JPH10213075A - 圧送流体を手段とする動力部冷却付きポンプユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】良好な消音、小さい取り付けスペース、高いモ
ーター効率、および低い運転コストおよび生産費を備え
た、ほとんどメインテナンスフリーの動力コンポーネン
トを持つ、特に連続運転中に冷却されるポンプユニット
を製作する。 【解決手段】 液圧ポンプ４０およびハウジング１，１
０で囲まれた電動機動力を持つ、ある流体を圧送するた
めのポンプユニットに関するものであって、そこでは、
駆動余熱およびベアリング余熱をとるポンプ流体を案内
するための動力領域のハウジング１が、動力内室の外部
に２ーシェル式に製作され、および／または溝システム
６が付けられ、その際、ポンプ流体は、ポンプによる少
なくともハウジング内の通り抜け中は中間リザーバーな
しに吸入される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液圧ポンプとハウ
ジングで囲まれた電動機動力とを有する、ある流体を圧
送するためのポンプユニットに関するものである。

【０００２】

【背景技術】この種のポンプユニットの動力は、主に電
動機または内燃機関である。電動機は通常空冷、または
水冷装置が装着されている。両方の場合、ポンプユニッ
トの冷却回路とポンプ内部の圧送回路とは互いに分離し
ている。

【０００３】水冷装置は、効果的な熱放散、およびユニ
ット消音という長所を持つ。ただし水の消費は追加的な
運転コスト要因となる。

【０００４】空冷装置は、通常自身のまたは外部のファ
ンを必要とし、その際両方ともポンプユニットの全長を
大きくする。優れた消音効果は高い構造経費、たとえば
内部冷却回路などによってのみ可能である。

【０００５】ポンプを駆動する電動機の内部空間を通っ
て圧送されるべき流体が圧送する流体冷却装置が知られ
ている。ただし、モーターは部分的に高い水はね損失
（Planschverluste）を有する。

【０００６】特開昭６０−１３５６７９号公報から、ポ
ンプ効率を改善するためにまたは動作流体の温度を高め
るため、タンクケース内で動作流体が入口からポンプの
吸入側まで導かれるラジアルピストンポンプが知られ、
そこでは、タンクケースがモーターハウジングのジャケ
ットで形成されている。タンクケースを通って導かれる
動作流体は、その際電動機を冷却し、その後いわゆる中
間リザーバーに中間貯蔵される。この中間リザーバーか
らはじめて動作流体はポンプの吸入側に到達する。この
種の仕様では、常時運転中に最善の冷却が保証できない
という短所がある。なぜなら、吸入プロセスつまり動作
流体の吸入について、タンクケースを介し、中間リザー
バーが存在するため非連続部が発生するからである。特
にポンプユニットの始動時、ポンプはまず中間リザーバ
ーから、準備すべき動作流体に関連して補給される。こ
の仕様に存在する中間リザーバーは、そのうえ、多くの
取り付けスペースを必要とし、特に、これはリング形状
の空洞としてポンプハウジング全体のまわりに広がって
いるからである。従ってポンプユニットの取り付けユニ
ット全体は非常に大きく取り付けられることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この欠点を避けるた
め、本発明はその基礎に、良好な消音、小さい取り付け
スペース、高いモーター効率、および低い運転コストお
よび生産費を備えた、ほとんどメインテナンスフリーの
動力コンポーネントを持つ、特に連続運転中に冷却され
るポンプユニットの製作に課題を置いている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のポンプユニット
は、液圧ポンプおよびハウジングで囲まれた電動機動力
を有する流体を圧送するためのポンプユニットにおい
て、動力（２０）領域のハウジング（１−１９）が、駆
動余熱およびベアリング余熱をとるポンプ流体を案内す
るため、動力内室（３）の外部に２−シェル式に製作さ
れ、および／または溝システムが付けられ、その際ポン
プ流体は、ポンプ（４０）によって少なくともハウジン
グ（１−１９）の通り抜け中は、中間リザーバーなしに
吸入されることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】詳細には、流体を圧送するため
の、液圧または流体力学的ポンプと、ハウジングに囲ま
れた電動機動力のあるポンプユニットが提案され、その
動力取り付けユニットは圧送されるべき流体によって冷
却される。動力伝動装置の周りには、モーター内部空間
の外側で、吸入側に流れるポンプ流体が中間リザーバー
なしに導かれる。

