CH659857A5

CH659857A5 - Motorpumpeneinheit fuer ein hochdruckreinigungsgeraet.

Info

Publication number: CH659857A5
Application number: CH2341/82A
Authority: CH
Inventors: Werner Schulze
Original assignee: Kaercher Gmbh & Co Alfred
Priority date: 1981-04-18
Filing date: 1982-04-16
Publication date: 1987-02-27
Also published as: JPS57198391A; DE3115698C1; JPS6024320B2; IT8220448A0; FR2504206B1; DK149218B; IT1151311B; DK170582A; FR2504206A1; GB2099232A; ATA148682A; AT387677B; BR8202223A; DK149218C; GB2099232B; US4480967A

Description

Die Erfindung betrifft eine Motorpumpeneinheit für ein Hochdruckreinigungsgerät, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.

Bei Motorpumpeneinheiten dieser Bauart ist es erwünscht, die Baugrösse möglichst niedrig zu halten. Schwierigkeiten ergeben sich dabei insbesondere durch die Notwendigkeit, den Motor der Motorpumpeneinheit wirksam und zuverlässig zu kühlen.

Zu diesem Zweck ist es beispielsweise bekannt, das Motorgehäuse mit Öl zu füllen (DE-Gbm 7 920 974). Durch diese Ölfüllung, die zwangsweise durch besondere Vorrichtungen umgewälzt wird und neben den wärmeerzeugenden Motorbauteilen Rotor, Stator und Lager auch mit den von der geförderten Reinigungsflüssigkeit berührten Pumpenteilen in Kontakt kommt, wird die Motorwärme auf die Reinigungsflüssigkeit übertragen. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, dass eine Wärmeabfuhr nur dann möglich ist, wenn laufend Reinigungsflüssigkeit gefördert und abgegeben wird.

Beim Ausfall der Reinigungsflüssigkeit hingegen fällt die Kühlung aus.

Eine ausreichende Kühlung ist auch dann nicht gewährleistet, wenn das von der Pumpe geförderte Reinigungsmedium nicht laufend abgegeben wird, sondern, beispielsweise bei verschlossenem Spritzventil, im Kreislauf gefördert wird. Die Reinigungsflüssigkeit kann dann die vom Motor aufgenommene Wärme nicht abgeben, so dass auch dann die Gefahr einer Überhitzung des Motors besteht.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Reinigungsflüssigkeit vor dem Eintritt in die Hochdruckpumpe oder unmittelbar nach dem Austritt aus der Hochdruckpumpe durch die-Motorwandung zu führen, um insbesondere im

Bereich des Stators eine wirksame Kühlung zu erzielen. Hierbei ergeben sich jedoch dieselben Probleme.

Abhilfe ist bei diesen Vorrichtungen nur dadurch möglich, dass zusätzliche Überwachungsmittel für die Überwachung s der Motortemperatur vorgesehen werden, die bei Überschreiten eines bestimmten Temperaturgrenzwertes zur Abschaltung der Motorpumpeneinheit führen. Derartige Steuermittel sind jedoch aufwendig und verlangen insbesondere entsprechende Schaltmittel. Bei einfachen, robusten io Hochdruckreinigungsgeräten ist man jedoch bestrebt, derartige elektrische Steuermittel zu vermeiden, da sie aufwendig sind und eventuell zu Störungen Anlass geben können.

Es ist auch bereits bekannt, Motoren von Hochdruckreini-gungsmotorpumpeneinheiten durch einen Luftstrom zu 15 kühlen, der vorzugsweise an der Aussenseite des Motorgehäuses vorbeigelenkt wird. Eine solche Konstruktion macht jedoch grosse Wärmetauscherflächen notwendig, so dass eine Luftkühlung dieser Art nur bei räumlich ausgedehnten Motorpumpeneinheiten möglich ist. Bei baulich kleinen und 20 kompakten Motorpumpeneinheiten hingegen lässt sich eine Luftkühlung nicht mit Erfolg einsetzen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Motorpumpeneinheit für ein Hochdruckreinigungsgerät derart auszubilden, dass in allen Betriebszuständen eine ausreichende Kühlung 25 gewährleistet ist, ohne dass zusätzliche Temperaturüberwachungsmittel notwendig werden; dabei soll eine sichere Beherrschung der Temperaturverhältnisse der Motorpumpeneinheit insbesondere auch bei sehr kompakt gebauten Motorpumpeneinheiten erreicht werden.

