-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein modulares Motorpumpenaggregat. Insbesondere betrifft die Erfindung ein modulares Motorpumpenaggregat für hydraulische Anwendungen.
-
Solche modularen Pumpenaggregate sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der
EP 2 241 753 B1 . Weitere Pumpenaggregate sind aus der
DE 196 35 424 A1 und der
DE 10 2014 002 410 A1 bekannt. Diese Motorpumpenaggregate haben regelmäßig ein Außengehäuse mit zwei offenen Enden, wobei die zwei offenen Enden über daran anbringbare Gehäusedeckel verschließbar sind. Dadurch bildet das Außengehäuse mit den Gehäusedeckeln ein Hydraulikfluidreservoir. Im Außengehäuse ist ein Elektromotor und wenigstens ein vom Elektromotor antreibbares Pumpenelement angeordnet. Das Pumpenelement kann beispielswiese ein RadialkolbenPumpenelement oder auch ein Zahnrad-Pumpenelement sein. Auch ist denkbar, dass mehr als ein Pumpenelement im Außengehäuse angeordnet ist. Der Elektromotor weist regelmäßig einen Stator auf, der in einem Statorfestsitz im Inneren des Gehäuses festgelegt ist.
-
Außen am Außengehäuse ist regelmäßig ein Anschlussbereich mit wenigstens einem Druckanschluss und wenigstens einem Anschluss für rücklaufendes Hydraulikfluid angeordnet. Ein Druckkanal erstreckt sich vom Pumpenelement zum Anschlussbereich und ein Rücklaufkanal erstreckt sich vom Anschlussbereich ins Innere des Außengehäuses. Über den Druckkanal und den Druckanschluss wird unter Druck stehendes Hydraulikfluid in das an das Motorpumpenaggregat angeschlossene hydraulische System eingespeist. Anwendungsgebiete für derartige Motorpumpenaggregate sind beispielsweise mobile Hochdruckhydrauliksysteme, hydraulische Systeme von Werkzeugmaschinen, tragbare oder mobile Hydraulikgeräte oder auch hydraulische Nachstellvorrichtungen für Sonnenkollektoren. Bei diesen Anwendungen werden die Motorpumpenaggregate stehend oder liegend verwendet. Unter einem stehenden Einsatz versteht man, dass das Pumpenelement unterhalb des Stators angeordnet ist.
-
Allen Hydrauliksystemen gemeinsam ist, dass das über den Anschluss für rücklaufendes Hydraulikfluid und den Rücklaufkanal zurück gespiesene Hydraulikfluid aufgrund der mechanischen Belastung im Hydrauliksystem erwärmt ist. Zu stark erwärmtes Hydraulikfluid kann im Hydrauliksystem zu Problemen führen und beispielsweise die Lebensdauer von Dichtungen merklich herabsetzen. Hierbei ist unbedingt auch zu vermeiden, dass das erwärmte Hydraulikfluid direkt wieder durch das Pumpenelement angesaugt und in das Hydrauliksystem eingespeist wird.
-
Daher sind aus dem Stand der Technik aktive und passive Systeme zur Kühlung des Hydraulikfluids bekannt. Als passives System bietet es sich an, das Außengehäuse außen mit Kühlrippen zu versehen, um eine verbesserte Wärmeabgabe an die Umgebung zu erreichen. Bei aktiven Systemen wird das rücklaufende Hydraulikfluid über einen Wärmetauscher geleitet, bevor es in das Hydraulikfluidreservoir eingeleitet wird.
-
Nachteilig an den bekannten aktiven Systemen ist es, dass diese entweder als externe Komponente im Hydrauliksystem vorgesehen sind, oder aufwändig bei der Herstellung des Pumpenaggregats vorzusehen sind. Ein modularer Aufbau eines Pumpenaggregats ist dann regelmäßig nicht möglich.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein modulares Motorpumpenaggregat aufzuzeigen, bei welchem eine optionale und von der Anordnung her flexible Kühlung des rücklaufenden Hydraulikfluids möglich ist.
-
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einem modularen Motorpumpenaggregat gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
-
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich gegenüber dem Stand der Technik dadurch aus, dass zwischen dem Außengehäuse und wenigstens einem Gehäusedeckel ein Zusatzgehäuse vorgesehen ist. Ein Wärmetauscherelement ist im Zusatzgehäuse angeordnet, und der Rücklaufkanal ist mit dem Zusatzgehäuse verbunden. Das Zusatzgehäuse ist mit dem Hydraulikfluidreservoir verbunden.
