DE29521011U1 - High pressure cleaning device - Google Patents
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Description
A 53322 u Alfred Kärcher GmbH & Co.A 53322 u Alfred Kärcher GmbH & Co.
u - 234 Alfred-Kärcher-Straße 28-40u - 234 Alfred-Kärcher-Strasse 28-40
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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.The invention relates to a high-pressure cleaning device with a motor pump unit, the electric motor of which comprises a stator and a rotor made up of plate-shaped metal sheets laid one on top of the other, the layers of the plate-shaped metal sheets being clamped as a whole between two housing end parts of the electric motor.
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).In such high-pressure cleaning devices, it is known to construct the stator of the electric motor from a large number of plate-shaped metal sheets placed one on top of the other in layers and to allow an air stream to pass along the outer surface of the stator, which is formed jointly by the individual plate-shaped metal sheets, for cooling purposes (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 sichHowever, it has been shown that when the motor is under heavy load, this cooling may not be sufficient, as the heat dissipation surface of the stator is relatively small in such a design. Since in high-pressure cleaning devices the pumps often form a structural unit with the electric motors, this strong heating of the electric motor also means that the pump heats up very strongly, and this results in
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konstruktive Schwierigkeiten beim Betrieb der Pumpe, insbesondere wenn Pumpen verwendet werden, deren Bauteile teilweise oder überwiegend aus Kunststoff bestehen. constructional difficulties in operating the pump, particularly when pumps are used whose components are made partly or predominantly of plastic.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Hochdruckreinigungsgerät der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß eine effektivere Kühlung möglich wird.It is the object of the invention to design a high-pressure cleaning device of the type described above in such a way that more effective cooling is possible.
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.This object is achieved according to the invention in a high-pressure cleaning device of the type described at the outset in that the plate-shaped sheets have an outer contour that deviates from a circular shape and that the sheets in adjacent layers are rotated relative to one another around the rotor axis.
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.This design means that, due to the non-circular outer contour of the plate-shaped sheets and the angular twist, neighboring layers do not completely overlap, but rather that parts of neighboring layers protrude above the neighboring layers. In the outer area of the stator, this results in an irregular outer surface that is significantly larger than the outer surface of plate-shaped sheets that are congruently placed on top of one another. If an air stream is allowed to pass along this outer surface, a significantly larger contact area is created between the stator and the air stream, and thus significantly better cooling.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Außenkontur der plattenförmigen Bleche rechteckig ist, besondersIn particular, it can be provided that the outer contour of the plate-shaped sheets is rectangular, especially
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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.A square outer shape of the plate-shaped sheets is advantageous. This shape has the advantage, among other things, that very little waste is produced when these sheets are punched. Production can therefore be very economical.
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.It is then advisable to rotate adjacent layers of the plate-shaped sheets by 45° against each other so that the corners of one layer protrude over the middle of the straight boundary of the adjacent layer.
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.In principle, it is possible to provide only one plate-shaped sheet in each layer, but in a preferred embodiment it is provided that in each layer of the plate-shaped sheets several plate-shaped sheets lie congruently on top of one another. Each layer therefore consists of a package of plate-shaped sheets lying congruently on top of one another, whereby this layer is rotated relative to the adjacent layer.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die plattenförmigen Bleche in den Bereichen, die über die plattenförmigen Bleche der benachbarten Lagen überstehen, durchgehende Öffnungen aufweisen.It is particularly advantageous if the plate-shaped sheets have continuous openings in the areas that protrude beyond the plate-shaped sheets of the adjacent layers.
Diese können insbesondere in gleichorientierten, jeweils durch andersorientierte Lagen voneinander getrennten Lagen der plattenförmigen Bleche miteinander ausgerichtet sein.These can be aligned with one another in particular in equally oriented layers of the plate-shaped sheets, each separated from one another by differently oriented layers.
