EP1526282A1

EP1526282A1 - Motor-pump unit

Info

Publication number: EP1526282A1
Application number: EP04025166A
Authority: EP
Inventors: Franz Arbogast; Ludwig Täubel
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 2003-10-24
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2024-10-22
Also published as: DK1526282T3; DE502004008629D1; DE10349752B4; ATE417202T1; DE10349752A1; EP1526282B1

Abstract

Motor-driven pump unit comprises an electric motor, an internal geared wheel pump, and a housing with an inlet (5.1.1) and an outlet (5.1.2) for a medium to be conveyed. The inlet is arranged in a peripheral wall (5.1) of the housing between two housing covers (5.2, 5.3). The outlet is arranged in the peripheral wall between the two housing covers. The flow path of the medium to be conveyed is designed so that the medium flows from the inlet through the electric motor, the internal geared wheel pump, and again through the electric motor toward the outlet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Motorpumpenaggregat, umfassend einen Elektromotor und eine Pumpe. Dabei sind Motor und Pumpe ineinander verschachtelt; der Motor umhüllt die Pupe. Auf WO 01/73295 wird verwiesen.The invention relates to a motor pump unit comprising an electric motor and a pump. The motor and pump are nested; the Engine envelops the pupil. Reference is made to WO 01/73295.

DE 195 38 278 A1 beschreibt ein ähnliches Motorpumpenaggregat. Dabei ist der Rotor des Elektromotors gleichzeitig das Pumpenrad der Pumpe.DE 195 38 278 A1 describes a similar motor pump unit. It is the Rotor of the electric motor at the same time the impeller of the pump.

EP 0 611 887 A1 beschreibt ein weiteres Motorpumpenaggregat. Dabei ist der Rotor des Motors zwar ein eigenständiges Bauteil, aber mit dem Zylinderblock einer Kolbenpumpe drehfest verbunden.EP 0 611 887 A1 describes another motor pump unit. It is the Rotor of the engine, although an independent component, but with the cylinder block a piston pump rotatably connected.

DE 198 17 162 A1 beschreibt ein Motorpumpenaggregat mit einem im Gehäuse befestigten Stator eines Elektromotors, ferner mit einem Rotor, der neben seiner elektromotorischen Funktion zum Erzeugen eines Drehmoments gleichzeitig der Aufnahme einer rotierenden Hydropumpe dient.DE 198 17 162 A1 describes a motor pump unit with a housing fixed stator of an electric motor, further comprising a rotor, in addition to his electromotive function for generating a torque at the same time Recording a rotating hydraulic pump is used.

Aggregate dieser Bauart haben den großen Vorteil, dass sie nur einen minimalen Raum beanspruchen. Sie sind aber noch verbesserungsfähig.Aggregates of this type have the great advantage that they only have a minimum Claim space. But they are still capable of improvement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Motorpumpenaggregat der genannten Bauart noch weiter zu verbessern, insbesondere bezüglich des Fertigungsaufwandes und des Raumbedarfs.The invention is based on the object, a motor pump unit of mentioned type to improve even further, in particular with respect to Manufacturing effort and space requirements.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.

Die Erfindung geht somit von einem Motorpumpenaggregat aus, umfassend einen Elektromotor mit Stator und Rotor, eine Innenzahnradpumpe, die ein Hohlrad und ein Ritzel aufweist, sowie ein Gehäuse.The invention thus starts from a motor pump unit comprising a Electric motor with stator and rotor, an internal gear pump, a ring gear and a pinion, and a housing.

Crucial features of the invention are the following:

Die genannten Bauteile sind, radial von außen nach innen gesehen, in der folgenden Reihenfolge angeordnet:

Stator

Rotor

Hohlrad

Ritzel.

The components mentioned are arranged, viewed radially from outside to inside, in the following order:

stator

rotor

ring gear

Pinion.

Ganz wichtig ist, dass Rotor und Hohlrad unmittelbar drehfest miteinander verbunden sind. Es ist somit kein Übertragungsmittel vorgesehen. Die innere Mantelfläche des Rotors umschließt die äußere Mantelfläche des Hohlrades. Die beiden Flächen liegen eng aneinander an, so dass eine Drehmomentübertragung vom Rotor zum Hohlrad erfolgt. Dabei könnte eine Lage aus einem anderen Material noch zwischengefügt sein, beispielsweise aus einem isolierenden Material. Die drehfeste Verbindung kann durch mechanische Mittel hergestellt sein, aber auch beispielsweise durch Aufschrumpfen des Stators auf das Hohlrad.Very important is that the rotor and ring gear directly against rotation with each other are connected. Thus, no transmission means is provided. The inner one The lateral surface of the rotor encloses the outer circumferential surface of the ring gear. The Both surfaces are close to each other, so that a torque transmission from the rotor to the ring gear. This could be a situation from another Material still be interposed, for example, an insulating Material. The non-rotatable connection can be made by mechanical means be, but also for example by shrinking the stator to the ring gear.

