EP1666726B1

EP1666726B1 - Baukastensystem für Fluidpumpenvorrichtungen

Info

Publication number: EP1666726B1
Application number: EP05022499.7A
Authority: EP
Inventors: Andreas Böhler
Original assignee: Hydac Fluidtechnik GmbH
Current assignee: Hydac Fluidtechnik GmbH
Priority date: 2004-12-04
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2020-07-01
Anticipated expiration: 2025-10-14
Also published as: EP1666726A3; DE102004058624A1; EP1666726A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem für Fluidpumpenvorrichtungen mit mindestens einem Kopplungsstück und mit mindestens einer Fluidpumpe gemäß der Merkmalsausgestaltung des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Durch die EP 1 210 519 B1 ist eine Vorrichtung zum Pumpen von Fluid mit einer Hydraulikpumpe und einer Antriebseinrichtung bekannt, wobei die Hydraulikpumpe als Fluidpumpe eine Zahnradpumpe ist und als eigenständiges Bauteil mit verschiedenen Arten von Antriebseinrichtungen als weitere Bauteile in der Art eines Baukastensystems koppelbar und hierfür als einteiliges Kopplungsstück ausgebildet ist. Als dritte Art von austauschbaren Bauteilen dienen verschiedene Hydrauliktanks, insbesondere mit verschiedenen Tankvolumina, wobei der jeweilige Hydrauliktank als Tankeinheit von der einen Seite an das Kopplungsstück und die jeweilige Antriebseinrichtung von der anderen gegenüberliegenden Seite des Kopplungsstückes an dieses anschließbar sind. Hierzu weist das Kopplungsstück auf mindestens einer Seite ein Flanschteil auf und ferner sind Dichtmittel zwischen Kopplungsstück und Antriebseinrichtung sowie dem jeweiligen Hydrauliktank vorgesehen, um Leckagen wirksam begegnen zu können.
Mit der bekannten Lösung als Baukastensystem lassen sich verschiedene Arten von Kopplungsstücken mit integrierter Fluidpumpe, Antriebs- und Tankeinheiten nach Kundenwünschen zusammenstellen. Durch Einsatz von Gleichteilen als Einheiten oder Komponenten des Baukastensystems läßt sich eine hohe Variation von unterschiedlichen Ausführungsformen auf niedrigem Kostenniveau realisieren.
Durch die DE 198 59 286 A1 ist ein hydraulisches Kompakt-Aggregat bekannt, das von der Baulänge her besonders kurz aufbaut und preisgünstig realisierbar ist, da es mit wenig Einzelbauteilen auskommt, und ferner ist der Einsatz von konventionellen, d. h. ohne Umlenkung des Druckmittels, durchströmten Pumpen möglich. Um dies zu erreichen, ist eine sogenannte multifunktionale Flanschplatte vorgesehen, die als Bestandteil des Gehäuses des Antriebsmotors ausgeführt ist. In die Flanschplatte sind kundenspezifisch auf vorgebbaren Platzhaltern Steuerglieder, nämlich Druckregel-, Stromregel- oder Prioritätsventile in Cartridge-Bauweise einbaubar.
Die DE 15 25 417 A1 beschreibt ein gattungsgemäßes Baukastensystem für ein Pumpenaggregat, das insbesondere für eine Zentralschmieranlage vorgesehen ist. Die bekannte Lösung weist mindestens ein Kopplungsstück und mindestens eine Fluidpumpe auf, wobei innerhalb des Kopplungsstückes Verbindungsleitungen verlaufen, in die Platzhalter integriert sind für das wahlweise Einsetzen von Fluidbaukomponenten; ausschließlich in Form von Ventilen. Die Verbindungsleitungen sind bei der bekannten Lösung innerhalb des Kopplungsstückes derart miteinander verschaltet, dass zwischen zwei Anschlussstellen einer Verbindungsleitung, in die jeweils eine benachbarte Verbindungsleitung mündet, entsprechende Platzhalterstellen entstehen, in die Rückschlag- und Entlastungsventile integriert sind.
Sofern bei den vorstehend beschriebenen bekannten Baukastensystemen auf Platzhaltern in austauschbarer Weise Fluidbaukomponenten zum Einsatz kommen, handelt es sich hierbei ausschließlich um Hydraulikventile in verschiedenster Ausgestaltung. Was die Variationsmöglichkeiten anbelangt, lassen die bekannten Baukastensysteme somit noch Wünsche offen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Baukastensysteme unter Beibehalten ihrer Vorteile, nämlich funktionssicher sowie platzsparend unterbringbar zu sein, dahingehend weiter zu verbessern, dass die Variationsmöglichkeiten von unterschiedlichen Ausführungsformen auf niedrigem Herstell-Kostenniveau noch weiter erhöht sind, um dergestalt eine flexible Fluidsteuerung für Fluidpumpenvorrichtungen zu ermöglichen.
Eine dahingehende Aufgabe löst ein Baukastensystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.
Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 zumindest bei einem Teil der weiteren Platzhalter diese mit einer als Fluiddurchgang konzipierten Fluidbaukomponente besetzt sind, läßt sich direkt am Kopplungsstück und mithin an einer Fluidpumpenvorrichtung selbst eine Fluid-, insbesondere Hydrauliksteuerung realisieren, die ausgesprochen flexibel ist, indem verschiedenste Fluidbaukomponenten mit der sonstigen Fluidpumpenvorrichtung über das Kopplungsstück zusammenwirken können. Hierbei kommt um möglichst viele Variationsmöglichkeiten zu schaffen, einer als reinem Fluiddurchgang konzipierten Fluidbaukomponente im Hinblick auf die Vielzahl an geschaffenem Fluid-Anschlussmöglichkeiten besondere Bedeutung zu. Durch den zusätzlichen Einsatz von Ventilen, vorzugsweise in Cartridge-Bauform lassen sich unterschiedlichste Steuerungsaufgaben mit der Fluidpumpenvorrichtung vor Ort realisieren. Durch die Integration der Fluidbaukomponenten, sowohl in das Innere des Kopplungsstückes als auch entlang seines Außenumfanges, ist ein äußerst platzsparender Aufbau erreicht, der sich im Übrigen herstelltechnisch kostengünstig realisieren läßt. Durch die genannte Integration ergeben sich minimale Einbauabmessungen für das Gesamtsystem, so dass auch bei beengten Einbauverhältnissen an Maschinen od. dgl. die erfindungsgemäße Lösung einsetzbar ist.
Neben der Möglichkeit, über die genannten Platzhalter in der Art von Leerstellen in diese sinnfällig Fluidbaukomponenten zum Aufbau einer Fluidsteuerung zu integrieren, ist bei der erfindungsgemäßen Lösung jeweils stirnseitig an das Kopplungsstück modulartig eine Fluidpumpe angeordnet, die innerhalb der Tankeinheit liegt und gegenüberliegend ist die Antriebseinheit für die Fluidpumpe angeordnet. Auch die dahingehenden Komponenten können vom Leistungsvolumen und der Größe her unterschiedlich ausgebildet sein und sinnfällig über das Kopplungsstück miteinander zur Komplementierung der Fluidpumpenvorrichtung verbunden werden.
Dadurch, dass die Verbindungsleitungen innerhalb des Kopplungsstückes angeordnet sind, ist ein spezieller Aufbau erreicht, der im Betrieb der Vorrichtung sehr geräuscharm ist, wozu auch mit beiträgt, dass bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Baukastensystems das Kopplungsstück zentrisch von einer Durchgangsstelle durchgriffen ist, die dem Durchgriff eines Antriebsstranges dient, der von der Antriebseinrichtung zur Fluidpumpe führt.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Baukastensystem anhand von Ausführungsbeispielen nach der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die

