DE2413691C3 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckölpumpe gemäß der Gattung des Anspruchs 1.
Es sind eine ganze Reihe verschiedener Arten von Druckölpumpen bekannt. Wenn es auf sehr hohen hydraulischen Druck ankommt, verwendet man Radialkolbenpumpen. Wenn es auf hohen Durchsatz ankommt, verwendet man Zellenpumpen, früher Flügelpumpen genannt. Ferner sind beispielsweise Schraubenpumpen und Zahnradpumpen bekannt. Die Erfindung bezieht sich auf alle derartige Bauarten von Drukkölpumpen, insbesondere jedoch auf vorzugsweise einreihige Radialkolbenpumpen.
Es sind eine ganze Reihe verschiedener Arten von Druckölpumpen bekannt. Wenn es auf sehr hohen hydraulischen Druck ankommt, verwendet man Radialkolbenpumpen. Wenn es auf hohen Durchsatz ankommt, verwendet man Zellenpumpen, früher Flügelpumpen genannt. Ferner sind beispielsweise Schraubenpumpen und Zahnradpumpen bekannt. Die Erfindung bezieht sich auf alle derartige Bauarten von Drukkölpumpen, insbesondere jedoch auf vorzugsweise einreihige Radialkolbenpumpen.
Bei konventionellen derartigen, durch einen Elektromotor angetriebenen Druckölpumpen werden das
Pumpenaggregat und der Elektromotor als gesonderte Baueinheiten gefertigt und dann aneinander angeflanscht.
Meistens werden die Elektromotoren durch den Pumpenbauer sogar von gesonderten Elektromotorenfabriken
fertig bezogen. Sowohl der -Raumbedarf als auch de- Materialaufwand sind dabei verhältnismäßig
groß. Auch müssen besondere Maßnahmen vorgesehen werden, um den Elektromotor zu kühlen, beispielsweise
eine besondere Luftkühlung. Auch erhebt sich das Problem der Geräuschdämpfung beim Elektromotor.
Um die letztgenannten Schwierigkeiten des zusätzlichen Kühlaufwandes und einer befriedigenden Geräuschdämpfung
zu vermeiden, sind bereits gattungsgemäße Druckölpumpen bekanntgeworden, die mit sogenannten
Unlerölmotoren arbeiten. Bei dieser bekannten Anordnung ist ein ölvorratsbehälter mit dem
drucklosen Öl auf einen verhältnismäßig hohen Pegel, gegebenenfalls vollständig, gefüllt, und eine Baueinheit
aus dem Motor mit daran angeflanschten Pumpenaggregat ist in dem Drucköl aufgehängt (vgl. zum Beispiel
DE-OS 19 38 813 oder US-PS 36 89 203). Es ist auch bereits bekannt, dabei das von dem ölbehälter völlig
unabhängige Motorgehäuse mit solchen Aussparungen zu versehen, daß das im ölbehälter befindliche Öl die
aktiven Teile des Elektromotors zu deren Kühlung direkt beaufschlagen kann (vgl. zum Beispiel US-PS
28 25 286).
Da der Wirkungsgrad einer Ölkühlung größer als der einer Luftkühlung ist und die ganze Druckölpumpe aus
aneinandergeflanschtem ölpumpenaggregat und Elektromotor völlig im öl eingebettet ist, sind bei der erstgenannten
bekannten gattungsgemäßen Anordnung die Kühlungs- und Geräuschprobleme bereits recht befriedigend
gelöst. Der bauliche Aufwand ist jedoch immer noch relativ erheblich, desgleichen der Raumbedarf, da
der Ölvorratsbehälter mit allseitigem Abstand das eingehängte Aggregat umgeben muß.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Druckölpumpe mit geringem
Raumbedarf und geringem baulichen Aufwand zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine gattungsgemä-Be Druckölpumpe gemäß dem kennzeichnenden Teil
des Hauptanspruchs gestaltet.
