EP3320210B1

EP3320210B1 - Hydraulikaggregat

Info

Publication number: EP3320210B1
Application number: EP16728838.0A
Authority: EP
Inventors: Andreas Böhler
Original assignee: Hydac Fluidtechnik GmbH
Current assignee: Hydac Fluidtechnik GmbH
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2016-06-10
Publication date: 2019-08-07
Anticipated expiration: 2036-06-10
Also published as: EP3320210A1; WO2017005338A1; CN208493250U; DE102015008837A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydraulikaggregat, insbesondere für die Versorgung von Förder- und Hebezeugen mit Druckflüssigkeit, mit einem bezüglich einer Vorrichtungshauptachse endseitig gelegenen Tank und an diesem angebauten Funktionskomponenten, die aus zumindest einer Hydropumpe und einem Anschlusskörper sowie einem Elektromotor zum Antrieb der Hydropumpe bestehen.
Hydraulikaggregate dieser Art sind bekannt. Das Dokument DE 10 2008 030 715 A1 zeigt als dem Anmeldungsgegenstand nächstkommendem Stand der Technik ein Hydraulikaggregat dieser Gattung. Bei derartigen Hydraulikaggregaten bildet der Anschlusskörper für den Elektromotor und für die Hydropumpe einen Trägerflansch in Form eines rechteckigen Blocks. Außerdem sind in dem Anschlusskörper Fluidverbindungen für Hydraulikanschlüsse und Hydraulikkomponenten, wie Ventile, Belüftungseinrichtungen und dergleichen, ausgebildet. Wegen der Trägerfunktion sowohl für Elektromotor als auch Hydropumpe ist man gezwungen, den Anschlusskörper, anstelle aus einem Kunststoffmaterial, aus einem belastbaren metallischen Werkstoff herzustellen. Die Doppelfunktion des Anschlusskörpers als belastbarer Träger für Motor und Hydropumpe einerseits und als Hydraulikkomponente mit Fluidführungen und Hydraulikanschlüssen andererseits führt zu einer komplexen Formgebung des Anschlusskörpers und damit zu einem entsprechend hohen Herstellungsaufwand. Beispielsweise kommt eine einfache Herstellung aus Aluminium-Druckguss wegen der Gefahr der Lunkerbildung nicht in Betracht. Man ist daher gezwungen, ein Schmiedeteil zerspanend zu bearbeiten. Neben dem entsprechend hohen Aufwand ergeben sich auch hohe Materialkosten wegen des großen Anteils anfallenden Zerspanungsschrotts.
Durch EP 1 231 385 A1 ist eine Vorrichtung zur Förderung von Hydrauliköl, Schmieröl oder dergleichen bekannt, zumindest umfassend einen Vorratsbehälter und eine Pumpe mit einem Pumpenflansch, der an einem Ventilblock befestigt ist, an dem der Vorratsbehälter verankert ist, wobei der Ventilblock durch Umspritzen des Pumpenflansches mit Kunststoff als einteiliger Bestandteil mit demselben hergestellt ist. Die Hydraulikpumpe umfasst mehrere Gehäuseteile, wobei ein Gehäuseteil der Pumpenflansch zur Befestigung der Pumpe ist und auf der der Hydraulikpumpe abgewandten Seite des Ventilblocks schließt sich an letzterem der Elektromotor an, der über eine Antriebswelle die Hydraulikpumpe antreibt und der mit Hilfe von Schrauben, welche den Motorblock axial durchgreifen an dem Ventilblock befestigt ist.
US 2 447 467 A zeigt ein Aggregat (Fig. 1), bei dem ein Elektromotor mittels eines Motorträgers auf einem Tankdeckel eines Fluid-Vorratstankes aufgesetzt ist. Eine in den Fluidtank eingreifende Förderpumpe ist mittels eines Pumpenflansches an einem stangenartigen Distanzkörper gehalten, durch den die mittels des Elektromotors antreibbare Pumpenwelle geführt ist.
