DE102005055824B3

DE102005055824B3 - Pumpenaggregat

Info

Publication number: DE102005055824B3
Application number: DE102005055824A
Authority: DE
Inventors: Dieter Jordan
Original assignee: Voith Turbo H and L Hydraulic GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo H and L Hydraulic GmbH and Co KG
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2025-11-18
Also published as: DE502006000875D1; EP1788245B1; EP1788245A1

Abstract

Pumpenaggregat, umfassend einen Elektromotor und wenigstens eine von der Ankerwelle des Elektromotors antreibbare Förderpumpe zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit, wobei der Elektromotor und die Förderpumpe bei Betrieb von Hydraulikflüssigkeit um- und/oder durchströmt werden und gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht sind, wobei an der Ankerwelle wenigstens eine Lagerglocke drehfest angeordnet ist, die zur Lagerung der Ankerwelle mit dem Pumpengehäuse der Förderpumpe zusammenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat, umfassend einen Elektromotor und wenigstens eine von der Ankerwelle des Elektromotors antreibbare Förderpumpe zum Fördern von Fluiden, wobei der Elektromotor und die Förderpumpe bei Betrieb vom Fluid um- und/oder durchströmt werden und gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht sind. Als Fluide kommen insbesondere Hydraulikflüssigkeiten zum Einsatz; andere Fluide sind aber erfindungsgemäß auch denkbar.

Derartige Pumpenaggregate, wie sie beispielsweise aus der DE 10 2004 013 053 A1 bekannt sind, dienen zur Versorgung von insbesondere Werkzeugmaschinen mit Fluiden. Die Pumpenaggregate sollen dabei möglichst geräuscharm betreibbar sein und einen einfachen und Bauraum sparenden Aufbau aufweisen. Bei dem aus der DE 10 2004 013 053 A1 vorbekannten, den nächstliegenden Stand der Technik bildenden Pumpenaggregat sind zur Lagerung der Ankerwelle des Elektromotors im Gehäuse des Pumpenaggregats Lagerschilder vorgesehen.

Aus den JP 2003-021038 A und der DE 10 2004 008 158 A1 sind weitere, zum Stand der Technik gehörende Pumpenaggregate bekannt geworden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein aus der DE 10 2004 013 053 A1 vorbekanntes Pumpenaggregat dahingehend weiterzubilden, dass es bei gleichbleibender Betriebssicherheit einen vereinfachten Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird mit einem Pumpenaggregat wie es aus der DE 10 2004 013 053 A1 bekannt ist und das alle Merkamle des Oberbegriffs des Anspruchs 1 umfasst, dadurch gelöst, dass an der Ankerwelle wenigstens eine Lagerglocke drehfest angeordnet ist, die zur Lagerung der Ankerwelle mit dem Pumpengehäuse der Förderpumpe zusammenwirkt.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch Vorsehen der Lagerglocke, keine Lagerschilder, wie sie aus der DE 10 2004 013 053 A1 vorbekannt sind, erforderlich sind. Die Ankerwelle wird vielmehr über die drehfest mit der Ankerwelle verbundene Lagerglocke am Pumpengehäuse drehbar gelagert. Insofern erfolgt eine Bauteileinsparung und damit ein vereinfachter Aufbau des Pumpenaggregats sowie der Wegfall einer direkten Körperschallübertragung der Lagerschilder auf das Gehäuse oder eines Gehäuseteils.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Lagerglocke mit dem Pumpengehäuse eine Gleitlagerpaarung bildet. Das Vorsehen eines Gleitlagers hat den Vorteil, dass keine einem Verschleiß unterliegenden Wälzkörper vorzusehen sind. Insofern kann eine dauerhafte Lagerung gewährleistet werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dann, wenn die Innenseite der Lagerglocke einen kreiszylindrischen Lagerabschnitt und die Mantelfläche des Gehäuses der Förderpumpe einen mit dem Lagerabschnitt zusammenwirkenden kreiszylindrischen Gegenlagerabschnitt aufweisen. Der Lagerabschnitt der Lagerglocke und der Gegenlagerabschnitt der Förderpumpe bilden folglich die Lagerpaarung. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Erfindung umgibt die Lagerglocke, beziehungsweise deren Lagerabschnitt vorteilhafterweise das Pumpengehäuse, beziehungsweise dessen Gegenlagerabschnitt. Wie bereits erwähnt, bilden der Lagerabschnitt und der Gegenlagerabschnitt vorteilhafterweise eine Gleitlagerpaarung. Dennoch kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass Wälzkörper, beispielsweise Kugeln oder Trommeln, zur drehbaren Lagerung der Lagerglocke bezüglich des drehfest angeordneten Pumpengehäuses vorgesehen sind.

