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Die Erfindung betrifft ein Hydraulikaggregat, das eine Baugruppe mit einer hydrostatischen Verdrängerpumpe und mit einem Elektromotor, von dem eine Triebwelle der Verdrängerpumpe antreibbar ist, umfasst.
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Aus dem Buch „Der Hydraulik Trainer“, Band 1, Seite 296, 1991 von der Mannesmann Rexroth GmbH herausgegeben, ist ein Hydraulikaggregat mit einer eine hydrostatische Verdrängerpumpe und einem Elektromotor bekannt, wobei das Gehäuse der Verdrängerpumpe unter Zwischenlage von körperschallisolierendem Material an einem Pumpenträger befestigt ist. Der Elektromotor ist starr an dem Pumpenträger befestigt. Das körperschallisolierende Material zwischen dem Gehäuse der Verdrängerpumpe und dem Pumpenträger ist ein Profilgummiring, der mit einer außen umlaufenden Ringnut auf einen radial nach innen gerichteten, ringartigen Vorsprung des Pumpenträgers aufgedrückt ist. Im Übrigen ist er axial zwischen einem Klemmring und einem Flansch, die mit Schrauben miteinander verbunden sind, eingeklemmt. An dem Flansch ist das Gehäuse der Verdrängerpumpe stirnseitig befestigt. Der Pumpenträger weist einen Pumpenträgerfuß auf, mit er gegebenenfalls über Dämpfungsschienen auf einer Unterlage befestigt ist. Die Pumpenwelle und die Motorwelle sind über eine drehelastische Kupplung miteinander verbunden, so dass keine metallische Verbindung mehr zwischen der Verdrängerpumpe und dem Elektromotor besteht.
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Aus der
DE 44 16 449 A1 ist ein eine hydrostatische Verdrängermaschine und einen Elektromotor umfassendes Hydraulikaggregat bekannt, bei dem ein Pumpenträger die Verdrängerpumpe topfförmig umgibt und an seiner offenen Seite einen Außenflansch hat, an dem der Elektromotor befestigt ist. Ein Freiraum zwischen dem Pumpenträger und dem Gehäuse der Verdrängerpumpe ist mit körperschallisolierendem, gummiartigen Material gefüllt, über das die Verdrängerpumpe am Pumpenträger abgestützt ist. Der Pumpenträger besteht aus Polymerbeton. Die Pumpenwelle der Verdrängerpumpe und die Motorwelle des Elektromotors sind über eine drehelastische Kupplung miteinander verbunden.
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Aus der
DE 196 22 039 A1 ist ein eine hydrostatische Verdrängerpumpe bekannt, bei der im Sinne einer einfachen Fertigung das metallische Gehäuse einer Verdrängerpumpe, das die üblichen Lager- und Dichtfunktionen hat, zumindest in dem sich parallel zur Pumpenwelle erstreckenden Bereich unmittelbar von einem aus Polymerbeton bestehenden Schallisolationsblock umgeben ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hydraulikaggregat, das eine Baugruppe mit einer hydrostatischen Verdrängerpumpe und mit einem Elektromotor, von dem eine Triebwelle der Verdrängerpumpe antreibbar ist, umfasst, so auszubilden, dass die einzelnen Komponenten durch Vibrationen allenfalls wenig belastet sind, dass es wenig Lärm emittiert und dass es auf einfache Weise kostengünstig hergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird bei einem Hydraulikaggregat, das eine Baugruppe mit einer hydrostatischen Verdrängerpumpe und mit einem Elektromotor, von dem eine Pumpenwelle der Verdrängerpumpe antreibbar ist, dadurch gelöst, dass zusätzlich eine träge Masse vorhanden ist, an der die die Verdrängerpumpe und den Elektromotor aufweisende Baugruppe starr befestigt ist.
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Ein erfindungsgemäßes Hydraulikaggregat zeichnet sich bei geringer Komplexität durch geringe Vibrationen und eine geringe Lärmemission aus. Die geringe Komplexität führt zu niedrigen Herstellkosten. Durch die Befestigung auf einer trägen Masse wird die Eigenschwingung der Motorpumpenbaugruppe reduziert. Vibrationen entstehen so nur in geringerem Maß und werden passiv gedämpft.
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Auch wenn hier und im Folgenden von einer Verdrängerpumpe und von einem Elektromotor die Rede ist, so soll dadurch nicht ausgeschlossen sein, dass in bestimmten Betriebszuständen die Verdrängerpumpe als Hydromotor und der Elektromotor als Generator arbeiten und in diesen Betriebszuständen elektrische Energie zurückgewonnen wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Hydraulikaggregats ist die Pumpe starr an der trägen Masse befestigt ist und trägt den Elektromotor.