Fig.1: eine perspektivische Draufsicht auf eine Fluidpumpenvorrichtung als Ganzes;
Fig.2: in der Art eines hydraulischen Schaltplanes die Verbindungsleitungen nebst Platzhaltern für den Aufbau des Baukastensystems;
Fig.3: verschiedene Einsatzmöglichkeiten an Fluidbaukomponenten innerhalb des Baukastensystems nach Fig.2;
Fig.4: eine Stirnansicht auf das Kopplungsstück, wie es bei der Fluidpumpenvorrichtung nach der Fig.1 verwendet ist;
Fig. 5: in der Art einer Explosionszeichnung das Kopplungsstück nach der Fig.4 zusammen mit einer Fluid- oder Hydraulikpumpe und
Fig.6: in der Art eines Hydraulik-Schaltplanes eine konkrete Ventilausführungslösung gemäß realisiertem Baukasten nach der Fig.1.

Die in der Fig.1 dargestellte Vorrichtung dient dem Pumpen und mithin der Förderung von Fluid, insbesondere in Form von Hydraulikmedium, mittels einer Fluidpumpe 12, die von einer Antriebseinrichtung 14 in Form eines Elektromotors antreibbar ist. Die Fluid- oder Hydraulikpumpe 12 ist dabei als eigenständiges modulares Bauteil mit verschiedenen Arten von Antriebseinrichtungen 14 als weitere Bauteile in der Art eines Baukastensystems koppelbar und hierfür greift die Fluidpumpe 12 mit Antriebseinrichtung 14 in Blickrichtung auf die Fig.1 gesehen von der vorderen Stirnseite an ein Kopplungsstück 16 an. Als weitere Art von Bauteilen können verschiedene Hydrauliktanks 18 vorgesehen sein, insbesondere mit verschiedenen Tankvolumen, wobei der jeweilige Hydrauliktank 18 in Blickrichtung auf die Fig.1 gesehen von der vorderen Stirnseite her an das Kopplungsstück 16 angreift. Ferner ragt die Fluidpumpe 12, beginnend mit ihrer Anschlußstelle, am Kopplungsstück 16 in das Innere des jeweils angeschlossenen Hydrauliktanks 18 hinein. Der grundsätzliche Aufbau von Fluidpumpenvorrichtungen gemäß der Darstellung nach der Fig.1 ist im Stand der Technik bekannt, so dass an dieser Stelle hierauf nicht mehr detailliert eingegangen wird.
Gemäß der Darstellung nach der Fig.4, die eine der Stirnansichten auf das Kopplungsstück 16 betrifft, verlaufen innerhalb des Kopplungsstückes Verbindungsleitungen 20,22,24,26 und 28. Ferner sind in die genannten Verbindungsleitungen Platzhalter 1 bis 10 als sog. Leerstellen integriert für das wahlweise Einsetzen von Fluidbaukomponenten 1 bis 10' gemäß der Darstellung nach der Fig.3.
Die Verschaltung von Verbindungsleitungen 20,22,24,26,28 mit den Platzhaltern 1 bis 10 ergibt sich insbesondere aus der Schaltplan- und Komponentenübersicht gemäß den Darstellungen nach den Fig.2 bzw. 3. An den jeweils mit 1 bis 10 bezeichneten Stellen der Schaltplanübersicht nach der Fig.2 können die Fluidbaukomponenten 1' bis 10' nach der Fig.3 treten, um sinnfällige Hydrauliksteuerungen zu erhalten, wie sie komplementiert in der Fig.5 als eine Ausführungsform wiedergegeben ist. Wie des weiteren die Fig.2 zeigt, ist der Schaltplan des Baukastensystems dadurch charakterisiert, dass die Verbindungsleitungen 20,22,24,26 und 28 innerhalb des Kopplungsstückes 16 derart miteinander verschaltet sind, dass zwischen zwei Anschlußstellen 30 einer Verbindungsleitung, in die jeweils eine benachbarte Verbindungsleitung mündet, mindestens ein Platzhalter 1 bis 10 integriert ist. Anstelle der Fluidbaukomponenten 1' bis 10' gemäß der Darstellung nach der Fig.3 können auch andere Fluidbaukomponenten treten, beispielsweise in Form von Filtern, Hydrospeichern, Kühleinheiten, Wärmetauschern, Kupplungs- und Abschlußstücke einschließlich Fluidverzweigungen und Meßgeräten, wie Druck- und Temperaturmeßgeräte (nicht dargestellt). Ferner besteht die Möglichkeit, anstelle der Fluidbaukomponenten 1 bis 10' andere Ventilbaukomponenten treten zu lassen oder an die bestehenden Komponenten weitere Komponenten (nicht dargestellt) anzuschließen. Die vorstehenden Bemerkungen machen jedoch deutlich, dass mit dem beanspruchten Baukastensystem in hohem Maße eine Variation an Steuerungsmöglichkeiten erreichbar ist, um den ständig wachsenden Kundenwünschen gerecht zu werden.
