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Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Pumpenaggregat, insbesondere ein hydraulisches Pumpenaggregat zum Antrieb und zur Steuerung von hydraulischen Werkzeugkomponenten.
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Hydraulische Pumpenaggregate sind im Stand der Technik bekannt. Dabei weisen derartige Aggregate einen Elektromotor auf und mindestens ein Pumpenelement, das von dem Motor mittels einer Motorwelle angetrieben wird. Im Stand der Technik sind hydraulische Pumpenaggregate so konstruiert, dass der Motor gemeinsam mit dem Pumpenelement im Druckmittelreservoir angeordnet ist. Dieser Aufbau wird gewählt, um eine verbesserte Kühlung der Motorwicklung zu erzielen.
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Diese Vorrichtung weist unter anderem folgende Nachteile auf: Bei diesem Aufbau führt der Motor seine Verlustwärme direkt an das umgebende Druckmittel im Reservoir ab, welches mittels der Pumpenelemente an den Verbraucher, z.B. zu einer hydraulischen Werkzeugkomponente, gefördert wird. Das bewirkt, dass dieses Werkzeug durch die Abwärme des Motors erwärmt wird. Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn das Werkzeug keine thermische Isolation aufweist - was in der Regel der Fall ist - und von Personen in der Hand gehalten wird. Darüber hinaus ist es im Stand der Technik auch nicht möglich, von einer flüssigkeitsgekühlten Ausführungsform des Motors auf eine luftgekühlte Ausführungsform zu wechseln, was je nach Umgebungstemperatur und zur Gewichtsersparnis zweckmäßig wäre.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik wenigstens teilweise zu überwinden bzw. zu verbessern.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und Abwandlungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Im Folgenden werden die Begriffe hydraulisches Pumpenaggregat, Hydraulikaggregat und Aggregat synonym verwendet.
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Ein erfindungsgemäßes hydraulisches Pumpenaggregat weist mindestens ein Pumpenelement in einem ersten Teilraum, der mit einem ersten Fluid, vorzugsweise mit einem Hydraulikfluid, zumindest teilweise gefüllt ist. Weiter weist das Pumpenaggregat eine Fluidverbindung für das erste Fluid, nämlich einen Abfluss und einen Zufluss, zu einem Hydraulikwerkzeug auf. Auch weist das Pumpenaggregat einem Elektromotor auf, mit einem Stator und mit einem Rotor, der mit einer Motorwelle verbunden ist. Dieser ist in einem zweiten Teilraum angeordnet, der mit einem zweiten Fluid zumindest teilweise gefüllt ist. Der Elektromotor weist eine Motorwelle auf, mittels derer der Elektromotor das mindestens eine Pumpenelement antreibt. Weiterhin hat das Pumpenaggregat ein Gehäuse.
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Bei dem erfindungsgemäßen Pumpenaggregat ist sowohl der erste Teilraum als auch der zweite Teilraum innerhalb des Gehäuses angeordnet, der erste Teilraum ist von dem zweiten Teilraum durch einen Separator getrennt, und das erste Fluid wird mittels eines ersten Kühlkreislaufs gekühlt.
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Dadurch, dass sowohl der erste Teilraum als auch der zweite Teilraum innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, kann das Pumpenaggregat besonders klein, aber auch robust gestaltet werden. Ferner ist es einfach zu transportieren.
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Auch wenn sowohl der erste Teilraum als auch der zweite Teilraum innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, so ist doch der erste Teilraum von dem zweiten Teilraum durch einen Separator konstruktiv, in fluiddynamisch und/oder thermisch getrennt. Bei dem erfindungsgemäßen Pumpenaggregat kann das Kühlmittelmedium im Motorvolumen also nicht mit dem Medium im Reservoir kommunizieren. Auf diese Weise kann jeder Teilraum entsprechend den Anforderungen optimal gekühlt werden. Die Anforderungen richten sich beispielsweise nach den Temperaturanforderungen am Einsatzort. So unterscheiden sich die Temperaturanforderungen bei einem Einsatz in klimatisierter Umgebung, z.B. in einer Werkshalle, deutlich von den Anforderungen bei einem äquatornahen Außeneinsatz oder wiederum von den Anforderungen bei einem Außeneinsatz in Polargebieten.