Bei dieser Anordnung wird zunächst eine gesondertes Motorgehäuse vermieden. Durch die Verwendung
des Ölvorratsbehälters direkt als Motorgehäuse wird
auch der erforderliche Raumbedarf gering. Zur optimalen Kühlung wird gleichzeitig Vorsorge dafür getroffen,
daß der Elektromotor unmittelbar vom Öl um- und durchspült und nicht nur partiell angespült wird.
Eine konstruktiv besonders einfache Bauweise zeigt Anspruch Z Man kann dabei entweder gemäß Anspruch
3 den Stator des Elektromotors noch über Rippen im Abstand von der eigentlichen Wandung des ölvorratsbehälters
halten, wobei das Öl zwischen den Rippen zirkulieren kann, oder einfach gemäß Anspruch
3 den Elektromotor unmittelbar im Bereich der Wandung des Motorgehäuses halten und diesem lediglich
eine rechteckige Konfiguration geben, wobei Ölkanäle in den Eckbereichen vorgesehen sind. Insbesondere
kommt im Hinblick auf den üblichen Kreisumriß eines Stators und eines daran angepaßten Halterings als
kleinstes umschriebenes Rechteck ein Quadrat in Frage-
Wie Anspruch 5 zeigt, braucht der Haltering kein gesondertes Halteelement zu sein, sondern kann im
Grenzfall sogar auf schmale, über den Umfang verteilte Bereiche der Wandung des Ölvorratsbehälters reduziert
sein.
Die Ansprüche 6 und 7 geben zwei verschiedenartige Aufbaumöglichkeiten einer erfindungsgemäßen Druckölpumpe
wieder.
Die Maßnahme des Anspruchs 8, Pumpenaggregat und Elektromotor von derselben Antriebswelle antreiben
zu lassen, ist an sich bei anderen Pumpenaggregaten, bei denen der Elektromotor außen an eine Radialkolbenpumpe
angesetzt ist, bekannt
Die Ansprüche 9 und 10 zeigen eine besonders vorteilhafte Lagerung einer solchen einzigen Antriebswelle
in einer erfindungsgemäßen Druckölpumpe.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel einer
einreihigen Radialkolbenpumpe noch näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen axialen vertikalen Querschnitt durch eine Druckölpumpe gemäß der Erfindung,
F i g. 2 eine Draufsicht auf die untere Hälfte der Druckölpumpe gemäß F i g. 1 bei abgenommen gedachter
oberer Hälfte,
F i g. 3 einen Schnitt durch einen Ausschnitt des Dekkels
der Druckölpumpe gemäß F i g. 1 in einer gemäß der Zeichnungsebene von F i g. 1 versetzten Ebene und
F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in F i g. 2.
Die gezeigte Druckölpumpe weist einen im ganzen mit 10 bezeichneten Ölvorratsbehälter auf, der aus
einer topfförmigen unteren Schale 12 und einer ebenfalls topfförmigen oberen Schale 14 besteht, die stirnseitig
aufeinandergesetzt sind, durch eine Stufe 16 an der Stirnseite gegeneinander zentriert sind und durch
einen Dichtungsring 18 gegeneinander abgedichtet sind. Die obere Schale hat eine etwas größere axiale
Länge als die untere Schale. Beide Schalen sind ein wenig in Richtung zu ihrer Stirnseite hin nach außen hin
konisch zulaufend. Die Bodenwand 20 und die Deckelwand 22 des Ölvorratsbehälters sind flach. Die den
Mantel des öl vorratsbehälter bildende Wand 24 beschreibt
im wesentlichen ein Quadrat Dabei ist dieses Quadrat an zwei Ecken gemäß Fig.2 jeweils mit
einer abgeschrägten Wand oberhalb des Bodens 20 versehen. Der Boden weist in diesem Bereich ebenso
wie an den beiden anderen Ecken jeweils einen Fuß 30 auf. Wie in Fig.4 gezeigt ist, läuft von
diesem Sockel aus eine eingelassene Befestigungsschraube 32 durch das Material der Außenwand der
unteren Schale 12 bzw. das Material der Außenwand der oberen Schale 14.
