EP1515041B1 - Hydraulikaggregat mit einem Vorratsbehälter für Hydraulik-Flüssigkeit und mit einer Motor-Pumpe-Einheit - Google Patents

Hydraulikaggregat mit einem Vorratsbehälter für Hydraulik-Flüssigkeit und mit einer Motor-Pumpe-Einheit Download PDF

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EP1515041B1
EP1515041B1 EP04020525A EP04020525A EP1515041B1 EP 1515041 B1 EP1515041 B1 EP 1515041B1 EP 04020525 A EP04020525 A EP 04020525A EP 04020525 A EP04020525 A EP 04020525A EP 1515041 B1 EP1515041 B1 EP 1515041B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fact
power unit
hydraulic power
interior space
unit according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP04020525A
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English (en)
French (fr)
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EP1515041A1 (de
Inventor
Klaus-Dieter Pierzyna
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Bosch Rexroth AG
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Publication date
Application filed by Bosch Rexroth AG filed Critical Bosch Rexroth AG
Publication of EP1515041A1 publication Critical patent/EP1515041A1/de
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Publication of EP1515041B1 publication Critical patent/EP1515041B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00—Pumping installations or systems
    • F04B23/02—Pumping installations or systems having reservoirs
    • F04B23/025—Pumping installations or systems having reservoirs the pump being located directly adjacent the reservoir
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic unit with a reservoir for hydraulic fluid and with a motor-pump unit formed by a motor and a pump driven by this.
  • hydraulic units are manufactured for various applications in various embodiments.
  • the hydraulic units can in addition to the reservoir and the motor-pump unit with other components such.
  • hydraulic units are known in which a number of measures are provided for damping the noise emitted by the motor-pump unit sound.
  • An electrically driven delivery unit for highly flammable liquids is in the US-A-6,086,331 specified.
  • An electric motor is arranged with its housing within an additional casing.
  • the shaft of the motor is led out of the casing via a seal.
  • the shaft drives a pump located outside the casing.
  • the jacket and the motor housing of the electric motor are flushed by a protective gas.
  • a similar delivery unit shows the US 5,336,064 A ,
  • the font DE 30 10 689 A1 proposes to supply aggregates - including motor-pump units - with encapsulation, which in addition to the sound insulation also has another function. For all machine units disclosed in the document, it is proposed to hermetically encapsulate them and to produce a protective gas atmosphere in the interior. The resulting waste heat should be dissipated via cooling surfaces.
  • the DE 43 37 131 A1 proposes to arrange a motor-pump unit in a frame to achieve soundproofing.
  • a part of the frame is formed by a tank container.
  • the EP 0 220 512 A1 shows an open hydraulic circuit in which the hydraulic fluid in the tank is covered with an inert gas filling. Neither the pump nor an associated engine are encapsulated.
  • the font EP 0 424 206 A2 discloses to dispose various electric motors within an airtight housing.
  • Protective gas can be supplied to the housing from a protective gas source.
  • the outlet is controlled by two switching valves.
  • Volume flow sensors measure the amount of gas at the outlet.
  • the switching valves are opened and protective gas supplied via a regulator. After the sensors confirm that sufficient shielding gas has been supplied, the valves are closed to hold the inert gas atmosphere. Excessive leakage is detected by pressure sensors.
  • B. hydraulic pumps With hydraulic pumps, there is the risk, among other things, that in the event of bearing damage, overheating occurs in the area of the bearings, with the heated surface acting as a dangerous ignition source. Nevertheless, to be able to use hydraulic pumps in potentially explosive areas, other measures must be taken. One possibility for this is z. B.
  • the invention has for its object to provide a hydraulic unit of the type mentioned, which can be used according to the requirements of Atex Directive 94/9 / EC in hazardous areas. This should in particular be ensured that the heated by a bearing damage surface of the pump does not trigger the ignition of an explosive atmosphere.
  • the invention makes use of the type of protection overpressure encapsulation "p".
  • the invention makes it possible to arrange additional components in the interior of the frame closed on all sides in addition to the hydraulic unit. Since these components are also surrounded by protective gas, they need not meet the requirements of the Atex directive, so that inexpensive series versions of this Components can be used.
  • the inventively designed hydraulic unit from the outside electrical energy and the protective gas are supplied. If the valves controlling the hydraulic pressure medium are also arranged in the interior of the frame, only the hydraulic lines leading to the consumers need to be led out of the frame.
  • the features of subclaim 2 relate to the limitation of the pressure of the protective gas in the interior of the frame to an upper value. By these measures, the forces acting on the walls of the frame forces are limited, so that keeps the design effort for holding the walls of the frame within reasonable limits.