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Auch kann es sein, dass für unterschiedliche Anwendungen oder unterschiedliche Anforderungen verschiedene Fluide verwendet werden sollen. Gründe dafür können sein, dass die Anforderungen, z.B. in Bezug auf Korrosionsfestigkeit oder Umweltverträglichkeit, für den Motor des Aggregats und für das Hydraulikwerkzeug und/oder dessen Zuleitung divergieren. Die Verwendung von unterschiedlichen Fluiden ist bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, weil die Fluide in dem ersten und dem zweiten Teilraum nicht kommunizieren. So kann es sein, dass für die Motorkühlung hocheffiziente, aber umweltschädliche, Motorkühlmittel im zweiten Teilraum verwendet werden müssen. Diese Fluide als Hydraulikfluid zu verwenden, ist aber ausgeschlossen, da im Werkzeugkreislauf Leckageverluste zur Umgebung auftreten können. Mit dem erfindungsgemäßen Aggregat ist auch das Betreiben mit zwei völlig verschiedenen Fluiden möglich.
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Darüber hinaus ist es bei dem erfindungsgemäßen Aggregat nicht nur möglich, eine bestimmte Serie gemäß einem bestimmten Anforderungsspektrum optimal zu gestalten, sondern es kann sogar ein einziges Pumpenaggregat auf recht einfache Weise an vielerlei unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.
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Das erste Fluid wird mittels eines ersten Kühlkreislaufs gekühlt; dies geschieht, wie oben erwähnt, ohne Einfluss auf die Kühlung des Motors und insbesondere unabhängig von dem Fluid, das für die Motorkühlung verwendet wird. Dadurch bleibt das Fluidvolumen im zweiten Teilraum, unabhängig von der Druckmittelabfuhr im ersten Teilraum, erhalten.
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In einer Ausführungsform ist das zweite Fluid ein Gas, insbesondere Luft.
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Wenn Luft oder ein anderes Gas zur Motorkühlung verwendet wird, hat dies den Vorteil, dass das gesamte Hydraulikaggregat Gewicht reduziert und damit auch einfacher zu transportieren ist.
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Wenn vorzugsweise Gase zur Motorkühlung verwendet werden, ist es zweckmäßig, Motore einzusetzen, die für höhere Wicklungstemperaturen geeignet sind oder weniger Verlustleistung haben, wie z.B. Synchronmotore.
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In einer Ausführungsform ist das zweite Fluid eine Flüssigkeit, insbesondere ein Hydraulikfluid und besonders bevorzugt wahlweise ein Gas, insbesondere Luft, oder eine Flüssigkeit, insbesondere ein Hydraulikfluid.
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Wenn das zweite Fluid wahlweise ein Gas oder eine Flüssigkeit ist, dann ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung besonders flexibel im Einsatz und multifunktional verwendbar. Denn ein und das selbe Hydraulikaggregat kann recht einfach - auch im Einsatz - wahlweise so umgebaut werden, dass es für ein bestimmtes Anforderungsspektrum optimal eingesetzt werden kann. So kann beispielsweise das Aggregat im Außeneinsatz in kalter Umgebung luftgekühlt werden, und anschließend - nach einem einfachen Umbau - in einer heißen Fabrikumgebung mit einer Flüssigkeitskühlung eingesetzt werden.
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Im Falle der Flüssigkeitskühlung ist der Motor im Wesentlichen vollständig im Motorkühlmittel getaucht, so dass die Wahrscheinlichkeit einer Überhitzung des Motors auch unter sehr hohen Umgebungstemperaturen deutlich reduziert wird.
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In einer Ausführungsform ist das erste Fluid dieselbe Flüssigkeit wie das zweite Fluid.
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Für bestimmte Einsatzbereiche ist es möglich oder nötig, für die Motorkühlung und zum Betreiben der Hydraulikwerkzeuge dieselbe Flüssigkeit zu verwenden. Dies ist mit einem erfindungsgemäßen Hydraulikaggregat möglich. Auch dabei bleiben viele Vorteile der vorliegenden Erfindung erhalten, z.B. die getrennte Optimierung der Kühlkreisläufe für den ersten bzw. den zweiten Teilraum, oder auch, dass die Abfuhr von Hydraulikflüssigkeit im Werkzeugkreislauf - z.B. durch Leckage - keine Auswirkungen hat auf den Motorkreislauf.
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In einer Ausführungsform kann die Flüssigkeit sowohl in dem ersten Teilraum als auch in dem zweiten Teilraum mittels einer einzigen Verschlussschraube abgelassen werden.
