DE3839689C2 - Baukastenartig aufbaubares, elektromotorisch angetriebenes hydraulisches Pumpenaggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein baukastenartig aufbaubares, elek­ tromotorisch angetriebenes hydraulisches Pumpenaggregat mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

Aus der DE 32 27 926 C2 ist ein hydraulisches Pumpenaggregat bekannt, bei dem eine Pumpe, vorzugsweise eine Zahnradpumpe, auf der einen Seite einer Trägerplatte austauschbar angeordnet ist, die nach außen geführte Anschlußkanäle für die Pumpe auf­ weist. Diese Pumpe wird durch einen elektrischen Antriebsmotor angetrieben, der auf der anderen Seite der Trägerplatte aus­ tauschbar angeordnet ist. Die Pumpe und der Motor sind von Behältern umgeben, die mit der Trägerplatte abgedichtet sind und eine hydraulische Flüssigkeit enthalten. Die Trägerplatte ist mit einer freien Durchbrechung versehen. Die Pumpe weist am Ansaugeingang eine Ansaugleitung mit Ansaugfilter auf. Die Trägerplatte ist mit allen Anschlußkanälen für die Pumpe ver­ sehen. Diese Anschlußkanäle führen über die Umfangsfläche der Trägerplatte nach außen. Nachteilig ist, daß für das Wechseln der Pumpe ein umständliches Ablassen der hydraulischen Flüs­ sigkeit, Abbau des umgebenden Behälters und nach Ersatz der Pumpe ein umständliches Abdichten dieses Behälters sowie Wie­ dereinfüllen der gesamten hydraulischen Flüssigkeit erforder­ lich ist. Außerdem sieht dieses Pumpenaggregat lediglich eine Art einer Pumpe, nämlich einer Zahnradpumpe für höheren Pum­ pendruck, nicht aber Radialpumpen für niederen Pumpendruck, vor. Ein Aufbau einer zweistufigen Pumpenanordnung ist somit nicht möglich.

Bei diesem bekannten Aggregat kann auch bereits nur ein ein­ ziger Behälter für das Hydraulikmedium verwendet werden. Hier­ für wird dann der Pumpenbehälter verwendet. Die Laufruhe ist dann vermindert.

Aus der US-PS 2,825, 286 ist eine Förderpumpe bekannt, bei der ein Elektromotor und eine Zahnradpumpe axial fluchtend anein­ ander gebaut sind. Der Elektromotor ist von einem dichten Gehäuse umgeben. Diesem strömt in der zentrischen Achse ein Medium zu, welches sich im Motorraum ausbreitet und mit den Motorwicklungen in Kontakt tritt. Der Motor wird von einer Trägerplatte abgeschlossen, welche die Motorwelle lagert und auf der anderen Seite eine Zahnradpumpe trägt. Vom Motorraum erstreckt sich ein Verbindungskanal zur Zahnradpumpe und mün­ det durch die Pumpe abgedeckt direkt in den Ansaugkanal der Pumpe. Diese Pumpe arbeitet nicht mit einem vorgegebenen Volu­ men eines isolierenden flüssigen Mediums und es ist demnach in der Trägerplatte auch keine Rückleitung vorhanden. Außerdem ist die Austrittsöffnung für das Druckmedium an der Pumpe in axialer Richtung angeordnet. Dieser Pumpenaufbau ist nicht dazu geeignet z. B. mit zwei Hydraulikbehältern zu arbeiten. Er kann nur mit Anschlußleitungen nach außen arbeiten und er arbeitet auch nicht mit einem vorbestimmten, gleichbleibenden Volumen eines hydraulischen Mediums.

Aus der DE-24 13 691 C3 ist eine Druckölpumpe bekannt, bei der in einem abgedichteten Behälter ein Elektromotor und eine davon angetriebene Radialpumpe angeordnet ist. Dieses bekannte Pumpenaggregat sieht keine Zahnradpumpe für niedere Drücke vor. Die Pumpenanschlüsse sind in Form von Anschlußleitungen vorgesehen, wodurch keine raumgedrängte Bauform erreichbar ist.

Aus der DE 28 21 593 A1 ist grundsätzlich ein Pumpenaggregat mit einer Zwei-Stufenanordnung von Radialpumpen und Zahnrad­ pumpen bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Pumpenaggregat so auszubilden, daß Antriebsmotor und Pumpen, z. B. Radialpumpen und Zahnradpumpen, baukastenmäßig, auch in raumgedrängter Bauform den verschiedensten Anforderungen und mit erleichterter Auswechselbarkeit von Motor und Pumpen ein­ setzbar sind, wobei die optimale Laufruhe des Motors beibehal­ ten werden soll.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Patentanspruches 1.