【００１０】圧送されるべき流体の案内は、ポンプユニ
ットの運転中継続して行われる。圧送されるべき流体
は、それに加えて外部の動作媒体準備供給源、特に外部
タンクという形から吸入される。本発明に従った解決
は、ポンプユニットの運転中に電気機械特に電動機の最
良の冷却を保証することを可能にする。ポンプユニット
の運転中連続して、つまり絶え間なく外部タンクから動
作媒体が吸入され液圧ポンプに導かれるため、この冷却
は中断することなく行われる。さらに、コンパクトで、
低コスト、取り付けスペースが小さく、吸入ルートの短
い取り付けユニット全体の創出が可能である。

【００１１】ポンプ流体の案内のため、動力ハウジング
は２−シェル式に製作することが可能である。その際、
モーターは、たとえばドライブシャフトの通り抜けのみ
を除いて、向き合ってほとんど至る所で等間隔の距離を
もつ２−シェルで囲まれている。ハウジングシェルの間
には吸入されたポンプ流体が流れる。

【００１２】また、ポンプ流体を所定のパターンにした
がってさまざまなハウジング領域を通して導くハウジン
グシェルは、ブリッジ（stege）を介して互いに結合さ
れる状態も可能である。例として、螺旋状またはネジ状
に曲げられた溝がハウジングを通り抜ける。

【００１３】そのほかに、ハウジングには、必要に応じ
て場合によって取り付けられた蓋またはフランジも含
め、余熱の一部を取り除くために、駆動のベアリングや
その他の余熱を発生させる領域や構成部品のところまで
ポンプ流体を導く空洞部（複数形）または溝（複数形）
がある。

【００１４】ポンプ流体に潤滑作用があって、腐食作用
がない限り、駆動ベアリングと動力内部空間の間にシャ
フトシールリングを取り付けることができ、その際シャ
フトシールリングは駆動ベアリングに対してシールす
る。このようにして、ベアリング部をポンプ流体が潤滑
および冷却作用を行いながら、動力内部空間を使用する
ことなく通り抜ける。

【００１５】特に、動力領域、中でも電動機領域の２−
シェル仕様のハウジングは、吸入プロセス中の動作媒体
の案内が電動機の周りを螺旋状に行われ、その結果モー
ターハウジングのインレットとドレンの配置に対応し
て、流入した冷却されたポンプ流体は、フランジ空間ま
たはポンプの吸入側に到達するまでに、リング溝全部を
ほぼ斜めに通りぬけて満たすことができるように製作さ
れている。この案内は、一つにはモーターハウジングか
らのインレットボアまたはドレンボアの配置によって、
もう一つにはリング形状の溝の対応する型によって実現
される。最初に挙げた事例では、もっとも単純な仕様に
おいて、インレットおよびドレンボアまたはモーターハ
ウジングの開口部は、取り付け位置においてさまざまな
高さにある動作媒体が、インレットボアへとドレンボア
から流れ出すように配列されている。しかしまた、イン
レットおよびドレンボアの配置における適切な処置によ
り、ある高さの取り付け位置で、インレットボアとドレ
ンボアの間で、冷却すべき動力機械、特に電動機の周り
を螺旋状または斜めの動作媒体の案内を保証するという
可能性もある。

【００１６】特に、下部領域、つまり取り付け位置で動
力機械、特に電動機の駆動シャフト、および液圧ポンプ
を形成する回転軸の幾何学的に左右対称線から下半分に
インレットボアが配置されている。ドレンボアの配置は
従って特に動力機械の駆動シャフト、および液圧ポンプ
を形成する回転軸の幾何学的に左右対称線から上半分に
配置されている。

【００１７】吸入されるべきまたは圧送されるべき動作
流体はさらに、動力機械とポンプユニットの液圧ポンプ
間のカップリングの潤滑に使用することができる。特
に、そのためにリング溝には、モーターハウジングから
流れ出した動作流体を使用する。この目的のために、動
力機械特に電動機のハウジングとポンプハウジング間
の、特にアダプタ−フランジから成る領域は、リング溝
ないし動作媒体に対してはシールされたり調整されたり
はしていない。ここでは特に電動機とポンプの間にカッ
プリングが実現されている。動作媒体はむしろモーター
ハウジングから、アダプタ−フランジに取り囲まれてい
るいわゆるフランジ室に流れ込み、そこから液圧ポンプ
のワーキング室に達する。これは、アダプタ−フランジ
の領域に配置され、通常とくに機械的カップリングとし
て導入されたカップリングは動作媒体によっていっしょ
に冷却され潤滑されることができるという長所を持つ。

【００１８】外部の動作媒体準備供給源、特に外部タン
クは特にオープンな回路として導入された回路内に特に
配置される。この回路はその際ポンプユニットと負荷の
間に配設される。外部タンクを介して追加の漏れによる
損失を調節することが可能である。