In der Deckelwand 22 der obeien Schale 14 ist gemäß
F i g. 3 ein Öleinfülloch 34 ausgespart, in welches
ein Luftfilter 36 eingeschraubt ist Außerdem ist in der Deckelwand 22 noch eine öldichte Kabeldurchführung
38 vorgesehen.
In der unteren Schale 12 ist eine einreihige, dreiarmige,
sternförmige Radialkolbenpumpe 40 eingebaut In der oberen Schale 24 ist ein Elektromotor 42 eingebaut,
für den die oberen Schale zugleich als Motorgehäuse dient
Der Elektromotor 42 ist über die Kabeldurchführung 38 d'irch den Ölvorratsbehälter hindurch elektrisch angeschlossen.
Der mindestens teilweise gefüllte Ölvorratsbehälter erhält sein Öl durch die Öleinfüllöffnung
34 Das Öl bildet sowohl einen Ölsumpf zur Versorgung der Radialkolbenpumpe 40 als auch einen den Elektromotor
unmittelbar umspülenden und durchspülenden Kühlmittelvorrat für den Elektromotor 42. Hierauf
wird noch weiter unten mehrmals im einzelnen eingegangen.
Dem Elektromotor 42 und der Radialkolbenpumpe 40 ist dieselbe einstückige Antriebswelle 44 gemeinsam,
die an ihrem oberen Ende 46 und an ihrem unteren Ende 48 am Deckel bzw. Boden des Ölvorratsbehälters
gelagert ist. Das untere Lager ist dabei als Drucklager in einem radialen Kugellagerkranz 50 ausgebildet, der
von einem zentralen hülsenförmigen Fortsatz oberhalb des Bodens des Ölvorratsbehälters gehalten ist. Das
obere Ende ist als Radiallager mit einer einfachen radialen Lagerhülse 51 ausgebildet, die ihrerseits in einem
hülsenförmigen zentralen Fortsatz des Deckels des ölvorratsbehälters
gehalten ist. Die Antriebswelle 44 ist längs der vertikalen Achse des Ölvorratsbehälters angeordnet.
Oberhalb des Bodens 20 des Ölvorratsbehälter;, sind
Sockel 52 ausgeformt, auf denen drei mit gleichmäßigen Winkelabständen verteilte Kolben-Zylinder-Einheiten
radial zur Antriebswelle 44 jeweils mittels zweier Befestigungsschrauben 56 befestigt sind.
Die Kolben-Zylinder-Einheiten 54 weisen jeweils einen Kolben 58 auf, der durch eine am Zylindergehäuse
abgestützte Druckfeder 60 in Richtung zur Antriebswelle 44 vorgespannt ist. An der Antriebswelle 44 ist
ein Nocken 62 befestigt, der über ein axial versetztes Kugellager 64 gegen die Kraft der Druckfeder 60 wirkt
und die drei Kolben bei der Umdrehung der Antriebswelle 44 im zeitlich versetzten Takt antreibt. Die Kolben-Zylinder-Einheiten
54 saugen das öl aus dem ölvorratsbehälter jeweils über ein gegenüber der äußeren
Stirnseite des Kolbens 58 angeordnetes Ansaugventil
65 an und geben es unter Druck jeweils über ein seitlich an der Kolben-Zylinder-Einheit 54, d. h. hier oben, angeordnetes
Auslaßventil 66 ab. Alle drei Auslaßventile
66 sind über Hochdruckleitungen 68 untereinander und mit einem gemeinsamen Druckausgang 70 verbunden,
der zu einem am äußeren Gehäuse der Drucköipumpe vorgesehenen Druckölanschluß 72 weiterführt. Um
sicherstellen zu können, daß die Radialkolbenpumpe nicht nur bei der dargestellten aufrechten Lage, sondern
luch wenigstens auf einer Seite liegend funktionsfähig ist, ist nur das Ansaugventil einer Kolben-Zylinder-Einheit
54 durch ein Sieb 74 direkt mit dem Ölsumpf in dem ölvorratsbehälter verbunden. Die Ausgänge
der beiden anderen Ansaugventile 65 sind jeweils durch eine Ansaugleitung 76, die ihrerseits wie-
deium jeweils mit einem Sieb verbunden sein können, jeweils mit einem Ansaugbereich gegenüber derselben
Seitenwand des Ölvorratsbehälters verbunden, der
auch das Sieb 74 der erstgenannten Kolben-Zylinder-Einheit gegenüberliegt. In den Darstellungen der
Fig. 1 und 2 erfolgt demnach die Ansaugung jeweils gegenüber der linken Seitenwand des Ölvorralsbehälters.