Im Hinblick auf die eingangs erwähnte Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Hydraulikaggregat der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, das mit verringertem Fertigungsaufwand einfach und rationell herstellbar ist.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass der Anschlusskörper aus mindestens einer Struktureinheit und aus mindestens einer weiteren Struktureinheit zusammengesetzt ist, dass die eine Struktureinheit zumindest teilweise in der weiteren Struktureinheit aufgenommen ist, und dass die eine Struktureinheit des Anschlusskörpers als Trageinrichtung eine Befestigungskomponente zum Festlegen sowohl des Elektromotors als auch der Hydropumpe aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten des Anschlusskörpers angeordnet sind. Dadurch, dass dergestalt anstelle eines einstückig ausgebildeten Anschlusskörpers ein Verbund aus zusammengesetzten Struktureinheiten vorgesehen ist, lassen sich unterschiedliche, vom Anschlusskörper zu erfüllende Funktionen unterschiedlichen Bauteilen zuordnen, die jeweils eine eigene Struktureinheit eines Verbundkörpers bilden. Dadurch eröffnet sich die Möglichkeit, lediglich diejenige Struktureinheit, die den hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt ist und/oder die hydraulischen Leitungen und Einbauräume enthält, durch spanende Bearbeitung aus einem metallischen Werkstoff herzustellen, während eine jeweilige weitere, geringerer Belastung ausgesetzte Struktureinheit, beispielsweise in Form einer Abdeckeinheit, beispielsweise durch Spritzformen, vereinfacht herstellbar ist.
Dabei weist die eine Struktureinheit des Anschlusskörpers als Trageinrichtung eine Befestigungskomponente zum Festlegen sowohl des Elektromotors als auch der Hydropumpe auf, die auf gegenüberliegenden Seiten des Anschlusskörpers angeordnet sind. Diese als Trageinrichtung dienende Struktureinheit kann als Befestigungskomponente Bohrungen oder Gewindebohrungen zur Bildung von Verschraubungen mit Elektromotor und Hydropumpe aufweisen.
Mit besonderem Vorteil kann die weitere Struktureinheit des Anschlusskörpers die freie obere Tanköffnung in der Art eines Behälter- oder Tankdeckels zumindest randseitig abschließen, wobei die Hydropumpe vom Tankinneren aufgenommen ist und sich der Elektromotor auf der anderen Seite des Anschlusskörpers befindet.
Mit besonderem Vorteil kann die Trageinrichtung des Anschlusskörpers aus einem Metallmaterial, vorzugsweise aus einem Aluminiummaterial als Druckguss- oder Schmiedeteil hergestellt sein, wobei die weitere Struktureinheit aus einem Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Polyamidmaterial, besteht. Bei einem derartigen Kunststoff-Metallverbund hat der Anschlusskörper eine vorteilhafte, dämpfende Wirkung. Zudem ist dadurch eine Leichtbauweise realisierbar, bei der etwa 50 % Gewichtseinsparung erreichbar ist, wenn beispielsweise 2/3 des Anschlusskörpers aus Kunststoff bestehen.
Mit Vorteil kann die Trageinrichtung neben der Befestigungskomponente eine Aufnahmekomponente zum Festlegen weiterer Funktionskomponenten, wie einer Ventileinrichtung, aufweisen. Diesbezüglich können Anschlüsse für ein den Hydraulikausgang steuerndes Schaltventil und/oder ein Rückschlagventil vorgesehen sein.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die Trageinrichtung in der weiteren Struktureinheit derart aufgenommen, dass eine durchgehende Öffnung im Anschlussköper geschaffen ist, die den Durchgriff von Antriebsmitteln zwischen Elektromotor und Hydropumpe erlaubt. Der Anschlusskörper kann dadurch die Durchführung einer Antriebswelle für den Direktantrieb der im Tankinneren befindlichen Hydropumpe bilden.
Dabei kann die Anordnung mit besonderem Vorteil so getroffen sein, dass die Trageinrichtung die durchgehende Öffnung mit ihrer Befestigungskomponente in konzentrischer Anordnung zu dieser zumindest teilweise bogenförmig begrenzt oder die Öffnung vollständig umfasst.
Als in die weitere Struktureinheit integriertes Bauteil kann die Trageinrichtung in besonders vorteilhafter Weise mindestens eine Eingriffsnase am Ende ihres bogenförmigen Teils ihrer Befestigungskomponente aufweisen, wobei die Eingriffsnase in eine zuordenbare Ausnehmung der weiteren Struktureinheit unter Bildung einer Positionierung fixierend eingreift.
