DE10349752B4 - A motor pump assembly - Google Patents

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Abstract

Motor-driven pump unit comprises an electric motor, an internal geared wheel pump, and a housing with an inlet (5.1.1) and an outlet (5.1.2) for a medium to be conveyed. The inlet is arranged in a peripheral wall (5.1) of the housing between two housing covers (5.2, 5.3). The outlet is arranged in the peripheral wall between the two housing covers. The flow path of the medium to be conveyed is designed so that the medium flows from the inlet through the electric motor, the internal geared wheel pump, and again through the electric motor toward the outlet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Motorpumpenaggregat, umfassend einen Elektromotor und eine Pumpe. Dabei sind Motor und Pumpe ineinander verschachtelt; der Motor umhüllt die Pupe. Auf WO 01/73295 A1 wird verwiesen.The The invention relates to a motor pump unit comprising an electric motor and a pump. The motor and pump are nested; the engine wrapped the pupil. Reference is made to WO 01/73295 A1.

DE 195 38 278 A1 beschreibt ein ähnliches Motorpumpenaggregat. Dabei ist der Rotor des Elektromotors gleichzeitig das Pumpenrad der Pumpe. DE 195 38 278 A1 describes a similar motor pump unit. At the same time, the rotor of the electric motor is the impeller of the pump.

EP 0 611 887 A1 beschreibt ein weiteres Motorpumpenaggregat. Dabei ist der Rotor des Motors zwar ein eigenständiges Bauteil, aber mit dem Zylinderblock einer Kolbenpumpe drehfest verbunden. EP 0 611 887 A1 describes another motor pump unit. Although the rotor of the engine is an independent component, but rotatably connected to the cylinder block of a piston pump.

DE 198 17 162 A1 beschreibt ein Motorpumpenaggregat mit einem im Gehäuse befestigten Stator eines Elektromotors, ferner mit einem Rotor, der neben seiner elektromotorischen Funktion zum Erzeugen eines Drehmoments gleichzeitig der Aufnahme einer rotierenden Hydropumpe dient. DE 198 17 162 A1 describes a motor pump unit with a fixed stator in the housing of an electric motor, further comprising a rotor which serves in addition to its electromotive function for generating a torque simultaneously receiving a rotating hydraulic pump.

US 27 11 286 beschreibt ein Pumpenaggregat mit einer im wesentlichen axialen Durchströmung, mit sowohl einem axialen Eintritt als auch einem axialen Austritt des Pumpmediums. US 27 11 286 describes a pump unit with a substantially axial flow, with both an axial inlet and an axial outlet of the pumping medium.

US 51 45 329 A zeigt zwar einen radialen Eintritt und einen radialen Austritt des Pumpmediums, allerdings ist sowohl der Einlass- als auch der Auslasskanal in einem Deckel ausgebildet und führt nicht durch den Elektromotor, sondern außerhalb an diesem vollständig isoliert von diesem vorbei. US 51 45 329 A Although shows a radial inlet and a radial outlet of the pumping medium, however, both the inlet and the outlet channel is formed in a lid and does not pass through the electric motor, but outside of this completely isolated from this.

Das Dokument US 52 69 663 A beschreibt wiederum eine weitgehend axiale Durchströmung eines Pumpenaggregates.The document US 52 69 663 A again describes a largely axial flow through a pump unit.

Die Dokumente JP 2003-129 966 A und JP 11-210 642 A beschreiben axiale Durchströmungen von Pumpenaggregaten ausschließlich innerhalb des Elektromotors beziehungsweise des Elektromotorstators.The Documents JP 2003-129 966 A and JP 11-210 642 A describe axial Flows through Pump units exclusively within the electric motor or the electric motor stator.

Aggregate dieser Bauart haben den großen Vorteil, dass sie nur einen minimalen Raum beanspruchen. Sie sind aber noch verbesserungsfähig.Aggregate of this type have the great advantage that they occupy only a minimal space. But they are still improvement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Motorpumpenaggregat der genannten Bauart noch weiter zu verbessern, insbesondere bezüglich des Fertigungsaufwandes und des Raumbedarfs.Of the Invention is based on the object, a motor pump unit of mentioned type to improve even further, in particular with respect to Manufacturing effort and space requirements.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.

