DE19653638A1 - Elektromotor-Pumpenaggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromotor-Pumpenaggregat mit den Merkmalen des Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Elektromotor-Pumpenaggregat ist beispielsweise aus der DE-OS 44 33 972 bekannt. Der Elektromotor besteht aus einem topfförmigen Gehäuse, einer Welle, die zentrisch im Ge­ häuse angeordnet ist, einem Lagerschild, der das offene Ende des Gehäuses verschließt und einen Durchlaß aufweist, durch den die Welle aus dem Gehäuse herausgeführt ist, sowie einem umlaufenden Kragen am Außenrand des Lagerschildes, auf den das Motorgehäuse aufgeschoben ist. Für eine geringe axiale Baulän­ ge greift ein Teil des Lagerschildes zusammen mit dem Hauptla­ ger in eine angepaßte Vertiefung des Pumpengehäuses ein. Das Hauptlager ist pumpenseitig an einem umlaufenden Steg des La­ gerschildes provisorisch gehaltert, wodurch es ermöglicht wird, den Motor für Prüfzwecke vor der Endmontage des Aggrega­ tes in Testbetrieb zu nehmen. Nach der Endmontage des Aggrega­ tes erfolgt die Abstützung der Betriebskräfte über einen La­ gersitz im Pumpengehäuse, der sich an die Vertiefung für den Lagerschild anschließt. Auch die Zentrierung des Motorgehäuses zu dem Pumpengehäuse erfolgt über das Hauptlager.

Der bekannte Elektromotor verursacht laute Betriebsgeräusche, weil Schwingungen der rotierenden Welle über das Hauptlager auf das Pumpengehäuse übertragen werden. Zusätzliche Geräusche entstehen auch durch ungenau eingepaßte Lageraußenringe, wel­ che nur unzureichend gegen Bewegungen relativ zu dem Lagersitz gesichert sind. Das Pumpengehäuse wirkt dadurch quasi als Re­ sonanzkörper, so daß das Betriebsgeräusch sogar noch verstärkt wird. Weil das Hauptlager mit Hilfe des Kunststofflagerschil­ des in den Lagersitz eingepreßt wird, kann es aufgrund der auftretenden Kräfte und bei geringen Fluchtungsfehlern zur Rißbildung in dem Kunststofflagerschild kommen.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, das Betriebsge­ räusch des Elektromotor-Pumpenaggregates zu verringern und gleichzeitig die Montage des Aggregates zu vereinfachen.

Die Aufgaben werden dadurch gelöst, daß der Lagerschild einen das Hauptlager radial umgreifenden Stutzen aufweist, welcher zusammen mit dem Hauptlager in eine Bohrungsstufe des Pumpen­ gehäuses hineinragt. Der Stutzen des Lagerschildes umgreift also das Hauptlager, ohne daß dieses radialen Kontakt mit dem Pumpengehäuse aufweist. Die Anordnung der Hauptlagers an dem Lagerschild führte zu einer erheblichen Reduzierung der Be­ triebsgeräusche. Die Montage des Elektromotor-Pumpenaggregates wird dadurch vereinfacht, daß das Hauptlager mit dem Stutzen und dem Lagerschild aus Kunststoff umspritzt wird, so daß La­ gerschild und Hauptlager eine Einheit bilden, welche zusammen mit dem Elektromotorgehäuse in das Pumpengehäuse eingesteckt werden, ohne die Notwendigkeit, das Hauptlager in einen Lager­ sitz einzupressen. Weil der Lagerschild zusammen mit dem Hauptlager eine einstückige Baugruppe bildet, wird der Monta­ geprozeß stark vereinfacht.

