DE1703784A1

DE1703784A1 - Hydraulikeinheit

Info

Publication number: DE1703784A1
Application number: DE19681703784
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl-Ing Baeuerle; Erich Dipl-Ing Engelhardt; Helmut Rau
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1968-07-10
Filing date: 1968-07-10
Publication date: 1972-02-17
Also published as: GB1279683A; FR2014553A1

Description

■■.ffl

R. 9188

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmust erhilf sanmeldung

ROBu)ET BO S GH GMBH₅ Stuttgart-W, Breitscheidstrasse

Hydraulikeinheit

Die Erfindung betrifft eine aus Pumpe und Elektromotor "bestehende Hydraulikeinheit, inabesondere Brennstofförderpumpe, mit einem die Pumpe und den Elektromotor dicht umschließenden, größtenteils mit Fördermittel gefüllten Gehäuse, bei welcher der Anker des Elektromotors im Fördermittel läuft und die Motorlager vom Fördermittel geschmiert werden.

iSine solche Pumpeneinheit ist beispielsweise aus der britischen Patentschrift 834 689 bekannt, Die dort gezeigte Pumpeneinheit hat ein imwesentlichen zylindrisches Gehäuse, in dem sowohl das

209808/0452 bad original -2-

Robert Bosch GmbH R. 9188 Vo/Wa

'Stuttgart

Pumpenteil - eine Seitenkanalpumpe - wie auch der elektrische Antriebsmotor angeordnet sind. Der Anker des Motors läuft ganz im Fördermedium. Ein unteres Motorlager liegt sehr nahe am Anker, ein oberes Motorlager liegt sehr,nahe am Kollektor. Das untere Motorlager ist im Gehäuse, das obere in einem das Gehäuse nach oben abschließenden Deckel angeordnet. Beide Lager werden mit Fördermittel geschmiert. Dazu gelangt das Fördermittel zunächst an der Welle des Elektromotors entlang und am unteren Lager vorbei in den Motorraum. Durch schräg verlaufende Nuten im Anker wird die Flüssigkeit weiter nach oben in Richtung auf das obere Motorlager gefördert. Um einen ständigen Fördermittelstrom durch den Motorraum zu erreichen, ist ein Überlaufrohr angeordnet, das mit der Binlaßseite der Seitenkanalpumpe verbunden ist.

Diese Pumpeneinheit hat den Nachteil, daß bei senkrechter Einbaulage - sie ist für ein gutes Ansaügverhalten der Pumpe besonders zweckmäßig - das obere Motorlager, wenn überhaupt, nur sehr ungenügend geschmiert wird. Zumindest solange, bis der Motorraum mit Fördermittel gefüllt ist, läuft das obere Motorlager ' vollkommen trocken, was zu verhältnismäßig rasch auftretenden Störungen und sogar zum Ausfall des Motors führen kann. Eine senkrechte Anordnung der Pumpeneinheit ist deshalb nahezu unmöglich, da die Flüssigkeit nicht über das Überlaufrohr ansteigt. Ein weiterer Nachteil ist, daß mit äen schrägen Ankernuten keine gezielte Bewegung der Flüssigkeit im Gehäuse erreicht wird und deshalb eine ausreichende Umspülung des vom Kollektor abgedeckten Lagers nicht gewährleistet ist. Die Nuten erzeugen vielmehr Wirbel mit Erwärmung und begünstigen die Gasbildung. Diese Verluste muß der Antriebsmotor aufbringen.

Eine Reparatur des Elektromotors ist schwierig und teuer, da die gesamte Pumpen-Motor-Einheit zuerst zerlegt werden muß.

209808/0452 bad original

Robert Bosch GmbH ■ ' R. 9188 Vo/Wa

Stuttgart ■

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulikeinheit zu schaffen, die sich durch sehr große Lebensdauer auszeichnet und bei der Reparaturen - getrennt an Motoroder Pumpenteil - schnell und billig ausgeführt werden können.

Das wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Elektromotor mit einem ihn umgebenden Teilgehäuse als in sich geschlossene Austauscheinheit ausgebildet ist, an dessen geschlossenem, der Pumpe abgewandten Gehäuseende in an sich bekannter Weise ein erstes Motorlager angeordnet ist, und daß dessen anderes Gehäuseende zugleich Teil des Pumpengehäuses ist und eine den Motorraum und einen Pumpenraum verbindende Öffnung hat und ein zweites Motorlager aufnimmt, das der Pumpe sehr nahe benachbart ist.

