EP0810717B1 - Elektrohydraulisches Motorpumpenaggregat - Google Patents

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EP0810717B1
EP0810717B1 EP97106450A EP97106450A EP0810717B1 EP 0810717 B1 EP0810717 B1 EP 0810717B1 EP 97106450 A EP97106450 A EP 97106450A EP 97106450 A EP97106450 A EP 97106450A EP 0810717 B1 EP0810717 B1 EP 0810717B1
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EP
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oil
pump
motor
pump unit
unit according
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EP0810717A2 (de
EP0810717A3 (de
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Obering Rudolf Brunner
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Hawe Hydraulik GmbH and Co KG
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Hawe Hydraulik GmbH and Co KG
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F75/00—Hand irons
    • D06F75/08—Hand irons internally heated by electricity
    • D06F75/10—Hand irons internally heated by electricity with means for supplying steam to the article being ironed
    • D06F75/14—Hand irons internally heated by electricity with means for supplying steam to the article being ironed the steam being produced from water in a reservoir carried by the iron
    • D06F75/16—Hand irons internally heated by electricity with means for supplying steam to the article being ironed the steam being produced from water in a reservoir carried by the iron the reservoir being heated to produce the steam

Definitions

  • the invention relates to an electrohydraulic motor pump unit according to Preamble claim 1.
  • Such units are used, for example, on cranes or machine tools to supply hydraulic consumers, e.g. Cylinders, motors, actuators and the like. Used on a large scale, with a largely standardized Construction has prevailed, in which the electric sub-oil motor with standing Shaft and above the oil pump in the common, forming the oil reservoir Housing is inserted.
  • Such units are known from EP-A-0 198 250, EP-A-0 284 746 and DE-A 24 13 691. This construction principle is the same for others Units common in which a liquid by means of a pump and one in the Liquid running electric motor is pumped (GB-A-20 29 505).
  • the housing Because in that electro-hydraulic motor pump unit the housing the total amount of oil (Usable volume and dead volume) takes up to supply the consumer the oil level in the housing moves up and down depending on consumption down. This difference between the highest and the lowest Oil level determines the usable volume.
  • the size of the usable volume has an influence on the container size and thus the total size of the unit. Because the oil existing in the housing and absorb the heat given off by the electric motor must, and also absorbs heat through his work, and since the service life and quality of the oil are influenced by the heat absorption or the oil is very sensitive to short-term overheating, the oil level may only be up to the upper end of the electric motor. Completely exposed winding heads could otherwise cause the oil to overheat locally. It is therefore in As a rule, a housing that is too large in relation to the usable volume is necessary.
  • a motor pump unit of another type in which is a split motor with water filling located below the pump in the housing is.
  • a lower half of the housing contains a sealed, oil-filled one Chamber for lubricating the bearings in the unit.
  • the actual pumped medium of the motor pump unit never reaches the lower part of the Housing.
  • the pump In a motor pump unit known from DE-A-32 37 967, the pump is arranged on top of the electric motor, which in turn with spacer feet on the Case bottom stands. At least part of the oil supply is found as a dead volume below the electric motor.
  • the invention has for its object an electrohydraulic motor pump unit to create the type mentioned, with the same housing size a significantly larger oil volume or for a given oil volume enables a significantly lower housing.
  • the design according to claim 2 is advantageous because even after the Oil level to below the oil pump, the upper stator winding heads of the lower oil electric motor remain covered with hydraulic oil.
  • a stable definition of the sub-oil electric motor is given according to claim 3.
  • the heat emitted by the lower oil electric motor is not only in the hydraulic oil transferred, but also via the heat transfer sleeve in the Housing part and from this to the ambient air.
  • the embodiment according to claim 4 is manufacturing and assembly technology Cheap.
  • the additional joint enables the oil pump to be easily installed.
  • the end plate of the heat transfer sleeve has a double function, since it contributes to the structural strength of the sleeve and the oil pump is supported.
  • a rotary bearing of the shaft of the sub-oil electric motor is also expedient provided in the end plate.
  • the float switch either operates a warning device and / or interrupts the power supply for the sub-oil electric motor.