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Dabei ist die Verschlussschraube als zweifach dichtende Verschlussschraube, d.h. mit einer doppelten Dichtsitzgeometrie, ausgeführt. Diese dichtet zum einen den ersten Teilraum gegenüber der Umgebung ab, zum andern dichtet diese auch den zweiten Teilraum gegenüber der Umgebung ab. Die Verschlussschraube kann beispielsweise am Pumpenblock angeordnet sein.
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Im Wartungsfall kann es nämlich zweckmäßig sein, das Druckmittel und das Motorkühlmittel mittels einer gemeinsamen Verschlussschraube abzulassen. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil der Anwender häufig den inneren Aufbau des Aggregates nicht kennt und deshalb ggf. den Wechsel eines Fluids auch einfach übersehen könnte. Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Verschlussschraube ist diese Fehlbedienung ausgeschlossen.
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In einer Ausführungsform kann der erste Teilraum und der zweite Teilraum jeweils einzeln, d.h. getrennt vom jeweils anderen Teilraum, belüftet und/oder entlüftet werden.
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Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sich in dem ersten Teilraum und dem zweiten Teilraum unterschiedliche Fluide befinden.
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In einer Ausführungsform ist das Pumpenelement an einem Pumpenblock angeordnet, vorzugsweise befestigt, wobei der Pumpenblock den ersten Teilraum zur Umgebung abschließt.
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Dabei werden mehrere konstruktive Lösungen in einem einzigen Bauteil realisiert. Zum einen ist das mindestens eine Pumpenelement an einem Pumpenblock angeordnet. Vorzugsweise ist das Pumpenelement (oder die Pumpenelemente) an dem Pumpenblock befestigt, beispielsweise mittels Schrauben. Zum andern dient der Pumpenblock als A-Lagerschild für die Motorwelle des Elektromotors. Dadurch ist eine einfache und präzise Ausrichtung der Pumpenelemente relativ zur Motorwelle möglich. Außerdem ist der Pumpenblock so ausgelegt, dass er den ersten Teilraum zur Umgebung hin abschließt.
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Der Pumpenblock ist mittels Befestigungselementen - z.B. Schrauben - an dem A-Lagerschild-seitigen Ende des Gehäuses befestigbar. Im Stand der Technik wird der des A-Lagerschild mittels Schrauben, die circa die Länge des Gehäuses aufweisen, am Gehäuse vorbeigeführt und am B-Lagerschild-seitigen Ende mittels eines Gewindes verschraubt. Dies führt zu Nachteilen bezüglich der Montage und der Wartbarkeit des Aggregats. Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Montage vereinfacht und die Wartungsfreundlichkeit des Pumpenaggregates verbessert, indem der Pumpenblock als A-Lagerschild eingesetzt wird und am A-Lagerschild-seitigen Ende des Gehäuses befestigbar ist. Dadurch können im Vergleich zum Stand der Technik kurze Befestigungsmittel verwendet werden, welche ein Monteur sehr viel einfacher handhaben kann. Im Hinblick auf eine gute Dichtigkeit des ersten Teilraums bei einer kostengünstigen Ausführung und wiederum leichter Montage kann der dichte Verschluss des Motor- Pumpengehäuses zum Pumpenblock mittels einem in einer Nut eingelegten O-Ring realisiert werden. Auch die Motorabdeckung (B-Lagerschild) kann auch diese Weise abgedichtet sein.
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Der frontseitig montierte Pumpenblock ist vorzugsweise so auszugestalten, dass es im ersten und zweiten Teilraum keine Verschlussschrauben gibt, um das Risiko einer nicht sichtbaren Leckage zu vermeiden.
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Die Befestigungselemente könnten Bohrungen umfassen und/oder die Bohrungen in Bohrungsrippen des Kühlprofils angeordnet sein, wobei die Bohrungsrippen vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, um die Stabilität der Befestigung zu verbessern. In vorteilhafter Weise können die Befestigungsmittel als Schrauben und die Bohrungen als Gewinde ausgestaltet sein, so dass eine besonders einfache und dennoch sichere Befestigung zwischen dem Gehäuse und dem Pumpenblock erreicht werden kann.
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In einer Ausführungsform ist in dem ersten Teilraum ein Sensor angeordnet, der das Unterschreiten eines vorbestimmten Pegels des ersten Fluids in dem ersten Teilraum detektiert.