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Ein Gehäuseendteil kann bei einer bevorzugten Ausführungsform von einer die Rotorwelle lagernden Endkappe gebildet sein.In a preferred embodiment, a housing end part can be formed by an end cap supporting the rotor shaft.
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.It is advantageous if the other housing end part is formed by a housing shell which surrounds part of the electric motor and at least partially a pump connected to the electric motor.
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.These housing end parts can have through-holes for clamping elements, for example clamping screws, with which the two housing end parts are clamped against each other, clamping the layers of the stator between them.
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.It is advantageous if the through-openings are arranged at an angle between the areas of the adjacent layers of the plate-shaped sheets that protrude over the adjacent layers. This makes it possible to arrange the clamping elements in the area of the housing end parts, even if the plate-shaped sheets of the stator protrude radially over the housing end parts.
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.In another embodiment, it is provided that the through-openings are aligned with through-openings in the areas of a group of layers that protrude beyond the adjacent layers. This makes it possible to use the openings in the protruding areas of the layers as through-openings for the clamping elements.
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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.Particularly effective cooling is achieved when the plate-shaped metal sheets, with their areas protruding beyond the adjacent layers, project radially outwards beyond the housing end parts, because with such a design the protruding parts of the plate-shaped metal sheets form cooling fins which project radially from the housing of the motor formed by the housing end parts.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Rotor ein Lüfterrad trägt, das außenseitig am Elektromotor einen Kühlluftstrom entlangführt.It is particularly advantageous if the rotor carries a fan wheel that directs a cooling air flow along the outside of the electric motor.
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.Cooling can be made particularly effective if the electric motor is surrounded by a housing, which, together with the housing of the electric motor, forms a ring channel for the cooling air flow.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die über die benachbarten Lagen der plattenförmigen Bleche überstehenden Bereiche in den Ringkanal hineinragen.It is advantageous if the areas protruding beyond the adjacent layers of the plate-shaped sheets extend into the ring channel.
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.In a first preferred embodiment, it is provided that the plate-shaped layers end at a distance from the housing surrounding the electric motor, so that the annular channel has a passage between the inner wall of this housing and the protruding parts of the plate-shaped sheets.
Bei einer anderen Ausfuhrungsform kann vorgesehen sein, daß die plattenförmigen Bleche mit ihren über benachbarte Lagen vorstehenden Bereichen bis an dieIn another embodiment, it can be provided that the plate-shaped sheets with their areas projecting beyond adjacent layers are
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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.reach the inner wall of the housing surrounding the electric motor, so that in this area there is increased turbulence of the cooling air flow and thus particularly effective cooling.
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.In a further preferred embodiment, it is provided that the plate-shaped sheets, with their areas protruding over adjacent layers, extend into a bulge in the housing surrounding the electric motor that extends over the height of the stator. It is advantageous if the bulge is formed by an extension of the housing surrounding the electric motor that is limited in steps on both sides. The ring channel is therefore completely filled in this area, and the stator sheets are additionally supported by the engagement in the bulge.
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.It is particularly advantageous if flow openings are arranged in the layers of the plate-shaped sheets that protrude into the bulge inside the ring channel so that the cooling air can flow through them, the ring channel is thus not completely interrupted in this area.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments serves to provide a more detailed explanation in conjunction with the drawing. They show:
Figur 1: eine Längsschnittansicht durch die Motorpumpeneinheit eines Hochdruckreinigungsgeräts mit Teilen des Pumpenantriebs, einem Lüfter-Figure 1: a longitudinal sectional view through the motor pump unit of a high-pressure cleaning device with parts of the pump drive, a fan
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rad und winkelmäßig gegeneinander versetzten Lagen des Stators;rad and angularly offset positions of the stator;
Figur 2: eine Schnittansicht längs Linie 2-2 in Figur 1 undFigure 2: a sectional view along line 2-2 in Figure 1 and
Figur 3: eine vergrößerte Schnittansicht von zwei winkelmäßig gegeneinander versetzten Lagen des Stators.Figure 3: an enlarged sectional view of two angularly offset positions of the stator.