Wie sich des weiteren aus der Fig.4 ergibt, ist das Kopplungsstück 16 in der Art eines Anschlußflansches ausgebildet, an dessen einander gegenüberliegenden Stirnseiten zum einen die Fluidpumpe 12 und zum anderen ihre Antriebseinrichtung 14 angeordnet sind. Ferner schließt sich auf der gegenüberliegenden Seite die Tankeinheit 18 in Form des Hydrauliktanks an das Kopplungsstück 16 an. Des weiteren weist das Kopplungsstück 16 entlang seines, insbesondere vieleckförmigen (Vierkant) Außenumfanges Einmündungsstellen auf, die teilweise in die freien Enden der Verbindungsleitungen 20,22,24,26 und 28 oder in die Platzhalter 1 bis 10 einmünden und in die die jeweiligen Fluidbaukomponenten 1' bis 10' einsetzbar sind. Dabei besteht die Möglichkeit, gemäß der Darstellung nach der Fig.1 die jeweilige Fluidbaukomponente in der Art von Cartridge-Ventilen von außen in das Kopplungsstück 16 über die zuordenbaren Einmündungsstellen einzuschrauben oder bestimmte Fluidbaukomponenten, beispielsweise die Komponenten 5' und 7', beispielsweise in Form einer Blende oder einer Drossel, können bereits fest innerhalb der zuordenbaren Verbindungsleitung 22 bzw. 26 bereits integriert sein. Das Kopplungsstück 16 selbst kann gleichfalls einen modularen Aufbau haben, d.h. in der Art der Baugröße und bezogen auf die interne Fluidführung eine Baukomponente des Baukastensystems sein, um dergestalt noch weitere Variationsmöglichkeiten zu schaffen.
Das Kopplungsstück 16 ist zentrisch von einer Durchgangsstelle 34 durchgriffen, und zwar in der Art einer Mittenbohrung, die dazu dient, dass ein Antriebsstrang (nicht näher dargestellt) der Antriebseinrichtung 14 die Fluidpumpe 12 antreiben kann. Eine Entnahmestelle 7 (vgl. Fig.4) stellt die Fluidverbindung her von der Tankeinheit 18 über die Fluidpumpe 12, um dergestalt bevorratetes Fluid entnehmen zu können. Die genannte Entnahmestelle 7 ist von den Verbindungsleitungen 20,22,24 und 28 umgeben, die zu der Entnahmestelle 7 teilweise einander gegenüberliegend senkrecht aufeinanderstehen (vgl. Fig.4).
Wie die Darstellung nach der Fig.5 zeigt, sind dort die Platzhalter 1 bis 10 mit Fluidbaukomponenten 1' bis 10' belegt, wobei die Komponente 1' als Fluiddurchgang konzipiert ist, 2' als einstellbares Druckbegrenzungsventil, 3' als federbelastetes Rückschlagventil, 4' als Abzweigung mit Anschluß einer weiteren Ventilbaukomponente 4.1', 5' stellt wieder einen Fluiddurchlaß dar, 6' ein 2/2-Wege-Ventil, 7' eine Blende, 8' einen sog. Minimeßanschluß und die Anschlüsse 9' und 10' sind mit fluiddichten Abschlußstopfen versehen.
Dadurch, dass das Kopplungsstück 16 weitgehend eine interne Fluidführung gewährleistet, sind etwaig auftretende Geräuschpegel durch das Gehäuse des Kopplungsstückes 16 gekammert, so dass ein sehr geräuscharmer Betrieb sichergestellt ist. Hierzu trägt auch mit bei, dass das Kopplungsstück 16 als Gußteil ausgebildet ist, was im Übrigen eine kostengünstige Herstellung des Kopplungsstückes 16 ermöglicht. Wie des weiteren die Fig.4 zeigt, ist das Kopplungsstück 16 bezogen auf seinen Außenumfang im wesentlichen viereckig ausgebildet und in Blickrichtung auf die Fig.4 gesehen nach unten hin sind vorkragende Flanschteile 36 vorhanden zum Festlegen des Baukastensystems an feststehenden Gebäudeteilen oder vorzugsweise an weiteren Vorrichtungsteilen einschließlich Maschinenkomponenten.

