DE4231784A1 - Elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe - Google Patents

Elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe

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Description

Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe nach Hauptpatent P 41 20 665 mit einem kol­ lektorlosen, d. h. elektronisch kommutierten Elektromotor.
Im Hauptpatent wird eine elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe beschrieben, die sich durch eine kompakte und montagefreundliche Bauweise auszeichnet. Dabei sind Steuerungsvorrichtung, Elektromotor, hydraulischer Pumpen­ teil, wahlweise auch Tank, Filter und Resonator in einem modular zusammengesetzten Gehäuse untergebracht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine nach dem Hauptpatent bekannte Hydraulikpumpe mit kollektorlosem Elektromotor so weiterzubilden, daß eine möglichst gute Kühlung der Steuerungsvorrichtung des Elektromotors bei gleichzeitig montagefreundlichem Aufbau erzielt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angege­ benen Maßnahmen. Die Anordnung der Steuerungsvorrichtung auf der zum Hydraulikteil weisenden Seite des Elektromo­ tors bewirkt, daß die Steuerungsvorrichtung durch die Hy­ draulikflüssigkeit gekühlt werden kann. Die Kühlung erfolgt direkt, wenn der Motor getaucht ist, d. h. wenn Hydraulikflüssigkeit auch im Motorgehäuse vorhanden ist. Bevorzugt wird allerdings ein trockenlaufender Motor, bei dem die Steuerungsvorrichtung möglichst nahe am kühlenden Hydraulikteil angebracht ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen Elektromotor und der eigentlichen Pum­ peneinheit der Tank untergebracht ist, eine ausreichende Kühlung wird aber auch erreicht, wenn das in die Pumpe hineinströmende kühle Hydraulikmedium zunächst nahe an der Steuerungsvorrichtung entlang vorbeifließt. Die Integra­ tion der Steuerungsvorrichtung, insbesondere einer elek­ tronischen Schaltung im Motorgehäuse bewirkt eine Verein­ fachung der Produktion und die Möglichkeit, den vorhande­ nen Raum optimal zu nutzen.
Bauteile der Steuerungsvorrichtung, die sich während des Betriebs des Motors besonders stark erhitzen, werden mittels Anpreßklammern gegen eine den Elektromotor in Richtung Hydraulikeinheit begrenzende Trennwand gedrückt. Dies ermöglicht einen guten Wärmekontakt der noch dadurch verbessert werden kann, daß man die Trennwand aus einem besonders wärmeleitfähigen Material, z. B. Aluminium, fertigt, und Wärmeleitpaste zwischen Trennwand und die sich erhitzenden Bauteile anbringt. Werden die Klammern unter Vorspannung montiert, gewähren sie auch bei nach­ träglichem Anbringen der Trennwand eine optimale Anpressung. Die Trennwand kann ein separates Bauteil sein oder aber ein fester Bestandteil der Hydraulikeinheit.
In Anspruch 2 wird vorgeschlagen die Steuerungsvorrichtung mit Feldeffekttransistoren (FETs), als Leistungsschalter zu bestücken. Man vermeidet dadurch mechanische Schalter oder Relais, die im Dauerbetrieb schnell altern können, und hat durch die Kompaktheit und die Flexibilität der Anschlüsse der FETs die Möglichkeit, diese ohne großen Aufwand mittels der Anpreßklammern an die Trennwand zu drücken.
In Anspruch 3 wird vorgeschlagen, die Anpreßklammern und eine die Steuerungselektronik tragende Leiterplatte an einem Trägerelement zu befestigen, mittels dessen die gesamte Anordnung am Motorgehäuse des Elektromotors befestigt wird. Diese Maßnahme vereinfacht die Montage.
Nach Anspruch 4 besitzt die Trennwand beidseitig zylin­ drische Fortsätze, die einerseits zur Befestigung am Hydraulikteil und andererseits zur Befestigung am Motorge­ häuse geeignet sind. Dies ermöglicht einen modularen Auf­ bau und die wahlweise Anbringung verschieden gestalteter Pumpen oder Hydraulikteile am Elektromotor. Dabei kann je nach Produktionsgegebenheiten vorgesehen sein, die Trenn­ wand zuerst am Hydraulikteil zu befestigen und erst später den separat montierten Elektromotor anzubauen, oder umge­ kehrt zu verfahren.
Nach Anspruch 5 wird auf der Motorwelle ein Drehzahlgeber und auf dem Trägerelement ein Drehzahlsensor befestigt. Dieser einfache Aufbau ermöglicht, daß schon bei der Mon­ tage des Elektromotors, d. h. bevor der Hydraulikteil ange­ bracht wird, ein Test bzw. das Justieren des Sensors durchgeführt werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an­ hand der einzigen Zeichnung und aus den im Hauptpatent beschriebenen Merkmalen.
Fig. 1 Erfindungsgemäße elektromotorisch angetrie­ bene Hydraulikpumpe, Tank und Elektromotor in geschnittener Darstellung.
In Fig. 1 erkennt man den Elektromotor 2, die Steuerungs­ vorrichtung 3, den Hydraulikteil 4 sowie Filter 5 und Tank 6.
Die Funktion des Hydraulikteils sowie weitere Ausführungs­ formen sind im Hauptpatent (P 41 20 665) ausführlich be­ schrieben. Es folgt daher hier nur eine kurz gehaltene Be­ schreibung des Hydraulikteils, in der gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im Hauptpatent versehen sind.
Die im Hydraulikteil 4 untergebrachte, in ihren Einzeltei­ len nicht dargestellte Pumpe, saugt Hydraulikflüssigkeit aus dem Ringraum 46 an und gibt sie unter Druck über einen hier nicht dargestellten Druckanschluß an einen hydrau­ lischen Verbraucher ab. Von diesem fließt das Hydraulikme­ dium über einen hier ebenfalls nicht dargestellten An­ schluß in den Tank 6 zurück. Zwischen Tank 6 und Ringraum 46 ist ein Filter 5 angebracht, der verhindert, daß Verun­ reinigungen im Hydrauliköl in den Hydraulikteil 4 gelangen können.
Die Motorwelle 13 ist an zwei Punkten gelagert (Lager 14, 15) und besitzt eine Kupplung 47 zum Anschluß an den Hydraulikteil 4. Mittels einer Dichtung 48, die zwischen Trennwand 19 und Motorwelle 13 angebracht ist, wird der Tank 6 gegenüber dem Innenraum des Elektromotors 2 flüs­ sigkeitsdicht abgedichtet. Auf der Motorwelle 13 ist der Motorrotor 8 angebracht, der aus Magneten 12 besteht. Um den Motorrotor 8 herum sind Wicklungen 9 angebracht, die von der Steuerungsvorrichtung so angesteuert werden, daß sie ein umlaufendes Magnetfeld produzieren und somit den Motorrotor 8 in Rotation versetzen.
Die Steuerungsvorrichtung 3 ist auf einer Leiterplatte 49 angebracht. Auf der Leiterplatte 49 sind alle zur Steu­ erung des Motors notwendigen elektronischen Bauteile ange­ bracht, z. B. die FETs 50 sowie die Versorgungsleitungen 52. Die Leiterplatte 49 selbst ist mittels Verbindungsele­ menten 53 an einem Trägerelement 54 befestigt. Das Träger­ element 54 ist ein vorzugsweise aus einer Scheibe ge­ stanztes Bauteil, das einen äußeren, schmalen ringförmigen Bereich aufweist, an dessen Innenumfang sich radial nach innen weisende Abschnitte befinden, die abwechselnd in der Scheibenebene liegen bzw. z. B. s-förmig in eine Richtung aus der Scheibenebene herausgebogen sind und so die An­ preßklammern 55 bilden. Die Anpreßklammern 55 stehen unter Vorspannung und drücken die FETs 50 gegen die Trennwand 19. FET 50 und Trennwand 19 sind mittels Wärmeleitpaste thermisch gekoppelt, um eine optimale Wärmeleitung zu ermöglichen. Des weiteren gehen von der Leiterplatte 49 Wicklungsanschlüsse 56 zu den Wicklungen 9 des Elektromotors. Auf der Leiterplatte ist ebenfalls ein Drehzahlsensor 57 angebracht, der die Bewegung eines Drehzahlgebers 58, der auf der Motorwelle 13 befestigt ist, registriert und an die Steuerungselektronik weitergibt. Dabei kann als Drehzahlsensor 57 sowohl ein Hallsensor, als auch z. B. ein optischer Sensor vorgesehen sein.
Die Trennwand 19, die den Elektromotor 2 vom Hydraulikteil 4 trennt, weist zwei zylindrische Fortsätze 59, 60 auf. Der eine zylindrische Fortsatz 59 dient zur Aufnahme des Hydraulikteils 4, während der andere zylindrische Fortsatz 60 in das Motorgehäuse 51 eingreift. Dabei ist im zylindrischen Fortsatz 60 eine Öffnung 61 vorgesehen, durch die die Versorgungsleitungen 52 geführt werden. In der Trennwand 19, die im Ausführungsbeispiel aus Aluminium hergestellt ist, sind das Lager 14 und die Dichtung 48 untergebracht.
Bezugszeichenliste
 2 Elektromotor
 3 Steuerungsvorrichtung
 4 Hydraulikteil
 5 Filter
 6 Tank
 8 Motorrotor
 9 Wicklung
12 Magnete
13 Motorwelle
14 Lager
15 Lager
17 Motorraum
19 Trennwand
46 Ringraum
47 Kupplung
48 Dichtung
49 Leiterplatte
50 FET
51 Motorgehäuse
52 Versorgungsleitungen
53 Verbindungselement
54 Trägerelement
55 Anpreßklammer
56 Wicklungsanschluß
57 Drehzahlsensor
58 Drehzahlgeber
59 zylindrischer Fortsatz
60 zylindrischer Fortsatz
61 Öffnung