Die Erfindung geht somit von einem Motorpumpenaggregat aus, umfassend einen Elektromotor mit Stator und Rotor, eine Innenzahnradpumpe, die ein Hohlrad und ein Ritzel aufweist, sowie ein Gehäuse.The Invention thus starts from a motor pump unit, comprising an electric motor with stator and rotor, an internal gear pump, the a ring gear and a pinion, and a housing.

Entscheidende Merkmale der Erfindung sind die folgenden:
Die genannten Bauteile sind, radial von außen nach innen gesehen, in der folgenden Reihenfolge angeordnet:
Stator
Rotor
Hohlrad
Ritzel.Crucial features of the invention are the following:
The components mentioned are arranged, viewed radially from outside to inside, in the following order:
stator
rotor
ring gear
Pinion.

Ganz wichtig ist, dass Rotor und Hohlrad unmittelbar drehfest miteinander verbunden sind. Es ist somit kein Übertragungsmittel vorgesehen. Die innere Mantelfläche des Rotors umschließt die äußere Mantelfläche des Hohlrades. Die beiden Flächen liegen eng aneinander an, so dass eine Drehmomentübertragung vom Rotor zum Hohlrad erfolgt. Dabei könnte eine Lage aus einem anderen Material noch zwischengefügt sein, beispielsweise aus einem isolierenden Material. Die drehfeste Verbindung kann durch mechanische Mittel hergestellt sein, aber auch beispielsweise durch Aufschrumpfen des Stators auf das Hohlrad.All It is important that the rotor and ring gear are directly against rotation with each other are connected. Thus, no transmission means is provided. The inner lateral surface encloses the rotor the outer surface of the Ring gear. The two surfaces lie close together, allowing a torque transfer from the rotor to the ring gear. This could be a situation from another Material still interposed be, for example, of an insulating material. The non-rotatable Connection can be made by mechanical means, but also, for example, by shrinking the stator to the ring gear.

Der Antrieb der Pumpe erfolgt somit nicht – wie üblich – über die Ritzelwelle, sondern über das Hohlrad. Hierdurch ist die Drehzahl des Ritzels um das Verhältnis der Anzahl der Zähne des Hohlrades zur Anzahl der Zähne des Ritzels größer.Of the Drive of the pump is thus not - as usual - on the pinion shaft, but on the ring gear. As a result, the speed of the pinion to the ratio of number of teeth of the ring gear to the number of teeth of the pinion larger.

Die aus Rotor und Hohlrad bestehende Einheit ist im Gehäuse gelagert, und zwar in Flanschen, die Bestandteile der Gehäusedeckel sind – entweder diesen angeformt, oder einteilig mit diesen. Dabei kann entweder das Hohlrad oder der Rotor gelagert sein – je nachdem, welches dieser beiden Bauteile länger ist.The consisting of rotor and ring gear unit is mounted in the housing, in flanges, which are components of the housing cover - either this molded, or in one piece with these. It can either the ring gear or the rotor be stored - ever after which of these two components is longer.

Die Lagerung des Ritzels ist ebenfalls in die genannten seitlichen Flansche integriert. Aufgrund dieser Bauweise läuft das Hohlrad im Zentrum des Motors um, während das Ritzel zum Erzielen der notwendigen Exzentrizität außermittig angeordnet ist.The Storage of the pinion is also in the said lateral flanges integrated. Due to this design, the ring gear runs in the center the engine around while the pinion eccentrically to achieve the necessary eccentricity is arranged.

Der Volumenstrom des zu fordernden und zu verdichtenden Mediums verläuft zur Saugseite und durch den Motor, wobei dieser gekühlt wird. Er strömt schließlich an der Druckseite aus. Damit lässt sich das Bauvolumen stark reduzieren.Of the Volume flow of the demanding and to be compressed medium runs to Suction side and by the engine, which is cooled. He finally flows the print side off. Leave it the construction volume is greatly reduced.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin sind zwei Ausführungsformen dargestellt, eine erste mit einer Innenzahnradpumpe großer axialer Baulänge, und eine zweite mit einer Innenzahnradpumpe mit geringer axialer Baulänge.The The invention is explained in more detail with reference to the drawing. This shows two embodiments, a first with an internal gear pump large axial length, and a second with an internal gear pump with a small axial length.