Das hat den Vorteil, daß der Elektromotor einein sich vollkommen geschlossene Einheit ist. Sie kann leicht gegen eine andere Einheit ausgetauscht werden, ohne daß die Hydraulikeinheit in Einzelteile zerlegt werden muß. Außerdem besteht auch in der Fertigung nicht die Gefahr, daß bei der Montage von Motoreinzelteilen Fremdkörper, Späne und dgl. in das Pumpen- oder Motorteil hineinfallen. Ein weiterer Vorteil des Erfindungs- ■% gegenstandes ist, daß das halsartige vorgezogene Lagerrohr zusammen mit dem flanschförmigen Teil des Motorengehäusedeckels die innere Ring- und die obere Begrenzungswandung des Pumpendruckraumes bilden; die im wesentlichen zylinderförmigen Wandungen lassen sich gießtechnisch sehr leicht herstellen, be- · arbeiten und abdichten.

Weiterhin ist sehr vorteilhaft, wenn in der Welle des Elektromotors eine Bohrung angebracht ist, welche an einem Ende mit einem Raum höheren Drucks in Verbindung steht und von dort dem ersten Motorlager Fördermittel zuführt* :. . ■ _;

■■■.■-■;'■■ ' '..', -4-

2098Q8/04S2 BADORiGlNAL

Robert Bosch GmbH R. 9188 Vo/Wa

Stuttgart

Die Flüssigkeit ist dadurch sofort nach dem Anlaufen des Elektromotors an dem zu schmierenden Lager, wodurch überhaupt erst eine senkrechte Einbaulage der Hydraulikeinheit ermöglicht wird. Außerdem muß nicht der gesamte Motorraum mit Förderflüssigkeit gefüllt sein, es muß nur die zur Schmierung nötige Förderflüssigkeit gefördert werden.· Hierdurch und durch die Anordnung von strömungstechnisch glatten Kunststoffhauben wird vermieden, daß Motordrehenergie in Form von Flüssigkeitswirbeln verloren geht.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben.

Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Hydraulikeinheit Fig. 2 einen Querschnitt durch den Pumpenteil ohne Motorteil längs II-II von Fig. 1 Fig. 3 die abgenommenen Kunststoffhauben.

Die in Einbaulage dargestellte Hydraulikeinheit besteht aus einem Elektromotor 1 und einer Seitenkanalpumpe 2. Der Elektromotor hat einen Anker 3 und einen Stator. Der Stator besteht aus einem Stahltopf 4, in dem Magnet3egmente 5 angeordnet sind, Der Anker 3 hat eine Hohlwelle 6, die in zwei Kalottenlagern 7,8 läuft. Die Kalottenlager 7,8 bestehen aus einem porösen Werkstoff.

Die Wickelköpfe der Ankerpakete einschließlich der Schaltdrähte und der Kollektorhaken sind mit Kunststoffhauben 9»10 abgedeckt. An die Kunststoffhauben 9>10 sind Stege 11,12 ange-

209808/0462 bad original

Robert Bosch GmbH R. 9I88 Vo/

Stuttgart

spritzt, die in die Nuten der Ankerpakte am Anker 3 mit Spannung eingeschoben sind. Die Stege 12 füllen die Nuten der Ankerpakete vollkommen aus und erstrecken sich über ihre ganze Länge; sie stoßen direkt gegen das Ende der Hauben 9· An ihrer Innenseite haben die Stege 12 Ausnehmungen 12', unter welche die überlappenden Stege 11 der Haube 9 geschoben werden. Zusätzlich sind an der Innenseite der Haube 10 noch wenigstens zwei Haken 13angespritzt, die ein Verschieben der Haube 10 über den Kollektor des Ankers 3 verhindern (Jig. 3).

Das obere Kalottenlager 7 ist in einer kegelförmigen Ausbauchung 14 im Boden des Stahltopfes 4 angeordnet. An der Innenseite der Ausbauchung 14 sind in der Wandung mehrere kegelmantellinienartig verlaufende Nuten 15 angebracht. Das Kalottenlager 7 wird durch eine Blechscheibe 16, die am Boden des .Stahltopfes 4 befestigt ist, in seiner Position gehalten.