Claims (5)

1. Elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe mit kollektorlosem Elektromotor (2) und zugehöriger Steuerungsvorrichtung (3) nach Hauptpatent (Patentanmeldung P 41 20 665), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsvorrichtung (3) im Motorgehäuse (51) des Elektromotors (2) an dessen zum Hydraulikteil (4) weisender Seite angebracht ist, wobei Anpreßklammern (55) vorhanden sind, die Bauteile der Steuerungsvor­ richtung, die sich im Betrieb des Motors erhitzen, gegen die den Elektromotor (2) von der Hydraulik­ einheit (4) trennende Trennwand (19) drücken.
2. Elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsvorrichtung mit FETs (50) bestückt ist.
3. Elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßklammern (55) an einem Trägerelement (54) befestigt sind, das eine Leiterplatte (49) trägt, und im Motorgehäuse (51) des Elektromotors (2) befestigt ist.
4. Elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trennwand (19) beidseitig zylindrische Fortsätze (59, 60) aufweist, die einerseits zur Be­ festigung am Hydraulikteil (4) und andererseits zur Befestigung am Motorgehäuse (51) geeignet sind.
5. Elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Drehzahlgeber (58) auf der Motorwelle (13) und ein Drehzahlsensor (57) auf dem Trägerelement (54) befestigt sind.
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