Ferner kann die Trageinrichtung zwischen Befestigungskomponente und einer hydraulischen Aufnahmekomponente einen Verbindungssteg aufweisen, der in einem tankseitig geschlossenen Aufnahmekanal der weiteren Struktureinheit des Anschlusskörpers aufgenommen ist. Durch die fehlende Verbindung des Aufnahmekanals zum Tankinneren bleibt die Funktion der weiteren Struktureinheit als Tankdeckel erhalten.
Mit besonderem Vorteil ist die Trageinrichtung in der weiteren Struktureinheit in Richtung des Elektromotors bündig aufgenommen, wobei die weitere Struktureinheit einen plattenartigen Abdeckkörper für den Abschluss des Tanks ausbildet und eine verschließbare Belüftungsöffnung für das Tankinnere aufweist. Als plattenartiger Abdeckkörper kann sich die weitere Struktureinheit als Abschlussteil über die gesamte zugewandte Seite des Tanks erstrecken.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1: in explosionsartig auseinandergezogener Darstellung eine perspektivische Schrägansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Hydraulikaggregats;
Fig. 2: in gegenüber Fig. 1 vergrößert gezeichneter perspektivischer Schrägansicht eine Trageinrichtung, die eine Struktureinheit des Anschlusskörpers des Ausführungsbeispiels bildet, und
Fig. 3: in der Fig. 2 entsprechendem Maßstab eine perspektivische Schrägansicht einer weiteren Struktureinheit als Bestandteil des Anschlusskörpers des Ausführungsbeispiels.

Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ist die Erfindung am Beispiel eines Hydraulikaggregats erläutert, das, was die allgemeine Bauweise anbelangt, dem in dem bereits genannten Dokument DE 10 2008 030 715 A1 offenbarten Stand der Technik entspricht. Hiermit insoweit übereinstimmend handelt es sich um ein Hydraulikaggregat, das insbesondere zur Versorgung von Hubzylindern bei vorzugsweise mobilen Arbeitsgerätschaften, wie Förder- und Hebezeugen, bestimmt ist, die elektrisch angetrieben sind. Um eine möglichst kompakte Bauweise zu erreichen, wie sie insbesondere bei mobilen Anwendungen anzustreben ist, wo wenig Einbauraum zur Verfügung steht, sind Funktionskomponenten, wie Hydropumpe 1, der sie antreibende Elektromotor 3 sowie ein Anschlusskörper 5 unmittelbar an einem einen Vorrat an Druckflüssigkeit aufnehmenden Tank 7 angebaut. Dieser befindet sich an einem Ende einer Vorrichtungshauptachse 9, bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel an dem unteren Ende der sich vertikal erstreckenden Hauptachse 9. Der Anschlusskörper 5 befindet sich zwischen dem am oberen Ende der Hauptachse 9 gelegenen Elektromotor 3 und der Hydropumpe 1, die beim zusammengebauten Zustand im Inneren des Tanks 7 aufgenommen ist. Der Anschlusskörper 5 ist beim erfindungsgemäßen Hydraulikaggregat durch einen aus zwei Struktureinheiten 11 und 13 zusammengesetzten Verbundkörper gebildet, wobei die erste Struktureinheit 11 eine Trageinrichtung bildet, an der sowohl der Elektromotor 3 als auch die Hydropumpe 1 angeflanscht sind, während die zweite Struktureinheit 13 für die offene Seite des Tanks 7 eine Art Tankdeckel bildet.
In Fig. 2 ist die die Trageinrichtung für Elektromotor 3 und Hydropumpe 1 bildende Struktureinheit 11 gesondert dargestellt.
Die Fig. 3 zeigt, ebenfalls in gesonderter Darstellung, die zweite Struktureinheit 13 des Anschlusskörpers 5, die als einteiliges spritzgeformtes Kunststoffteil, beim vorliegenden Beispiel aus einem glasfaserverstärkten Polyamidmaterial, wie PA6.6, besteht. Als eine Art Tankverschluss bildende Abdeckeinheit für die obere, offene Seite des Tanks 7 hat die Struktureinheit 13 einen der freien oberen Öffnung des Tanks 9 entsprechenden rechteckigen Umriss mit gerundeten Ecken 15, wobei in der Nähe eines Eckbereichs eine Durchgangsbohrung 17 für einen Tankbelüfter 19 (s. Fig. 1) vorgesehen ist, der ein Belüftungsfilter aufweisen kann. Koaxial zur Vorrichtungshauptachse 9 weist die zweite Struktureinheit 13 eine Öffnung 21 auf, die den Durchtritt der Antriebsmittel vom Elektromotor 3 zur Hydropumpe 1 ermöglicht. Für den Direktantrieb der Hydropumpe 1 ist hierfür die in Fig. 1 nicht sichtbare Motorwelle des Elektromotors 3 vorgesehen.