Das nach unten offene Ende des Stahltopfes 4 sitzt muffenähnlich in einem zylindrischen Rohransatz 17 eines Motorgehäusedeckels 18. Ein in einer Ausnehmung des Deckels angeordneter 0-*Ring I9 dichtet die Übergangsstelle, an der sich der Stahltapf 4 und der Rohransatz 17 berühren nach außen ab. Der Stahltapf 4 ist am MotorgehäUBedeckeX 18 durch eine nicht dargestellte Verbindung befestigt.

Der Motorgeftäusedeckel 18 ist flanschförmig ausgebildet 1 an seiner Oberseite sitzt der erwähnte Rohransatz 17» dessen Durchmesser dem des Stahltopfes 4 angepaßt ist. An seiner Unterseite ist ein lang herausgezogenes halsförmiges Lagerrohr 20 angeordnet, dessen Durchmesser etwa halb so groß ist wie der des Rohransatzes 17. An seinem unteren Teil verengt sich dast

209808/0482 obigW-

Robert Bosch GmbH H. 9I88 Vo/Wa

Stuttgart

Iagerrohr 20 zu einem engeren Rohr 20' derart, daß in der Verengung 21 das untere Kalottenlager 8 Halt findet. Kin Blecheinsatz 22 hält das Kalottenlager in seiner Stellung.

Am flanschförmigen Teil dea Motorgehäusedeckels 18.ist außerhalb des zylindrischen Rohransatzes 17 der Ablaufstutzen 23 der Seitenkanalpumpe 2 angeordnet. Seine Achse liegt in einer JSbene mit der Achse des Lagerrohres 20 und verläuft zu dieser in einem spitzen Winkel.

Etwa diagonal gegenüber dem Ablaufstutzen 23 ist innerhalb des Rohransatzes 17 nahe an dessen Wandung im Motorgehäusedeekel 18 eine diesen durchsetzende Bohrung 24 angeordnet. Die obere Mündung der .Bohrung 24 wird in geringem Abstand, über dem Motorgehäusedeekel 18 von einer, dort in nicht näher dargestellter Art und Weise befestigten Bürstenplatte 25 mit geringem Abstand überdeckt.

An seinem äußeren Rand hat der Motorgehäusedeekel 18 einen kurzen, nach unten weisenden ringförmigen Portsatz 26, der in die zylindrische Außenwand 27 des im wesentlichen topfformigen Pumpengehäuses 28 der. Seitenkanalpumpe 2 eingepaßt ist. Zur Abdichtung dieser Verbindung nach außen ist in eine Ausdrehung 29 ein O-Ring 30 eingelegt. JSine nicht dargestellte Sohraubenverbindung hält Antriebsmotor 1 und Seitenkanalpumpe 2 zusammen. ' _ ,

Das Flügelrad 31 äer an -sich bekannten Seitenkanalpumpe 2 läuft in einem Förderraum 32, der durch einen Deckel 33 nach unten abgeschlossen ist. Der Deckel 33 ist durch eine nicht näher gezeigte Verschraubung am Gehäuse 28 befestigt'und bildet in der Mitte einen wannenartigen Raum 33*.

-7-209808/0452

BAD ORIGINAL

■ , .■■... -7- ... ■

Robert Bosch GmbH R. 9l88 Vo/Wa

Stuttgart

Der Boden 34 des Pumpengehäuses hat eine mittige Bohrung 35, in die das engere Lagerrohr 20' eingepaßt ist. Auch hier ist wieder zur Abdichtung in einer Ausdrehung 36 der Bohrung ein Ό--Ring 37 eingelegt. -

Die Außenwand 27 und der Boden 34 des Pumpengehäuses 28 bilden zusammen mit dem Lagerrohr 20 und dem Motorgehäusedeckel 18 einen Druckraum 38 der Seitenkanalpumpe 2j er ist ringförmig und hat einen nahezu rechteckigen Querschnitt. Ein Durchgang 39 verbindet den Druckraum 38 mit dem Förderraum 32. (f

Über einen weiteren Durchgang 40 ist der Förderraum 32 mit einem Saugraum 41 verbunden. Der Saugraum 4l hat die Form einer horizontal angeordneten, in Fig. 1 der Zeichnung nach hinten offenen Sackbohrung, die in einem in den Druckraum 38 hineinragenden Gehäuseteil 41' angeordnet ist. Diese Bohrung geht an ihrer offenen Seite in einen rohrförmigen Zulaufstutzen 42 über. Die Projektionen der Achsen von Zulaufstutzen 42 und Ablaufstutzen 23 auf eine zur Pumpenachse normale Ebene schließen etwa einen Winkel von 45 ° ein (Fig. 2). .