-
Erfindungsgemäß wird das rücklaufende (erwärmte) Hydraulikfluid nicht direkt in das Hydraulikfluidreservoir geleitet, sondern zunächst über das Zusatzgehäuse. Erfindungsgemäß wird es dort durch das Wärmetauscherelement gekühlt, bevor es aus dem Zusatzgehäuse in das Hydraulikfluidreservoir geleitet wird. Da das Zusatzgehäuse wahlweise zwischen einem der beiden offenen Ende des Außengehäuses und einem der entsprechenden Gehäusedeckel angeordnet ist, kann das Motorpumpenaggregat flexibel aufgebaut sein. So ist es möglich, dass Zusatzgehäuse wahlweise an dem einen oder anderen offenen Ende anzuordnen, also entweder am Stator-seitigen Ende des Außengehäuses oder am Pumpenelement-seitigen Ende des Außengehäuses. Dies erleichtert den Montageaufwand des modularen Motorpumpenaggregats merklich, da je nach Kundenwunsch das Zusatzgehäuse baukastenartig entsprechend vorgesehen werden kann.
-
Es ist von Vorteil, wenn das Wärmetauscherelement eine Flüssigkeitskühlung, insbesondere eine Wasserkühlung aufweist. Eine Flüssigkeitskühlung hat zum einen den Vorteil, dass eine ausreichende Kühlung des rücklaufenden Hydraulikfluids erreicht werden kann. Zum anderen weisen die Hydrauliksysteme, in welchen das erfindungsgemäße Motorpumpenaggregat zum Einsatz kommt, regelmäßig bereits Flüssigkeitskühlkreisläufe auf. Mithin kann die Flüssigkeitskühlung des Motorpumpenaggregat problemlos integriert werden.
-
Alternativ ist es zweckmäßig, wenn das Wärmetauscherelement eine Luftkühlung aufweist. Insbesondere weist das Wärmetauscherelement hierfür einen Fremdlüfter auf. Eine Luftkühlung hat den Vorteil, dass lediglich ein elektrischer Anschluss zum Betreiben des Fremdlüfters notwendig ist. Somit entfällt eine zusätzliche Verrohrung für eine Flüssigkeitskühlung.
-
Zweckmäßigerweise weist das Zusatzgehäuse wenigstens eine Einlassöffnung und wenigstens eine Auslassöffnung auf, wobei der Rücklaufkanal mit der Einlassöffnung verbunden ist, und wobei die Auslassöffnung mit dem Hydraulikreservoir verbunden ist. So kann das rücklaufende Hydraulikfluid gezielt durch die Einlassöffnung in das Zusatzgehäuse geleitet werden, bevor es dann gekühlt über die Auslassöffnung in das Hydraulikreservoir geleitet wird. Somit kann wirksam verhindert werden, dass das Pumpenelement direkt wieder rücklaufendes (und daher erwärmtes) Hydraulikfluid ansaugt.
-
Es ist von Vorteil, wenn das Zusatzgehäuse wenigstens einen mit dem Hydraulikfluidreservoir verbundenen Ablasskanal mit einem Sicherheitsventil, insbesondere einem Druckbegrenzungs- oder Rückschlagventil aufweist. So kann gewährleistet werden, dass ein möglicher Überdruck im Zusatzgehäuse nicht zu einer Beschädigung des Wärmetauscherelements führt. Insbesondere bietet es sich an ein vorgespanntes Rückschlagventil zu verwenden.
-
Zweckmäßigerweise ist der Ablasskanal als Abzweigleitung der Einlassöffnung ausgebildet. Mithin kann ein sich im Bereich der Einlassöffnung aufbauender Überdruck rasch ins Hydraulikfluidreservoir entlastet werden.
-
Es ist von Vorteil, wenn das Außengehäuse eine im Inneren des Außengehäuses angeordnete Querwand und eine Abdeckung aufweist, wobei die Querwand mit der Abdeckung eine Sammelkammer mit wenigstens einer Verbindunganordnung zum Zusatzgehäuse definiert, wobei der Rücklaufkanal in die Sammelkammer mündet. Durch das Sammeln des rücklaufenden Hydraulikfluids in des Sammelkammer kann dies zunächst beruhigt werden, sodass keine Verschäumung auftritt. Somit ergibt sich insgesamt eine bessere Kühlung des rücklaufenden Hydraulikfluids, da der Kühlungswirkungsgrad bei verschäumten Hydraulikfluid merklich geringer ist. Ferner wirkt sich dies vorteilhaft auf das gesamte Hydrauliksystem aus, da der Wirkungsgrad des Hydrauliksystems insgesamt steigt und möglicher Verschleiß aufgrund verschäumten Hydraulikfluids reduziert ist.
