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Beim industriellen Hochdruck-Fahrzeugreiniger wird der Pumpenmotor nach Drehzahl, Fördermenge und Druck der Pumpe ausgewählt; das äußere Erscheinungsbild der Maschine oder allein der kW-Wert des alten Elektromotors genügen nicht. Kolben-Hochdruckpumpen werden in der Regel für eine bestimmte Drehzahl gebaut, die Anbindung erfolgt direkt oder über Riementrieb. Der zweite kritische Punkt: Der Elektromotor muss an einem geschützten Ort stehen, nicht im Wasser- und Schaumnebel.
Pumpentyp und Drehzahl ermitteln
In den meisten industriellen Reinigungsmaschinen arbeitet eine Dreikolben-Hochdruckpumpe (Triplex). Auf ihrem Typenschild oder im Katalog stehen Fördermenge (l/min), maximaler Druck (bar) und Nenndrehzahl. Diese Drehzahl ist der Ausgangspunkt für die Auswahl des Elektromotors, denn bei der Kolbenpumpe ist die Fördermenge proportional zur Drehzahl.
- Liegt die Pumpendrehzahl bei etwa 1450 U/min, kann ein 4-poliger Elektromotor direkt angeschlossen werden. Bei den 4-poligen Modellen von HEM Motor liegt die Nenndrehzahl je nach Leistung bei etwa 1450–1460 U/min.
- Liegt die Pumpendrehzahl bei etwa 2800–2900 U/min, kommt ein direkt angebundener 2-poliger Elektromotor in Frage; das findet man bei kompakteren Maschinen, und die Pumpe muss für diese Drehzahl gebaut sein.
- Arbeitet die Pumpe mit niedrigerer Drehzahl, ist ein Riementrieb oder eine Untersetzung an der Pumpe vorhanden; Motordrehzahl und Scheibenverhältnis werden gemeinsam berechnet.
Den Druck durch Erhöhen der Pumpendrehzahl steigern zu wollen, ist der falsche Weg. Bei der Kolbenpumpe ändert die Drehzahl die Fördermenge; den Druck bestimmen Düsendurchmesser und Druckregelventil.
Leistung aus Fördermenge und Druck abschätzen
Die Leistung, die die Pumpe an der Welle aufnimmt, hängt vom Produkt aus Fördermenge und Druck ab. Für eine grobe Abschätzung gilt: hydraulische Leistung (kW) ≈ Fördermenge (l/min) × Druck (bar) / 600. Dieser Wert geteilt durch den Pumpenwirkungsgrad ergibt die Wellenleistung. Nennt der Pumpenhersteller in seiner Tabelle die erforderliche Motorleistung, ist dieser Wert maßgeblich.
Die folgende Rechnung ist ein angenommenes Beispiel. Bei einer Pumpe mit 15 l/min und 150 bar beträgt die hydraulische Leistung 15 × 150 / 600 = 3,75 kW. Bei einem angenommenen Pumpenwirkungsgrad von etwa 0,85 ergibt sich eine Wellenleistung von rund 4,4 kW. Ein 4-kW-Elektromotor wäre damit grenzwertig, ein 5,5-kW-Elektromotor eine sinnvolle Wahl. Soll dieselbe Pumpe auf 200 bar eingestellt werden, ist neu zu rechnen.
Reicht die Leistung auf dem Typenschild immer aus?
Beim Austausch ist die Typenschildleistung des alten Elektromotors ein guter Anhaltspunkt. Wurden an der Maschine jedoch die Düsen vergrößert, der Druck erhöht oder die Pumpe getauscht, gibt das Typenschild die tatsächliche Last nicht mehr wieder. Die zuverlässigste Kontrolle ist der Vergleich des Nennstroms des neuen Elektromotors mit dem tatsächlichen Strom im Betrieb.
Was macht der Elektromotor bei geschlossener Pistole?
Wird bei Hochdruckmaschinen die Pistole geschlossen, fließt das Wasser über das Umlaufventil (Unloader) zur Saugseite oder in den Tank zurück. Der Elektromotor dreht dabei meist weiter, die Last sinkt aber, weil der Druck abfällt. Bei manchen Maschinen schaltet ein Druckschalter den Elektromotor nach einer bestimmten Zeit ab und beim Öffnen der Pistole wieder ein; diese Anordnung heißt „Total-Stopp“.
- Beim dauerlaufenden Bypass-Betrieb läuft der Elektromotor den ganzen Tag; dass sich das Wasser im Leerlauf erwärmt, ist ein Problem der Pumpe – für den Elektromotor ist der Dauerbetrieb die Belastung.
- Beim Total-Stopp läuft der Elektromotor häufig an. Da bei jedem Anlauf ein hoher Strom fließt, erwärmt sich die Wicklung umso stärker, je öfter angelaufen wird. Geben Sie diese Information für einen stark frequentierten Waschplatz bei der Bestellung an.
- Wird bei Elektromotoren ab 4 kW Stern-Dreieck-Anlauf verwendet, muss der Elektromotor die Angabe 400/690 V tragen und am 400-V-Netz in Dreieck geschaltet werden.
Wasser, Schaum und Chemie: Wo genügt IP55?
Die Drehstrommotoren von HEM Motor haben Schutzart IP55; das bedeutet Schutz gegen Staub und gegen Strahlwasser aus allen Richtungen. Das eigentliche Risiko für den Elektromotor am Hochdruckreiniger sind jedoch die direkte Reinigung mit Hochdruckwasser, dauernder Schaumnebel und Reinigungsmitteldämpfe. Diese Bedingungen können über die von IP55 definierte Grenze hinausgehen.
- Platzieren Sie den Elektromotor im geschlossenen Maschinengehäuse auf der Seite, die Wasser- und Schaumsprühnebel nicht direkt erreichen.
- Decken Sie den Bereich vor der Lüfterhaube nicht ab; der Elektromotor kühlt sich über seinen Eigenlüfter, im Gehäuse ist Luftzirkulation nötig.
- Die Kabeleinführung des Klemmenkastens sollte nach unten zeigen, die Kabelverschraubungen müssen fest sitzen.
- Reinigen Sie den Elektromotor nicht mit Hochdruckwasser. Das Gehäuse wird mit einem feuchten Tuch gereinigt.
- Sind chemische Dämpfe stark konzentriert oder steht der Elektromotor im Freien, geben Sie dies bei der Bestellung an; solche Bedingungen können außerhalb des Einsatzbereichs eines Standard-Elektromotors liegen.
Das Graugussgehäuse ist steifer gegenüber Stößen und Vibration und wird daher in Reinigungsmaschinen für schweren Einsatz häufig bevorzugt. Das Aluminiumgehäuse hat dieselbe Schutzart und Isolationsklasse; die Wahl hängt von Konstruktion und Einbausituation der Maschine ab.