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Dies verbessert die Betriebssicherheit des Aggregats erheblich. Bevorzugt ist der Sensor in dem ersten Teilraum derart angeordnet, dass das eine Druckmittelunterschreitung in mindestens zwei Betriebslagen, detektierbar ist, um das Ansaugen von Luft durch die Pumpenelemente zu vermeiden. Als Reaktion auf das Detektieren des Unterschreitens eines vorbestimmten Pegels kann das Hydraulikaggregat abgeschaltet werden und/oder es kann ein Alarm ausgelöst werden und der Anwender kann aufgefordert werden, den ersten Teilraum - in der Praxis über das Reservoir - mit Druckmittel zu befüllen.
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In einer Ausführungsform ist innerhalb des ersten Kühlkreislaufs und/oder innerhalb des zweiten Kühlkreislaufs ein Kühler angeordnet.
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Diese Ausführungsform wird bevorzugt im Falle hoher Umgebungstemperatur gewählt. Dabei ist innerhalb des ersten Kühlkreislaufs ein Druckmittelkühler im nahezu druckfreien Rücklauf angeordnet. Bevorzugt befindet sich dieser im Bereich des Lufteinlasses des Motorlüfters, so dass er von Kühlluft durchströmt wird. Besonders bevorzugt ist dieser im Lot zur Motorwelle und umlaufend abschließend zum Ansaugbereich des Lüfters montiert, um eine maximale Kühlluftdurchströmung zu gewährleisten. Dabei kann dieser Motorlüfter mit der Motorwelle des Pumpenmotors angetrieben werden als separater Elektrolüfter ausgeführt sein; alternativ oder zusätzlich kann er als separater Elektrolüfter ausgeführt sein.
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Alternativ oder zusätzlich kann innerhalb des zweiten Kühlkreislaufs ein Kühler angeordnet sein. Dies wird bevorzugt für flüssigkeitsgekühlte Ausführungsformen des Motors gewählt werden.
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In einer Ausführungsform ist an mindestens einem der Kühler eine separate Einlassöffnung und Ablassöffnung für das erste bzw. zweite Fluid angeordnet.
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Dies hat den Vorteil, dass das erste bzw. zweite Fluid getrennt voneinander abgelassen bzw. gewechselt werden können.
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In einer Ausführungsform ist an dem Gehäuse ein Lüfter angeordnet, und/oder das Gehäuse weist Kühlrippen auf, die bevorzugt, zumindest teilweise, T-förmig oder L-förmig gestaltet sind.
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Hierdurch wird eine gegenüber der bloßen Gehäusewandung vergrößerte Kühlfläche erreicht und damit die Kühlung des ersten und/oder des zweiten Teilraums verbessert. Eine weitere Verbesserung der Kühlung kann dadurch erreicht werden, dass an dem Gehäuse ein Lüfter angeordnet ist, und zwar in der Weise, dass die Kühlluft an dem Gehäuse entlang streicht.
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In einer Ausführungsform ist am dem ersten Teilraum eine Rücklaufleitung angeordnet, die an einem ersten Ende und an einem zweiten Ende mit dem ersten Teilraum verbunden ist. Innerhalb der Rücklaufleitung ist ein Reservoir angeordnet, um den ersten Teilraum im Falle einer Druckmittelabfuhr mit Druckmittel zu versorgen.
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Die Druckmittelabfuhr kann durch Betätigungen der hydraulischen Werkzeuge verursacht werden, was zu dynamischen Schwankungen des Hydraulikfluids führen kann. Diese Schwankungen können durch das Reservoir in der Rücklaufleitung schnell ausgeglichen werden. Die Druckmittelabfuhr kann auch durch Leckage verursacht sein.
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In einer Ausführungsform ist die Rücklaufleitung Teil des ersten Kühlkreislaufs.
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Dabei wird mit einer derartigen Konstruktion sowohl das Problem der Druckmittelabfuhr als auch das Problem der Kühlung gelöst. Dies hat den Vorteil, dass das Hydraulikaggregat einfacher und mit weniger Bauteilen konstruiert werden kann.
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In einer Ausführungsform ist das Reservoir oberhalb des ersten Kühlkreislaufs angeordnet und es weist auf seiner Oberseite eine Fluideinfüllöffnung mit einem Verschlussdeckel auf.
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Das Reservoir kann dabei vollständig oberhalb oder teilweise oberhalb des ersten Kühlkreislaufs angeordnet sein. Dies wird vorwiegend von konstruktiven Überlegungen bestimmt. Beispielsweise kann das Reservoir größer gestaltet sein, so dass dessen Unterseite eine Rundung aufweist, die das Gehäuse zumindest teilweise umfasst und die auch seitlich des Gehäuses Hohlräume aufweist, dies sich damit nicht mehr vollständig oberhalb des ersten Kühlkreislaufs oder oberhalb des Gehäuses befinden. Dabei ist vom Anwender eine Maximalmarkierung des Ölfüllstandes in dem Reservoir zu beachten, damit im Betrieb kein Druckmittel über die Einfüllöffnung austreten kann.