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Die Verdrängerpumpe hat üblicherweise ein Pumpengehäuse mit einer ersten Stirnseite, an der eine Pumpenwelle für die Koppelung mit einer Motorwelle des Elektromotors zugänglich ist, und eine gegenüberliegende zweite Stirnseite. Bevorzugt ist das Pumpengehäuse an der zweiten Stirnseite starr mit der trägen Masse verbunden.
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Es gibt Verdrängerpumpen, die für einen sogenannten Durchtrieb vorgesehen sind. Dabei ist das Pumpengehäuse nicht nur an der ersten Stirnseite für einen Durchtritt einer Welle zentral mit einer Öffnung und mit einem Befestigungsflansch versehen, sondern auch an der zweiten Stirnseite. So kann an der zweiten Stirnseite eine weitere Verdrängerpumpe an die erste Verdrängerpumpe angeflanscht werden und von demselben Motor wie die erste Pumpe angetrieben werden. Es erscheint nun vorteilhaft für die starre Befestigung einer Verdrängerpumpe an der trägen Masse eine Pumpe mit Durchtrieb zu nehmen und den Befestigungsflansch an der zweiten Stirnseite für die starre Verbindung der Pumpe mit der trägen Masse zu nutzen. Die zentrale Öffnung an der zweiten Stirnseite kann durch die träge Masse oder einen gesonderten druckdichten Deckel verschlossen werden. Die zweite Stirnseite eines Pumpengehäuses ist üblicherweise an einem als Anschlussplatte bezeichneten Gehäuseteil ausgebildet. Falls wirtschaftlich sinnvoll, kann man auch eine Anschlussplatte, die nicht für einen Durchtrieb vorgesehen ist, mit Mitteln, zum Beispiel mit einem Befestigungsflansch, zur Befestigung an der trägen Masse ausstatten
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Das Pumpengehäuse kann an der zweiten Stirnseite auch über eine Zwischenplatte starr an der trägen Masse befestigt sein, wobei es die Zwischenplatte ermöglicht, Schraubenlöcher außerhalb der Kontur des Pumpengehäuses vorzusehen und damit lange Schrauben für die Befestigung verwenden zu können.
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Die Verdrängerpumpe ist vorzugsweise in vertikaler Richtung auf der trägen Masse befestigt, so dass auf die Verbindung Pumpe-träge Masse kein Kippmoment wirkt.
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Denkbar ist es auch, dass die Verdrängerpumpe und der Elektromotor an einem Pumpenträger befestigt sind und dass der Pumpenträger starr an der trägen Masse befestigt ist.
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Die Verdrängerpumpe, genauer gesagt, ein Gehäuse der Verdrängerpumpe ist vorzugsweise starr mit einem Gehäuse des Elektromotors verbunden. Auf diese Weise wirkt sich die Vibrationsdämpfung durch die träge Masse auch auf den Elektromotor aus, so dass dieser schwingungsgedämpft ist. Das gilt auch dann, wenn das Gehäuse der Verdrängerpumpe und das Gehäuse des Elektromotors über eine Zwischenplatte starr miteinander verbunden sind.
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Vorteilhafterweise sind die Pumpenwelle der Verdrängerpumpe und eine Motorwelle des Elektromotors starr miteinander verbunden. Insgesamt sind bei einer starren mechanischen Verbindung zwischen den Gehäusen und den Wellen von Verdrängerpumpe und Elektromotor komplizierte Kupplungsbauteile nicht notwendig, so dass Kosten eingespart werden. Außerdem wird im Vergleich zu Motor-Pumpengruppen mit elastischer Verbindung zwischen Pumpe und Motor die Baulänge verkürzt. Bei einer verringerten Länge der Baugruppe breiten sich Vibrationen und Schallwellen weniger gut aus. Lange Baugruppen neigen zum Schwingen und können je nach Eigenfrequenz auftretende Schwingungen noch verstärken.
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Zur starren Koppelung miteinander können die Pumpenwelle der Verdrängerpumpe und die Motorwelle des Elektromotors ineinandergesteckt sein.
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Die träge Masse ist vorzugsweise aus Polymerbeton hergestellt. Polymerbeton dämpft Schwingungen wesentlich stärker als Eisenguss.
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Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hydraulikaggregats, bei dem die Pumpenwelle und die Motorwelle direkt ineinandergesteckt sind, ist in der Zeichnung dargestellt. Anhand dieser Zeichnung wird die Erfindung nun näher erläutert.