  • the claims 3 to 6 relate to the monitoring of the pressure in the interior of the frame to a lower value. This monitoring ensures that at a pressure drop of the protective gas in the interior of the frame under the at least necessary value for the type of protection overpressure "p" appropriate measures can be taken that z. B. in such a case, the power supply to all modules of the hydraulic unit is immediately suppressed.
  • the features of claims 7 to 14 relate to the structural design of the frame and the supply and the leadership of Zündschutzgases in the interior of the frame.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a building 10 in which there is an explosive atmosphere.
  • FIG. 1 a set up in the building 10, also shown only schematically hydraulic unit 11 according to the invention.
  • the hydraulic unit 11 is enclosed by a frame 12 closed on all sides.
  • a motor-pump unit 15 is arranged in the interior 13 of the frame 12.
  • the motor-pump unit 15 consists of an air-cooled electric motor 16 and a driven by the electric motor 16 pump 17.
  • the pump 17 delivers hydraulic pressure fluid from a reservoir 20 via hydraulic lines 21, 22, 23 to a in the FIG. 1 hydraulic load, not shown, which is located outside of the frame 12.
  • the consumer may be z. B. to act a hydraulic cylinder or a hydraulic motor. From the consumer, the pressure medium flows via a further line 25 back to the reservoir 20.
  • a arranged in the interior 13 valve 27 controls the pressure medium supplied to the consumer.
  • An outside of the building 10 arranged fan 30 leads to the interior 13 of the frame 12 serving as protective gas ambient air.
  • the protective gas is supplied to the inner space 13 via a supply channel 31.
  • the frame 12 is provided with a connecting piece 32 for the supply channel 31. In the region of the connecting piece 32 of the supply channel 31 is in a arranged in the interior 13 intake passage 33 via.
  • the intake passage 33 divides the air flow Q i supplied from the blower 30 into two partial flows Q 1 and Q 2 .
  • the partial flow Q 1 is fed to a frontal cooling air inlet 36 of the electric motor 16, while the partial flow Q 2 flows through the inner space 13.
  • the frame 12 is provided with a valve assembly 38 through which the protective gas exits the interior.
  • the valve assembly 38 is arranged in the frame 12, that the entire inner space 13 is flowed through by the protective gas. Details of the valve assembly 38 are described below with reference to FIG. 2 described.
  • the air flow exiting the interior 13 via the valve arrangement 38 is designated by Q o . It is practically equal to the supplied air flow Q i , apart from any leakage.
  • two pressure sensors 40, 41 are arranged, which detect the pressure of the protective gas, which is also referred to as the barrier pressure p sp .
  • the output signals of the pressure sensors 40, 41 are supplied to an electrical circuit 43, which evaluates the output signals of the pressure sensors 40, 41 and forms a first switching signal when the pressure p sp falls below a minimum value p min , which for a proper function of the type of protection overpressure enclosure "p " is required.
  • This pressure is on the order of 1 mbar.
  • the pressure p sp becomes redundant for safety reasons detected.
  • the circuit arrangement 43 shuts off the supply of electrical energy to the assemblies arranged in the interior 13, in particular the motor 16.
  • the circuit arrangement 43 forms a second switching signal when the pressure p sp exceeds a maximum value p max1 .
  • the monitoring of the maximum value p max1 is nevertheless necessary in order not to mechanically overstress the frame 12 by the forces acting on its inner surfaces. So z. B. at a pressure p sp of 10 mbar on an area of 1 m 2, a force of 1000 N on this area.
  • the maximum value p max1 therefore results from the structural design of the frame 12, with a usual safety margin being taken into account. For reasons of mechanical safety must be provided for an effective limitation of the maximum value of the pressure p sp in the interior 13.
  • the valve arrangement 38 and the circuit arrangement 43 which evaluates the output signals of the pressure sensors 40, 41, are provided.
  • the valve arrangement 38 is dimensioned such that even under unfavorable operating conditions it limits the pressure p sp to a value p max0 which is smaller than the maximum value p max1 determined by the construction of the frame 12. If, in the event of a fault, the valve arrangement is no longer able to limit the pressure p sp to the value p max0 and the pressure p sp has increased so much that it exceeds the permissible maximum value p max1 , the circuit arrangement 43 forms a corresponding switching signal which either signals only a fault or z. B. via an electrical line 45 and a control device 46 the Blower 30 influenced in terms of a safe operating condition.
  • FIG. 2 and 3 show a second formed according to the invention hydraulic unit 50 with a cuboid frame 51. Components that match those of the in the FIG. 1 match shown hydraulic unit 11 are provided with the same reference numerals.
  • the FIG. 2 shows one of the illustration in the FIG. 1 corresponding side view while the FIG. 3 a plan view of the hydraulic unit 50 shows.