Eine Bohrung 43 erstreckt sich durch das Gehäuseteil 4l' nach oben bis an die Mündung der in dem Motorgehäuse 18 angeordneten Bohrung 24. \ Die Bohrungen 24 und 43 bilden zusammen einen Durchgang zum Motorraum des Elektromotors 1. Ein in eine Nut im Gehäuseteil 4l' eingelegter 0-Ring 44 dichtet diesen Durchgang gegen den Druckraum 38 ab.

Die Funktionsweise der Seitenkanalpumpe 2 wird als bekannt vorausgesetzt, so daß hler auf eine Beschreibung verzichtet werden kann.

Beginnt die Pumpe zu fördern, so dringt sofort durch den oberen und unteren Spalt zwischen dem Flügelrad 3I und der es umgebenden Gehäuseinnenwandung unter Druck stehendes Fördermittel in den wannenartigen Raum 33^! und in das engere Lagerrohr 20'. Von dort

209808/0452 "^B-

BAD ORIGINAL

Robert Bosch GmbH R. 9188 Vo/Wa

Stuttgart

steigt das Fördermittel im Lagerrohr 20' zum unteren Kalottenlager 8.-Vom Raum ^jJ¹ steigt das Fördermittel auch durch die Hohlwelle 6 zum oberen Kalottenlager 7« Beide Lager werden also sofort nach dem Anlaufen des Antriebsmotors ausreichend mit Schmier- und Kühlmittel versorgt. Dies ist sehr wichtig, wenn lange, störungsfreie Laufzeiten der Hydraulikeinheit erreicht werden sollen.

Überschüssiges Fördermittel am Kalottenlager 8 steigt weiter im Lagerrohr 20 an und fließt schließlich über die Bohrungen £ 24 und 4} zur Saugseite der Pumpe zurück.

Vom oberen Kalottenlager 7 fließt überschüssiges Fördermittel durch die Nuten 15 in den Motorraum und strömt über den Anker 3 sowie an der Innenwandung des Stahltopfes 4 nach unten zu den Bohrungen 2Ά und k~j>.

Die die Mündung der Bohrung 2¹J im Motorraum überdeckende Bürstenplatfce wirkt zugleich als Flarnmenrückschlagschutz, wenn eventuell im Motorraum eine geringe Menge Fördermittel verpuffen sollte.

Mit den Kunststoffhauben 9*10 entsteht eine strömungstechnisch glatte Ankeroberfläche. Sie verhindern den unnötigen Verlust von Motordrohenergie, die zur Wirbelbildung im Fördermittel verbraucht würde. Außer- ψ dem werden Erosionserscheinungen an den Wickelköpfen, Schaltdrähten und Kollektorhaken vermieden. Die Befestigung der Kunststoffhauben 9,10 ist besonders einfach und zweckmäßig.

Durch din Verwendung von Kunststoff als Haubenwerkstoff an Stelle von Metall werden außerdem auch Wirbelstromverluste vermieden.

Die Anordmmg des Kalottenlagers 8 im unteren Teil den Lagerrohres 20 erlaubt eine sehr kurze Einspannlänge des frei fliegenden Endes der Hohlwelle 6, wodurch ein sehr ruhiger und sohlagfreier Lauf des Flügelrades ^l "der Seitenkanalpumpe 2 erreicht wird..

209808/0452 bad original

j -

Robert Bosch GmbH R. 9188 Vo/Wa

Stuttgart'

' Um den Durchfluß des Fördermittels zum oberen Kalottenlager 7 auf das zur Kühlung und Schmierung nötige Maß zu begrenzen, kann man in der Bohrung 6* der Hohlwelle 6 ein Drosselstück einsetzen.

Das Heranführen des Fördermittels durch eine hohle Motorwelle bei senkrechter Einbaulage der Hydraulikeinheit ist nicht an die Verwendung einer Seitenkanalpumpe gebunden, sondern hat dieselben Vorteile auch bei Pumpen anderer Bauart, wie Flügel- Zahnradoder Zellenpumpen. Es ist lediglich dafür zu sorgen, daß der Raum 33' eine - insbesondere gedrosselte - Verbindung mit der Druckseite der Pumpe hat. Die genannten Merkmale sind auch noch dort zweckmäßig, wo die Pumpe nicht lotrecht, sondern in Schräglage oder auch waagrecht eingebaut ist. Die Bohrung 24 kann dann an der tiefsten Stelle des Motorgehäuses 4,18 angeordnet werden*