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Im Übrigen ist für den Betrieb eine weitere Füllstandsmarkierung oder eine elektronische Füllstandsüberwachung im ersten Teilraum vorhanden, um eine zweckmäßige Befüllung des Druckmittels im Reservoir zu gewährleisten. Die Vorrichtung funktioniert somit auch bei einer statisch ungefüllten Rücklaufleitung bis zu einem minimalen Druckmittelpegel oberhalb derAnsaugöffnung der Pumpenelemente, welche vorzugsweise möglichst tief unten im Reservoir angeordnet sind.
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Damit das Pumpenaggregat in allen Transportlagen dicht ist, befindet sich am Reservoir eine Einfüllöffnung mit einem Verschlussdeckel, welcher vorzugsweise ein Rückschlagventil und ein Überdruckventil beinhaltet, welches erst bei einen mindestens 1,5-fachen Überdruck zum statischen Lagedruck des maximalen Fluidpegels öffnet. Das Ansaugen von Luft durch den Verschlussdeckel erfolgt unbehindert durch ein Rückschlagventil, welches in Saugrichtung geöffnet ist.
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Um das Pumpenaggregat unabhängig vom Elektromotortyp in zwei unterschiedlichen Lagen transportieren und betreiben zu können, ist die Fluideinfüllöffnung vorzugsweise auch entsprechend der vertikalen Betriebslage oben angeordnet, d.h. die Fluideinfüllöffnung ist derart am Gehäuse angeordnet, dass das Pumpenaggregat in einer vertikalen und einer horizontalen Lage betrieben werden könnte. Bei der offenen Ausführung ist somit sichergestellt, dass in der vertikalen Betriebslage wenigstens 90% der Motorwicklung vom Motorkühlmittel bedeckt sind.
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In einer Ausführungsform enthält das Reservoir einen Filter und/oder Kühlelemente.
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Das Reservoir ist relativ groß, insbesondere im Verhältnis zum Gehäusevolumen. Das Reservoir hat typischerweise eher flach als hoch. Durch diese Größe und diese Gestaltung kann es einen Filter und/oder Kühlelemente enthalten. Im Falle von Kühlelementen ist durch die Größe des Reservoirs eine effektive Kühlung des ersten Fluids gewährleistet. Im Falle des Filters ist aufgrund der Größe des Filters ein sehr widerstandsarmer Durchlauf des Druckmittels durch den Filter gewährleistet. Zusätzlich - und um diesen Effekt weiter zu verstärken - ist die Rücklaufleitung vorzugsweise mit einem relativ großen Querschnitt ausgestaltet. Mittels des Filterelements werden beispielsweise Feststoffe aus dem Kühlmittel gefiltert und das Druckmittel entschäumt.
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In einer Ausführungsform ist in der Fluideinfüllöffnung des Reservoirs ein weiteres Filterelement angeordnet, welches vorzugsweise direkt unterhalb des Verschlussdeckels angeordnet ist.
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Die Fluideinfüllöffnung ist ein Röhrchen, das durch den Verschlussdeckel nach oben abgeschlossen ist und das in das Reservoir hineinragt; in diesem Röhrchen kann das genannte Filterelement angeordnet sein. Dieses Filterelement verhindert vorzugsweise, dass Verunreinigungen, insbesondere grobe Verunreinigungen, beim Einfüllen von Hydraulikflüssigkeit in das Reservoir eingetragen werden.
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In einer Ausführungsform ist der Separator für hohe Temperaturen einsetzbar, insbesondere bis 175 °C, bevorzugt bis 150 °C. Weiterhin weist er eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf, insbesondere kleiner 0,5 W/(m·K), bevorzugt kleiner 0,25 W/(m·K).
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Durch diese Auslegung widersteht der Separator auch hohen Temperaturen, die bei intensiver Beanspruchung des Pumpenaggregats entstehen können.
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Weiterhin gewährleistet die geringe Wärmeleitfähigkeit, dass der erste Teilraum - und damit auch der erste Kühlkreislauf - tatsächlich thermisch unabhängig vom zweiten Teilraum ist, und damit die Motortemperatur keinen oder nur sehr geringen Einfluss hat auf die Temperatur des Hydraulikfluids.