  • To a bottom plate 52 eight perpendicular plates 54 to 61 are welded, which form a three areas 63 to 65 existing reservoir 66 with U-shaped cross-section.
  • the reservoir 66 is closed at its top by further, horizontally arranged sheets which are welded to the vertical sheets 54 to 61.
  • the areas 63 to 65 form three fixed side walls of the cuboid frame 51, wherein the plates 58, 59 and 60 together with the bottom plate 52 define the interior 13 of the frame 51.
  • the fourth side wall of the frame 51 forms a removable wall 68 inserted between the areas 63 and 65.
  • the frame 51 is closed by another removable wall 69.
  • the leakage losses arising in this way may only be so great that the minimum value p min required in the interior 13 for the type of protection overpressure "p" can still be set.
  • the walls 68 and 69 can, if necessary, z.
  • the valve assembly 38 is disposed in an outlet opening 71 in the wall 69.
  • the valve arrangement 38 is designed as a flutter valve.
  • a rotatably mounted about a horizontal axis 72 plate 73, which serves as a valve blade of the flutter valve closes in its rest position due to their weight, the outlet port 71.
  • Increases the pressure p sp in the interior 13 the plate 73 rotates according to the force acting on it about the axis 72 and releases the outlet port 71 until the pressure p sp is equal to the weight of the plate 73 divided by the pressure applied by the pressure p sp surface of the plate 73.
  • the opening angle of the plate 73 determines the size of the outlet cross-section of the outlet opening 71.
  • the outlet opening 71 and the plate 73 are dimensioned that adjusts the balance of power for the value p max0 .
  • a grille 75 surrounds the pivoting area of the plate 73 and prevents foreign matter from entering the valve assembly 38 and affecting the function of the valve assembly 38.
  • the electric motor 16 is provided with four damping elements, of which in the FIG. 2 only two damping elements 77, 78 are visible, held on the bottom plate 52.
  • the connecting piece 32 in the region of the supply channel 31 merges into the intake passage 33, is held on the wall 69.
  • the intake passage 33 is in an advantageous manner - as well as the connecting piece 32 - held on the wall 69.
  • the intake passage 33 is provided with a series of openings which distribute the supplied air flow Q i so that the first partial flow Q 1 is supplied to the cooling air inlet 36 of the electric motor 16 and that the second partial flow Q 2 into a plurality of partial flows Q 21 , Q 22 , Q 23 is divided, which flow through the interior 13 and then leave together with the exiting from the electric motor 16 partial flow Q 1, the interior 13 via the valve assembly 38.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hydraulikaggregat mit einem Vorratsbehälter für Hydraulik-Flüssigkeit und mit einer aus einem Motor und einer von diesem angetriebenen Pumpe gebildeten Motor-Pumpe-Einheit.
  • Derartige Hydraulikaggregate werden für verschiedene Anwendungszwecke in unterschiedlichsten Ausführungsformen hergestellt. Die Hydraulikaggregate können zusätzlich zu dem Vorratsbehälter und der Motor-Pumpe-Einheit mit weiteren Komponenten, wie z. B. Ventile, Filter, Kühler oder Überwachungsgeräte, ausgestattet sein. Auch sind Hydraulikaggregate bekannt, bei denen eine Reihe von Maßnahmen zur Dämpfung des von der Motor-Pumpe-Einheit ausgehenden Schalls vorgesehen sind.
  • Ein elektrisch angetriebenes Förderaggregat für leicht entzündliche Flüssigkeiten ist in der US-A-6 086 331 angegeben. Ein elektrischer Motor ist mit seinem Gehäuse innerhalb einer zusätzlichen Ummantelung angeordnet. Die Welle des Motors ist über eine Dichtung aus der Ummantelung herausgeführt. Die Welle treibt eine sich außerhalb der Ummantelung befindliche Förderpumpe an. Die Ummantelung sowie das Motorgehäuse des Elektromotors werden von einem Zündschutzgas durchspült. Ein ähnliches Förderaggregat zeigt die US 5,336,064 A .
  • Die Schrift DE 30 10 689 A1 schlägt vor, Aggregate - auch Motor-Pumpen Aggregate - mit einer Kapselung zu-versehen, welche neben dem Schallschutz auch eine weitere Funktion besitz. Für alle in der Schrift offenbarten Maschinenaggregate wird vorgeschlagen, diese hermetisch zu kapseln und im Innenraum eine Schutzgasatmosphäre herzustellen. Die entstehende Abwärme soll über Kühlflächen abgeführt werden.
  • Die DE 43 37 131 A1 schlägt vor, ein Motor-Pumpe Aggregat in einem Rahmen anzuordnen, um einen Schallschutz zu erzielen. Ein Teil des Rahmens wird von einem Tankbehälter gebildet.