1 zeigt die erste Ausführungsform des kompletten Motorpumpenaggregats in einem Axialschnitt. 1 shows the first embodiment of the complete motor pump unit in an axial section.

2 zeigt Rotor und Pumpe des Aggregats von 1. 2 shows rotor and pump of the unit of 1 ,

3 zeigt das komplette Motorpumpenaggregat gemäß der zweiten Ausführungsform, wiederum in einem Axialschnitt. 3 shows the complete motor pump assembly according to the second embodiment, again in an axial section.

4 zeigt Rotor und Pumpe des Aggregats von 3. 4 shows rotor and pump of the unit of 3 ,

Das in 1 dargestellte Aggregat umfasst einen Elektromotor mit einem Stator 1 und einem Rotor 2.This in 1 The unit shown comprises an electric motor with a stator 1 and a rotor 2 ,

Der Rotor 2 umschließt eine Innenzahnradpumpe. In 1 sieht man von dieser das Hohlrad 3 sowie die Ritzelwelle 4. Motor und Innenzahnradpumpe sind in einem Gehäuse 5 angeordnet. Dieses weist eine zylindrische Wand 5.1 sowie zwei Deckel 5.2, 5.3 auf. Die zylindrische Wand 5.1 weist einen Einlass 5.1.1 sowie einen Auslass 5.1.2 auf.The rotor 2 encloses an internal gear pump. In 1 you can see from this the ring gear 3 and the pinion shaft 4 , Engine and internal gear pump are in one housing 5 arranged. This has a cylindrical wall 5.1 as well as two lids 5.2 . 5.3 on. The cylindrical wall 5.1 has an inlet 5.1.1 as well as an outlet 5.1.2 on.

Die beiden Deckel 5.2, 5.3 sind jeweils mit zwei Flanschen versehen, nämlich einem radial äußeren Flansch 5.2.1 beziehungsweise 5.3.1 und einem radial inneren Flansch 5.2.2 beziehungsweise 5.3.2.The two lids 5.2 . 5.3 are each provided with two flanges, namely a radially outer flange 5.2.1 respectively 5.3.1 and a radially inner flange 5.2.2 respectively 5.3.2 ,

Die radial äußeren Flansche 5.2.1 und 5.3.1 tragen jeweils ein Lager 6, 7 zum Lagern des Hohlrades 3 der Pumpe, während die radial inneren Flansche 5.2.2 jeweils ein Lager 8, 9 zum Tragen der Ritzelwelle 4.1 umschließen.The radially outer flanges 5.2.1 and 5.3.1 each carry a warehouse 6 . 7 for storing the ring gear 3 the pump while the radially inner flanges 5.2.2 one warehouse each 8th . 9 for supporting the pinion shaft 4.1 enclose.

Man beachte die Pfeile, die den Förderweg des Mediums markieren. Die hellen Pfeile veranschaulichen den Saugstrom, und die dunklen Pfeile den Druckstrom.you notice the arrows indicating the conveyor of the Mark medium. The bright arrows illustrate the suction flow, and the dark arrows the pressure current.

Man beachte, dass der Saugstrom nicht durch die stirnseitigen Deckel eingeleitet wird, sondern durch den Einlass 5.1.1 in der Umfangswand 5.1. Der Saugstrom führt somit zuerst durch den Elektromotor, um diesen zu kühlen, und gelangt erst dann zur Pumpe. Auf der Druckseite verhält es sich in umgekehrter Reihenfolge genau so.Note that the suction flow is not introduced through the end caps, but through the inlet 5.1.1 in the peripheral wall 5.1 , The suction flow thus first passes through the electric motor to cool it, and then passes to the pump. On the print side, the reverse is true.

Wie man sieht, sind Kanäle für den Druckstrom in den beiden Deckeln 5.2 und 5.3 vorgesehen.As you can see, there are channels for the pressure flow in the two lids 5.2 and 5.3 intended.

Aus 2 erkennt man wiederum den Rotor 2, das Hohlrad 3 sowie das Ritzel 4.Out 2 you recognize the rotor again 2 , the ring gear 3 as well as the pinion 4 ,

Bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform hat die Pumpe eine relativ große axiale Länge. Sie ist jedenfalls deutlich größer als die axiale Länge des Stators 2.In the in the 1 and 2 As shown, the pump has a relatively large axial length. In any case, it is significantly larger than the axial length of the stator 2 ,

Gemäß der Erfindung sind Rotor 2 und Stator 3 drehfest miteinander verbunden. Diese Verbindung ist dadurch hergestellt, dass die beiden Bauteile mit ihren entsprechenden Flächen satt und stramm aneinander anliegen.According to the invention are rotor 2 and stator 3 rotatably connected. This connection is made by the fact that the two components with their respective surfaces fit tightly and tightly together.