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In einer Ausführungsform dient der Separator als Fluid-Dichtung zwischen dem ersten Teilraum und dem zweiten Teilraum, insbesondere indem der Separator zumindest teilweise aus einem durch Druck verformbaren Material, vorzugsweise aus Polyvinylidenfluorid (PVDF), besteht.
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Dadurch ist der erste Teilraum von dem zweiten Teilraum durch einen Separator nicht nur konstruktiv, fluidtechnisch und thermisch getrennt, sondern durch das gewählte Material wird auch die Dichtung zwischen dem ersten Teilraum und dem zweiten Teilraum vereinfacht. So benötigt die Dichtung am Gehäuse keine zusätzlichen Dichtelemente, wie z.B. O-Ringe. Zur Motorwelle hat der Separator entweder selbst einen Dichtsitz, oder er nimmt ein entsprechendes Dichtelement auf.
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In einer Ausführungsform steht der erste Teilraum mit einem Zusatzreservoir in Fluidverbindung.
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Durch diese Konzeption mit einem Reservoir und einem Zusatzreservoir kann auf unterschiedlich große Pendelvolumen reagiert werden, so dass an das Aggregat viele unterschiedliche Hydraulikwerkzeuge angeschlossen werden können.
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Die konstruktive Ausführung könnte so gestaltet sein, dass der erste Teilraum, in dem sich die Pumpenelemente befinden, vorzugsweise etwa in Höhe der Motorwelle mit einem Zusatzreservoir in Fluidverbindung steht, so dass eine Verringerung des Druckmittels im ersten Teilraum durch eine Fremdzufuhr von Druckmittel aus dem Zusatzreservoir ausgleichbar ist. Der Anschluss des Zusatzreservoirs befindet sich auf der Stirn- und/oder Längsseite des Pumpenblockes. Alternativ könnte dieses Zusatzreservoir allerdings auch einfach neben der Pumpe als Behälter stehen und mit einer kommunizierenden Verbindungsleitung über den Anschluss am Reservoir über den Pumpenblock Druckmittelschwankungen im Reservoir wirksam ausgleichen.
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Im Fall eines besonders großen Druckmittelbedarfs ist am Pumpenblock (A-Lagerschild) eine Montagefläche zum Anbau eines Zusatzreservoirs vorhanden, welche vorzugsweise mit dem ersten Teilraum oberhalb der Ansaugöffnungen des obersten Pumpenelementes kommuniziert und ebenfalls mit einer Belüftungsöffnung in gleicher Höhe der Einfüll- und Belüftungsschraube der Filter- und Einfülleinheit ausgestattet ist. Dadurch, dass der Aufbau oberhalb der Ansaugleitungen der Pumpenelemente liegt, besteht der Vorteil, dass ein solches Zusatzreservoir kein nicht nutzbares Volumen enthält und somit das Gewicht minimiert. Bei dieser Anordnung der Komponenten besteht die Möglichkeit, das umlaufende Volumen auch luftdicht zu verschließen, um den Pegelstand in der Einfüll- und Filtereinheit unter allen Betriebssituationen konstant zu halten.
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In einer Ausführungsform ist das Zusatzreservoir seitlich des Gehäuses angeordnet und der Verschlussdeckel des Zusatzreservoirs ist auf der selben Höhe, bezogen auf die Motorwelle, wie der Verschlussdeckel des Reservoirs angeordnet.
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Diese Anordnung des Zusatzreservoirs hat den Vorteil, dass es keine konstruktive Kollision mit dem Reservoir gibt und dass sowohl Reservoir als auch Zusatzreservoir in mehreren Stellungen betrieben werden kann.
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In einer Ausführungsform ist an dem Pumpenblock, außerhalb des Gehäuses, vorzugsweise an der Stirnseite, eine weitere Pumpe angeordnet.
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Damit ist es möglich, z.B. ein weiteres hydraulisches Werkzeug zu betreiben. Dies hat den Vorteil, dass damit der Einsatzbereich des Pumpenaggregats erweitert wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert, wobei darauf hingewiesen wird, dass durch dieses Beispiel Abwandlungen beziehungsweise Ergänzungen, wie sie sich für den Fachmann unmittelbar ergeben, mit umfasst sind. Darüber hinaus stellt dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel keine Beschränkung der Erfindung in der Art dar, dass Abwandlungen und Ergänzungen im Umfangder vorliegenden Erfindung liegen.