【００１９】言うまでもなく、ポンプユニットの前また
は後のポンプ流体回路内にはフィルターおよび／または
熱交換ユニットを挿入することができる。熱交換ユニッ
トは、ポンプユニット、制御バルブ、負荷または負荷ユ
ニットから、タンクからの回路内で使用流体がポンプ流
体を許容できないほど強く加熱しないようにし、それに
よって動力構成グループの冷却効果が失われることを防
止すべきものである。

【００２０】

【実施例】図１には、ポンプユニットの原理的な構造が
示されている。ポンプユニットは二つの構成グループを
包含している：ひとつは動力、たとえば電動機（２０）
および液圧ポンプ（４０）。後者はたいてい排出原理に
従って作動する。排出手段としてポンプ内部で歯、イン
ペラ、ピストンなどが使用される。

【００２１】この種のポンプ（４０）は、ポンプハウジ
ング（１０）内に配設された駆動シャフト（４１）を有
する。駆動シャフト（４１）はその際ここではポンプハ
ウジング（１０）に内蔵された２つのスライドベアリン
グボア（４２，４３）に収まっている。

【００２２】ポンプハウジング（１０）は、自身の、電
動機（２０）に移動した側でそれ（アダプタ−フラン
ジ）によってそれ（ポンプハウジング）が電動機（２
０）のハウジング（１）にフランジ固定されているアダ
プタ−フランジ（１２）内を越えて続いている。フラン
ジ結合はシールリング（１９）を使用して外部環境に対
しシールされている。

【００２３】ポンプハウジング（１０）は、アダプタ−
フランジ（１２）およびモーターハウジング（１）のポ
ンプ側内壁とともにフランジ室（１６）を取り囲んでい
る。この室（１６）は、流入ボア（１４）を介して、圧
力フリーのポンプハウジング室（１７）または図示され
ていないポンプ（４０）の押し出し室と連絡している。
流入ボア（１４）を介してポンプ流体が吸入される。圧
縮されたポンプ流体は圧力側で例としてひとつのネジの
ついている流出ボア（１５）に供給される。

【００２４】ポンプシャフト（４１）に対して同軸に配
置された電動機（２０）は玉軸受けに支持された（w*lz
gelagerten）回転子（２２）を有する。後者は、モータ
ーハウジング（１）内でポンプ側固定ベアリング（２
５）内へおよびその左開放ベアリング（２４）へと導か
れるモーターシャフト（２３）上にある。開放ベアリン
グは、モーターハウジング（１）を閉じるモーターハウ
ジングカバー（２）によって支持される。

【００２５】モーターハウジング（１）内では、モータ
ー内室（３）内で回転子（２２）の周りに固定子（２
１）が配置されている。乾燥したモーター内室は、ボア
（７）を介して外部環境と連通している。

【００２６】モーターハウジング（１）はここではリン
グ溝（６）が付けられている。リング溝（６）はモータ
ーシャフト（２３）と同軸上にハウジング内壁内に配置
され、その際、リング溝の内壁および外壁はシリンダー
状に形成されている。その中央線はモーターシャフトの
中央線上にある。リング溝（６）は完全に固定子（２
１）を取り囲んでいる。その際、リング溝は外部環境に
対し、およびモーター内室（３）に対してシールされて
いる。それの、ネジの切られている流入ボア（４）は、
モーターハウジング（１）外壁の下側後部の領域にリン
グ溝（６）を持つ。それの流出ボア（５）は前側上部の
ハウジング領域内のフランジ室（１６）へ続く。ドレン
のこの配置においては、冷却するポンプ流体は、モータ
ーハウジング（１）内のインレットから流入し、フラン
ジ室（１６）に到達する迄に、ほぼ斜めに流れ通り、リ
ング溝全体を満たさなければならない。

【００２７】フランジ室（１６）内には、回転に対して
固定された、または回転に対して弾力のある（drehelas
tisch）カップリング（３０）がある。本実施例の中で
は、中間ワッシャーカップリングが示されている。この
カップリングは、モーターフランジ（３１）、ポンプフ
ランジ（３３）、弾性中間ワッシャー（３４）から構成
されている。両方のフランジ（３１，３３）内には連動
ピン（Mitnahmebolzen）が交代に中に入れられ、ピンは
対応する弾性中間ワッシャー（３４）のボアにはまり込
む。カップリング（３０）により、構成グループ（２
０）および（４０）固有のシステムパワーはさらに続い
て互いに隔離される。