Bei der Ausführungsform gemäß der 3 und 4 weist die Pumpe eine geringe axiale Baulänge auf. Sie ist deutlich geringer als die axiale Baulänge des Rotors 2.In the embodiment according to the 3 and 4 the pump has a small axial length. It is significantly smaller than the axial length of the rotor 2 ,

Man erkennt auch hier wiederum Flansche 5.2.2 und 5.2.3. Die Lager 8, 9 tragen die Ritzelwelle 4.1.You can also see flanges here 5.2.2 and 5.2.3 , Camps 8th . 9 wear the pinion shaft 4.1 ,

Das Verhältnis der axialen Baulängen zwischen Rotor 2 und Pumpe kann – wie oben dargestellt – unterschiedlich gewählt werden. Ist die Pumpe relativ lang, so wie in den 1 und 2 gezeigt, so eignet sich das Aggregat vorwiegend für relativ geringe Drücke. Ist die Pumpe hingegen relativ kurz, so eignet sich das Aggregat zum Erzeugen höherer Drücke. Das Verhältnis der Baulängen von Stator 2 und Pumpe kann in einem Bereich von 0,2 bis 2,5 liegen.The ratio of the axial lengths between the rotor 2 and pump can - as shown above - be chosen differently. Is the pump relatively long, as in the 1 and 2 shown, the unit is mainly suitable for relatively low pressures. On the other hand, if the pump is relatively short, the unit is suitable for generating higher pressures. The ratio of the lengths of stator 2 and pump may range from 0.2 to 2.5.

Wie man sieht, sind bei den beiden hier dargestellten Ausführungsformen die Bauteile des Rotors, nämlich Stator 1 und Rotor 2, von derselben Gestalt und von denselben Abmessungen. Anders gestaltet sind die beiden Pumpen und das Gehäuse. Dies bedeutet, dass sich im Interesse einer rationellen Fertigung die Bauteile des Motors bei zahlreichen, ansonsten unterschiedlichen Aggregaten verwenden lassen.As you can see, in the two embodiments shown here, the components of the rotor, namely stator 1 and rotor 2 , of the same shape and dimensions. The two pumps and the housing are designed differently. This means that the components of the engine can be used in numerous, otherwise different units in the interests of rational production.

Im Folgenden sollen nochmals wesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung herausgestellt werden:

  • – Bei dem erfindungsgemäßen Motorpumpenaggregat ist das aktive Bauteil, nämlich das Verdrängerelement Hohlrad mit dem Rotor drehfest verbunden. Es findet somit keine Einleitung von Drehmoment auf die Verdrängerelemente mittels eines Zahnringes oder eines Führungsringes statt. Die Drehmomentübertragung bedarf somit keiner zwischengeschalteten Bauteile.
  • – Das Medium fließt durch den gesamten Motor und kühlt diesen. Die Stromführung ist optimal. Der gesamte Motor-Innenraum wird durchströmt.
  • – Die integrierte Pumpe besteht allein aus der umlaufenden Einheit, umfassend Hohlrad und Ritzel.
In the following, again important features and advantages of the invention will be pointed out:
  • - In the motor pump unit according to the invention, the active component, namely the displacer ring gear rotatably connected to the rotor. There is thus no introduction of torque on the displacement elements by means of a toothed ring or a guide ring instead. The torque transmission thus requires no intermediate components.
  • - The medium flows through the entire motor and cools it. The power supply is optimal. The entire engine compartment is flowed through.
  • - The integrated pump consists solely of the rotating unit, comprising ring gear and pinion.

Es versteht sich, dass jegliches Medium in Betracht kommt, somit ein flüssiges Medium wie Öl oder Wasser und ein gasförmiges Medium wie Luft oder ein anderes Gas.It understands that any medium comes into consideration, thus one liquid Medium like oil or Water and a gaseous Medium like air or another gas.