  • Die EP 0 220 512 A1 zeigt einen offenen hydraulischen Kreis, bei dem die Hydraulikflüssigkeit im Tank mit einer Inertgasfüllung überschichtet ist. Weder die Pumpe noch ein zugehöriger Motor sind gekapselt.
  • Die Schrift EP 0 424 206 A2 offenbart verschiedene elektrische Motoren innerhalb eines luftdichten Gehäuses anzuordnen. Aus einer Schutzgasquelle kann dem Gehäuse Schutzgas zugeführt werden. Der Auslass wird durch zwei Schaltventile gesteuert. Volumenstromsensoren messen die Menge des Gases am Auslass. Zur Herstellung der Schutzgasatmosphäre werden die Schaltventile geöffnet und Schutzgas über einen Regler zugeführt. Nachdem die Sensoren bestätigen, dass genügend Schutzgas zugeführt wurde, werden die Ventile geschlossen, um die Schutzgasatmosphäre zu halten. Übermäßige Leckage wird durch Drucksensoren festgestellt.
  • Seit dem 1. Juli 2003 regelt die "Alex-Richtlinie 94/9/EG" einheitlich die Produktanforderungen in Europa für Ausrüstungen zur Verwendung in explosionsgefährdeter Atmosphäre. Diese Richtlinie ersetzt alle bestehenden europäischen und einzelstaatlichen Rechtsvorschriften. Um die neu gefaßten Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, müssen die Hersteller jetzt zusätzliche Maßnahmen ergreifen. Dabei ist zu beachten, daß die Vermeidung einer Explosion ("primärer Explosionsschutz") immer besser als jeglicher Schutz vor Explosionen ("sekundärer Explosionsschutz") ist. Unter primärem Explosionsschutz versteht man alle Maßnahmen, die verhindern, daß eine gefährliche explosive Atmosphäre überhaupt entstehen kann. Nach dem Ausschöpfen aller Möglichkeiten des primären Explosionsschutzes gibt es aber immer noch Bereiche, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre auftritt, sog. explosionsgefährdete Bereiche. Dies ist u. a. dann der Fall, wenn die Gefahr besteht, daß sich eine explosionsfähige Atmosphäre an einer Zündquelle, z. B. an einer heißen Oberfläche, entzündet und dadurch eine Explosion auslöst. In diesen Bereichen sind Maßnahmen des sekundären Explosionsschutzes einzusetzen, d. h. es müssen Maßnahmen ergriffen werden, die eine Zündung explosionsfähiger Atmosphäre verhindern. Diese Maßnahmen können z. B. darin bestehen, daß alle in einem hydraulischen System verwendeten Komponenten für sich bereits die Anforderungen der Atex-Richtlinie erfüllen. Bei diesen Komponenten handelt es sich in der Regel um nur in kleiner Stückzahl hergestellte Sonderausführungen, die teurer sind als die Serienausführung der entsprechenden Komponenten. Darüber hinaus gibt es Komponenten, die sich nicht in einer die Atex-Richtlinie erfüllenden Ausführung herstellen lassen, wie z. B. hydraulische Pumpen. Bei hydraulischen Pumpen besteht u. a. die Gefahr, daß bei einem Lagerschaden eine Überhitzung im Bereich der Lager auftritt, wobei sich die erhitzte Oberfläche als gefährliche Zündquelle auswirkt. Um trotzdem hydraulische Pumpen in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzen zu können, müssen andere Maßnahmen ergriffen werden. Eine Möglichkeit hierfür besteht z. B. darin, die Pumpe unter Öl zu betreiben. Diese Zündschutzart wird in Verbindung mit nicht-elektrischen Geräten als Flüssigkeitskapselung "k" bezeichnet. Bei dieser Zündschutzart wird die Zündquelle in einem mit Öl gefüllten Gehäuse so weit untergetaucht, daß ein Zünddurchschlag in den Bereich außerhalb der Öloberfläche nicht möglich ist. In Verbindung mit elektrischen Geräten wird diese Zündschutzart als Ölkapselung "o" bezeichnet.
  • Weitere Zündschutzarten, durch die'die Zündung eines explosionsfähigen Gemisches vermieden werden kann, sind:
    • Eigensicherheit "i",
    • druckfeste Kapselung "d",
    • erhöhte Sicherheit "e",
    • Überdruckkapselung "p",
    • Vergußkapselung "m",
    • Sandkapselung "q".