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Gemäß der Zeichnung hat eine hydrostatische Verdrängerpumpe 5, zum Beispiel eine Axialkolbenpumpe oder eine Zahnradpumpe, ein Pumpengehäuse 6 und eine in dem Pumpengehäuse drehbar gelagert Pumpenwelle 7. In Richtung der Pumpenwelle 7 hat das Pumpengehäuse 6 eine erste Stirnseite 8 und eine zweite Stirnseite 9. An dieser Stirnseite 9 ist die Verdrängerpumpe 5 fest mit einer Zwischenplatte 11 verbunden und über diese auf einer trägen Masse 12 befestigt. Die träge Masse 12 ist ein massiver Körper und besteht insbesondere aus Polymerbeton, Beton oder einer metallischen Struktur.
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An der Stirnseite 8 ist die Verdrängerpumpe 5 fest mit einer Zwischenplatte 13 verbunden, an der mit seinem Gehäuse 14 ein insbesondere als Servomotor oder Asynchronmotor ausgebildeter Elektromotor 15 befestigt ist. Insgesamt sind also auf der trägen Masse 12 als Grundkörper in vertikaler Richtung übereinander eine erste Zwischenplatte, eine Verdrängerpumpe, eine zweite Zwischenplatte und ein Elektromotor angeordnet. Die Zwischenplatte 11 ist mit der Verdrängerpumpe 5 und außerhalb von deren Kontur mit der trägen Masse 12 verschraubt. Die Zwischenplatte 13 ist ebenfalls mit der Verdrängerpumpe 5 und außerhalb von deren Kontur mit dem Elektromotor 15 verschraubt. Die Zwischenplatten sind eine Art Adapter, mit denen eine Verschraubung der Teile miteinander ermöglicht wird, auch wenn die Schraubenlöcher der Teile unterschiedliche Abstände von einer Mittelachse des Hydraulikaggregats haben.
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Wenn die Verdrängerpumpe 5 mit auf die Schraubenlöcher der anderen Teile abgestimmten Befestigungsflanschen ausgebildet ist, kann auf die Zwischenplatten verzichtet werden. Es ergibt sich dann eine besonders geringe Baulänge eines erfindungsgemäßen Hydraulikaggregats.
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Durch die träge Masse werden die Eigenschwingungen der die Verdrängerpumpe 5 und den Elektromotor 15 umfassenden Baugruppe reduziert. Vibrationen treten so nur in einem geringen Maße auf und werden passiv gedämpft.
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In der stark schematisierten Darstellung nach der Zeichnung sind außer der Pumpenwelle 7 der Verdrängerpumpe 10 auch eine Motorwelle 16 des Elektromotors 15 erkennbar. In die Motorwelle 16 ist von ihrer der Pumpenwelle 7 zugekehrten Stirnseite her eine Ausnehmung 17 eingebracht, in die die Pumpenwelle 7 eintaucht. Innerhalb der Ausnehmung 17 sind die Pumpenwelle 7 und die Motorwelle 16 zum Beispiel durch eine Innerverzahnung der Motorwelle in der Ausnehmung und eine Außenverzahnung der Pumpenwelle oder mit Hilfe einer Passnut und einer Passfeder verdrehsicher miteinander gekoppelt. Die unmittelbare Koppelung von Pumpenwelle und Motorwelle ohne eine Wellenkupplung als zusätzliches Bauteil trägt mit dazu bei, dass das Hydraulikaggregat in axialer Richtung, also in Richtung der Achsen der Wellen 7 und 16 kurz bauen kann. Durch eine kurze Baulänge wird die Schwingungsneigung der Baugruppe verringert.
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Insgesamt ist somit ein Hydraulikaggregat geoffenbart, bei dem die Lärmemission gering ist, das kompakt baut und das wenig komplex aufgebaut ist. Durch die Vermeidung komplexer Bauteile wie beispielsweise Kupplungsgehäuse mit Kupplung und elastischen Zwischenlagen zur Behinderung der Weiterleitung von Schwingungen sind die Herstellkosten gering, da die Kosten für Teile wegfallen und die Montagezeit verkürzt wird.
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Des Weiteren lässt sich bei einem erfindungsgemäßen Hydraulikaggregat die Motorpumpenbaugruppe mit speziellen Hebevorrichtungen ausstatten, um die Gruppe als Ganzes zu tauschen, so dass Stillstandszeiten reduziert und die Montagezeit verkürzt sind.
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Bezugszeichenliste
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- 5
- Verdrängerpumpe
- 6
- Pumpengehäuse
- 7
- Pumpenwelle
- 8
- Stirnseite von 6
- 9
- Stirnseite von 6
- 11
- Zwischenplatte
- 12
- träge Masse
- 13
- Zwischenplatte
- 14
- Gehäuse von 15
- 15
- Elektromotor
- 16
- Motorwelle
- 17
- Ausnehmung in 16
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4416449 A1 [0003]
- DE 19622039 A1 [0004]