-
Zweckmäßigerweise weist die Sammelkammer wenigstens zwei Verbindungsöffnungen auf, wobei jeweils eine Verbindungsöffnung in Richtung jeweils eines offenen Endes des Außengehäuses weist, und wobei eine Verbindungsöffnung über die Verbindungsanordnung mit dem Zusatzgehäuse verbunden ist und die andere Verbindungsöffnung über einen Stopfen verschlossen ist. Somit kann ein standardisierte Motorpumpenaggregat herstellerseitig bereitgestellt werden, unabhängig davon, ob das Zusatzgehäuse Stator-seitig oder Pumpenelement-seitig angeordnet ist. Die jeweils nicht verwendete Verbindungsöffnung der Sammelkammer wird während der Montage mit dem Stopfen verschlossen. Dies spart Kosten bei gleichzeitig flexibler Anpassungsmöglichkeit des Motorpumpenaggregats.
-
Vorteilhafterweise umfasst die Verbindungsanordnung ein erstes Verbindungsrohr, wobei das erste Verbindungsrohr die Sammelkammer mit dem Zusatzgehäuse verbindet. Über das erste Verbindungsrohr kann das in der Sammelkammer gesammelte rücklaufende Hydraulikfluid gezielt kanalisiert und in das Zusatzgehäuse geleitet werden, um ein optimales Kühlungsergebnis zu erzielen.
-
Vorzugsweise weist das erste Verbindungsrohr ein erstes in der Sammelkammer angeordnetes Ende auf, wobei das erste Ende eine Vielzahl von radialen Öffnungen aufweist. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das Zusatzgehäuse Stator-seitig angeordnet ist, um einen homogenen Volumenstrom von der Sammelkammer zum Zusatzgehäuse zu erreichen.
-
Es ist zweckmäßig, wenn die Querwand eine Vielzahl von axialen Durchgangsöffnungen aufweist. Über diese Durchgangsöffnungen kann das bereits gekühlte rücklaufende Hydraulikfluid zwischen Stator-seitigen Ende des Außengehäuses und Pumpenelement-seitigen Ende des Außengehäuses fließen.
-
Es ist von Vorteil, wenn das Zusatzgehäuse über ein zweites Verbindungsrohr mit einer der axialen Durchgangsöffnungen verbunden ist. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das zweite Verbindungsrohr ein zweites Ende aufweist, wobei das zweite Ende eine Vielzahl von radialen Öffnungen aufweist, und wobei entweder das zweite Ende in axialer Richtung oder die Durchgangsöffnung mit einem Stopfen verschlossen ist.
-
Bei einem Stator-seitigen Anordnen des Zusatzgehäuses bietet es sich an, bei einem stehenden Einsatz des Motorpumpenaggregats beide Verbindungsrohre mit radialen Öffnungen zu verwenden, um so ein Verschäumen des rücklaufenden (und bereits gekühlten) Hydraulikfluids durch mechanische Beaufschlagung beim Ausritt aus der Auslassöffnung des Zusatzgehäuses zu verhindern. Das Hydraulikfluid läuft dann über die axialen Durchgangsöffnungen zum Pumpenelement, beziehungsweise tritt unter dem Fluidspiegel im Hydraulikfluidreservoir aus. Bei einem liegenden Einsatz und Stator-seitiger Anordnung des Zusatzgehäuses kann auf das zweite Verbindungsrohr verzichtet werden, da das rücklaufende (und bereits gekühlte) Hydraulikfluid aus der Auslassöffnung unter dem Fluidspiegel im Hydraulikfluidreservoir austritt.
-
Bei einem Pumpenelement-seitigen Anordnen des Zusatzgehäuses bietet es sich an, zwei Verbindungsrohre ohne radiale Öffnungen zu verwenden, um eine gezielte Kanalisierung des rücklaufenden Hydraulikfluids von der Sammelkammer zum Zusatzgehäuse zu erreichen. Da bei einem liegenden Einsatz des Motorpumpenaggregats das gekühlte Hydraulikfluid unter dem Fluidspiegel im Hydraulikfluidreservoir austritt, tritt eine mechanische Beaufschlagung - und folglich ein Verschäumen - nicht auf. Bei einem stehenden Einsatz der Motorpumpenaggregats tritt das rücklaufende (und bereits gekühlte) Hydraulikfluid oberhalb der Querwand im Stator-seitigen Bereich des Außengehäuses aus und läuft über die axialen Durchgangsöffnung zum Pumpenelement. Da das Hydraulikfluid unter Atmosphärendruck entgegen der Schwerkraft austritt, ist ein Verschäumen hier unproblematisch.
-
Zweckmäßigerweise weist das Zusatzgehäuse wenigstens eine sich vom Inneren des Zusatzgehäuses nach außen ersteckende Zusatzöffnung zum Anschluss einer externen Hydraulikfluidleitung auf. Über diese Zusatzöffnung kann beispielswiese im Hydrauliksystem auftretendes Leckfluid direkt in das Zusatzgehäuse zur Kühlung eingeleitet werden.