【００２８】モーターフランジ（３１）と固定ベアリン
グ（２５）の間にはスペーススリーブ（３２）があり、
その外部輪郭上にシャフトシールリング（２８）が滑る
ように動く。後者は、フランジ室（１６）をモーター内
室（３）に対してシールする。

【００２９】リング溝（６）およびフランジ室（１６）
は、流出ボア（５）と流入ボア（Zuflu*bohrung）（１
４）を介してポンプ（４０）とハイドロリックに連通し
ている。これによって、ポンプ（４０）の吸入側がイン
レットボア（４）へと手前に移されている。ポンプによ
って圧縮されるべき媒体、たとえば水流は、ポンプ（４
０）の押し出しチャンバーに到着する前に、モーターハ
ウジングを通って吸入される。油は、インレットボア
（４）と流入ボア（１４）の間の通路で、少なくとも電
動機を冷却し、同時にフランジ室のカップリング（３
０）を潤滑する。

【００３０】図２はポンプユニットの縦断面図を使っ
て、それの付属するオープン回路の図示とともに、これ
以外の仕様を明確にする。この実施例は図１に記述され
たポンプユニット用のそれと同じ基本原理に従って作動
しているため、同一エレメントには同一の参照記号を使
用する。

【００３１】ポンプユニットは二つの構成グループを包
含している：ひとつは動力、ここでは例として電動機
（２０）、および液圧ポンプ（４０）である。この種の
ポンプ（４０）にはポンプハウジング（１０）がある。
ポンプハウジング（１０）は、自身の、電動機（２０）
に向いた側でアダプタ−フランジ（１２）へと移行す
る。アダプタ−フランジによってポンプ（４０）は電動
機（２０）のハウジング（１）にフランジ固定されてい
る。その際、アダプタ−フランジ（１２）は、ポンプハ
ウジング（１０）、および電動機（２０）のハウジング
（１）のポンプ側内壁とともにフランジ室（１６）を取
り囲んでいる。このフランジ室（１６）は、流入ボア
（１４）を介して、圧力フリーのポンプハウジング室
（１７）またはここには各部分が表示されていないポン
プ（４０）の押し出し室と連絡している。圧縮されたポ
ンプ流体は圧力側でたとえば流出ボア（１５）に供給さ
れる。

【００３２】電動機（２０）のモーターシャフト（２
３）とポンプ（４０）の駆動シャフト（４１）との連結
は、ここではカップリング（３０）を介して行われる。
電動機（２０）のモーターシャフト（２３）とポンプ
（４０）の駆動シャフト（４１）との連結は、フランジ
室（１６）の領域で行われる、つまりカップリング（３
０）はフランジ室（１６）に内蔵されている。

【００３３】ポンプユニットには、さらに、オープン回
路（４４）が付加されている。この回路は、流出ボア
（１５）とインレットボア（４）間の連結によって描か
れる。回路内には、図示している事例の場合、駆動する
べき負荷（４８）がいっしょに内蔵されている。圧力側
で供給されている圧縮された使用流体または動作媒体、
もしくは押された圧力によって供給された使用流体また
は動作媒体は、流出ボア（１５）のところにあり、次い
で負荷（４８）の調整ユニット（Stelleinheit）に導か
れる。これに使用された使用流体または動作媒体は、そ
の次に追加の装置、例では冷却装置（４６）を介して、
ポンプユニットの外側にある外部タンク（４５）内にた
どり着く。

【００３４】このタンク（４５）とインレットボア
（４）の間には、接続が、特に液圧供給ラインという形
で存在する。

【００３５】示された実施例では、ポンプユニットの外
側に、つまり、空間的にそれと分離されて外部タンク
（４５）がある。このことは、ポンプユニットがコンパ
クトに取り付けられる一式組み立て済みの構成グループ
として提供することができ、その導入という観点からみ
て自由であるという利点を提供する。理論的には、外部
タンクを追加的に電動機（２０）の外側ハウジングに、
またはアダプタ−フランジ（１２）の領域に、ほとんど
直接配置することができる。この場合、ポンプユニット
は大きくなる。

【００３６】図２に示された、特にポンプユニットに付
加された回路（４５）の実施例は、多数ある可能性の一
つを示している。基本的に発明に沿った効果を達成する
ためにはしかし、電動機（２０）の二重内壁のハウジン
グ（１）内、またはリング溝（６）内の吸入口（Ansaug
en）と、ポンプハウジング（１０）のインレット（Eint
ritt）との間には、動作媒体の中間貯蔵はされない。動
作媒体は、むしろ継続的にインレットボア（４）を介し
てポンプハウジング（１０）内のインレット（１４）へ
導かれ、それによって、動力機械、特に電動機（２０）
の最適な冷却が、運転中、とりわけ運転開始時点からす
でに実現される。