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Dabei zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Pumpenaggregats im seitlichen Schnitt, ohne Rahmen;
- 2: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Pumpenaggregats in Vorderansicht, ohne Rahmen.
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1 zeigt ein hydraulisches Pumpenaggregat 30 mit einem ersten Teilraum 2, der mit einem ersten Fluid, vorzugsweise mit einem Hydraulikfluid, zumindest teilweise gefüllt ist. In dem ersten Fluid ist ein Pumpenelement 7 angeordnet, das an einem Pumpenblock 4 befestigt ist. Der Pumpenblock 4 dient auch als A-Lagerschild für eine Motorwelle 11. Zugleich schließt der Pumpenblock 4 den ersten Teilraum 2 zur Umgebung ab. Der frontseitig montierte Pumpenblock 4 ist so ausgestaltet, dass es im ersten und zweite Teilraum keine Verschlussschrauben gibt, um das Risiko einer nicht sichtbaren Leckage zu vermeiden. An dem Pumpenblock 4 ist ein Abfluss 32 und ein Zufluss 33 angeordnet, die das Hydraulikfluid aus ersten Teilraum 2 zu einem Hydraulikwerkzeug 18 leiten, bzw. von diesem weg leiten.
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Der erste Teilraum 2 ist von einem zweiten Teilraum 3 durch einen Separator 24 getrennt. In dem zweiten Teilraum 3 ist ein Elektromotor 31 angeordnet, der einen Stator 25 und einen Rotor 12 aufweist. Der Rotor 12 ist mit der Motorwelle 11 verbunden. Die Motorwelle 11 wird durch den Separator 24 geführt. Diese Durchführung der Motorwelle 11 ist mittels eines Dichtsitzes 29, der sich zwischen Separator 24 und Motorwelle 11 befindet, abgedichtet. Auf diese Weise treibt der Elektromotor 31 über die Motorwelle 11 das Pumpenelement 7 an.
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Das Pumpenaggregat 30 weist ein Gehäuse 26 auf. Sowohl der erste Teilraum 2 als auch der zweite Teilraum 3 ist innerhalb des Gehäuses 26 angeordnet.
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Am Pumpenblock 4 ist am tiefsten Punkt des ersten Teilraums 2 in horizontaler Lage eine Verschlussschraube oder Fluidablassschraube 6 angeordnet. Diese Verschlussschraube 6 hat einen Dichtsitz am Pumpenblock 4 und einen Dichtsitz 8 am Separator 24. Mittels dieser zweifach dichtenden Verschlussschraube 6 wird zum einen der erste Teilraum 2 gegenüber der Umgebung wie auch der zweite Teilraum 3 gegenüber der Umgebung abgedichtet. Mittels dieser Verschlussschraube 6 kann das erste Fluid, im ersten Teilraum 2, und das zweite Fluid, im zweiten Teilraum 3, gleichzeitig abgelassen werden.
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Rechts von der Motorabdeckung 23, die auch als B-Lagerschild dient, ist ein Lüfter 13 angeordnet, der ebenfalls von dem Elektromotor 31 über die Motorwelle 11 angetrieben wird. Der Lüfter 13 ist durch eine Lüfterhaube 16 geschützt. Der Lüfter 13 könnte auch von einem getrennten Motor angetrieben werden.
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An den zweiten Teilraum 3 ist ein zweiter Kühlkreislauf 5 oder Motorkühlkreislauf angeschlossen. Innerhalb des zweiten Kühlkreislaufs 5 ist ein Kühler 14 angeordnet. Schematisch ist gezeigt, dass der Lüfter 13 so angeordnet sein kann, d.h. vor der Lüfterhaube 16, dass er auch den Kühler 14 kühlen kann.