Bezüglich der Schnittführung im oberen Bereich von F i g. 1 sei bemerkt, daß hier der Schnitt zur besseren
Darstellung auf einer Seite radial durch eine Ecke verläuft, während er auf der anderen Seite zwischen den
Ecken verläuft, wobei die beiden Schnittebenen einen Winkel von 45° miteinander einschließen. Von der
Wand des Mantels der oberen Schale 14 stehen acht über den Umfang verteilte Rippen 80 radial nach innen
ab, die einen kranzartigen Haltering 82 mit Abstand zur Wand des Ölvorratsbehälters halten, so daß in den vertikalen
Kanälen (83) zwischen den Rippen das Öl strömen kann, mit freiem Anschluß an den Ölsunipf sowohl
oben als auch unten. Diese Rippen 80 verlaufen, wie im einzelnen in F i g. 1 zu sehen ist, von dem stirnseitigen
Rand der oberen Schale 14 aus bis etwa über zwei Drittel der Höhe der Schale und halten den Haltering 82
etwas gegenüber der Anschlußfläche der beiden Schalen nach oben versetzt. Wenn, was möglich ist, die
Schalen aus Druckguß hergestellt werden, muß man bei 85 den Bereich 86 ausstechen, wobei jedoch noch Rippenfragmente
88 am Deckel der oberen Schale 14 verbleiben, die von diesem Deckel nach unten hin abstehen.
Bei Herstellung der Schalen aus dem gußtechnisch hier vorzuziehenden Sandguß kann man von vornherein
die Rippen und den Haltering in der gewünschten Weise zusammen mit dem Mantel der Schalen herstellen.
In jedem Falle sind Haltering, Rippen und Mantel aus einem Stück, desgleichen die Sockel und hülsenförmigen
Fortsätze am Boden und Deckel des Ölvorratsbehälters, auf denen das Pumpenaggregat ruht und die
zur Befestigung der Lager für die Antriebswelle dienen.
Nachgetragen sei hier noch, daß in der Bohrung, die
den Kopf der eingelassenen Schraube 32 in F i g. 4 aufnimmt, eine Gewindehülse33 eingelassen sein kann, um
die ganze Druckölpumpe auf einer Basis aufschrauben zu können.
Der Elektromotor weist einen Rotor 90 auf, dessen Lamellenpaket mit Preßsitz 92 in üblicher Weise auf
der Antriebswelle 44 gehalten ist.
Der den Rotor umgebende Stator 94, dessen Wickelkopf 96 auch in F i g. 1 zu sehen ist, sitzt seinerseits mit
Preßsitz in dem Haltering 82, wobei die axiale Stellung durch eine obere Schulter 98 anschlagmäßig fixiert ist.
Man erkennt, daß die Lamellenpakete und die Wicklungen des Elektromotors frei im Sumpf innerhalb des Ölvorratsbehälters
angeordnet sind und somit nicht nur umspülbar, sondern auch durchspüibar sind. Eine Sirömungswirkung
wird dabei durch die ständige Ansaugung des Öls aus dem Sumpf und über den hier nicht im
einzelnen dargestellten Pumpenrücklauf zum Sumpf erzeugt.