  • Fig. 1 is a partial longitudinal section of an electrohydraulic motor pump unit.
  • the electrohydraulic motor pump unit A has in one standing housing G an under oil electric motor M as a drive source for a Oil pump P on.
  • a cooling fan F e.g. a fan wheel
  • a unit A designed only for intermittent operation could also be designed without the cooling fan F.
  • the housing G has an upper housing part 1 with a cover cap 2 for the Cooling fan F on.
  • the upper housing part 1 is pressed onto a lower housing part 3 and is secured by clamping screws 16.
  • the lower housing part 3 is expediently a molded part, e.g. made of light metal or a light Metal alloy, and is closed by a bottom 4, e.g. through an inserted sheet metal plate.
  • the sub-oil electric motor M expediently an asynchronous motor, is close the bottom 4 with the shaft 10 installed in the lower housing part 3. He exists among other things from a stator 6 with upper and lower stator winding heads 7 and a runner 8. Between the outer circumference of the runner 8 and the inner circumference of the stator 6, a gap 9 is provided. The stator 6 is in a heat transfer sleeve 5 pressed in while the rotor 8 is pressed onto the shaft 10 is.
  • the lower oil electric motor M is installed with the shaft 10 stationary.
  • the aggregate A is used in the standing position shown in FIG. 1.
  • the shaft 10 is in Floor 4 in a warehouse 11, e.g. a plain bearing, pivoted. At her top At the end, however, the shaft 10 is in another bearing 13, e.g. a rolling bearing, stored in an end plate 5 'of the heat transfer sleeve 5.
  • the oil pump P is a gear pump in the embodiment shown is attached with its housing 14 on the top of the end plate 5 'and by means of an auxiliary shaft 12 is driven, which is coupled to the shaft 10.
  • the auxiliary wave However, 12 could also be part of the shaft 10.
  • the auxiliary shaft 12 settles in this embodiment up to the cooling fan F. From the housing 14 of the oil pump P leads a pressure line 15 out of the housing G at the bottom. The oil return is not recognizable in this illustration.
  • the oil pump P sucks by means of a connecting piece 17 that extends further downward than shown.
  • a float switch 19 can be provided the power supply when the oil level N drops to a certain depth for the lower oil electric motor M to switch off or to initiate a warning signal.
  • a usable volume of hydraulic oil is available, which is determined by the difference between the highest position of the oil level N and a lowest position is determined is either set by the position of the float switch 19 or straight is so low that the upper stator winding heads 7 are not exposed.

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Description

Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Motorpumpenaggregat gemäß Oberbegriff Anspruch 1.
Derartige Aggregate werden beispielsweise an Kränen oder Werkzeugmaschinen zur Versorgung hydraulischer Verbraucher, z.B. Zylinder, Motoren, Stellantrieben und dgl. in großem Umfang verwendet, wobei sich eine weitgehend standardisierte Bauweise durchgesetzt hat, bei der der elektrische Unteröl-Motor mit stehender Welle und oberhalb der Ölpumpe in das gemeinsame, das Ölreservoir bildende Gehäuse eingesetzt ist. Bekannt sind derartige Aggregate aus EP-A-0 198 250, EP-A-0 284 746 und DE-A 24 13 691. Dieses Bauprinzip ist auch bei anderen Aggregaten üblich, in denen eine Flüssigkeit mittels einer Pumpe und eines in der Flüssigkeit laufenden Elektromotors gepumpt wird (GB-A-20 29 505). Da in dem elektrohydraulischen Motorpumpenaggregat das Gehäuse die gesamte Ölmenge (Nutzvolumen und Totvolumen) aufnimmt, die zum Versorgen der Verbraucher erforderlich ist, bewegt sich der Ölspiegel im Gehäuse verbrauchsabhängig aufund abwärts. Dieser Unterschied zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Ölspiegel bestimmt das Nutzvolumen. Die Größe des Nutzvolumens hat Einfluß auf die Behältergröße und damit die Gesamtgröße des Aggregats. Da das Öl die im Gehäuse vorliegende und die vom Elektromotor abgegebene Wärme aufnehmen muß, und zusätzlich durch seine Arbeit Wärme aufnimmt, und da die Standzeit und Qualität des Öls durch die Wärmeaufnahme beeinflußt sind bzw. das Öl gegen kurzzeitige Überhitzung sehr empfindlich ist, darf der Ölspiegel nur bis zu den oberen Wickelköpfen des Elektromotors absinken. Ganz freigelegte Wickelköpfe könnten sonst zur lokalen Überhitzung des Öls führen. Es ist deshalb im Regelfall ein in Relation zum Nutzvolumen zu großes Gehäuse notwendig.