30 Diese Aufgabe wird bei einer Motorpumpeneinheit der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Es ist also wesentlich, dass zusätzlich zu einer Kühlung des 35 Motors durch die geförderte Reinigungsflüssigkeit eine Luftkühlung vorgesehen wird, wobei der Kühlluftstrom durch ein vom Motor selbst angetriebenes Lüfterrad erzeugt wird.

Durch die erfindungsgemäss vorgesehene Dimensionierung wird erreicht, dass der Motor im Arbeitszustand, also 40 bei Förderung der Reinigungsflüssigkeit zur Handspritzpistole, im wesentlichen durch die die Gehäusewandung des Motors durchströmende Reinigungsflüssigkeit äusserst effektiv gekühlt wird. In anderen Betriebszuständen, also beispielsweise beim Ausfall der Reinigungsflüssigkeit oder 45 beim Verschliessen der Handspritzpistole und der Führung der Reinigungsflüssigkeit im Kreislauf, erfolgt die Kühlung jedoch wirksam durch den vom Lüfterrad erzeugten Kühlluftstrom. Da der Motor bei dieser Betriebsweise entweder gar nicht fördert oder mit sehr geringem Störmungswider-50 stand im Kreislauf, ist die Verlustwärme bei dieser Betriebsweise gering, so dass die Luftkühlung vollständig ausreicht, den Motor praktisch ohne Unterstützung durch die Flüssigkeitkühlung in der gewünschten Weise zu kühlen. Wenn dagegen die Förderung einsetzt und somit die Verlustleistung 55 des Motors steigt, wird zusätzlich zu der Luftkühlung die Flüssigkeitskühlung effektiv, die dann den grössten Teil der entstehenden Wärme abführt.

Vorteilhaft ist es, wenn die Reinigungsflüssigkeit nur in dem dem Lüfterrad abgewandten Teil des Motorgehäuses 60 durch dieses geführt ist. Der dem Lüfterrad zugewandte Teil des Motorgehäuses kann durch den Kühlluftstrom in effektiver Weise auch dann gekühlt werden, wenn der Motor mit voller Leistung Reinigungsflüssigkeit fördert.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin-65 dung ist zur Führung der Reinigungsflüssigkeit durch das Motorgehäuse eine schraubenförmig den Stator des Motors umgebende Leitung in der Gehäusewand vorgesehen, die vorzugsweise durch ein Stahlrohr gebildet ist, welches in die

3

659 857

Gehäusewandung eingebettet ist. Dabei ist die Gehäusewandung vorzugsweise als Aluminiumdruckgussteil ausgebildet.

Eine verbesserte Übertragung der im Motor entstehenden Wärme auf den Kühlluftstrom und/oder die die Gehäusewandung durchfliessende Reinigungsflüssigkeit erreicht man dadurch, dass der Innenraum des Motors mit Öl gefüllt ist.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht einer erfin-dungsgemässen Motorpumpeneinheit in einem Hochdruckreinigungsgerät;

Fig. 2 eine vergrösserte Teilansicht entsprechend dem Ausschnitt A in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 eines abgewandelten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Motorpumpeneinheit.