Die Lagerglocke weist dabei vorteilhafterweise im Bereich ihrer Mittellängsachse einen Wellendurchbruch für die Ankerwelle auf. Das freie Ende der Ankerwelle durchgreift vorteilhafterweise diesen Wellendurchbruch. Das freie Ende der Ankerwelle kann dabei ein Befestigungsgewinde aufweisen, auf das eine Befestigungsmutter aufschraubbar sein kann, mittels welcher die Lagerglocke an der Ankerwelle lösbar angeordnet werden kann. Die Lagerglocke umgibt dabei vorteilhafterweise das freie Ende der Ankerwelle in radialer Richtung und/oder überragt das freie Ende der Ankerwelle in axialer Richtung.

Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das freie Ende der Ankerwelle einen Kopplungsabschnitt zur Drehkopplung mit der Pumpenwelle der Förderpumpe aufweist. Der Kopplungsabschnitt ist dabei vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass ein lösbares Koppeln der beiden Wellen miteinander möglich ist. Vorteilhafterweise findet eine Kopplung durch gegenseitiges Aufstecken der beiden freien Wellenenden in axialer Richtung statt. Bei einer derartigen Ausführungsform ist vorteilhafterweise dann auch das freie Ende der Pumpenwelle in radialer Richtung von der Lagerglocke umgeben.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung ergibt sich dann, wenn die Förderpumpe an der Innenseite eines abnehmbaren Gehäusedeckels angeordnet ist. Die Förderpumpe ist dabei vorteilhafterweise an der ihrer Pumpenwelle abgewandten Seite an den Gehäusedeckel angeflanscht, beispielsweise mittels Befestigungsschrauben. Vorteilhafterweise wird der Gehäusedeckel zusammen mit der Förderpumpe abgenommen, beispielsweise durch axiales Entfernen des Gehäusedeckels samt Förderpumpe. Aufgrund der lösbaren Wellenverbindung ist ein axiales Trennen der Pumpenwelle von der Ankerwelle möglich.

An dem die Förderpumpe tragenden Gehäusedeckel können insbesondere Anschlüsse für eine Saugleitung und eine Druckleitung der Förderpumpe und/oder Anschlüsse für die Leitung zum Umströmen der Förderpumpe und/oder zum Durchströmen des Elektromotors vorgesehen sein. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass sämtliche Hydraulikanschlüsse am Gehäusedeckel realisierbar sind.

Vorteilhafterweise umfasst das Gehäuse ein Zylinderrohr, wobei der Stator des Elektromotors an der Innenseite des Zylinderrohrs angeordnet ist. Der Stator kann dabei beispielsweise in axialer Richtung mittig an der Innenseite aufgeschrumpft, angeklebt, angeschweißt, angeschraubt oder dergleichen angeordnet sein. Bei Vorsehen eines Gehäusedeckels kann der Gehäusedeckel entweder direkt oder indirekt, beispielsweise über ein Zwischenteil, am Zylinderrohr angeordnet sein. Insbesondere kann der Gehäusedeckel mittels sich in Längsrichtung des Zylinderrohrs erstreckenden Zugankern am Gehäuse befestigt sein.

Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Pumpenaggregat als Doppelpumpenaggregat ausgebildet ist, bei dem die Ankerwelle beidseitig jeweils eine Förderpumpe antreibt, wobei an der Ankerwelle zwei Lagerglocken vorgesehen sind, die jeweils mit dem Pumpengehäuse der jeweiligen Pumpe zusammenwirken. Die Lagerung der Ankerwelle erfolgt also lediglich über die Glockenlager, die mit der jeweiligen Förderpumpe zusammenwirken. Zusätzliche Lagerelemente zur drehbaren Lagerung der Ankerwelle im Gehäuse entfallen dabei vorteilhafterweise komplett.