Der Antrieb der Pumpe erfolgt somit nicht - wie üblich - über die Ritzelwelle, sondern über das Hohlrad. Hierdurch ist die Drehzahl des Ritzels um das Verhältnis der Anzahl der Zähne des Hohlrades zur Anzahl der Zähne des Ritzels größer.The drive of the pump is thus not - as usual - on the pinion shaft, but over the ring gear. As a result, the speed of the pinion to the Ratio of the number of teeth of the ring gear to the number of teeth of the pinion greater.

Die aus Rotor und Hohlrad bestehende Einheit ist im Gehäuse gelagert, und zwar in Flanschen, die Bestandteile der Gehäusedeckel sind - entweder diesen angeformt, oder einteilig mit diesen. Dabei kann entweder das Hohlrad oder der Rotor gelagert sein - je nachdem, welches dieser beiden Bauteile länger ist.The consisting of rotor and ring gear unit is mounted in the housing, namely in flanges that are part of the housing cover - either this molded, or in one piece with these. It can either the ring gear or the Rotor be stored - depending on which of these two components is longer.

Die Lagerung des Ritzels ist ebenfalls in die genannten seitlichen Flansche integriert. Aufgrund dieser Bauweise läuft das Hohlrad im Zentrum des Motors um, während das Ritzel zum Erzielen der notwendigen Exzentrizität außermittig angeordnet ist. The bearing of the pinion is also in the said lateral flanges integrated. Due to this design, the ring gear runs in the center of the engine, while the pinion off-center to achieve the necessary eccentricity is arranged.

Der Volumenstrom des zu fordernden und zu verdichtenden Mediums verläuft zur Saugseite und durch den Motor, wobei dieser gekühlt wird. Er strömt schließlich an der Druckseite aus. Damit lässt sich das Bauvolumen stark reduzieren.The volume flow of the medium to be demanded and to be compressed runs to the suction side and through the engine, which is cooled. He is streaming finally on the print side. This makes the construction volume strong to reduce.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin sind zwei Ausführungsformen dargestellt, eine erste mit einer Innenzahnradpumpe großer axialer Baulänge, und eine zweite mit einer Innenzahnradpumpe mit geringer axialer Baulänge.

Figur 1: zeigt die erste Ausführungsform des kompletten Motorpumpenaggregats in einem Axialschnitt.
Figur 2: zeigt Rotor und Pumpe des Aggregats von Figur 1.
Figur 3: zeigt das komplette Motorpumpenaggregat gemäß der zweiten Ausführungsform, wiederum in einem Axialschnitt.
Figur 4: zeigt Rotor und Pumpe des Aggregats von Figur 3.

The invention is explained in more detail with reference to the drawing. Therein, two embodiments are shown, a first with a Innenzahnradpumpe large axial length, and a second with an internal gear pump with a small axial length.

FIG. 1: shows the first embodiment of the complete motor pump unit in an axial section.
FIG. 2: shows rotor and pump of the unit of Figure 1.
FIG. 3: shows the complete motor pump assembly according to the second embodiment, again in an axial section.
FIG. 4: shows rotor and pump of the unit of Figure 3.

Das in Figur 1 dargestellte Aggregat umfasst einen Elektromotor mit einem Stator 1 und einem Rotor 2.The unit shown in Figure 1 comprises an electric motor with a stator 1 and a rotor 2.

Der Rotor 2 umschließt eine Innenzahnradpumpe. In Figur 1 sieht man von dieser das Hohlrad 3 sowie die Ritzelwelle 4. Motor und Innenzahnradpumpe sind in einem Gehäuse 5 angeordnet. Dieses weist eine zylindrische Wand 5.1 sowie zwei Deckel 5.2, 5.3 auf. Die zylindrische Wand 5.1 weist einen Einlass 5.1.1 sowie einen Auslass 5.1.2 auf.The rotor 2 encloses an internal gear pump. In Figure 1 you can see from this the ring gear 3 and the pinion shaft 4. Motor and internal gear pump are in a housing 5 is arranged. This has a cylindrical wall 5.1 as well two covers 5.2, 5.3 on. The cylindrical wall 5.1 has an inlet 5.1.1 and an outlet 5.1.2.

