ist es, wenn die Durchstecköffnungen winkelmäßig zwischen den jeweils über die benachbarten Lagen vorstehenden Bereichen benachbarter Lagen der plattenförmigen Bleche angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, die Spannelemente im Bereich der Gehäuseendteile anzuordnen, auch wenn die plattenförmigen Bleche des Stators radial über die Gehäuseendteile hervorstehen.

Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Durchstecköffnungen mit durchgehenden Öffnungen in den über die benachbarten Lagen vorstehenden Bereichen einer Gruppe von Lagen ausgerichtet sind. Damit ist es möglich, die Öffnungen in den überstehenden Bereichen der Lagen als Durchstecköffnungen für die Spannelemente einzusetzen.

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Eine besonders effektive Kühlung wird erreicht, wenn die plattenförmigen Bleche mit ihren über die benachbarten Lagen vorstehenden Bereichen die Gehäuseendteile radial nach außen überragen, denn bei einer solchen Ausgestaltung bilden die überstehenden Teile der plattenförmigen Bleche Kühlrippen aus, die radial von dem durch die Gehäuseendteile gebildeten Gehäuse des Motors abstehen.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Rotor ein Lüfterrad trägt, das außenseitig am Elektromotor einen Kühlluftstrom entlangführt.

Die Kühlung läßt sich besonders effektiv gestalten, wenn der Elektromotor von einem Gehäuse umgeben ist, welches mit dem Gehäuse des Elektromotors einen Ringkanal für den Kühlluftstrom ausbildet.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die über die benachbarten Lagen der plattenförmigen Bleche überstehenden Bereiche in den Ringkanal hineinragen.

Bei einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die plattenförmigen Lagen im Abstand zu dem den Elektromotor umgebenden Gehäuse enden, so daß der Ringkanal zwischen der Innenwand dieses Gehäuses und den überstehenden Teilen der plattenförmigen Bleche einen Durchgang aufweist.

Bei einer anderen Ausfuhrungsform kann vorgesehen sein, daß die plattenförmigen Bleche mit ihren über benachbarte Lagen vorstehenden Bereichen bis an die

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Innenwand des den Elektromotor umgebenden Gehäuses heranreichen, so daß in diesem Bereich eine verstärkte Verwirbelung des Kühlluftstroms auftritt und somit eine besonders effektive Kühlung.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die plattenförmigen Bleche mit ihren über benachbarte Lagen hervorstehenden Bereichen bis in eine sich über die Höhe des Stators erstreckende Ausbauchung des den Elektromotor umgebenden Gehäuses hineinragen. Dabei ist es günstig, wenn die Ausbauchung durch eine beidseitig stufig begrenzte Erweiterung des den Elektromotor umgebenden Gehäuses gebildet wird. Der Ringkanal wird also in diesem Bereich vollständig ausgefüllt, die Statorbleche werden durch den Eingriff in die Ausbauchung zusätzlich abgestützt.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn in den in die Ausbauchung ragenden Lagen der plattenförmigen Bleche im Inneren des Ringkanals Durchströmöffnungen angeordnet sind, so daß durch diese die Kühlluft hindurchströmen kann, der Ringkanal ist damit in diesem Bereich nicht vollständig unterbrochen.

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

Figur 1: eine Längsschnittansicht durch die Motorpumpeneinheit eines Hochdruckreinigungsgeräts mit Teilen des Pumpenantriebs, einem Lüfter-

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rad und winkelmäßig gegeneinander versetzten Lagen des Stators;

Figur 2: eine Schnittansicht längs Linie 2-2 in Figur 1 und

Figur 3: eine vergrößerte Schnittansicht von zwei winkelmäßig gegeneinander versetzten Lagen des Stators.

Die in der Zeichnung dargestellte Motorpumpeneinheit umfaßt einen Elektromotor 1 mit einem Rotor 2 und mit einer Rotorwelle 3, die über ein Kugellager 4 in einer Gehäusekappe 5 und über ein Kugellager 6 in einem Gehäusemantel 7 gelagert ist. Der Rotor 2 wird von einem Stator 8 und einer Statorwicklung 9 umgeben, welch letztere sich in die Gehäusekappe 5 und in den Gehäusemantel 7 hinein ex'streckt.