-
Es ist von Vorteile, wenn das Zusatzgehäuse wenigstens zwei Öffnungen zur Montage des Wärmetauscherelements aufweist. Sofern das Wärmetauscherelement eine Flüssigkeitskühlung aufweist ist es vorteilhaft, wenn die Öffnungen über Abdeckplatten verschließbar sind. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn eine der beiden Abdeckplatten entsprechende Anschlüsse für das Kühlmedium aufweist, sodass eine wahlweise Anordnung dieser Anschlüsse am Zusatzgehäuse möglich ist. Dies erhöht die Flexibilität merklich. Sofern das Wärmetauscherelement eine Luftkühlung aufweist ist es vorteilhaft, wenn an einer der Öffnungen einen Fremdlüfter angeordnet ist, welcher die Kühlluft ins Innere des Zusatzgehäuses leitet. Der Fremdlüfter kann wahlweise am Zusatzgehäuse angeordnet werden, sodass die Flexibilität insgesamt erhöht wird.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch:
- 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßes Motorpumpenaggregats gemäß einer ersten Ausführungsform mit Stator-seitig angeordnetem Zusatzgehäuse;
- 2 eine Draufsicht auf das in 1 gezeigten Motorpumpenaggregat;
- 3 ein Schnitt entlang der in 2 gezeigten Schnittlinie A-A;
- 4 ein Schnitt entlang der in 1 gezeigten Schnittlinie B-B;
- 5 einen Schnitt entlang der in 1 gezeigten Schnittlinie C-C für eine Variante mit stehend angeordnetem Motorpumpenaggregat;
- 6 einen Schnitt entlang der in 1 gezeigten Schnittlinie D-D für eine Variante mit liegende angeordnetem Motorpumpenaggregat;
- 7 einen Schnitt entlang der in 4 gezeigten Schnittlinie E-E;
- 8 einen Schnitt entlang der in 4 gezeigten Schnittlinie F-F;
- 9 einen Schnitt entlang der in 4 gezeigten Schnittlinie G-G;
- 10 einen Schnitt entlang der in 8 gezeigten Schnittlinie H-H;
- 11 einen Schnitt entlang der in 1 gezeigten Schnittlinie I-I;
- 12 eine perspektivische Ansicht eines Verbindungsrohrs;
- 13 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Motorpumpenaggregats gemäß einer zweiten Ausführungsform mit Pumpenelement-seitig angeordnetem Zusatzgehäuse;
- 14 eine Draufsicht auf das in 13 gezeigte Motorpumpenaggregat;
- 15 einen Schnitt entlang der in 14 gezeigten Schnittlinie AA-AA;
- 16 einen Schnitt entlang der in 13 gezeigten Schnittlinie AB-AB,
- 17 einen Schnitt entlang der in 13 gezeigten Schnittline AC-AC;
- 18 einen Schnitt entlang der in 16 gezeigten Schnittlinie AD-AD;
- 19 einen Schnitt entlang der in 13 gezeigten Schnittlinie AE-AE;
- 20 einen Schnitt entlang der ein 16 gezeigten Schnittlinie AF-AF;
- 21 einen Schnitt entlang der in 19 gezeigten Schnittlinie AG-AG;
- 22 einen Schnitt entlang der in Fig. 13 gezeigten Schnittlinie AH-AH;
- 23 eine erste perspektivische Ansicht eines Zusatzgehäuses mit einem Wärmetauschelement mit Flüssigkeitskühlung;
- 24 eine zweite perspektivische Ansicht des in 23 gezeigten Zusatzgehäuses;
- 25 eine Vorderansicht eines Zusatzgehäuses mit einem Wärmetauscherelement mit einer Luftkühlung;
- 26 eine Seitenansicht des in 25 gezeigten Zusatzgehäuses;
- 27 eine Rückansicht des in 25 gezeigten Zusatzgehäuses;
- 28 einen Schnitt entlang der in 25 gezeigten Schnittlinie X-X;
- 29 einen Schnitt entlang der in 25 gezeigten Schnittlinie Y-Y;
- 30 einen Schnitt entlang der in 27 gezeigten Schnittlinie Z-Z;
- 31 eine erste perspektivische Ansicht des in 25 gezeigten Zusatzgehäuses;
- 32 eine zweite perspektivische Ansicht des in 25 gezeigten Zusatzgehäuses..
-
In den 1 bis 11 ist ein modulares Motorpumpenaggregat 1 gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt und in den 13 bis 22 ist ein modulares Motorpumpenaggregat 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Nachfolgend wird zunächst das modulare Motorpumpenaggregat 1 gemäß der ersten Ausführungsform detailliert beschrieben.