Dadurch, daß der axiale Verbindungskanal in der Trägerplatte mit dem Sauganschluß der Pumpe über ein Sauganschlußstück dicht verbunden ist, kann allein mit dem mit Hydraulikmedium gefüllten Gehäuse des Motors gearbeitet werden. Ein weiterer Behälter für zusätzliches Volumen des hydraulischen Mediums ist nicht erforderlich. Es ergibt sich somit für bestimmte Anwendungszwecke eine sehr raumgedrängte Bauform. Andererseits kann aber bei Bedarf ein zweiter Behälter für das Hydraulikme­ dium eingesetzt werden, welcher die Pumpe umgibt. Das Saug­ anschlußstück wird dann durch einen Saugfilter ersetzt. Auf diese Weise ist ein erweiterter Anwendungsbereich des Pumpen­ aggregates möglich. Zudem wird ein erleichtertes Auswechseln, insbesondere der Zahnradpumpe, ohne Ablassen der hydraulischen Flüssigkeit und ohne zusätzliche Abdichtung eines zweiten Behälters ermöglicht. Hierbei wird eine raumgedrängte Bauform des Pumpenaggregats beibehalten. Zugleich wird die optimale Laufruhe des Motors beibehalten.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können im Ge­ häuse Radialpumpen und außerhalb desselben eine Zahnradpumpe oder beide gleichzeitig wirkend angeordnet sein.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch das Pumpen­ aggregat mit Radialkolbenpumpe und Zahnradpumpe mit Öl-Zusatzbehälter;

Fig. 2 einen Längsschnitt eines Pumpenaggregats mit Radial­ kolbenpumpe und

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.

Das hydraulische Pumpenaggregat 1 umfaßt ein im Querschnitt vorzugsweise rechteckförmiges Gehäuse 2, das am einen Ende, nach Fig. 1 linken Ende, durch einen Deckel 3, und am ande­ ren, in Fig. 1 rechten Ende, durch den Boden 4 verschlossen ist.

Der Deckel 3 ist mittels vier Schrauben 5 mit dem Gehäuse 2 verschraubt. Zwischen Gehäuse 2 und Deckel 3 befindet sich ein Abdichtring 6.

In der Mittelachse X-X ist der Deckel 3 mit einem Sackloch 7 versehen, in das das Kugellager 8 passend eingebaut ist.

Der mittlere Bereich der Innenwandung 9 des Gehäuses 2 ist nach einwärts vorspringend ausgebildet. Dieser Innenbereich 10 nimmt den Stator 11 eines elektrischen Antriebsmotors 12 passend auf. Zur Längsbefestigung besitzt dieser Bereich 10 am einen Ende eine Schulter 13, gegen die der Stator 11 mit­ tels mehrerer, um den Umfang verteilter, Halteschrauben 14 gepreßt wird. Im Querschnitt ist die Innenwandung des Berei­ ches 10 vorzugsweise zylindrisch.

Damit der Stator 11 gegen Verdrehung gesichert ist, besitzt er wenigstens eine Längsnut 15, in die die Enden von Siche­ rungsschrauben 16 eingreifen. Der Stator 11 besitzt eine üb­ liche Statorwicklung 17.

Der elektrische Antriebsmotor 12 besitzt weiterhin einen Ro­ tor 20. Das eine Ende der Rotorwelle 21 ist im Kugellager 8 steckbar gelagert.

Für das andere Ende der Rotorwelle 21 besitzt der Boden 4 ein zentrisches Kugellager 22, dessen Außenring in einer passenden Bohrung 23 eingepreßt ist. Der Innenring dieses Kugellagers 22 nimmt das zugehörige Ende der Rotorwelle 21 einsteckbar auf. Damit die Rotorwelle 21 in axialer Richtung gesichert ist, besitzt sie am einen Ende einen Bund 24 und am anderen Ende einen Bund 24′. Der Rotor 20 ist bei am Ge­ häuse 2 befestigten Boden 4 und Deckel 3 in seiner passenden Lage zum eingebauten Stator 11 gesichert.

Der Innenraum 25 im Gehäuse 2 ist ölgefüllt. Damit dieses den Innenraum leicht durchströmen kann, sind vorzugsweise im Bereich 10 nicht dargestellte Durchtrittskanäle vorgesehen.

Die Zuleitung des Öls in den Innenraum 25 erfolgt über ein Belüftungsfilter 26, das am oberen Rand des Deckels 3, schräg nach einwärts verlaufend, vorgesehen ist.

Somit kann das Pumpenaggregat 1 in nach Fig. 1 dargestellter horizontaler Benutzungslage, aber auch in vertikaler Benut­ zungslage, bei der sich der Deckel 3 oben befindet, einge­ setzt werden. Der Innenraum 25 bildet den Ölvorratsbehälter des Pumpenaggregats.