Die die Trageinrichtung bildende Struktureinheit 11, die den Träger sowohl für den an der Oberseite befindlichen Elektromotor 3 als auch für die Hydropumpe 1 bildet, die unterhalb der den Tankabschluss bildenden zweiten Struktureinheit 13 angeordnet ist, ist durch einen metallischen Formkörper gebildet, beim Ausführungsbeispiel in Form eines Schmiedeteils aus Aluminium. Für die Aufnahme der ersten, die Trageinrichtung bildenden Struktureinheit 11 weist die einen plattenartigen Kunststoffkörper bildende zweite Struktureinheit 13 in der Oberseite Vertiefungen auf, die sich an die zentrale Öffnung 21 anschließen und in Form und Tiefe so bemessen sind, dass die die Trageinrichtung bildende Struktureinheit 11 im gebildeten Sitz derart aufgenommen ist, dass die Trageinrichtung mit der dem Elektromotor 3 zugewandten Oberseite bündig ist. Die Struktureinheit 11 weist als Befestigungskomponente für Elektromotor 3 und Hydropumpe 1 ein halbkreisförmiges Bogenteil 23 auf, an dessen freies Ende sich ein zum Bogenteil 23 radial erstreckendes Nasenteil 25 anschließt. Am entgegengesetzten Ende geht das Bogenteil 23 in einen Verbindungssteg 27 über, an dessen in Fig. 2 rechtsseitig gelegenes Ende sich wiederum eine hydraulische Aufnahmekomponente 29 anschließt. Als Sitz für das Bogenteil 23 ist in der Struktureinheit 13 eine bogenförmige Vertiefung 31 gebildet, die die zentrale Öffnung 21 umgibt und in einen zur Öffnung 21 radialen Endteil 33 übergeht, der das Nasenteil 25 aufnimmt.
Zur Befestigung von Elektromotor 3 und Hydropumpe 1 mittels Verschraubungen sind in der die Trageinrichtung bildenden Struktureinheit 11 im Bogenteil 23, im Nasenteil 25 sowie im Verbindungssteg 27 Schraubenlöcher 35, 37, 39, 41 vorgesehen, von denen die Löcher 35 und 39 der Motorbefestigung und die Löcher 37 und 41 der Pumpenbefestigung mittels durchgehender Schrauben dienen, die in Fig. 1 nicht dargestellt sind. Für den Durchtritt dieser Schrauben sind in den Vertiefungen 31 und 33 der Struktureinheit 13 zugeordnete Löcher 45, 47 und 49 gebildet. Für die Aufnahme des Verbindungssteges 27 ist ein vertiefter, sich an die Vertiefung 31 anschließender Aufnahmekanal 51 in der zweiten Struktureinheit 13 ausgebildet. Der Aufnahmekanal 51 erstreckt sich mit geschlossenem Boden 53 bis zum benachbarten Außenrand der Struktureinheit 13.
Im zusammengebauten Zustand steht so die Aufnahmekomponente 29 der die Trageinrichtung bildenden ersten Struktureinheit 11 über den Außenrand am Ende des Aufnahmekanals 51 vor, so dass Hydraulikanschlüsse 55, 57 und 59 am Aggregat seitlich frei zugänglich sind, wobei den Anschlüssen 55 und 57 beispielsweise hydraulische Komponenten, wie Schaltventil 61 (Fig. 1), Rückschlagventil, Drucksensor oder dergleichen, zugeordnet sein können. Innere Fluidwege 63 in der Aufnahmekomponente 29 sind mit einem an der Unterseite des Verbindungssteges 27 befindlichen Hydraulikeingang 65 in Verbindung, der in dem an der Hydropumpe 1 angeflanschten Zustand mit dem druckseitigen Ausgang der Hydropumpe 1 in Verbindung ist.