Die in Fig. 1 dargestellte Motorpumpeneinheit umfasst ein zylindrisches Motorgehäuse 1, in dem ein zylindrischer Stator 2 angeordnet ist. Im Inneren des Gehäuses ist in an sich bekannter Weise ein Rotor 3 koaxial zum Stator mittels einer Motorwelle 4 drehbar gelagert. Die Motorwelle 4 tritt an einem Ende des Motorgehäuses in ein Pumpengehäuse 5 ein, in dem sich eine in der Zeichnung nicht dargestellte Hochdruckpumpe an sich bekannter Bauart befindet. Diese Hochdruckpumpe saugt über eine Saugleitung 6 Reinigungsflüssigkeit, insbesondere Wasser, an und fördert diese Reinigungsflüssigkeit über eine flexible Hochdruckleitung 7 zu einer handgeführten Spritzpistole 8. Von der Hochdruckleitung 7 zweigt vor dem Erreichen der Spritzpistole 8 eine Bypassieitung 10 ab, die zur Saugleitung 6 zurückführt. In die Bypassieitung 10 ist ein in der Zeichnung nur schematisch dargestelltes Überströmventil 9 eingeschaltet. Durch geeignete Massnahmen, beispielsweise durch eine direkte Steuerung oder durch eine druckabhängige Steuerung, lässt sich durch dosiertes Verschliessen des Überströmventils 9 die Menge der über die Spritzpistole 8 abgegebenen Reinigungsflüssigkeit variieren. Die überschüssige Flüssigkeitsmenge wird über die Bypassieitung zur Saugleitung zurückgeführt.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Saugleitung 6 vor dem Eintritt in das Pumpengehäuse 5 in der verdickten Wand 11 des Motorgehäuses 1 schraubenförmig um den Stator 2 herumgeführt, so dass die geförderte Flüssigkeitsmenge vor dem Eintritt in die Pumpe durch die Wand 11 hindurchfliesst und diese kühlt.

Der Strömungsweg der Reinigungsflüssigkeit im Inneren der Wand 11 wird dabei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein Stahlrohr 12 gebildet, welches vorzugsweise einen ovalen Querschnitt hat. Dieses schraubenförmig gewundene Stahlrohr 12 wird in die Wand 11 eingebettet, wobei vorzugsweise die Wand als Aluminiumdruckgussteil ausgebildet ist (Fig. 2). Dadurch ist gewährleistet, dass die unter Umständen aggressive Reinigungsflüssigkeit die Wand des Gehäuses im Betrieb nicht in Mitleidenschaft ziehen kann, da diese Flüssigkeit ausschliesslich mit der Wand des Stahlrohres in Berührung kommt, die gegen die unter Umständen aggressive Chemikalien enthaltende Reinigungsflüssigkeit wesentlich widerstandsfähiger ist.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Windungen für die Reinigungsflüssigkeit nur in dem der Pumpenseite des Motors benachbarten Bereich des Motorgehäuses angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Seite des Motorgehäuses ist die Wand weniger stark ausgebildet ; hier befinden sich keine den Stator umgebenden Leitungen für die Reinigungsflüssigkeit im Innern der Wand.

Auf der der Pumpe gegenüberliegenden Seite ragt die Motorwelle 4 aus dem Motorgehäuse 1 heraus und trägt in diesem Bereich ein Lüfterrad 13. Dieses wird von einer Lüfterkappe 14 überfangen, die am Motorgehäuse 1 befestigt ist. Das Lüfterrad erzeugt eine Luftströmung, die an der Aussen-seite des Motorgehäuses in dessen Längsrichtung verläuft und zu einer Kühlung des Motorgehäuses führt. Zur Vergrös-serung der Kontaktfläche zwischen dem Luftstrom und dem Motorgehäuse trägt das Motorgehäuse radial nach aussen abstehende Kühlrippen 15.

Im Betrieb der erfindungsgemässen Motorpumpeneinheit wird durch das Lüfterrad in jedem Falle eine Kühlluftströmung erzeugt und somit eine gewisse Kühlung des Motors bewirkt. Bei geöffneter Hanspritzpistole und verschlossenem Überströmventil fliesst die geförderte Reinigungsflüssigkeit vor dem Eintritt in die Hochdruckpumpe durch die Windungen im Innern der Wand des Motorgehäuses und kühlt dadurch das Motorgehäuse und insbesondere den benachbarten Stator, in dem der grösste Teil der Verlustwärme des Motors erzeugt wird. Diese Wärme wird dann über die Handspritzpistole abgeführt.

Durch die kombinierte Luft-Wasser-Kühlung wird eine sehr effektive Kühlung der Motorpumpeneinheit erreicht.