Der Deckel 3 mit zentralem Lager 8 und Belüftungsfilter 26 kann bei anderen Ausführungen eine Kabeldurchführung (nicht dargestellt), einen Traggriff (nicht dargestellt) sowie einen elektrischen Anschlußkasten für den elektrischen Antriebsmotor statt einer Kabeldurchführung sowie aufge­ flanschte elektrische Steuerung ggf. mit Ventilen für das Pumpenaggregat aufweisen.

Alle diese Deckel 3 mit verschiedener Ausführungsform sind baukastenmäßig austauschbar.

Das Innere des Gehäuses 2 besitzt auch noch eine Er­ dungsschraube 27 zum Anschluß des Erdleiters.

Dem elektrischen Antriebsmotor 12 ist wenigstens eine im In­ nenraum 25 des Gehäuses 2 angeordnete Radialpumpe 28 zugeordnet. Vorzugsweise sind, wie aus Fig. 3 ersichtlich, drei Radialpumpen 28, 28′ und 28′′, um 120° zueinander ver­ setzt, vorgesehen. Diese Pumpen 28 sind an der Innenwandung 29 des Bodens 4 befestigt. Der Druckanschluß P ist über einen abgedichteten Kanal 30 nach außen geführt. Desgleichen der nicht sichtbare Rücklaufanschluß.

Zum Antrieb des Kolbenstößels 31 jeder Radialpumpe 28 be­ sitzt das zugehörige Ende der Rotorwelle 21 einen Exzenter 32. Bei Drehung der Rotorwelle 21 betätigt der Exzenter 32 nacheinander die Radialpumpen 28.

Vorzugsweise sitzt auf diesem Exzenter 32 der Innenring ei­ nes Kugellagers 33 drehfest. Mit dem Außenring wirkt dann der Kolbenstößel 31 der Radialpumpen 28 zusammen.

Das abgesetzte zentrische Ende 34 der Rotorwelle 21 geht passend durch das Kugellager 22 des Bodens 4.

Auch der Boden 4 kann, wie der Deckel 3, in unterschiedli­ chen Ausführungen baukastenartig eingesetzt sein. Gemeinsam ist allen Ausführungen das zentrische Lager 22. Bei Verwen­ dung der beschriebenen Radialkolbenpumpe 28 sind die Aus­ lässe für Druckanschluß P und Rücklaufanschluß T erforder­ lich.

Die Anschlüsse sind dabei so ausgebildet, daß eine Höhenver­ kettung möglich ist. Daneben gibt es eine Ausbildung für die Anschlüsse P und T entsprechend DIN 23340.

Schließlich ist eine Ausführung des Bodens 4 möglich, die den Anschluß einer Zahnradpumpe für die Höhenverkettung mit den Anschlüssen P und T, für den Anschluß einer Zahnradpumpe mit Anschluß P und T entsprechend DIN 23340 und für eine Zweistufenpumpe, bestehend aus Radialkolben und Zahnradpumpe mit Anschluß P1 (Radialkolbenpumpe) und P2 (Zahnradpumpe) und nicht sichtbarem Tankanschluß ermöglicht. Schließlich ist noch eine Ausführung für den Boden 4 möglich, bei der ein Niederdruckabschaltventil und Anschluß P und T entspre­ chend Höhenverkettung ausgebildet sind.

Bei der Ausführung für eine Zahnradpumpe 40 ist diese an der Außenwand 41 des Bodens 4 zentrisch befestigt. Hierfür be­ sitzt der Boden 4 eine Stecköffnung 42 für die Pumpenwelle 43, in die steckbar das Ende der Rotorwelle drehfest ein­ greift. Ein Dichtungsring 44 dichtet die Zahnradpumpe 40 ge­ genüber der Stecköffnung 42 ab. Somit kann kein Öl aus dem Innenraum 25 über den Boden 4 nach außen treten. Dieser Bo­ den 4 ist mit dem Gehäuse zusätzlich über einen Dichtungs­ ring 45 abgedichtet. Der Boden 4 ist am Gehäuse 4 über Schrauben 46 (vergl. Fig. 3) befestigt.

Der Druckanschluß der Zahnradpumpe 40 ist über einen strich­ liert angedeuteten Kanal 47 nach außen als Druckanschluß P2 geführt. Ein mittels einer Hohlschraube 50′ befestigtes Sauganschlußstück 50 verbindet den Sauganschluß der Zahnrad­ pumpe 40 über den Ansaugkanal 51 im Boden 4 mit dem Innen­ raum 25 des Gehäuses 2. Ein Saugfilter 52 verhindert den Zu­ lauf von verschmutztem Öl in die Zahnradpumpe 40. Dichtungs­ ringe 53 und 54 dichten dieses Anschlußstück 50 gegenüber dem Gehäuse der Zahnradpumpe 40 und dem Ansaugkanal 51 ab. Dabei kann ein beweglicher balliger Eingriff des abgewinkel­ ten Anschlußstutzens 60 des Anschlußstückes 50 in den Ansaugkanal 51 vorgesehen sein. Der Dichtungsring 53 sitzt dann, wie dargestellt, im balligen Eingriffsbereich.