Der Aufbau des Anschlusskörpers 5 aus zwei Struktureinheiten 11 und 13 vereinfacht die Herstellung, weil lediglich die die Trageinrichtung bildende Struktureinheit 11 als Metallteil in spanender Bearbeitung hergestellt werden muss, beispielsweise aus einem Aluminium-Schmiedeteil. Der Anschlusskörper 5 ist dadurch mit einem überwiegenden Kunststoffanteil mit leichtem Baugewicht realisierbar. Die Erfindung ermöglicht auch den Aufbau eines modularen Systems, bei dem eine jeweils gleich gestaltete, aus Kunststoff bestehende Struktureinheit 13 mit einem an die jeweiligen hydraulischen Anforderungen angepassten und entsprechend gestalteten Metallinlay als Trageinrichtung benutzt wird.

Claims

Hydraulikaggregat mit einem bezüglich einer Vorrichtungshauptachse (9) endseitig gelegenen Tank (7) und an diesen angebauten Funktionskomponenten, die aus zumindest einer Hydropumpe (1) und einem Anschlusskörper (5) sowie einem Elektromotor (3) zum Antrieb der Hydropumpe (1) bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskörper (5) aus mindestens einer Struktureinheit (11) und aus mindestens einer weiteren Struktureinrichtung (13) zusammengesetzt ist, dass die eine Struktureinrichtung (11) zumindest teilweise in der weiteren Struktureinrichtung (13) aufgenommen ist, und dass die eine Struktureinheit des Anschlusskörpers (5) als Trageinrichtung (11) eine Befestigungskomponente (23) zum Festlegen sowohl des Elektromotors (3) als auch der Hydropumpe (1) aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten des Anschlusskörpers (5) angeordnet sind.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Struktureinheit (13) des Anschlusskörpers (5) die freie obere Öffnung des Tanks (7) in der Art eines Behälter- oder Tankdeckels zumindest randseitig abschließt und dass die Hydropumpe (1) vom Tankinneren aufgenommen ist.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (11) des Anschlusskörpers (5) aus einem Metallmaterial und die weitere Struktureinheit (13) aus einem Kunststoffmaterial besteht.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (11) des Anschlusskörpers (5) aus einem Aluminiummaterial als Druckguss- oder Schmiedeteil hergestellt ist und dass die weitere Struktureinheit (13) aus einem glasfaserverstärkten Polyamidmaterial besteht.
Hydraulikaggregat nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (11) neben der Befestigungskomponente (23) eine Aufnahmekomponente (29) zum Festlegen weiterer Funktionskomponenten, aufweist.
Hydraulikaggregat nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (11) in der weiteren Struktureinheit (13) derart aufgenommen ist, dass eine durchgehende Öffnung (21) im Anschlusskörper (5) geschaffen ist, die den Durchgriff von Antriebsmitteln zwischen Elektromotor (3) und Hydropumpe (1) erlaubt.
Hydraulikaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (11) die durchgehende Öffnung (21) mit ihrer Befestigungskomponente (23) in konzentrischer Anordnung zu dieser zumindest teilweise bogenförmig begrenzt oder die Öffnung (21) vollständig umfasst.
Hydraulikaggregat nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (11) mindestens eine Eingriffsnase (25) am Ende ihres bogenförmigen Teils ihrer Befestigungskomponente (23) aufweist, die in eine zuordenbare Ausnehmung (33) der weiteren Struktureinheit (13) unter Bildung einer Positionierung fixierend eingreift.
Hydraulikaggregat nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (11) zwischen Befestigungskomponente (23) und einer hydraulischen Aufnahmekomponente (29) einen Verbindungssteg (27) aufweist, der in einem tankseitig geschlossenen Aufnahmekanal (51) der weiteren Struktureinheit (13) des Anschlusskörpers (5) aufgenommen ist.
Hydraulikaggregat nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (11) in der weiteren Struktureinheit (13) in Richtung des Elektromotors (3) bündig aufgenommen ist und dass die weitere Struktureinheit (13) einen plattenartigen Abdeckkörper für den Abschluss des Tanks (7) ausbildet und eine verschließbare Belüftungsöffnung (17) für das Tankinnere aufweist.