Der Stator 8 wird gebildet aus einer Vielzahl von Lagen 10, von denen jede aus einer Anzahl von deckungsgleich aneinanderliegenden quadratischen plattenförmigen Blechen 11 aufgebaut ist. Diese Bleche 11 weisen eine zentrale, kreisförmige Öffnung 12 auf, in der sich der Rotor 2 befindet.

Benachbarte Lagen 10 des Stators 8 sind bezüglich der Drehachse des Rotors 2 um 45° gegeneinander verdreht, so daß die Ecken 13 einer Lage über die Längsseiten 14 der benachbarten Lage hervorstehen.

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Zumindest ein Teil der überstehenden Bereiche 15 weist durchgehende Öffnungen 16 auf, die mit den entsprechenden Öffnungen 16 der jeweils übernächsten Lage ausgerichtet sind (Figur 1).

Die einzelnen Lagen 10 des Stators 8 werden durch zwei an ihren Endseiten anliegende Ringe 17, 18 gegeneinander gespannt, die ihrerseits in stufige Erweiterungen 19, 20 der Gehäusekappe 5 beziehungsweise des Gehäusemantels 7 eingelegt sind. Die Gehäusekappe 5 und der Gehäusemantel 7 sind in Achsrichtung gegeneinander gespannt, beispielsweise durch in der Zeichnung nicht dargestellte Spannschrauben. Zu diesem Zwecke weisen sowohl die Gehäusekappe 5 als auch der Gehäusemantel 7 Durchstecköffnungen 21 beziehungsweise 22 auf, in die derartige Spannschrauben eingeführt werden können. Diese Durchstecköffnungen 21 und 22 sind längs des Umfangs so angeordnet, daß die Spannschrauben entweder zwischen benachbarten Ecken 13 benachbarter Lagen hindurchragen oder aber öffnungen 16 in den überstehenden Bereichen 15 durchsetzen.

Die Rotorwelle 3 ragt an beiden Seiten aus dem Elektromotor 1 heraus. Der Gehäusemantel 7 ist im Durchtritts- und Lagebereich topfförmig ausgebildet und umgibt dort eine Taumelscheibe 23, die drehfest auf der Rotorwelle 3 gehalten ist. Diese Taumelscheibe ist Teil eines Antriebs für eine in der Zeichnung nicht dargestellte, sich an den Elektromotor 1 anschließende und ebenfalls zumindest teilweise vom Gehäusemantel 7 umgebene Kolbenpumpe, deren Kolben elastisch an die

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Taumelscheibe 23 angedrückt und durch die Drehung der Rotorwelle 3 reziprozierend angetrieben werden.

Auf der gegenüberliegenden Seite trägt die Rotorwelle 3 ein Lüfterrad 24, welches einen Luftstrom erzeugt, der außenseitig an der Gehäuse3<appe 5, dem Stator 8 und dem Gehäusemantel 7 vorbeiströmt. Um diesen Luftstrom zu führen, wird der Elektromotor 1 von einem haubenförmigen Gehäuse 25 überfangen, welches zwischen sich und dem Elektromotor 1 einen Ringkanal 26 ausbildet, der von dem stirnseitig des Elektromotors 1 angeordneten Raum 27, in dem sich das Lüfterrad 24 befindet, zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Auslaß führt, durch den vom Lüfterrad 24 in das Gehäuse 25 angesaugte Luft in die Umgebung abgegeben wird, nachdem sie durch den Ringkanal 26 hindurch gefördert worden ist.

Der Ringkanal 26 kann so dimensioniert sein, daß die überstehenden Bereiche 15 der Lagen 10 im Abstand vom Gehäuse 25 enden, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 an der Oberseite gezeigt ist. Der vom Lüfterrad erzeugte Luftstrom kann hierbei den Ringkanal durchströmen und kühlt den Stator im Kontaktbereich besonders wirksam, da durch die überstehenden Bereiche 15 eine vergrößerte Kontaktfläche gebildet wird und außerdem eine Verwirbelung erfolgt.

Es ist aber auch möglich, die überstehenden Bereiche 15 bis an die Wand des Gehäuses 25 heranzuführen oder sie sogar in eine stufige Erweiterung 28 des Gehäuses 25, die sich über die gesamte Höhe des Stators 8 er-

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streckt, eingreifen zu lassen, wie dies an der Unterseite des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels dargestellt ist. In diesem Falle ist es günstig, noch im Inneren des Ringkanals 26 Öffnungen 16 in den überstehenden Bereichen 15 vorzusehen, durch die der Kühlluftstrom hindurchgeführt wird. Es ergibt sich dadurch eine sehr effektive Kühlung bei gleichzeitiger Stabilisierung der überstehenden Bereiche 15 durch Anlage am Gehäuse 25.