Claims

Baukastensystem für Fluidpumpenvorrichtungen mit mindestens einem Kopplungsstück (16), das in der Art eines Anschlußflansches ausgebildet ist, an dem jeweils stirnseitig modulartig eine Fluidpumpe (12), die innerhalb einer Tankeinheit (18) liegt und gegenüberliegend eine Antriebseinrichtung für die Fluidpumpe (12) angeordnet ist, die vom Leistungsvolumen und der Größe her unterschiedlich ausgebildet sein können dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kopplungsstückes (16) Verbindungsleitungen (20, 22, 24, 26, 28) verlaufen, in die Platzhalter (1 bis 10) integriert sind für das wahlweise Einsetzen von Fluidbaukomponenten (1' bis 10'), wobei die Verbindungsleitungen (20, 22, 24, 26, 28) innerhalb des Kopplungsstückes (16) derart miteinander verschaltet sind, dass zwischen zwei Anschlussstellen einer Verbindungsleitung, in die jeweils eine benachbarte Verbindungsleitung mündet, mindestens ein Platzhalter (1 bis 10) integriert ist, und wobei als Fluidbaukomponenten (1' bis 10') in die Platzhalter (1 bis 10) wahlweise Ventile, Filter, Hydrospeicher, Kühleinheiten, Wärmetauscher, Blenden, Drosseln, Kupplungen, Abschlussstücke, Messgeräte und Verzweigen einsetzbar sind.