-
Das Motorpumpenaggregat 1 gemäß der ersten Ausführungsform weist ein Außengehäuse 2 mit einem Anschlussbereich 6 am Außenumfang auf. Der Anschlussbereich 6 hat einen Druckanschluss und einen Anschluss für rücklaufendes Hydraulikfluid. Das Außengehäuse 2 ist beispielsweise ein Kokillengussteil aus Leichtmetall, wie aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung. Im Außengehäuse 2 ist eine Querwand 16 mit einer Vielzahl an axialen Durchlassöffnungen 26 angeordnet, die einen Statorstecksitz 32 zur Aufnahme des Stators 33 eines Elektromotors 4 aufweist. Der Elektromotor 4 treibt ein im Außengehäuse 2 festgelegtes Pumpenelement 5 in herkömmlicher Weise so an, dass Hydraulikfluid aus einem im Innenraum des Motorpumpenaggregats gebildeten Hydraulikfluidreservoir 7 über einen Druckkanal zum Druckanschluss des Anschlussbereichs 6 gefördert wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Pumpenelement 5 ein Radialkolbenpumpenelement.
-
Darüber hinaus erstreckt sich ein Rücklaufkanal 9 vom Anschluss für rücklaufendes Hydraulikfluid am Anschlussbereich 6 ins Innere des Außengehäuses 2. Über den Rücklaufkanal 9 läuft das erwärmte Hydraulikfluid des vom Motorpumpenaggregat 1 versorgten Hydrauliksystems zurück zum Hydraulikfluidreservoir 7, wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird.
-
Das Außengehäuse 2 hat ferner zwei offene Ende 2S, 2P, nämlich ein Stator-seitiges offenes Ende 2S und ein Pumpenelement-seitiges offenes Ende 2P. In der dargestellten Ausführungsform ist das Pumpenelement-seitige offene Ende 2P mit einem Pumpenelement-seitigen Gehäusedeckel 3P verschlossen. Am Stator-seitigen offenen Ende 2S ist ein Zusatzgehäuse 10 zwischen einem Stator-seitigen Gehäusedeckel 3S und dem Außengehäuse 2 angeordnet. Sowohl die Gehäusedeckel 3P, 3S als auch das Zusatzgehäuse 10 können beispielsweise als Kokillengussteile aus Leichtmetall, wie aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, bereitgestellt werden. Das Zusatzgehäuse 10 kann auch als Druckgussteil oder Kunststoffteil ausgeführt sein.
-
Im Zusatzgehäuse 10 ist ein Wärmetauscherelement 11 in Form einer Flüssigkeitskühlung angeordnet. Wie insbesondere in 4 bis 6 dargestellt ist das Wärmetauscherelement 11 in einer gerippten Einhausung 34 des Zusatzgehäuses 10 angeordnet. Selbstverständlich kann die Einhausung 34 auch ohne Rippen ausgeführt sein. Um das Wärmetauscherelement 11 zu montieren weist das Zusatzgehäuse beidseitig Öffnungen auf (vgl. hierzu auch 23 und 24), die mit entsprechenden Abdeckplatten 35a, 35b nach der Montage verschlossen, insbesondere verschraubt, werden. Somit kann das Wärmetauscherelement 11 so montiert werden, dass die Anschlussseite für den Kühlflüssigkeitskreislauf frei gewählt werden kann. Hierfür hat eine der beiden Abdeckplatten 35a entsprechende Anschlüsse für den Kühlflüssigkeitskreislauf, wie beispielsweise in 11 zu erkennen ist. Ferner hat das Zusatzgehäuse 10 eine Einlassöffnung 12 und eine Auslassöffnung 13.
-
Der Rücklaufkanal 9 ist über eine Verbindungsanordnung 19 mit der Einlassöffnung 12 verbunden, sodass das rücklaufende (und erwärmte) Hydraulikfluid nicht direkt in das Hydraulikreservoir 7 aufgegeben wird. Vielmehr wird das rücklaufende Hydraulikfluid zunächst über das Wärmetauscherelement 11 geleitet und hierbei abgekühlt. Anschließend wird das nun abgekühlte Hydraulikfluid über die Auslassöffnung 13 in das Hydraulikfluidreservoir 7 aufgegeben, sodass es erneut vom Pumpenelement 5 angesaugt werden kann.
-
Hierfür hat das Pumpenaggregat eine Sammelkammer 18, die zwischen der Querwand 16 und einer Abdeckung 17 gebildet wird. Der Rücklaufkanal 9 mündet in diese Sammelkammer 18, um eine Beruhigung des rücklaufenden Hydraulikfluids zu erreichen und ein Verschäumen zu unterbinden. Die Sammelkammer 18 weist zwei Verbindungsöffnungen 20, 21 auf. Eine erste Verbindungsöffnung 20 weist in Richtung des Stator-seitigen offenen Endes 2S und ist in der Abdeckung 17 ausgebildet. Die zweite Verbindungsöffnung 21 ist in der Querwand 16 ausgebildet und liegt axial gegenüber der ersten Verbindungsöffnung 20 und weist in Richtung des Pumpenelement-seitigen offenen Endes 2P, wie insbesondere in 5 und 6 zu erkennen ist. Hierbei ist zu beachten, dass 5 eine Variante des Motorpumpenaggregats 1 gemäß der ersten Ausführungsform für den stehenden Einsatz zeigt, bei welchem das Motorpumpenaggregat 1 mit dem Pumpenelement 5 nach unten weisend angeordnet ist. In 6 ist eine Variante für den liegenden Einsatz des Motorpumpenaggregats 1 gezeigt.