Wenn die Förderung der Reinigungsflüssigkeit ausbleibt, beispielsweise bei unterbrochener Reinigungsflüssigkeitszu-fuhr, entfällt jedoch die Kühlung des Motors durch die Reinigungsflüssigkeit. In diesem Falle wird die gesamte Kühlung des Motors allein durch den vom Lüfterrad erzeugten Kühlluftstrom übernommen. Diese Kühlung reicht für diesen Fall aus, denn bei fehlender Flüssigkeitsförderung ist die Verlustleistung des Motors wesentlich geringer als beim normalen Betrieb.

In ähnlicher Weise sinkt die Kühlleistung der Reinigungsflüssigkeit dann, wenn ein Teil oder die gesamte Reinigungsflüssigkeit über die Bypassieitung im Kreislauf geführt wird. Da bei dieser Betriebsweise die Hochdruckpumpe nur eine geringe Leistung zu erbringen hat, ist in diesem Fall auch die Verlustleistung des Motors gering, so dass auch in diesem Falle die Luftkühlung durch das Lüfterrad ausreicht.

Insgesamt wird es durch die Kombination einer Luftkühlung und einer Flüssigkeitskühlung möglich, in allen Betriebszuständen eine optimale Kühlung des Motors zu erreichen, ohne Sicherheitsmassnahmen für den Fall einer ungenügenden Flüssigkeitskühlung vorsehen zu müssen. Dadurch vereinfacht sich der Gesamtaufbau der Motorpumpeneinheit erheblich. Weiterhin wird es möglich, durch die Kombination einer Luftkühlung und einer Flüssigkeitskühlung auch die Luftkühlung geringer zu dimensionieren als bei Verwendung einer Luftkühlung allein ; dies führt insgesamt zu einem wesentlich kompakteren Aufbau der Motorpumpeneinheit.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen ähnlich aufgebaut wie das der Fig. 1 ; gleiche Teile tragen daher dieselben Bezugszeichen.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 durchströmt die Reinigungsflüssigkeit hier die Wand des Motorgehäuses nicht in einer schraubenförmigen Leitung, sondern in einem Ringspalt 20, der sich über einen Teil der Motorgehäuselänge im Innern der Wand erstreckt.

Weiterhin ist in diesem Ausführungsbeispiel der Innenraum des Motorgehäuses 1 mit einem Öl 21 gefüllt, welches die im Rotor und im Stator sowie in den Lagerwellen entstehende Wärme der Wand des Motorgehäuses 1 zuführt, von wo sie einerseits durch die Luftkühlung und andererseits durch die Flüssigkeitskühlung abgeführt wird.

Eine Ölfüllung dieser Art kann im übrigen auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zur Anwendung gelangen.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

B

1 Blatt Zeichnungen

Claims

659857 PATENTANSPRÜCHE

1. Motorpumpeneinheit für ein Hochdruckreinigungsgerät, bei welchem die von der Hochdruckpumpe geförderte Reinigungsflüssigkeit zur Kühlung des Motors durch das Gehäuse des Motors geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Pumpe gegenüberliegenden Seite des Motors ein von diesem angetriebenes Lüfterrad (13) angeordnet ist, welches einen Kühlluftstrom gegen das Motorgehäuse (1) lenkt, und dass das Lüfterrad (13) und die Kühlflächen des Motors derart dimensioniert sind, dass allein durch die Lüfterkühlung eine ausreichende Motorkühlung erreichbar ist, wenn die Pumpe keine Reinigungsflüssigkeit fördert oder die Reinigungsflüssigkeit nur im Kreislauf pumpt.

2. Motorpumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsflüssigkeit nur in dem dem Lüfterad (13) abgewandten Teil des Motorgehäuses (1) durch dieses geführt ist.

3. Motorpumpeneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung der Reinigungsflüssigkeit durch das Motorgehäuse (1) eine schraubenförmig den Stator (2) des Motors umgebende Leitung (6) in der Gehäusewand (11) vorgesehen ist.

4. Motorpumpeneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung durch ein Stahlrohr (12) gebildet ist, welches in die Gehäusewandung (11) eingebettet ist.

5. Motorpumpeneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewandung (11) als Aluminiumdruckgussteil ausgebildet ist.

6. Motorpumpeneinheit nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Motors mit Öl (21) gefüllt ist.