Claims

Alfred Kärcher GmbH & Co. A 53322 u 29. April 1996 u-234 - 11 - SCHUTZANSPRÜCHE

1. Hochdruckreinigungsgerät mit einer Motorpumpeneinheit, deren Elektromotor einen aus übereinandergelegten plattenförmigen Blechen aufgebauten Stator und einen Rotor umfaßt, wobei die Lagen der plattenförmigen Bleche insgesamt zwischen zwei Gehäuseendteilen des Elektromotors eingespannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Bleche (11) eine von einer Kreisform abweichende Außenkontur aufweisen und daß die Bleche (11) in benachbarten Lagen (10) um die Rotorachse gegeneinander verdreht sind.

2. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur der plattenförmigen Bleche (11) rechteckig ist.

3. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur der plattenförmigen Bleche (11) quadratisch ist.

4. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Lagen (10) der plattenförmigen Bleche (11) um 45° gegeneinander verdreht sind.

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5. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Lage (10) der plattenförmigen Bleche (11) mehrere plattenförmigen Bleche (11) dekkungsgleich aufeinanderliegen.

6. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Bleche (11) in den Bereichen (15), die über die plattenförmigen Bleche (11) der benachbarten Lagen (10) überstehen, durchgehende Öffnungen (16) aufweisen.

7. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (16) in gleichorientierten, jeweils durch andersorientierte Lagen voneinander getrennten Lagen der plattenförmigen Bleche (11) miteinander ausgerichtet sind.

8. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuseendteil von einer die Rotorwelle (3) lagernden Endkappe (5) gebildet wird.

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9. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuseendteil von einem Gehäusemantel (7) gebildet wird, der einen Teil des Elektromotors (1) und zumindest teilweise eine an den Elektromotor (1) anschließende Pumpe umgibt.

10. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseendteile (5, 7) Durchstecköffnungen (21, 22) für Spannelemente aufweisen.

11. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchstecköffnungen (21, 22) winkelmäßig zwischen den jeweils über die benachbarten Lagen (10) vorstehenden Bereichen (15) benachbarter Lagen (10) der plattenförmigen Bleche (11) angeordnet sind.

12. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchstecköffnungen (21, 22) mit durchgehenden Öffnungen (16) in den über die benachbarten Lagen (10) vorstehenden Bereichen (15) einer Gruppe von Lagen (10) ausgerichtet sind.

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13. Hochdruckreinigungsgerät nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Bleche (11) mit ihren über die benachbarten Lagen (10) vorstehenden Bereichen (15) die Gehäuseendteile (5, 7) radial nach außen überragen.

14. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) ein Lüfterrad (24) trägt, das außenseitig am Elektromotor (1) einen Kühlluftstrom entlangführt.

15. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß er von einem Gehäuse (25) umgeben ist, welches mit dem Gehäuse (5, 7, 8) des Elektromotors (1) einen Ringkanal (26) für den Kühlluftstrom ausbildet.

16. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die über die benachbarten Lagen (10) der plattenförmigen Bleche (11) überstehenden Bereiche (15) in den Ringkanal (26) hineinragen.

17. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Lagen (10) im Abstand zu dem den Elektromotor (1) umgebenden Gehäuse (25) enden.

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18. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Bleche (11) mit ihren über benachbarte Lagen (10) hervorstehenden Bereichen (15) bis an die Innenwand des den Elektromotor (1) umgebenden Gehäuses (25) heranreichen.

19. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Bleche (11) mit ihren über benachbarte Lagen (10) hervorstehenden Bereichen (15) sich über die Höhe des Stators (8) erstreckende Ausbauchungen (28) des den Elektromotor (1) umgebenden Gehäuses (25) hineinragen.

20. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauchungen (28) durch eine beidseitig stufig begrenzte Erweiterung des den Elektromotor (1) umgebenden Gehäuses (25) gebildet werden.

21. Hochdruckreinigungsgerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß in den in die Ausbauchungen (28) ragenden Lagen (10) der plattenförmigen Bleche (11) im Inneren des Ringkanals (26) Durchströmöffnungen (16) angeordnet sind.