-
Wie dargestellt, erstreckt sich ein erstes Verbindungsrohr 23 der Verbindungsanordnung 19 durch die erste Verbindungsöffnung 20 in die Sammelkammer 18. Die zweite Verbindungsöffnung 21 ist über einen Stopfen 22 verschlossen. Das erste Verbindungsrohr 23 ist mit der Einlassöffnung 12 des Zusatzgehäuses verbunden, sodass Hydraulikfluid aus der Sammelkammer 18 zwingend über das erste Verbindungsrohr 23 und die Einlassöffnung 12 zum Wärmetauscherelement 11 geleitet wird.
-
Das erste Verbindungsrohr 23 hat ein erstes Ende 24 mit einer Vielzahl an radialen Öffnungen 25. Das Hydraulikfluid tritt über diese Öffnungen 25 ins Innere des Verbindungsrohrs 23 ein, vgl. auch 12.
-
Ferner weist das Motorpumpenaggregat 1 bei der in 5 gezeigten Variante zum liegenden Einsatz ein zweites Verbindungsrohr 27 auf, welches identisch zum ersten Verbindungsrohr 23 aufgebaut ist. Das zweite Verbindungsrohr 27 hat ein zweites Ende 28, welches ebenfalls eine Vielzahl an radialen Öffnungen 29 aufweist, vgl. auch 12. Das zweite Verbindungsrohr 27 verbindet die Auslassöffnung 13 des Zusatzgehäuses 10 mit einer axialen Durchlassöffnung 26 der Querwand 16. Wie in 5 dargestellt ist diese Durchlassöffnung 26 mit einem Stopfen 22 verschlossen. Diese Anordnung verhindert, dass das gekühlte Hydraulikfluid aus der Auslassöffnung 13 des Zusatzgehäuses 10 rausläuft und über dem Fluidspiegel im Hydraulikfluidreservoir 7 austritt. Letzteres würde zu einer mechanischen Beaufschlagung des Hydraulikfluids und mithin zu einem unerwünschten Verschäumen führen. Aufgrund des zweiten Verbindungsrohrs 27 tritt das gekühlte Hydraulikfluid unterhalb des Fluidspiegels im Hydraulikfluidreservoir 7 über die radialen Öffnungen 29 aus und verteilt sich entlang der Querwand 16. Hierfür kann die Querwand 16 einzelne Kammer aufweisen, die jeweils eine Durchgangsöffnung 26 umschließen und in Richtung des Stator-seitigen offenen Endes 2S offen sind. Über diese Anordnung ergibt sich insgesamt eine gute Durchmischung des Hydraulikfluids im Hydraulikfluidreservoir 7.
-
Die in 6 gezeigte Variante zum liegenden Einsatz des Motorpumpenaggregats 1 unterscheidet sich von der in 5 gezeigten Variante dadurch, dass kein zweites Verbindungsrohr und kein Stopfen zum Verschließen der axialen Durchgangsöffnung 1 vorgesehen ist. Hier tritt das gekühlte Hydraulikfluid über die Auslassöffnung 13 des Zusatzgehäuses 10 direkt unterhalb des Fluidspiegels im Hydraulikfluidreservoir 7 aus, sodass es nicht zu einer mechanischen Beaufschlagung und mithin zu einem Verschäumen kommen kann.
-
Um eine Beschädigung des Wärmetauscherelements 11 durch einen Überdruck zu verhindern weist das Zusatzgehäuse 10 einen mit dem Hydraulikfluidreservoir 7 verbundenen Ablasskanal 14 auf. Der Ablasskanal 14 ist als Abzweigleitung der Einlassöffnung 12 vorgesehen, vgl. 10 und 11. Der Ablasskanal 14 weist ein Sicherheitsventil 15 in Form eines vorgespannten Rückschlagventils auf. Wie in 10 dargestellt ist das Rückschlagventil 15 in den Ablasskanal 14 eingeschraubt. Sofern sich ein Überdruck im Bereich der Einlassöffnung 12 aufbaut, kann dieser über den Ablasskanal 14 direkt in das Hydraulikfluidreservoir 7 entlastet werden, wenn der Grenzdruck des Rückschlagventils 15 überschritten wird. Um einen modularen Aufbau des Motorpumpenaggregats 1 zu ermöglichen ist prinzipiell ein zweiter Ablasskanal als Abzweigleitung der Auslassöffnung 13 vorgesehen. Wie in 10 dargestellt ist dieser zweite Ablasskanal über einen Schraubbolzen 36 verschlossen. Der sich auch hieraus ergebende modulare Aufbau des Motorpumpenaggregats 1, 100 wird nachfolgend noch genauer beschrieben.