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Weiterhin weist das Pumpenaggregat 30 einen ersten Kühlkreislauf 10 auf. Durch diesen wird das Hydraulikfluid über das erste Ende 34 aus dem ersten Teilraum 2 geführt und über das zweite Ende 35 dem ersten Teilraum 2 wieder zugeführt. Der erste Kühlkreislauf 10 ist völlig getrennt von dem zweiten Kühlkreislauf 5. Innerhalb des ersten Kühlkreislauf 10 ist ein Kühler 15 angeordnet. Über die Rücklaufleitung 28 gelangt das Hydraulikfluid in die Filter- und Einfülleinheit oder Reservoir 1. Das Reservoir 1 ist Teil des ersten Kühlkreislaufs 10. Das Reservoir 1 enthält einen Filter und/oder Kühlelemente. Es ist auch in dieser schematischen Darstellung deutlich sichtbar, dass das Reservoir 1 relativ groß ausgelegt ist, so dass im Falle von Kühlelementen durch die Größe des Reservoirs eine effektive Kühlung des ersten Fluids gewährleistet ist. Wenn das Reservoir 1 einen Filter enthält, so kann dieser so groß ausgelegt sein, dass - aufgrund der Größe des Filters - ein sehr widerstandsarmer Durchlauf des Druckmittels durch den Filter gewährleistet ist. Weiterhin ist oben an dem Reservoir 1 eine Einfüllvorrichtung mit einem Verschlussdeckel 20 und einem Einfüllfilter 17 angeordnet. Unten am Reservoir 1 ist eine Verschlussschraube 9 angeordnet, mittels derer Fluid aus dem Reservoir 1 in den zweiten Teilraum 3 eingeleitet werden kann. Dies ist natürlich nur in solchen Fällen sinnvoll, wenn es sich bei dem ersten Fluid und dem zweiten fluid um die selbe Flüssigkeit handelt.
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Außerdem ist ein Anschluss zu einem zu einem Zusatzreservoir 19 schematisch eingezeichnet. Der Anschluss befindet sich oberhalb des höchsten Pumpenelements 7. Das Zusatzreservoir 19 wird direkt vom ersten Teilraum 2 befüllt, wenn das Druckmittelniveau durch eine größere zurückfließende Druckmittelmenge, bedingt durch die Wechselwirkung des Werkzeugs 18 über die Rücklaufleitung 27, 28 wieder größer ist als die abgenommene Menge des Druckmittels durch das Werkzeug 18.
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2 zeigt das hydraulische Pumpenaggregat 30 in der Vorderansicht, wobei das Reservoir 1 teilweise aufgeschnitten dargestellt ist. Das runde Gehäuse 26 des Pumpenaggregats ist deutlich sichtbar. Unten sind Kühlrippen angeordnet, die L-förmig gestaltet sind; diese könnten auch T-förmig gestaltet sein. Auf dem Pumpenblock 4 sind ein Abfluss 32 und ein Zufluss 33 angeordnet. Der erste Kühlkreislauf 10 führt aus dem Gehäuse 26 in das Reservoir 1, über den Kühler 15 und die Rücklaufleitung 28. Innerhalb des Reservoirs 1, in dem aufgeschnitten dargestellten Bereich, ist deutlich der Druckmittelfilter 21 zu sehen. Oben auf dem Reservoirs 1 ist der Verschlussdeckel 20 angeordnet, der sich auf der selben Höhe befindet wie Verschlussdeckel 22 des Zusatzreservoirs 19. Das Zusatzreservoir 19 ist seitlich des Gehäuse 26 angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Filter- und Einfülleinheit, Reservoir
- 2
- erster Teilraum
- 3
- zweiterTeilraum
- 4
- Pumpenblock (A-Lagerschild)
- 5
- zweiter Kühlkreislauf
- 6
- Verschlussschraube, Fluidablassschraube
- 7
- Pumpenelement
- 8
- Dichtsitz am Separator
- 9
- Verschlussschraube (Motorraum)
- 10
- erster Kühlkreislauf
- 11
- Motorwelle
- 12
- Rotor
- 13
- Lüfter
- 14
- Kühler, zweiter Kreislauf
- 15
- Kühler, erster Kreislauf
- 16
- Lüfterhaube
- 17
- Einfüllfilter
- 18
- Hydraulikwerkzeug
- 19
- Zusatzreservoir
- 20
- Verschlussdeckel
- 21
- Druckmittelfilter
- 22
- Verschlussdeckel (Zusatzreservoir)
- 23
- Motorabdeckung (B-Lagerschild)
- 24
- Separator
- 25
- Stator
- 26
- Gehäuse
- 27
- Filter- und Einfüllelement (Rücklaufleitung)
- 28
- Rücklaufleitung
- 29
- Dichtsitz (zwischen Separator und Motorwelle)
- 30
- Hydraulisches Pumpenaggregat
- 31
- Elektromotor
- 32
- Abfluss/Rückfluss vom/zum ersten Teilraum
- 33
- Rückfluss/Abfluss zum/vom ersten Teilraum
- 34
- erstes Ende der Rücklaufleitung (28)
- 35
- zweites Ende der Rücklaufleitung (28)