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hydraulikaggregat der eingangs genannten Art zu schaffen, das entsprechend den Anforderungen der Atex-Richtlinie 94/9/EG in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzbar ist. Hierbei soll insbesondere sichergestellt sein, daß die durch einen Lagerschaden erhitzte Oberfläche der Pumpe nicht die Zündung einer explosionsfähigen Atmosphäre auslöst.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung macht dabei von der Zündschutzart Überdruckkapselung "p" Gebrauch. Die Erfindung ermöglicht es, zusätzlich zu dem Hydraulikaggregat weitere Komponenten in dem Innenraum des allseitig geschlossenen Rahmens anzuordnen. Da diese Komponenten ebenfalls von Zündschutzgas umgeben sind, brauchen sie nicht die Anforderungen der Atex-Richtlinie zu erfüllen, so daß kostengünstige Serienausführungen dieser Komponenten verwendet werden können. Dem erfindungsgemäß ausgebildeten Hydraulikaggregat werden von außen elektrische Energie und das Zündschutzgas zugeführt. Sind auch die das hydraulische Druckmittel steuernden Ventile im Innenraum des Rahmens angeordnet, brauchen nur die zu den Verbrauchern führenden hydraulischen Leitungen aus dem Rahmen herausgeführt zu werden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Merkmale des Unteranspruchs 2 betreffen die Begrenzung des Drucks des Zündschutzgases im Innenraum des Rahmens auf einen oberen Wert. Durch diese Maßnahmen werden die auf die Wände des Rahmens einwirkenden Kräfte begrenzt, so daß sich der konstruktive Aufwand für die Halterung der Wände des Rahmens in vertretbaren Grenzen hält. Die Ansprüche 3 bis 6 betreffen die Überwachung des Drucks im Innenraum des Rahmens auf einen unteren Wert. Diese Überwachung stellt sicher, daß bei einem Druckabfall des Zündschutzgases im Innenraum des Rahmens unter den für die Zündschutzart Überdruckkapselung "p" mindestens erforderlichen Wert entsprechende Maßnahmen ergriffen werden können, daß z. B. in einem derartigen Fall die Energiezufuhr zu allen Baugruppen des Hydraulikaggregats unmittelbar unterbunden wird. Die Merkmale der Ansprüche 7 bis 14 betreffen die konstruktive Ausgestaltung des Rahmens und der Zufuhr sowie die Führung des Zündschutzgases im Innenraum des Rahmens.
  • Die Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzelheiten anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung eines in einem Gebäude aufgestellten ersten erfindungsgemäßen Hydraulikaggregats,
    Figur 2
    eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Hydraulikaggregats und
    Figur 3
    eine Draufsicht auf das in der Figur 2 dargestellte Hydraulikaggregat.
  • Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Gebäude 10, in dem sich eine explosionsfähige Atmosphäre befindet. Außerdem zeigt die Figur 1 ein in dem Gebäude 10 aufgestelltes, ebenfalls nur schematisch dargestellt Hydraulikaggregat 11 gemäß der Erfindung. Das Hydraulikaggregat 11 ist von einem allseitig geschlossenen Rahmen 12 umschlossen. Im Innenraum 13 des Rahmens 12 ist eine Motor-Pumpe-Einheit 15 angeordnet. Die Motor-Pumpe-Einheit 15 besteht aus einem luftgekühlten Elektromotor 16 und einer von dem Elektromotor 16 angetriebenen Pumpe 17. Die Pumpe 17 fördert hydraulisches Druckmittel aus einem Vorratsbehälter 20 über hydraulische Leitungen 21, 22, 23 zu einem in der Figur 1 nicht dargestellten hydraulischen Verbraucher, der sich außerhalb des Rahmens 12 befindet. Bei dem Verbraucher kann es sich z. B. um einen Hydrozylinder oder um einen Hydromotor handeln. Von dem Verbraucher fließt das Druckmittel über eine weitere Leitung 25 zurück zu dem Vorratsbehälter 20. Ein im Innenraum 13 angeordnetes Ventil 27 steuert die dem Verbraucher zugeführte Druckmittelmenge.