Die Zahnradpumpe 40 kann durch Lösen von nicht dargestellten Befestigungsschrauben von außen abgebaut und gegen eine an­ dere Einheit ausgetauscht werden. Der Sauganschluß, beste­ hend aus Hohlschraube 50, ist dabei so ausgelegt, daß er für eine ganze Pumpenbaureihe verwendet werden kann.

Wird neben der Zahnradpumpe 40 auch eine Radialkolbenpumpe 28 verwendet, so ergibt sich eine Zweistufenpumpe 28, 40.

Durch beliebig große Exzenter und verschieden große Kolben­ durchmesser der Pumpen 28 ist eine Vielzahl von unterschied­ lichen Förderströmen möglich.

Zusätzlich kann der Boden 4 so ausgebildet werden, daß die Anbringung eines Zusatzbehälters 55 für Öl möglich ist. Die­ ser Zusatzbehälter 55 ist über nicht dargestellte Schrauben durch Einsetzen von Dichtringen 56 mit dem Boden 4 verbind­ bar.

Wird der Zusatzölbehälter 55 verwendet, entfällt der Saugan­ schluß 50 und wird durch einen Saugfilter (nicht darge­ stellt) ersetzt.

Claims (10)

1. Baukastenartig aufbaubares, elektromotorisch angetriebenes hydraulisches Pumpenaggregat
mit einer Trägerplatte für Elektromotor und Pumpe, die radial nach außen zur Umfangsfläche verlaufende Anschluß- und Rücklaufkanäle für Ventile, Steuerelemente und Pumpe aufweist,
einer an der einen Seite der Trägerplatte angebauten Zahn­ radpumpe,
einem auf der anderen, gegenüberliegenden Seite der Trä­ gerplatte angebauten Elektromotor, dessen Motorwelle mit der Pumpenwelle verbunden ist,
einem an die Trägerplatte angebauten, mit Hydraulikflüs­ sigkeit füllbaren, den Motor dicht umgebenden Gehäuse,
wobei die Trägerplatte einen durchgehenden Verbindungs­ kanal von der einen Seite zur anderen besitzt, dadurch gekennzeichnet
daß der außerhalb der Zahnradpumpe (40) ausmündende Ver­ bindungskanal (51) in der Trägerplatte (4) mit dem Saugan­ schluß der Zahnradpumpe (40) über eine Leitung (50) dicht verbindbar ist.

2. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Behälter für die hydraulische Flüssigkeit bil­ dende Gehäuse im Querschnitt rechteckförmig ist und daß die den Boden bildende Trägerplatte (4) und der Deckel (3) lösbar und austauschbar sind.

3. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem der Trägerplatte (4) zugekehrten Ende der Motorwelle (21) ein Exzenter (32) ausgebildet ist, mit dem wenigstens eine Radialpumpe (28) im Gehäuse (2) des Motors zusammenarbeitet.

4. Pumpenaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Radialpumpen (28, 28′, 28′′) zueinander ver­ setzt im Innenraum (25) des Gehäuses (2) angeordnet sind, deren Pumpenstößel (21) vom Exzenter (32) der Motorwelle (21) des Motors (12) nacheinander beaufschlagbar sind.

5. Pumpenaggregat nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Exzenter (32) der Motorwelle (21) ein Kugella­ ger (33) sitzt, mit dessen Außenring jeder Pumpenstößel einer Radialpumpe zusammenwirkt.

6. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (4) des Gehäuses (2) ein Lager für das eine Ende des Rotors (20) des Antriebsmotors (12) besitzt.

7. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Trägerplatte (4) des Gehäuses (2) außen angebaute Zahnradpumpe (40) einen Antriebsstummel (43) besitzt, der mit dem freien Ende (34) der Rotorwelle (21) kuppelbar ist.

8. Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (4) einen Kanal (47) für den Auslaß der Zahnradpumpe aufweist.

9. Pumpenaggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zahnradpumpe (40) lösbar ein Anschlußstück (50) befestigt ist, dessen abgewinkelter Anschlußstutzen (60) mittels eines balligen Endes mit Dichtung (53) beweglich im Verbindungskanal (51) der Trägerplatte (4) sitzt.

10. Pumpenaggregat nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle für die Radialpumpe bzw. Pumpen (28, 28′, 28′′) und die Zahnradpumpe (40) in der Trägerplatte (4) in Reihenschaltung oder als Zwei-Stufenpumpen wirkend unter­ gebracht sind.