Der Preßsitz der Lamellen des Stators 94 im Haltering 82 kann beispielsweise durch Wärmeschrumpfung
erzeugt sein. Das gleiche gilt für die Befestigung der Lamellen des Rotors auf der Antriebswelle 44. Da diese
Antriebswelle auch ohne Kupplung die Antriebsverbindung zum Gruppenaggregat herstellt, bilden der elektromotorische
und der druckpumpenmäßige Teil der beschriebenen Druckölpumpe eine Einheit mit wenigen
Teilen und teilweise mehrfachen Funktionen.
An Stelle der Anordnung des Elektromotors im Ölvorratsbehälter
durch Preßsitz kann im Rahmen der Erfindung auch eine andere Halterung vorgesehen sein.
Wesentlich erscheint, daß auf ein gesondertes Gehäuseelement für den Elektromotor völlig verzichtet ist,
sondern die der Erwärmung ausgesetzten Teile nicht nur durch Durchbrechungen in einem Gehäuse, sondern
frei der Beaufschlagung durch das Öl im Ölvorratsbehälter ausgesetzt sind. Durch geeignete Führung
der Ölströmung im ölvorratsbehälter kann man dabei noch die Kühlwirkung verbessern.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Druckölpumpe mit einem Ölpumpenaggregat, das in Öl seines Ölvorratsbehälters angeordnet und
von diesem getragen und durch einen Elektromotor angetrieben ist, der mit einem den Elektromotor
tragenden Motorgehäuse versehen und am Ölvorralsbehälter
abgestützt ist, wobei das aktive Material des Motors mit dem Öl direkt in Berührung
kommt, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorgehäuse von dem ölvorratsbehälter (12, 14)
gebildet ist, in dessen Öl der Elektromotor (42) unmittelbar, vom Öl um- und durchspülbar, eintaucht.
2. Druckölpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (94) des Elektromotors
(42) mil Preßsitz in einem I !altering (82) eingepaßt ist, der mit dem Ölvorratsbehälter unter Aussparung
von ölkanälen (83) an seinem äußeren Umfang verbunden ist.
3. Druckölpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (82) durch über seinen
Umfang verteilte Rippen (80) mit der Wandung (24) des ölvorratsbehälters (12, 14) verbunden ist.
4. Druckölpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (24) des Ölvorratsbehälters
(12, 14) ein Polygon, vorzugsweise ein Quadrat, beschreibt, der Haltering längs des größten
cinbeschriebenen Kreises verläuft und die ölkanäle in den Bereichen ausgespart sind, in denen das
Polygon über den Kreis nach außen übersteht.
5. Druckölpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering mit einem Bereich der Wandung des ölvorratsbehälters
einstückig ausgebildet ist.
6. Druckölpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölvorratsbehälter eine erste Schale (12) und eine an diese abgedichtet
angesetzte komplementäre zweite Schale (14) aufweist, und daß das Ölpumpenaggregat (54)
von der ersten Schale und der Elektromotor (42) von der zweiten Schale getragen ist.
7. Druckölpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des
Ölvorratsbehälters einen einstückigen Mantel und zwei stirnseitige Abschlußteile aufweist, von denen
mindestens einer als abgedichtet angesetzter Dekkel ausgebildet ist, und daß der Elektromotor von
dem Mantel und das Pumpenaggregat alternativ auch von dem Mantel oder dem bzw. einem Deckel
getragen ist.
8. Druckölpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenaggregat
(54) und der Elektromotor (42) von derselben Antriebswelle (44) angetrieben sind.
9. Druckölpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (44) an ihren
beiden Enden (46, 48) in der Wandung (22) des Ölvorratsbehälters (12,14) gelagert ist.
10. Druckölpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das eine stirnseitige Lager der
Antriebswelle (44) als Drucklager (50) und das andere als Radiallager (51) ausgebildet ist.
11. Druckölpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Pumpenaggregat (54) als, vorzugsweise einreihige, Radialkolbenpumpe (40)
ausgebildet ist,
12. Druckölpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Pumpenaggregat als Zellenpumpe, Zahnradpumpe oder Schraubenpumpe ausgebildet
ist.
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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