  • Ein außerhalb des Gebäudes 10 angeordnetes Gebläse 30 führt dem Innenraum 13 des Rahmens 12 als Zündschutzgas dienende Umgebungsluft zu. Das Zündschutzgas ist dem Innenraum 13 über einen Zuführungskanal 31 zugeführt. Der Rahmen 12 ist mit einem Anschlußstutzen 32 für den Zuführungskanal 31 versehen. Im Bereich des Anschlußstutzens 32 geht der Zuführungskanal 31 in einen im Innenraum 13 angeordneten Ansaugkanal 33 über. Der Ansaugkanal 33 teilt den von dem Gebläse 30 zugeführten Luftstrom Qi in zwei Teilströme Q1 und Q2 auf. Der Teilstrom Q1 ist einem stirnseitigen Kühllufteintritt 36 des Elektromotors 16 zugeführt, während der Teilstrom Q2 den Innenraum 13 durchströmt. Der Rahmen 12 ist mit einer Ventilanordnung 38 versehen, über die das Zündschutzgas den Innenraum verläßt. Die Ventilanordnung 38 ist so in dem Rahmen 12 angeordnet, daß der gesamte Innenraum 13 von dem Zündschutzgas durchströmt ist. Einzelheiten der Ventilanordnung 38 sind weiter unten anhand der Figur 2 beschrieben. Der aus dem Innenraum 13 über die Ventilanordnung 38 austretende Luftstrom ist mit Qo bezeichnet. Er ist praktisch gleich dem zugeführten Luftstrom Qi, wenn man von eventuellen Leckverlusten absieht. Im Innenraum 13 sind zwei Drucksensoren 40, 41 angeordnet, die den auch als Sperrdruck psp bezeichneten Druck des Zündschutzgases erfassen. Die Ausgangssignale der Drucksensoren 40, 41 sind einer elektrischen Schaltungsanordnung 43 zugeführt, die die Ausgangssignale der Drucksensoren 40, 41 auswertet und ein erstes Schaltsignal bildet, wenn der Druck psp einen Mindestwert pmin unterschreitet, der für eine ordnungsgemäße Funktion der Zündschutzart Überdruckkapselung "p" erforderlich ist. Dieser Druck liegt in der Größenordnung von 1 mbar. Der Druck psp wird aus Sicherheitsgründen redundant erfaßt. Im Gefahrenfall schaltet die Schaltungsanordnung 43 die Zufuhr elektrischer Energie zu den im Innenraum 13 angeordneten Baugruppen, insbesondere dem Motor 16, ab. Die Schaltungsanordnung 43 bildet ein zweites Schaltsignal, wenn der Druck psp einen Maximalwert pmax1 überschreitet. Obwohl eine Überschreitung des Maximalwerts pmax1 grundsätzlich nicht die Funktion der Zündschutzart Überdruckkapselung "p" beeinflußt, ist die Überwachung des Maximalwerts pmax1 trotzdem erforderlich, um den Rahmen 12 durch die auf seine Innenflächen wirkenden Kräfte nicht mechanisch zu stark zu beanspruchen. So wirkt z. B. bei einem Druck psp von 10 mbar auf eine Fläche von 1 m2 eine Kraft von 1000 N auf diese Fläche. Der Maximalwert pmax1 ergibt sich daher aus der konstruktiven Ausgestaltung des Rahmens 12, wobei ein üblicher Sicherheitszuschlag zu berücksichtigen ist. Aus Gründen der mechanischen Sicherheit muß für eine wirksame Begrenzung des Maximalwerts des Drucks psp im Innenraum 13 gesorgt werden. Hierzu sind die Ventilanordnung 38 und die Schaltungsanordnung 43, die die Ausgangssignale der Drucksensoren 40, 41 auswertet, vorgesehen. Die Ventilanordnung 38 ist so dimensioniert, daß sie auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen den Druck psp auf einen Wert pmax0, begrenzt, der kleiner als der durch die Konstruktion des Rahmens 12 bestimmte Maximalwert pmax1 gewählt ist. Wenn im Störungsfall die Ventilanordnung nicht mehr dazu in der Lage ist, den Druck psp auf den Wert pmax0 zu begrenzen und der Druck psp so weit angestiegen ist, daß er den zulässigen Maximalwert pmax1 überschreitet, bildet die Schaltungsanordnung 43 ein entsprechendes Schaltsignal, das entweder nur einen Störungsfall signalisiert oder z. B. über eine elektrische Leitung 45 und eine Steuereinrichtung 46 das Gebläse 30 im Sinne eines sicheren Betriebszustands beeinflußt.