Aus EP-A-0 297 274 ist ein Motorpumpenaggregat einer anderen Art bekannt, in dem ein Spaltmotor mit Wasserfüllung unterhalb der Pumpe im Gehäuse angeordnet ist. Eine untere Gehäusehälfte enthält eine abgedichtete, mit Öl gefüllte Kammer zum Schmieren der Lager im Aggregat. Das eigentliche Fördermedium des Motorpumpenaggregats gelangt zu keinem Zeitpunkt in den unteren Teil des Gehäuses.
Bei einem aus DE-A-32 37 967 bekannten Motorpumpenaggregat ist die Pumpe oben auf dem Elektromotor angeordnet, der seinerseits mit Distanzfüßen auf dem Gehäuseboden steht. Zumindest ein Teil des Ölvorrats befindet sich als Totvolumen unterhalb des Elektromotors.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrohydraulisches Motorpumpenaggregat der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei gleicher Gehäusegröße ein erheblich größeres Ölnutzvolumen bzw. bei gegebenem Ölnutzvolumen ein deutlich niedrigeres Gehäuse ermöglicht.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Da der Ölspiegel nur bis etwa auf die Höhe der oberen Wickelköpfe des Unteröl-Elektromotors absinken sollte, ergibt sich durch die Plazierung des Elektromotors nahe beim Boden des Gehäuses bei gegebener Behältergröße ein deutlich größeres Nutzvolumen. Dadurch ist der Einsatzbereich des Aggregats erweitert. Wird hingegen ein gegebenes Nutzvolumen benötigt, dann läßt sich das Gehäuse bei tief plaziertem Elektromotor deutlich niedriger bauen, was unter den häufig beengten Platzverhältnissen beim Einsatz solcher Aggregate ein wichtiger Vorteil ist. Bei vergrößertem Nutzvolumen bleibt die Auswirkung unvermeidbarer Hydraulikölverluste während des Betriebes unkritisch. Durch das vergrößerte Nutzvolumen lassen sich mehr Verbraucher oder Verbraucher mit stärkerem Verbrauch versorgen. Schließlich wird das Öl besser gegen lokale Überhitzungen geschützt. Es zeigt sich beispielsweise, daß bei gegebener Gehäusegröße nur durch Vertauschung der bisher standardisierten Positionen des Unteröl-Elektromotors und der Ölpumpe das Nutzvolumen verdoppelt wird.
Die Bauweise gemäß Anspruch 2 ist vorteilhaft, weil selbst nach Absinken des Ölspiegels bis unter die Ölpumpe die oberen Statorwickelköpfe des Unteröl-Elektromotors mit Hydrauliköl bedeckt bleiben.
Eine stabile Festlegung des Unteröl-Elektromotors ist gemäß Anspruch 3 gegeben. Die vom Unteröl-Elektromotor abgegebene Wärme wird nicht nur in das Hydrauliköl übertragen, sondern auch über die Wärmeübertragungshülse in den Gehäuseteil und von diesem an die Umgebungsluft.
Die Ausführungsform gemäß Anspruch 4 ist herstellungs- und montagetechnisch günstig. Die zusätzliche Trennfuge ermöglicht die problemlose Montage der Ölpumpe.
Gemäß Anspruch 5 hat die Endplatte der Wärmeübertragungshülse eine Doppelfunktion, da sie zur Gestaltfestigkeit der Hülse beiträgt und die Ölpumpe lagert. Zweckmäßigerweise ist auch eine Drehlagerung der Welle des Unteröl-Elektromotors in der Endplatte vorgesehen.
Je nach Einsatzzweck des Aggregats, des Förderverhaltens, der erforderlichen Fördermengen bzw. -drücke, sind die Alternativen der Ansprüche 6 oder 7 vorteilhaft.