Zusätzliche Vorteile ergeben sich, wenn der Stutzen das Haupt­ lager zumindest teilweise in axialer Richtung formschlüssig umgreift. Dies kann durch eine nach radial innen weisende Schulter erfolgen. Der Lageraußenring hat dadurch keinen un­ mittelbaren axialen Kontakt mit dem Pumpengehäuse, was die Einleitung von Körperschall in das Pumpengehäuse zusätzlich verringert und für eine sichere Fixierung des Lagers an dem Lagerschild sorgt.

Vorzugsweise weist der Lagerschild im Abstand zu dem Stutzen einen Ringflansch auf, welcher zur Zentrierung des Lagerschil­ des und des Motorgehäuses relativ zu dem Pumpengehäuse dient. Dadurch erfolgt eine Trennung von Zentrierfunktion und Lage­ rungsfunktion.

Sowohl Stutzen, Ringflansch und Bohrungsstufe sind dabei der­ art gestaltet, daß sie zusammen einen Zwischenraum begrenzen. Der Ringflansch ragt wie der Stutzen in die Bohrungsstufe hin­ ein und liegt mit seiner Außenseite an der Wandung der Boh­ rungsstufe an.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Stutzen als elastischer Ringflansch ausgebildet ist. Dies gewährleistet einerseits die Aufnahme der im Betrieb auftretenden Radialkräfte und anderer­ seits eine verstärkte Dämpfung der Betriebsgeräusche. Darüber hinaus gleicht der elastische Ringflansch Außermittigkeiten und Fluchtungsfehler zwischen Motor- und Pumpenbauteilen aus. Zwischen Stutzen und Ringflansch können Rippen zur Abstützung und Versteifung vorgesehen sein. Ferner ist es grundsätzlich möglich, Stutzen und Ringflansch unabhängig voneinander durch Rippen abzustützen, welche im Bereich des Zwischenraumes vor­ gesehen sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher dargestellt. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Motor-Pumpenaggregat im Schnitt;

Fig. 2 schematische Draufsicht auf den Lagerschild mit daran angeordnetem Hauptlager in Richtung Pfeil A in Fig. 1;

Fig. 3 Einzelheit eines abgewandelten Lagerschildes mit nach radial innen weisender Schulter.

Ein Elektromotor-Pumpenaggregat umfaßt gemäß Fig. 1 einen Elektromotor 1 mit einer Welle 2, welche mit einem Lager 3 und einem Hauptlager 4 zentrisch zu einem Motorengehäuse 5 ange­ ordnet ist. Eine offene Seite 6 des topfförmigen Motorengehäu­ ses 5 ist pumpenseitig durch ein Lagerschild 7 aus Kunststoff verschlossen. Die Welle 2 ragt durch eine Wellendurchführung 8 in ein Pumpengehäuse 9 mit einer zentrischen Vertiefung 10 und einer sich daran anschließenden Stufenbohrung 11, die bei­ spielsweise als Sackloch ausgebildet ist. Die Stufenbohrung 11 besitzt eine erste Bohrungsstufe 12 und eine zweite Bohrungs­ stufe 13, zu der fluchtend ein Exzenter 14 der Welle 2 zum Antrieb von Pumpenkolben 15 angeordnet ist. Ferner sind an einer Stirnseite 16 des Pumpengehäuses 9 noch verschiedene hydraulische Anschlüsse 17,18 vorgesehen.

Der Lagerschild 7 besteht im wesentlichen aus einer ebenen Grundfläche 19, deren Durchmesser im wesentlichen der Vertie­ fung 10 im Pumpengehäuse 9 entspricht. An die Grundfläche 19 schließt sich radial außen ein konischer Absatz 20 an, der sich in Richtung Motorengehäuse nach radial außen erweitert. An den konischen Absatz 20 schließt sich ein Kragen 21 an, auf den das Motorengehäuse 5 dichtend aufgeschoben wird.