  • Die Figuren 2 und 3 zeigen ein zweites gemäß der Erfindung ausgebildetes Hydraulikaggregat 50 mit einem quaderförmigen Rahmen 51. Bauteile, die mit denen des in der Figur 1 dargestellten Hydraulikaggregats 11 übereinstimmen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figur 2 zeigt eine der Darstellung in der Figur 1 entsprechende Seitenansicht während die Figur 3 eine Draufsicht auf das Hydraulikaggregat 50 zeigt. An eine Bodenplatte 52 sind acht senkrecht stehende Bleche 54 bis 61 geschweißt, die einen aus drei Bereichen 63 bis 65 bestehenden Vorratsbehälter 66 mit U-förmigem Querschnitt bilden. Der Vorratsbehälter 66 ist seiner Oberseite durch weitere, waagerecht angeordnete Bleche, die mit den senkrechten Blechen 54 bis 61 verschweißt sind, verschlossen. Die Bereiche 63 bis 65 bilden drei feststehende Seitenwände des quaderförmigen Rahmens 51, wobei die Bleche 58, 59 und 60 zusammen mit der Bodenplatte 52 den Innenraum 13 des Rahmens 51 begrenzen. Die vierte Seitenwand des Rahmens 51 bildet eine zwischen die Bereiche 63 und 65 eingesetzte demontierbare Wand 68. Nach oben ist der Rahmen 51 durch eine weitere demontierbare Wand 69 abgeschlossen. Dabei ist es durchaus zulässig, daß zwischen den feststehenden Wänden und den demontierbare Wänden Spalte existieren, über die Zündschutzgas aus dem Innenraum 13 des Rahmens 51 in das Gebäude dringt. Andererseits dürfen die auf diese Weise entstehenden Leckverluste nur so groß sein, daß sich der für die Zündschutzart Überdruck "p" erforderliche Mindestwert pmin im Innenraum 13 noch einstellen kann. Die Wände 68 und 69 können bei Bedarf, z. B. wenn ein geräuscharmes Hydraulikaggregat gewünscht ist, als Dämmwände ausgebildet werden, die den aus dem Hydraulikaggregat austretenden Schall verringern. Einzelheiten der Befestigung der Wände 68 und 69 an dem Rahmen 51 sind in den Figuren 2 und 3 nicht im Einzelnen dargestellt. Wesentlich ist jedoch in diesem Zusammenhang, daß sich die Befestigungselemente für die Wände 68 und 69 im Hinblick auf die Einhaltung der Zündschutzsicherheit nur mit Spezialwerkzeugen öffnen lassen und daß die Befestigungselemente mindestens der Kraft standhalten, die beim Maximalwert pmax1 des Drucks psp auf sie einwirkt. Als weitere Sicherheitsmaßnahme ist es möglich, die Befestigungselemente zusätzlich mit einer Art Sollbruchstelle zu versehen, die bei einem den Maximalwert pmax1 wesentlich übersteigenden Druck psp eine der demontierbaren Wände 68, 69 im Sinne eines weiteren Druckabbaus im Innenraum 13 des Rahmens 51 freigibt.
  • Die Ventilanordnung 38 ist in einer Auslaßöffnung 71 in der Wand 69 angeordnet. Die Ventilanordnung 38 ist als Flatterventil ausgebildet. Eine um eine waagerechte Achse 72 drehbar gelagerte Platte 73, die als Ventilblatt des Flatterventils dient, verschließt in ihrer Ruhelage aufgrund ihres Gewichts die Auslaßöffnung 71. Erhöht sich der Druck psp im Innenraum 13, dreht sich die Platte 73 entsprechend der auf sie wirkenden Kraft um die Achse 72 und gibt die Auslaßöffnung 71 so weit frei, bis der Druck psp gleich dem Gewicht der Platte 73 dividiert durch die von dem Druck psp beaufschlagte Fläche der Platte 73 ist. Dabei bestimmt der Öffnungswinkel der Platte 73 die Größe des Auslaßquerschnitts der Auslaßöffnung 71. Die Auslaßöffnung 71 und die Platte 73 sind so dimensioniert, daß sich das Kräftegleichgewicht für den Wert pmax0 einstellt. Ein Abdeckgitter 75 umgibt den Schwenkbereich der Platte 73 und verhindert, daß Fremdkörper in die Ventilanordnung 38 eindringen und die Funktion der Ventilanordnung 38 beeinträchtigen.
  • Der Elektromotor 16 ist mit vier Dämpfungselementen, von denen in der Figur 2 nur zwei Dämpfungselemente 77, 78 sichtbar sind, an der Bodenplatte 52 gehalten. Der Anschlußstutzen 32, in dessen Bereich der Zuführungskanal 31 in den Ansaugkanal 33 übergeht, ist an der Wand 69 gehalten. Der Ansaugkanal 33 ist in vorteilhafter Weise - wie auch der Anschlußstutzen 32 - an der Wand 69 gehalten. Der Ansaugkanal 33 ist mit einer Reihe von Öffnungen versehen, die den zugeführten Luftstrom Qi so verteilen, daß der erste Teilstrom Q1 dem Kühllufteintritt 36 des Elektromotors 16 zugeführt ist und daß der zweite Teilstrom Q2 in mehrere Teilströme Q21, Q22, Q23 aufgeteilt ist, die den Innenraum 13 durchströmen und daran anschließend gemeinsam mit dem aus dem Elektromotor 16 austretenden Teilstrom Q1 den Innenraum 13 über die Ventilanordnung 38 verlassen. Die aus der Ventilanordnung 38 austretende Luft verdünnt ebenso wie die über Spalte zwischen der Bodenplatte 52 bzw. den feststehenden Wänden 63, 64, 65 des Rahmens 51 und den demontierbaren Wänden 68, 69 austretende Luft die explosionsfähige Atmosphäre innerhalb des Gebäudes 10 und trägt damit zum primären Explosionsschutz bei. Fall dies aus anderen Gründen nicht gewünscht sein sollte, ist es alternativ möglich, die durch die Ventilanordnung 38 aus dem Innenraum 13 des Rahmens 51 austretende Abluft über einen in den Figuren nicht dargestellten Abluftkanal ins Freie zu führen.