Das Pumpenaggregat kann gemäß der Erfindung als Tauchpumpe zur Anordnung unter dem Fluiden, beispielsweise innerhalb eines Hydraulikflüssigkeitstanks, ausgebildet sein. Das Pumpenaggregat kann gemäß der Erfindung aber auch als Standpumpe mit einem dichten Außengehäuse ausgebildet sein. Das dichte Außengehäuse ist dabei vorteilhafterweise ebenfalls als Zylinderrohr ausgebildet, das vorzugsweise koaxial zu dem dann inneren, den Stator des Elektromotors tragenden Zylinderrohr, angeordnet ist. Bei einer derartigen Ausbildung verschließt der Gehäusedeckel, an dem dann die Förderpumpe angeordnet ist, vorteilhafterweise sowohl das den Stator tragende Innenrohr sowie das dichte Außengehäuse.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert sind.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung; und
2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung.
In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Pumpenaggregat 10 dargestellt, das einen Elektromotor 12 und zwei durch den Elektromotor 12 antreibbare Förderpumpen 14, 16 zur Förderung von Hydraulikflüssigkeit umfasst. Der Elektromotor 12 weist einen Stator 18 auf, der an der Innenseite eines zylinderrohrförmigen Gehäuseteils 20 fest angeordnet ist. Der Rotor 22 des Elektromotors umfasst eine Ankerwelle 24, deren beiden freien Enden 26, 28 jeweils mit einer Pumpenwelle 30, 32 der zugehörigen Förderpumpe 14, 16 drehgekoppelt angeordnet sind. Die Anordnung ist dabei derart, dass die Pumpenwellen 30, 32 in axialer Richtung mit den freien Enden 26, 28 der Ankerwelle drehfest verbindbar sind. Dazu sind in der 1 Verbindungselemente 34 vorgesehen.
An der Ankerwelle 24 sind im Bereich ihrer freien Enden 26, 28 jeweils nach axial außen weisend Lagerglocken 36 drehfest angeordnet. Die Lagerglocken 36 weisen im Bereich der Mittellängsachse 38 jeweils einen Wellendurchbruch 40 für die Ankerwelle 24 auf. Zur drehsicheren Anordnung der Lagerglocken 36 weisen Ankerwelle und Lagerglocken ein Nut-Passfederverbindung auf, wobei Sicherungsmuttern 42 die jeweilige Lagerglocke 36 gegen eine zugehörige Wellenschulter 44 beaufschlagen. Hierdurch wird eine drehsichere und lösbare Verbindung zwischen den Lagerglocken 36 und der Ankerwelle 24 realisiert.
Über die Lagerglocken 36 wird die Ankerwelle 24 an den Pumpengehäusen der Förderpumpen 16, 18 drehgelagert. Die Lagerglocken 36 weisen dabei an ihrer jeweiligen Innenseite einen kreiszylindrischen Lagerabschnitt 46 auf, der mit einem ebenfalls kreiszylindrisch ausgebildeten Gegenlagerabschnitt 48 der Mantelfläche der jeweiligen Förderpumpe 14, 16 zusammenwirkt. Bei dem in der 1 dargestellten Pumpenaggregat 10 bildet der Lagerabschnitt 46 und der Gegenlagerabschnitt 48 eine Gleitlagerpaarung. Durch Vorsehen der Lagerglocken 36 und durch entsprechende Ausbildung der Pumpengehäuse der Förderpumpen 14, 16 entfallen zusätzliche Lagerteile. Einhergeht ein einfacherer und damit kostengünstigerer Aufbau des Pumpenaggregats.
Wie aus der 1 deutlich wird, umgeben die Lagerglocken 36 das jeweils ihnen zugehörige freie Ende 26, 28 der Förderpumpen 14, 16 in radialer Richtung und überragen die jeweiligen freien Enden der Ankerwelle 24 zudem in axialer Richtung.
Die Förderpumpen 14, 16 sind dabei an der Innenseite von abnehmbaren Gehäusedeckeln 50, beispielsweise über Befestigungsschrauben, angeordnet. Die Mittellängsachsen der Förderpumpen 14, 16 liegen mit der Drehachse der Ankerwelle 24 sowie der Drehachse der Pumpwellen 30, 32 auf einer Linie 38. Auch das Gehäuseteil 20 ist konzentrisch um diese Mittellängsachse 38 angeordnet. Die beiden Gehäusedeckel 50 können über sich in Längsrichtung erstreckende Zuganker 52 gegen das Gehäusebauteil 20 verspannt werden. Zwischen dem Gehäusebauteil 20 und den Gehäusedeckeln 50 sind allerdings Zwischenelemente 54 vorgesehen.
Insgesamt entspricht der Aufbau der Ausführungsform gemäß 1 in weiten Teilen dem Aufbau des Pumpenaggregats gemäß den Figuren der DE 10 2004 013 053 A1. An den Gehäusedeckeln 50 sind nicht dargestellte Anschlüsse für eine Saugleitung 58 und eine Druckleitung 60 der jeweiligen Förderpumpe 14, 16 angeordnet. Die Saugleitungen 58 und die Druckleitungen 60 sind schematisch durch strichpunktierte Linien in der 1 angedeutet. Ferner weisen die beiden Gehäusedeckel 50 jeweils wenigstens einen Anschluss 62 für eine Zu- beziehungsweise Ableitung von Hydraulikflüssigkeit auf, die zum Umströmen der Förderpumpen 14, 16 und zum Durchströmen des Elektromotors 12 vorgesehen ist. Diese Hydraulikflüssigkeit ist in der 1 mit dem Bezugszeichen 56 angedeutet.
Die Hydraulikflüssigkeit, die die Förderpumpen 14, 16 umströmt und den Elektromotor 12 durchströmt, wird von wenigstens einer der Förderpumpen 14, 16 gefördert. Bevor dieser Teil der Hydraulikflüssigkeit in das Pumpenaggregat zurückfließt, kann eine Kühlung der Hydraulikflüssigkeit stattfinden.
Das Gehäuseteil 20 wird in der 1 von einem Zylinderrohr 64 umgeben und bildet ein dichtes Außengehäuse des Pumpenaggregats 10. Das Pumpenaggregat 10 gemäß 1 ist als Standpumpenaggregat ausgebildet.
Das Pumpenaggregat 70 gemäß der 2 entspricht im Wesentlichen dem Pumpenaggregat 10 gemäß 1, wobei entsprechende Bauteile mit entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Hauptunterschied des Pumpenaggregats 70 zum Pumpenaggregat 10 ist, dass hier kein dichtes Außengehäuse in Form des Zylinderrohrs 64 vorgesehen ist. Dieses Pumpenaggregat ist als Tauchpumpe ausgebildet, die an einem Rahmen 72 angeordnet ist. Das gesamte Pumpenaggregat 70 kann beispielsweise in einem Hydraulikflüssigkeitsbehälter versenkt werden. Bei der Ausführungsform gemäß 2 entfallen deshalb an den Deckelteilen 50 Anschlüsse für die Zu- und Abführung der das Pumpenaggregat 70 durchströmenden Hydraulikflüssigkeit. Über die Aussparung 74 kann Hydraulikflüssigkeit in das Bauteil 20 und damit in den Elektromotor 12 gelangen.