Die beiden Deckel 5.2, 5.3 sind jeweils mit zwei Flanschen versehen, nämlich einem radial äußeren Flansch 5.2.1 beziehungsweise 5.3.1 und einem radial inneren Flansch 5.2.2 beziehungsweise 5.3.2. The two covers 5.2, 5.3 are each provided with two flanges, namely a radially outer flange 5.2.1 or 5.3.1 and a radial inner flange 5.2.2 or 5.3.2.

Die radial äußeren Flansche 5.2.1 und 5.3.1 tragen jeweils ein Lager 6, 7 zum Lagern des Hohlrades 3 der Pumpe, während die radial inneren Flansche 5.2.2 jeweils ein Lager 8, 9 zum Tragen der Ritzelwelle 4.1 umschließen.The radially outer flanges 5.2.1 and 5.3.1 each carry a bearing 6, 7 for Bearing the ring gear 3 of the pump, while the radially inner flanges 5.2.2 each enclose a bearing 8, 9 for supporting the pinion shaft 4.1.

Man beachte die Pfeile, die den Förderweg des Mediums markieren. Die hellen Pfeile veranschaulichen den Saugstrom, und die dunklen Pfeile den Druckstrom.Note the arrows that mark the conveyor of the medium. The bright ones Arrows illustrate the suction flow, and the dark arrows illustrate the pressure flow.

Man beachte, dass der Saugstrom nicht durch die stirnseitigen Deckel eingeleitet wird, sondern durch den Einlass 5.1.1 in der Umfangswand 5.1. Der Saugstrom führt somit zuerst durch den Elektromotor, um diesen zu kühlen, und gelangt erst dann zur Pumpe. Auf der Druckseite verhält es sich in umgekehrter Reihenfolge genau so.Note that the suction flow is not introduced through the frontal lid is, but through the inlet 5.1.1 in the peripheral wall 5.1. The suction flow thus leads first through the electric motor to cool it, and only passes then to the pump. On the print side, it is in reverse order just like that.

Wie man sieht, sind Kanäle für den Druckstrom in den beiden Deckeln 5.2 und 5.3 vorgesehen.As you can see, channels for the pressure flow in the two lids are 5.2 and 5.3 intended.

Aus Figur 2 erkennt man wiederum den Rotor 2, das Hohlrad 3 sowie das Ritzel 4.From Figure 2 can be seen again the rotor 2, the ring gear 3 and the pinion. 4

Bei der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform hat die Pumpe eine relativ große axiale Länge. Sie ist jedenfalls deutlich größer als die axiale Länge des Stators 2.In the embodiment shown in Figures 1 and 2, the pump has a relatively large axial length. In any case, it is significantly larger than the axial length of the stator 2.

Gemäß der Erfindung sind Rotor 2 und Stator 3 drehfest miteinander verbunden. Diese Verbindung ist dadurch hergestellt, dass die beiden Bauteile mit ihren entsprechenden Flächen satt und stramm aneinander anliegen.According to the invention rotor 2 and stator 3 are rotatably connected to each other. This connection is made by connecting the two components with their corresponding surfaces fit tightly and tightly together.

Bei der Ausführungsform gemäß der Figur 3 und 4 weist die Pumpe eine geringe axiale Baulänge auf. Sie ist deutlich geringer als die axiale Baulänge des Rotors 2.In the embodiment according to Figures 3 and 4, the pump has a low axial length. It is significantly smaller than the axial length of the rotor 2.

Man erkennt auch hier wiederum Flansche 5.2.2 und 5.2.3. Die Lager 8.9 zum ragen der Ritzelwelle 4.1 umschließen. Flanges 5.2.2 and 5.2.3 are also recognizable here. The bearings 8.9 to protrude the pinion shaft 4.1 enclose.