Claims (6)

Motorpumpenaggregat; 1.1 mit einem Elektromotor, der einen Stator (1) und einen Rotor (2) aufweist; 1.2 mit einer Innenzahnradpumpe, die ein Hohlrad (3) und ein Ritzel (4) aufweist; 1.3 mit einem Gehäuse (5), in welchem die genannten Bauteile in der folgenden Reihenfolge, radial von außen nach innen gesehen, angeordnet sind: Stator (1) Rotor (2) Hohlrad (3) Ritzel (4) 1.4 Rotor (2) und Hohlrad (3) sind unmittelbar drehfest miteinander verbunden; 1.5 das Gehäuse weist einen Einlass (5.1.1) und einen Auslass (5.1.2) für ein zu förderndes Medium auf; dadurch gekennzeichnet, dass 1.6 der Einlass (5.1.1) in einer Umfangswand (5.1) des Gehäuses (5) zwischen zwei Gehäusedeckeln (5.2, 5.3) angeordnet ist und 1.7 der Auslass (5.1.2) in der Umfangswand (5.1) zwischen den beiden Gehäusedeckeln (5.2, 5.3) angeordnet ist, wobei 1.8 der Strömungsweg des zu fördernden Mediums derart gestaltet ist, dass das Medium von dem Einlass (5.1.1) zuerst durch den Elektromotor, dann durch die Innenzahnradpumpe, anschließend wieder durch den Elektromotor und schließlich zum Auslass (5.1.2) strömt.A motor pump assembly; 1.1 with an electric motor having a stator ( 1 ) and a rotor ( 2 ) having; 1.2 with an internal gear pump having a ring gear ( 3 ) and a pinion ( 4 ) having; 1.3 with a housing ( 5 ), in which said components are arranged in the following order, viewed radially from outside to inside: stator ( 1 ) Rotor ( 2 ) Ring gear ( 3 ) Pinion ( 4 ) 1.4 Rotor ( 2 ) and ring gear ( 3 ) are directly connected to each other in a rotationally fixed manner; 1.5 the housing has an inlet ( 5.1.1 ) and an outlet ( 5.1.2 ) for a medium to be promoted; characterized in that 1.6 the inlet ( 5.1.1 ) in a peripheral wall ( 5.1 ) of the housing ( 5 ) between two housing covers ( 5.2 . 5.3 ) and 1.7 the outlet ( 5.1.2 ) in the peripheral wall ( 5.1 ) between the two housing covers ( 5.2 . 5.3 1.8, wherein the flow path of the medium to be conveyed is designed such that the medium from the inlet ( 5.1.1 ) first by the electric motor, then by the internal gear pump, then again by the electric motor and finally to the outlet ( 5.1.2 ) flows. Motorpumpenaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg derart gestaltet ist, dass das Medium nacheinander die folgenden Bauteile durchströmt: 2.1 den Einlass (5.1.1); 2.2 einen Teil des Stators (1); 2.3 den Arbeitsraum der Pumpe; 2.4 einen Teil des Rotors (2); 2.5 den Auslass (5.1.2).Motor pump assembly according to claim 1, characterized in that the flow path is designed such that the medium successively flows through the following components: 2.1 the inlet ( 5.1.1 ); 2.2 a part of the stator ( 1 ); 2.3 the working space of the pump; 2.4 a part of the rotor ( 2 ); 2.5 the outlet ( 5.1.2 ). Motorpumpenaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Lager (6, 7, 8, 9) der Pumpe von Medium durchströmt sind.Motor pump unit according to claim 2, characterized in that the bearings ( 6 . 7 . 8th . 9 ) of the pump are flowed through by medium. Motorpumpenaggregat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfeste Verbindung zwischen Rotor (2) und Hohlrad (3) eine Schrumpfverbindung ist.Motorpumpaggregat according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rotationally fixed connection between the rotor ( 2 ) and ring gear ( 3 ) is a shrink connection. Motorpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit Rotor (2) – Hohlrad (3) am Hohlrad (3) gelagert ist.Motor pump unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the unit rotor ( 2 ) - ring gear ( 3 ) on the ring gear ( 3 ) is stored. Motorpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit Rotor (2) – Hohlrad (3) am Rotor (2) gelagert ist.Motor pump unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the unit rotor ( 2 ) - ring gear ( 3 ) on the rotor ( 2 ) is stored.
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