Claims

Pumpenaggregat (10, 70), umfassend einen Elektromotor (12) mit einer Ankerwelle (24) und wenigstens eine von der Ankerwelle (24) des Elektromotors (12) antreibbare Förderpumpe (14, 16) zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit, wobei der Elektromotor (12) und die Förderpumpe (14, 16) im Betrieb von Hydraulikflüssigkeit um- und durchströmt werden und gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ankerwelle (24) wenigstens eine Lagerglocke (36) drehfest angeordnet ist, die zur Lagerung der Ankerwelle (24) mit dem Pumpengehäuse der Förderpumpe (14, 16) zusammenwirkt.
Pumpenaggregat (10, 70) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerglocke (36) mit dem Pumpengehäuse der Förderpumpe (14, 16) eine Gleitlagerpaarung bildet.
Pumpenaggregat (10, 70) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite der Lagerglocke einen kreiszylindrischen Lagerabschnitt (46) und die Mantelfläche des Pumpengehäuses einen mit dem Lagerabschnitt (46) zusammenwirkenden kreiszylindrischen Gegenlagerabschnitt (48) aufweist.
Pumpenaggregat (10, 70) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerglocke (36) einen Wellendurchbruch (40) für die Ankerwelle (24) aufweist, wobei die Lagerglocke (36) das freie Ende (26, 28) der Ankerwelle (24) in radialer Richtung umgibt und/oder das freie Ende (26, 28) der Ankerwelle (24) in axialer Richtung überragt.
Pumpenaggregat (10, 70) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (26, 28) der Ankerwelle (24) einen Koppelabschnitt zur Drehkopplung mit einer Pumpenwelle (30, 32) der Förderpumpe (14, 16) aufweist.
Pumpenaggregat (10, 70) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (14, 16) an der Innenseite eines abnehmbaren Gehäusedeckels (50) angeordnet ist.
Pumpenaggregat (10, 70) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäusedeckel (50) Anschlüsse für eine Saugleitung (58) und eine Druckleitung (60) der Förderpumpe (14, 16) und/oder Anschlüsse (62) für die Leitung zum Umströmen der Förderpumpen (14, 16) und/oder Durchströmen des Elektromotors (12) vorgesehen sind.
Pumpenaggregat (10, 70) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein Zylinderrohr (20) umfasst, wobei der Stator (18) des Elektromotors (12) an der Innenseite des Zylinderrohrs (20) angeordnet ist.
Pumpenaggregat (10, 70) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenaggregat (10, 70) als Doppelpumpenaggregat ausgebildet ist, bei dem die Ankerwelle (24) beidseitig jeweils eine Förderpumpe (14, 16) antreibt, wobei an der Ankerwelle (24) zwei Lagerglocken (36) vorgesehen sind, die jeweils mit der jeweiligen Förderpumpe (14, 16) zusammenwirken.
Pumpenaggregat (10, 70) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenaggregat als Tauchpumpe (70) zur Anordnung unter Hydraulikflüssigkeit oder als Standpumpe (10) mit einem dichten Außengehäuse (64) ausgebildet ist.