Um die in das Hydrauliköl eingebrachte Wärme wirkungsvoll abführen zu können, und um das Aggregat für Dauerbetrieb auszulegen, sind die Maßnahmen von Anspruch 8 zweckmäßig.
Um Schäden am Unteröl-Elektromotor bzw. einer Zerstörung des Hydrauliköls durch lokale Überhitzung vorzubauen, ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 9 zweckmäßig. Der Schwimmerschalter betätigt entweder eine Warneinrichtung und/oder unterbricht die Stromversorgung für den Unteröl-Elektromotor.
Anhand der Zeichnung wird eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes erläutert.
Fig. 1 ist ein Längsteilschnitt eines elektrohydraulischen Motorpumpenaggregats.
Das elektrohydraulische Motorpumpenaggregat A gemäß Fig. 1 weist in einem stehenden Gehäuse G einen Unteröl-Elektromotor M als Antriebsquelle für eine Ölpumpe P auf. Im Hinblick auf einen Dauerbetrieb des Aggregats A kann außen auf dem Gehäuse G ein Kühlgebläse F, z.B ein Lüfterrad, vorgesehen sein, das entweder einen eigenen Antrieb besitzt oder direkt von dem Unteröl-Elektromotor M angetrieben wird. Ein nur für intermittierenden Betrieb ausgelegtes Aggregat A könnte auch ohne das Kühlgebläse F ausgebildet sein.
Das Gehäuse G weist einen Gehäuseoberteil 1 mit einer Abdeckkappe 2 für das Kühlgebläse F auf. Der Gehäuseoberteil 1 ist auf einen Gehäuseunterteil 3 aufgepreßt und wird durch Spannschrauben 16 gesichert. Der Gehäuseunterteil 3 ist zweckmäßigerweise ein Gußformteil, z.B. aus Leichtmetall oder einer leichten Metallegierung, und wird durch einen Boden 4 nach unten verschlossen, z.B. durch eine eingesetzte Blechplatte.
Der Unteröl-Elektromotor M, zweckmäßigerweise ein Asynchronmotor, ist nahe dem Boden 4 mit stehender Welle 10 in den Gehäuseunterteil 3 eingebaut. Er besteht u.a. aus einem Stator 6 mit oberen und unteren Statorwickelköpfen 7 und einem Läufer 8. Zwischen dem Außenumfang des Läufers 8 und dem Innenumfang des Stators 6 ist ein Spalt 9 vorgesehen. Der Stator 6 ist in eine Wärmeübertragungshülse 5 eingepreßt, während der Läufer 8 auf die Welle 10 aufgepreßt ist.
Der Unteröl-Elektromotor M wird mit stehender Welle 10 eingebaut. Das Aggregat A wird in der in Fig. 1 gezeigten stehenden Lage verwendet. Die Welle 10 ist im Boden 4 in einem Lager 11, z.B. einem Gleitlager, drehgelagert. An ihrem oberen Ende ist die Welle 10 hingegen in einem weiteren Lager 13, z.B. einem Wälzlager, in einer Endplatte 5' der Wärmeübertragungshülse 5 gelagert.
Die Ölpumpe P ist bei der gezeigten Ausführungsform eine Zahnradpumpe, die mit ihrem Gehäuse 14 auf der Oberseite der Endplatte 5' befestigt ist und mittels einer Hilfswelle 12 angetrieben wird, die mit der Welle 10 gekuppelt ist. Die Hilfswelle 12 könnte jedoch auch Teil der Welle 10 sein. Die Hilfswelle 12 setzt sich bei dieser Ausführungsform nach oben bis zum Kühlgebläse F fort. Vom Gehäuse 14 der Ölpumpe P führt eine Druckleitung 15 unten aus dem Gehäuse G heraus. Die Ölrückführung ist in dieser Darstellung nicht erkennbar. Die Ölpumpe P saugt durch einen ggfs. weiter als gezeigt nach unten greifenden Stutzen 17 an.