-
Wie in 11 zu erkennen ist weist das Zusatzgehäuse 10 ferner Zusatzöffnungen 31 auf, welche sich durch das Zusatzgehäuse 10 nach außen erstrecken. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel in 11 sind vier Zusatzöffnungen 31 vorgesehen, die über entsprechende Schraubbolzen verschlossen sind. An diesen Zusatzöffnungen 31 können externe Hydraulikfluidquellen angeschlossen werden, beispielsweise Leckfluidleitungen. Das extern zugeführte Hydraulikfluid wird dann über die jeweilige Zusatzöffnung 31 direkt dem Wärmetauscherelement 11 zugeleitet und gekühlt.
-
Nunmehr wird nachfolgend unter Bezug auf 13 bis 22 die zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßem Motorpumpenaggregats 100 beschrieben, wodurch auch der modulare Aufbau des Motorpumpenaggregats 1, 100 noch deutlicher wird. Hierbei werden nur die Unterschiede zur ersten Ausführungsform erläutert, wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
-
Wie in 13 bis 17 zu erkennen ist bei dem modularen Motorpumpenaggregat 100 gemäß der zweiten Ausführungsform das Zusatzgehäuse 10 zwischen dem Pumpen-seitigen offenen Ende 2P und dem Pumpen-seitige Gehäusedeckel 3P angeordnet. Die Verbindungsanordnung 19 umfasst ein erstes Verbindungsrohr 127, welches die Einlassöffnung 12 des Zusatzgehäuses 10 mit der zweiten Verbindungsöffnung 21 der Sammelkammer 18 verbindet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste in der Abdeckung 17 ausgebildete Verbindungsöffnung 20 über einen Stopfen 22 verschlossen.
-
Darüber hinaus weist das Motorpumpenaggregat 100 ein zweites Verbindungsrohr 127 auf, welches die Auslassöffnung 13 mit einer axialen Durchgangsöffnung 26 der Querwand 16 verbindet. Hier ist kein Stopfen zum Verschließen der Durchgangsöffnung 26 vorgesehen, da das Hydraulikfluid aus dem zweiten Verbindungsrohr 127 entweder unterhalb des Fluidspiegels im Hydraulikfluidreservoir 7 oder unter Atmosphärendruck entgegen der Schwerkraft austritt. Eine mechanische Beaufschlagung und dadurch bedingtes Verschäumen ist nicht zu befürchten. Ferner wird so auch eine bessere Durchmischung des rücklaufenden Hydraulikfluids mit dem im Hydraulikfluidreservoir befindlichen Hydraulikfluid erreicht. Dies ermöglicht es auch, dass das rücklaufende Hydraulikfluid besser entgast.
-
Hierbei ist zu beachten, dass das Zusatzgehäuse 10 identisch aufgebaut ist wie das Zusatzgehäuse 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Wie beispielswiese in 17 zu erkennen ist die Einlassöffnung 12 hier näher am Wärmetauscherelement 11 angeordnet. Mit anderen Worten, die Einlassöffnung 12 der zweiten Ausführungsform ist die Auslassöffnung 13 der ersten Ausführungsform. Aus diesem Grund wird bei dem Motorpumpenaggregat 100 gemäß der zweiten Ausführungsform auch der weitere Ablasskanal 14 mit dem Rückschlagventil 15 ausgestattet, und der nun an der Auslassöffnung 13 vorgesehene Ablasskanal wird über den Schraubbolzen 36 verschlossen.
-
Somit unterscheiden sich die beiden vorgenannten Ausführungsformen neben der Anordnung des Zusatzgehäuses 10 letztlich nur in der Ausbildung der ersten und zweiten Verbindungsrohre 23, 27, 123, 127 sowie dem Stopfen 22 zum Verschließen der ersten oder zweiten Verbindungsöffnung 20, 21 der Sammelkammer.
-
Dies wird auch nochmals in den 23 und 24 deutlich, die das Zusatzgehäuse 10 mit dem Wärmetauscherelement 11 in Form einer Flüssigkeitskühlung in zwei perspektivischen Ansichten zeigen. Insbesondere in 23 kann man erkennen, dass je nach Anordnung des Zusatzgehäuses 10 am Stator-seitigen offenen Ende 2S oder am Pumpen-seitigen offenen Ende 2P die linke Öffnung oder die rechte Öffnung als Einlassöffnung 12 bzw. als Auslassöffnung 13 Verwendung finden kann. Entsprechendes gilt auch für die beiden Ablasskanäle 14, in die je nach Einbau des Zusatzgehäuses 10 der Schraubbolzen 36 oder das Rückschlagventil 15 eingeschraubt werden.