2O9808/04S2 bad original

Claims

Robert Bosch GmbH . ' R. 9I88 Vo/Wa

Stuttgart

AO

Ansprüche

1.) Aus Pumpe und Elektromotor bestehende Hydraulikeinheit, . insbesondere Brennstofförderpumpe, mit einem die Pumpe und den Elektromotor dicht umschließenden, größtenteils mit fördermittel gefüllten Gehäuse, bei weicher der Anker des Elektromotors im Fördermittel läuft und die Motorlager vom Fördermittel geschmiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß- der Elektromotor (1) mit einem ihn umgebenden Teilgehäuse (4,18) als ift sich geschlossene Austauscheinheit ausgebildet ist, an dessen geschlossenem, der Pumpe (2) angewandten Gehäuseende in an sich bekannter Weise ein erstes Motorlager (7) angeordnet ist, und daß dessen anderes Gehäuseende zugleich Teil des Pumpengehäuses ist und eine den Motorraum und einen Pumpenraum verbindende öffnung hat und ein zweites Motorlager (8) aufnimmt, das der Pumpe (2) sehr nahe benachbart ist.

2. Hydraulikeinheit nach Anspruch 1, mit einem Überströmweg von der Druckseite der Pumpe durch den Motorraum zu deren Saugseite, daättUch gekennzeichnet, daß ija der Welle (6) des Elektro-

motors (t) eiine Bohrung (6·) angebracht ist, welche an einem Ende mit tigern Raum (33') höheren Drucks in Verbindung steht und von dort dem ersten Motorlager (7) Fördermittel zuführt.

209808/0462

BAD ORIGiNAL

Robert Bosch GmbH ήή R. 9l88 Vo/Wa

^stuttgart

J>. Hydraulikeinheit nach Anspruch L oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 'das Gehäuseende, welches das zweite Motorlager (8) aufnimmt, in Form eines halsartigen, nach außen offenen Lagerohres (20) ausgebildet ist.

l\. Hydraulikeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung (6') der Hohlwelle (6) ein Drosselstück eingesetzt ist, das den Durchfluß des Fördermittels auf das zur Lagerschmierung und -kühlung nötige Maß begrenzt.

5. Hydraulikeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Seitenkanalpumpe (2) ist/ deren Flügelrad (31) auf der Hohlwelle (6) des Elektromotors (1) angeordnet ist, und daß im eingebauten Zustand der Hydraulikeinheit der Elektromotor oben, die Seitenkanalpumpe (2) unten liegt. _..' '

6. Hydraulikeinheit nach einem der Ansprüche I bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (38.) der Seitenkanalpumpe (2) einen nahezu rechteckigen Querschnitt und die Form eines Ringseements hat, und daß er konzentrisch um das halsartige Lagerrohr (20) am Motorgehäusedeckel (18) angeordnet ist, wobei das La^errohr (20) und ein flanschartiges Teil des Motorgehäusedeckels (18) dj e innere und die obere, vom Flügelrad (31) entfernt -liegende Begrenzungswand des Druckraumes (38) bilden.

209808/0452

' ■ ■ - ■ -3-

ßAD ORIGINAL

Robert Bosch GmbH JJ R. 9188 V_o/'.Va

Stuttgart

7. Hydraulikeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Wickelköpfe des Ankers (5) einschließlich der Schaltdrähte, der Kollektorhaken und der Ankerschiit^e mit Kunststoffhauben (9»10) abgedeckt sind.

8. Hydraulikeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kunststoffhaube (10) Stege (12) angeordnet sind, die in die Nuten der Ankerpakete eingeschoben sind, und mit Ausnehmungen (12^f) an der Innenseite der Ütege (12), und daß auf dem den Stegen abgewandten Ende an der Innenseite der Kunststoffhaube (10) mindestens zwei zum Kollektor offene und über dessen Ende greifende Haken (13) angeordnet sind, und daß an der Kunststoffhaube (9) Stege (11) angeordnet sind, die unter die Ausnehmungen (12·) greifen*

9. Hydraulikeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit

einem Flammenrückschlagschutz zwischen Motorraum und Saugseite der Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung in in den Motorraum einer Motorraum und einen Pumpenraum verbindenden Bohrung in geringem Abstand von einer Bürstenplatte (25) des Elektromotors (1) überdeckt ist. .

209808/0452 bad oriq.nAl

Lee rs e i t e