Zwischen der Wärmeübertragungshülse 5 und dem unteren Gehäuseteil 3 ist eine Trennfuge vorgesehen, in deren Bereich die Wärmeübertragungshülse 5 großflächig mit dem unteren Gehäuseteil 3 in Verbindung steht, um eine Wärmeübertragungsbrücke 18 auszubilden. Ein Schwimmerschalter 19 kann vorgesehen sein, um bei Absinken des Ölspiegels N auf eine bestimmte Tiefe die Stromversorgung für den Unteröl-Elektromotor M abzuschalten oder ein Warnsignal zu initiieren.
Zum Versorgen von an die Druckleitung 15 angeschlossenen Verbrauchern steht ein Nutzvolumen an Hydrauliköl zur Verfügung, das durch die Differenz zwischen der höchsten Lage des Ölspiegels N und einer tiefsten Lage bestimmt wird, die entweder eingestellt ist durch die Position des Schwimmerschalters 19 oder gerade so tief liegt, daß die oberen Statorwickelköpfe 7 nicht freiliegen.
Anstelle einer als Zahnradpumpe ausgebildeten Ölpumpe P könnte auch eine Flügelpumpe, eine Axialkolbenpumpe oder eine Radialkolbenpumpe mit wenigstens einem Pumpenelement eingebaut sein. Die den Stator 6 aufnehmende Wärmeübertragungshülse 5 könnte ferner einstückig mit dem Gehäuseunterteil 3 vereinigt sein, sofern andere konstruktive Maßnahmen getroffen sind, die eine einfache Montage der Ölpumpe P im Aggregat A ermöglichen.

Claims (9)

  1. Elektrohydraulisches Motorpumpenaggregat (A) zur Versorgung wenigstens eines externen Verbrauchers mit Hydrauliköl im Kreislauf, mit einem Unteröl-Elektromotor (M) mit stehender Welle (10, 12) und mit wenigstens einer von der Welle antreibbaren Ölpumpe (P) in einem gemeinsamen Gehäuse (G), das einen Ölvorrat für die Ölpumpe und zum Kühlen des Unteröl-Elektromotors enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Unteröl-Elektromotor (M) nahe des Bodens (4) des Gehäuses (G) und die Ölpumpe (P) oberhalb des Unteröl-Elektromotors (M) angeordnet sind.
  2. Elektrohydraulisches Motorpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unteröl-Elektromotor (M) ein Asynchronmotor mit beidendigen Statorwickelköpfen (7) ist, und daß die Pumpe (P) oberhalb der oberen Statorwickelköpfe (7) angeordnet ist.
  3. Elektrohydraulisches Motorpumpenaggregat nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den Läufer (8) umgebende Stator (6) in einer topfförmigen Wärmeübertragungshülse (5) angeordnet ist, die über eine metallische Wärmebrücke (18) mit einem Gehäuseteil (3), vorzugsweise einem Gehäuseunterteil, verbunden ist.
  4. Elektrohydraulisches Motorpumpenaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Wärmeübertragungshülse (5) und dem Gehäuseteil (3) eine Trennfuge mit aneinanderliegenden Wärmeübertragungsflächen als Wärmebrücke (18) vorgesehen ist.
  5. Elektrohydraulisches Motorpumpenaggregat nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölpumpe (P) auf einer Endplatte (5') der Wärmeübertragungshülse (5) angeordnet ist.
  6. Elektrohydraulisches Motorpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölpumpe (P) eine einfache oder mehrfache Zahnrad- oder Flügelpumpe ist.
  7. Elektrohydraulisches Motorpumpenaggregat nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölpumpe (P) mindestens ein Radialkolben-Pumpenelement aufweist.
  8. Elektrohydraulisches Motorpumpenaggregat nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß außen an einem Gehäuseoberteil (1) ein Kühllüfter (F) vorgesehen ist, vorzugsweise mit einem von der Welle (10, 12) antreibbaren Lüfterrad.
  9. Elektrohydraulisches Motorpumpenaggregat nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer das Öl-Nutzvolumen vorbestimmenden Höhenlage ein Schwimmerschalter (19) angeordnet und mit einem Alarmgeber und/oder der Stromversorgung des Unteröl-Elektromotors (M) verknüpft ist.
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