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.The motor pump unit shown in the drawing comprises an electric motor 1 with a rotor 2 and with a rotor shaft 3, which is mounted via a ball bearing 4 in a housing cap 5 and via a ball bearing 6 in a housing casing 7. The rotor 2 is surrounded by a stator 8 and a stator winding 9, the latter extending into the housing cap 5 and into the housing casing 7.
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.The stator 8 is formed from a plurality of layers 10, each of which is made up of a number of congruently arranged square plate-shaped sheets 11. These sheets 11 have a central, circular opening 12 in which the rotor 2 is located.
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.Adjacent layers 10 of the stator 8 are rotated by 45° relative to each other with respect to the axis of rotation of the rotor 2, so that the corners 13 of one layer protrude beyond the longitudinal sides 14 of the adjacent layer.
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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).At least some of the projecting areas 15 have through-openings 16 which are aligned with the corresponding openings 16 of the next but one layer (Figure 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.The individual layers 10 of the stator 8 are clamped against each other by two rings 17, 18 located on their end sides, which in turn are inserted into stepped extensions 19, 20 of the housing cap 5 or the housing shell 7. The housing cap 5 and the housing shell 7 are clamped against each other in the axial direction, for example by clamping screws not shown in the drawing. For this purpose, both the housing cap 5 and the housing shell 7 have through-openings 21 and 22, respectively, into which such clamping screws can be inserted. These through-openings 21 and 22 are arranged along the circumference in such a way that the clamping screws either protrude between adjacent corners 13 of adjacent layers or pass through openings 16 in the protruding areas 15.
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 dieThe rotor shaft 3 protrudes from the electric motor 1 on both sides. The housing shell 7 is pot-shaped in the passage and position area and surrounds a wobble plate 23 there, which is held in a rotationally fixed manner on the rotor shaft 3. This wobble plate is part of a drive for a piston pump (not shown in the drawing), which is connected to the electric motor 1 and is also at least partially surrounded by the housing shell 7, the piston of which is elastically connected to the
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Taumelscheibe 23 angedrückt und durch die Drehung der Rotorwelle 3 reziprozierend angetrieben werden.Swash plate 23 is pressed and driven reciprocally by the rotation of the rotor shaft 3.
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.On the opposite side, the rotor shaft 3 carries a fan wheel 24, which generates an air flow that flows past the outside of the housing shell 5, the stator 8 and the housing casing 7. In order to guide this air flow, the electric motor 1 is covered by a hood-shaped housing 25, which forms an annular channel 26 between itself and the electric motor 1, which leads from the space 27 arranged on the front side of the electric motor 1, in which the fan wheel 24 is located, to an outlet (not shown in the drawing), through which air sucked into the housing 25 by the fan wheel 24 is released into the environment after it has been conveyed through the annular channel 26.
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.The ring channel 26 can be dimensioned such that the protruding areas 15 of the layers 10 end at a distance from the housing 25, as shown on the top side in the embodiment of Figure 1. The air flow generated by the fan wheel can flow through the ring channel and cools the stator in the contact area particularly effectively, since the protruding areas 15 form an enlarged contact surface and also create turbulence.
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-However, it is also possible to extend the protruding areas 15 up to the wall of the housing 25 or even to incorporate them into a stepped extension 28 of the housing 25, which extends over the entire height of the stator 8.
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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.stretches, as shown on the underside of the embodiment shown in Figure 1. In this case, it is advantageous to provide openings 16 in the protruding areas 15 inside the ring channel 26, through which the cooling air flow is passed. This results in very effective cooling while at the same time stabilizing the protruding areas 15 by contact with the housing 25.
Claims (21)
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- 1995-08-09 DE DE29521011U patent/DE29521011U1/en not_active Expired - Lifetime
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