Das Verhältnis der axialen Baulängen zwischen Rotor 2 und Pumpe kann - wie oben dargestellt - unterschiedlich gewählt werden. Ist die Pumpe relativ lang, so wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, so eignet sich das Aggregat vorwiegend für relativ geringe Drücke. Ist die Pumpe hingegen relativ kurz, so eignet sich das Aggregat zum Erzeugen höherer Drücke. Das Verhältnis der Baulängen von Stator 2 und Pumpe kann in einem Bereich von 0,2 bis 2,5 liegen.The ratio of the axial lengths between the rotor 2 and pump can - as shown above - be chosen differently. If the pump is relatively long, so As shown in Figures 1 and 2, the unit is mainly for relatively low pressures. On the other hand, if the pump is relatively short, this is suitable Aggregate for generating higher pressures. The ratio of the lengths of Stator 2 and pump can range from 0.2 to 2.5.

Wie man sieht, sind bei den beiden hier dargestellten Ausführungsformen die Bauteile des Rotors, nämlich Stator 1 und Rotor 2, von derselben Gestalt und von denselben Abmessungen. Anders gestaltet sind die beiden Pumpen und das Gehäuse. Dies bedeutet, dass sich im Interesse einer rationellen Fertigung die Bauteile des Motors bei zahlreichen, ansonsten unterschiedlichen Aggregaten verwenden lassen.As you can see, in the two embodiments shown here are the Components of the rotor, namely stator 1 and rotor 2, of the same shape and of the same dimensions. Differently designed are the two pumps and the Casing. This means that in the interests of rational production, the Components of the engine in numerous, otherwise different units to use.

Im Folgenden sollen nochmals wesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung herausgestellt werden:

Bei dem erfindungsgemäßen Motorpumpenaggregat ist das aktive Bauteil, nämlich das Verdrängerelement Hohlrad mit dem Rotor drehfest verbunden. Es findet somit keine Einleitung von Drehmoment auf die Verdrängerelemente mittels eines Zahnringes oder eines Führungsringes statt. Die Drehmomentübertragung bedarf somit keiner zwischengeschalteten Bauteile.
Das Medium fließt durch den gesamten Motor und kühlt diesen. Die Stromführung ist optimal. Der gesamte Motor-Innenraum wird durchströmt.
Die integrierte Pumpe besteht allein aus der umlaufenden Einheit, umfassend Hohlrad und Ritzel.

In the following, again important features and advantages of the invention will be pointed out:

In the motor pump unit according to the invention, the active component, namely the displacer ring gear rotatably connected to the rotor. There is thus no introduction of torque on the displacement elements by means of a toothed ring or a guide ring instead. The torque transmission thus requires no intermediate components.
The medium flows through the entire motor and cools it. The power supply is optimal. The entire engine compartment is flowed through.
The integrated pump consists solely of the rotating unit, comprising ring gear and pinion.

Es versteht sich, dass jegliches Medium in Betracht kommt, somit ein flüssiges Medium wie Öl oder Wasser und ein gasförmiges Medium wie Luft oder ein anderes Gas.It is understood that any medium is considered, thus a liquid Medium such as oil or water and a gaseous medium such as air or a other gas.

Claims

A motor pump assembly;

1.1 with an electric motor having a stator (1) and a rotor (2);

1.2 with an internal gear pump having a ring gear (3) and a pinion (4);

1.3 comprising a housing (5) in which said components are arranged in the following order, viewed radially from outside to inside:

Stator (1)

Rotor (2)

Ring gear (3)

Pinion (4)

1.4 rotor (2) and ring gear (3) are directly rotatably connected to each other;

1.5 the housing has an inlet (5.1.1) and an outlet (5.1.2) for a medium to be conveyed.

Motor pump unit according to claim 1, characterized in that the flow path is designed such that the medium successively flows through the following components:

2.1 the inlet (5.1.1) located in a peripheral wall (5.1) of the housing (5) between two housing covers (5.2, 5.3);

2.2 a part of the stator (1);

2.3 the working space of the pump;

2.4 a part of the rotor (2);

2.5 an outlet (5.1.2) located in the peripheral wall (5.1) between the two housing covers (5.2, 5.3).

Motor pump unit according to claim 2, characterized in that also the bearings (6, 7, 8, 9) of the pump are flowed through by medium.

Motor pump unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that rotor (2) and ring gear (3) are attached to achieve a rotationally fixed connection directly or with the interposition of an intermediate layer to each other.

Motor pump assembly according to claim 4, characterized in that the rotationally fixed connection between the rotor (2) and ring gear (3) is a shrink connection.

Motor pump unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the unit rotor (2) - ring gear (3) on the ring gear (3) is mounted.

Motor pump unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the unit rotor (2) - ring gear (3) on the rotor (2) is mounted.