-
Ferner kann man in 23 auch gut die optionalen Rippen der Einhausung 34 erkennen, die einer weiteren Kühlung des Hydraulikfluids dienen.
-
In den 25 bis 32 ist ein alternatives Zusatzgehäuse 110 gezeigt, welches anstelle des in den 24 und 25 gezeigten Zusatzgehäuses 10 mit dem erfindungsgemäßen Motorpumpenaggregat 1, 100 verwendet werden kann. Nachfolgend werden nur die Unterschiede zu dem vorstehend beschriebenen Zusatzgehäuse 10 mit Flüssigkeitskühlung beschrieben.
-
Das Zusatzgehäuse 110 hat hier ein in der Einhausung 34 angeordnetes Wärmetauscherelement 111 in Form einer Luftkühlung. Hierfür ist ein Fremdlüfter 112 vorgesehen, welcher die Luft ins Innere des Wärmetauscherelements 111 einbläst. Wie insbesondere in 28 bis 30 zu erkennen weist das Wärmetauscherelement 111 parallel angeordnete Röhren auf, die sich von der Öffnung auf der einen Seite des Zusatzgehäuses 110 zur Öffnung auf der anderen Seite des Zusatzgehäuses 110 erstrecken. Das rücklaufende Hydraulikfluid wird über die Einlassöffnung 12 ins Innere des Zusatzgehäuses 110 geleitet und wird durch das Wärmetauscherelement 111 gekühlt, bevor es über die Auslassöffnung 13 das Zusatzgehäuse wieder verlässt.
-
Hierbei ist anzumerken, dass der Anschluss des Zusatzgehäuses 110 identisch mit dem Anschluss des Zusatzgehäuses 10 mit Flüssigkeitskühlung ist. Mithin ist das Zusatzgehäuses 110 sowohl am Stator-seitigen offenen Ende 2S als auch am Pumpenelement-seitigen offenen Ende 2P das Außengehäuses 2 anbringbar. Ferner kann das Zusatzgehäuse 110 mit Luftkühlung sowohl bei einem stehenden Einsatz als auch bei einem liegenden Einsatz des Motorpumpenaggregats 10, 110 verwendet werden.
-
Der Fremdlüfter 112 kann, wie in den 31 und 32 dargestellt, wahlweise an beiden Öffnungen des Zusatzgehäuses 110 angeordnet werden. Zu beachten ist, dass in den 31 und 32 nur die Abdeckung des Fremdlüfters 112 zur besseren Verdeutlichung dargestellt ist.
-
Darüber hinaus ist die Einhausung 34 bei dem Zusatzgehäuse 110 mit Luftkühlung ohne Rippen ausgeführt. Selbstverständlich ist aber denkbar, dass hier ebenfalls Rippen an der Einhausung 34 vorgesehen werden. Letztlich ist auch darauf hinzuweisen, dass in den 28, 29, 31 und 32 die Zusatzöffnungen 31 unverschlossen dargestellt sind. Selbstverständlich sind diese im Betrieb des Motorpumpenaggregats 1, 100 entweder mit entsprechenden Schraubbolzen verschlossen oder an externe Hydraulikfluidquellen angeschlossen, beispielsweise an Leckfluidleitungen des Hydrauliksystems.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1, 100
- Motorpumpenaggregat
- 2
- Außengehäuse
- 2S
- Stator-seitiges offenes Ende
- 2P
- Pumpenelement-seitiges offenes Ende
- 3S
- Stator-seitiger Gehäusedeckel
- 3P
- Pumpenelement-seitiger Gehäusedeckel
- 4
- Elektromotor
- 5
- Pumpenelement
- 6
- Anschlussbereich
- 7
- Hydraulikfluidreservoir
- 8
- Druckkanal
- 9
- Rücklaufkanal
- 10, 110
- Zusatzgehäuse
- 11, 111
- Wärmetauscherelement
- 12
- Einlassöffnung
- 13
- Auslassöffnung
- 14
- Ablasskanal
- 15
- Sicherheitsventil vorgespanntes Rückschlagventil
- 16
- Querwand
- 17
- Abdeckung
- 18
- Sammelkammer
- 19
- Verbindungsanordnung
- 20
- Verbindungsöffnung
- 21
- Verbindungsöffnung
- 22
- Stopfen
- 23, 123
- erstes Verbindungsrohr
- 24
- erstes Ende
- 25
- radiale Öffnung
- 26
- Durchgangsöffnung
- 27, 127
- zweites Verbindungsrohr
- 28
- zweites Ende
- 29
- radiale Öffnung
- 30
- Stopfen
- 31
- Zusatzöffnung
- 32
- Statorstecksitz
- 33
- Stator
- 34
- Einhausung
- 35a, 35b, 135
- Abdeckplatte
- 36
- Schraubbolzen
- 112
- Fremdlüfter