【００３７】本発明は、上記実施例、図１及び図２に限
定されず、図示された基本原理はさらに変更することが
できる。個々に、電動機まわりのクーラントガイド、な
らびにポンプユニットに付加された回路（４５）の観点
から、当業者の裁量で多数の可能性が存在する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポンプユニットの縦断面図。

【図２】割り当てられたオープン回路付きポンプユニッ
トの縦断面図。

【符号の説明】

１ ハウジング、 １０ ポンプハウジング、 １２ アダプタ−フランジ、 １４ 流入ボア、 １５ 流出ボア、 １６ フランジ室、 １７ ポンプハウジング室、 ２０ 電動機、 ２２ 回転子、 ２３ モーターシャフト、 ２５ ベアリング、 ４０ ポンプ、 ４１ 駆動シャフト、 ４２，４３ スライドベアリングボア。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液圧ポンプおよびハウジングで囲まれた
   電動機動力を有する流体を圧送するためのポンプユニッ
   トにおいて、動力（２０）領域のハウジング（１−１
   ９）が、駆動余熱およびベアリング余熱をとるポンプ流
   体を案内するため、動力内室（３）の外部に２−シェル
   式に製作され、および／または溝システムが付けられ、
   その際ポンプ流体は、ポンプ（４０）によって少なくと
   もハウジング（１−１９）の通り抜け中は、中間リザー
   バーなしに吸入されることを特徴とするポンプユニッ
   ト。
2. 【請求項２】 前記動力（２０）領域のハウジング（１
   −１９）に、ポンプ流体を駆動ベアリング（２４，２
   ５）へ導く空洞部または溝がついていることを特徴とす
   る請求項１に記載のポンプユニット。
3. 【請求項３】 前記駆動ベアリング（２４，２５）と動
   力内室（３）の間にシャフトシールリングが配置され、
   その際前記シャフトシールリングは前記駆動ベアリング
   （２４，２５）に対してシールすることを特徴とする請
   求項１または２に記載のポンプユニット。
4. 【請求項４】 前記駆動ベアリング（２４，２５）と動
   力内室（３）の間にシャフトシールリングが配置され、
   その際前記シャフトシールリングはこれ（シールリン
   グ）が圧送媒体によって洗われるように配置されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のポンプユニ
   ット。
5. 【請求項５】 前記動力（２０）とポンプ（４０）の間
   にポンプ流体で囲まれたカップリング（３０）が配置さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載のポンプユニ
   ット。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１項に記載
   のポンプユニットにおいて； ６．１ 前記ポンプユニットの外側へポンプ流体を案内
   するための回路が取り付けられ、； ６．２ 前記回路内には、ポンプユニットの外部にタン
   クが配置されていることを特徴とするポンプユニット。
7. 【請求項７】 前記回路内に、動作媒体を冷却する、流
   れ方向にタンクが挿入されている装置が配置されている
   ことを特徴とする請求項６に記載のポンプユニット。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれか１項に記載
   のポンプユニットにおいて； ８．１ ２−シェル式に動力（２０）の領域内に、作動
   余熱およびベアリング余熱を除くポンプ流体を案内する
   ため、動力内室（３）の外部に作られたハウジングおよ
   び／または溝システムにインレット開口部およびドレン
   開口部があり、 ８．２ 前記ハウジング（１−１９）のインレット開口
   部およびドレン開口部の間に、斜めの案内を実現するた
   めの手段が装着されていることを特徴とする前記ポンプ
   ユニット。
9. 【請求項９】 前記斜めの案内のための手段は、インレ
   ット開口部およびドレン開口部の、取り付け位置におけ
   る高さの異なる配置によって作られていることを特徴と
   する請求項８に記載のポンプユニット。
10. 【請求項１０】 前記２−シェル式に導入されたハウジ
    ング（１−１９）の領域内に案内装置が配置されている
    ことを特徴とする請求項８または９に記載のポンプユニ
    ット。
11. 【請求項１１】 請求項の１ないし１０のいずれか１項
    に記載のポンプユニットにおいて； １１．１ 液圧ポンプは一つのポンプハウジングをも
    ち、 １１．２ 前記液圧ポンプ（４０）はアダプタ−フラン
    ジ（１２）を介して動力機械（２０）のハウジング（１
    −１９）と結合し； １１・３ アダプタ−フランジ（１２）の領域には、動
    力機械（２０）と液圧ポンプ（４０）の間にカップリン
    グが配置されていることを特徴とする前記ポンプユニッ
    ト。