Claims (14)

  1. Hydraulikaggregat mit einem Vorratsbehälter für Hydraulik-Flüssigkeit und mit einer aus einem Motor und einer von diesem angetriebenen Pumpe gebildeten Motor-Pumpe-Einheit,
    wobei die Motor-Pumpe-Einheit (15) im Innenraum (13) eines allseitig geschlossenen Rahmens (12; 51) angeordnet ist,
    dem Innenraum (13) ständig ein Zündschutzgas zugeführt ist,
    das Zündschutzgas im Innenraum (13) derart geführt ist, daß alle dort angeordneten Baugruppen (15, 27, 40, 41, 43) von ihm umströmt sind, und
    die Menge (Q1) des dem Innenraum (13) zugeführten Zündschutzgases mindestens so groß gewählt ist, daß im Innenraum (13) ein Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck außerhalb des Rahmens (12; 51) herrscht,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    eine Wand (69) des Rahmens (12; 51) mit einer Auslaßöffnung (71) versehen ist, die durch eine druckgesteuerte Ventilanordnung (38) verschließbar ist, und daß die Ventilanordnung (38) so ausgebildet ist, daß sie zur Begrenzung des Drucks (psp) im Innenraum (13) auf einen vorgebbaren Wert (pmax0) den Auslaßquerschnitt vergrößert, wenn der Druck (psp) im Innenraum (13) den vorgebbaren Wert (pmax0) überschreitet.
  2. Hydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (38) als Flatterventil mit einem Ventilblatt in Form einer drehbar gelagerten Platte (73) ausgebildet ist.
  3. Hydraulikaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (up1) eines Drucksensors (40) einer elektrischen Schaltungsanordnung (43) zugeführt ist, die das Ausgangssignal auswertet und beim Unterschreiten eines ersten Drucks (pmin) im Innenraum (13) und/oder beim Überschreiten eines zweiten Drucks (pmax1) ein entsprechendes Signal bildet.
  4. Hydraulikaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal eines zweiten im Innenraum (13) angeordneten Drucksensors (41) der elektrischen Schaltungsanordnung (43) zugeführt ist, daß die Schaltungsanordnung (43) das Ausgangssignal auswertet und beim Unterschreiten des ersten Drucks (pmin) ein entsprechendes Signal bildet.
  5. Hydraulikaggregat nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (43) im Gefahrenfall die Zufuhr elektrischer Energie zu den im Innenraum (13) angeordneten Baugruppen abschaltet.
  6. Hydraulikaggregat nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (43) ein die Zufuhr des Zündschutzgases steuerndes Signal bildet.
  7. Hydraulikaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (51) quaderförmig ausgebildet ist, daß der Vorratsbehälter (66) an einer Bodenplatte (52) gehalten ist und daß der Vorratsbehälter (66) so ausgebildet ist, daß er mindestens zwei Seitenwände (63, 64, 65) des Rahmens (51) bildet.
  8. Hydraulikaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Wände (68, 69) des Rahmens (51) als in diesen einsetzbare, demontierbare Wände ausgebildet sind.
  9. Hydraulikaggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Wände (68, 69) als Dämmwände ausgebildet sind.
  10. Hydraulikaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (16) ein luftgekühlter Elektromotor ist und daß ein dem Kühlmittelbedarf dieses Motors (16) entsprechender Teilstrom (Q1) des Zündschutzgases dem Kühllufteintritt (36) des Motors (16) zugeführt ist.
  11. Hydraulikaggregat nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wand (69) des Rahmens (51) mit einem Anschlußstutzen (32) für einen Zuführungskanal (31) versehen ist, über den das Zündschutzgas dem Innenraum (13) zuführbar ist.
  12. Hydraulikaggregat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführungskanal (31) in einen im Innenraum (13) angeordneten Ansaugkanal (33) mündet und daß der Ansaugkanal (33) so ausgebildet ist, daß ein erster Teilstrom (Q1) des Zündschutzgases dem Kühllufteintritt (36) des Motors (16) zugeführt ist und daß ein zweiter Teilstrom (Q2) den Innenraum (13) durchströmt.
  13. Hydraulikaggregat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teilstrom (Q2) in mehrere Teilströme (Q21, Q22, Q23) aufgeteilt ist.
  14. Hydraulikaggregat nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugkanal (33) an einer Wand (69) des Rahmens (51) gehalten ist.
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