Pumpenseitig weist der Lagerschild 7 einen Stutzen 22 auf, welcher das Hauptlager 4 radial sichernd umgreift und zusammen mit dem Hauptlager 4 in die erste Bohrungsstufe 12 hineinragt. Der Stutzen 22 umgreift den Außenring 23 des Hauptlagers 4 und überträgt somit die im Betrieb auftretenden Radialkräfte un­ mittelbar auf den Lagerschild 7. Der Stutzen 22 ist vorzugs­ weise ein elastischer Ringflansch, welcher auch die im Betrieb auftretenden Schwingungen dämpfend auf den Lagerschild 7 über­ trägt.

Gemäß Fig. 3 ist der Stutzen 22 zusätzlich mit einer Schulter 35 versehen, welche das Hauptlager 4 zumindest teilweise in axialer Richtung formschlüssig umgreift. Die Schulter 35 weist nach radial innen und führt dazu, daß der Lageraußenring 23 keinen unmittelbaren axialen Kontakt mit dem Pumpengehäuse 9 aufweist. Einerseits wird dadurch die Einleitung von Körper­ schall in das Pumpengehäuse 9 verringert. Andererseits führt dies zu einer sicheren Fixierung des Lagers 4 an dem Lager­ schild 7 in axialer Richtung.

Im Abstand zu dem Stutzen 22 ist ein Ringflansch 30 vorgese­ hen, welcher zusammen mit dem Boden 31 der ersten Bohrungs­ stufe 12 einen Zwischenraum 32 begrenzt. Der Ringflansch 30 ragt in die erste Bohrungsstufe 12 hinein und liegt mit einer Außenseite 33 am Außendurchmesser der ersten Bohrungsstufe 12 an. Die Anordnung des Stutzens 22 und des Ringflanschs 30 im Abstand zueinander hat mehrere Vorteile. Weil der das Hauptla­ ger 4 lagernde Stutzen 22 keinen unmittelbaren Kontakt zu dem Pumpengehäuse 9 aufweist, wird das ungehemmte Eindringen von Schwingungen in das Pumpengehäuse vermieden. Der im Abstand zu dem Stutzen 22 angeordnete Ringflansch 30 gewährleistet eine zuverlässige Zentrierung des Lagerschildes 7 mit dem daran angeordneten Motorengehäuse 5 relativ zu dem Pumpengehäuse 9 mit der Stufenbohrung 11. Der Ringflansch 30 ist aber auch von besonderer Bedeutung bei der Herstellung des Kunststofflager­ schildes 7. Es ist allen Spritzgußverfahren gemeinsam, daß für eine gute Füllung der Form zur Herstellung des Lagerschildes 7 ein Einspritzdruck in Höhe von mehreren 100 bar eingestellt wird. Dies ist schon deshalb notwendig, damit der Lagerschild 7 mit der Grundfläche 19, dem Absatz 20 und dem anschließenden Kragen 21 präzise und detailgenau abgeformt wird. Also wird ein möglichst hoher Einspritzdruck angestrebt. Gleichzeitig besteht bei besonders hohen Drücken die Gefahr, daß das Haupt­ lager 4 aufgrund der radialen Druckkräfte geschädigt wird. In diesem Zusammenhang vermindert der Ringflansch 30 den Spritz­ druck im Bereich des Stutzens 22 und dadurch auch den auf den Außenring 23 des Hauptlagers 4 einwirkenden Spritzdruck, weil der Stutzen 22 gleichsam im Schatten des Ringflanschs 30 liegt und der eingespritzte Kunststoff zunächst den Ringflansch 30 bildet und erst danach in den Formhohlraum zur Bildung des Stutzens 22 einströmt. In diesem Zusammenhang ist auch wesent­ lich, daß der Ringflansch 30 näher zu der Einspritzöffnung für den Kunststoff angeordnet ist, als der Stutzen 22. Es wird dadurch sichergestellt, daß der eingespritzte Kunststoff nicht mit dem gesamten Einspritzdruck auf das Hauptlager 4 einwirkt.

Gemäß Fig. 2 sind zwischen Stutzen 22 und Ringflansch 30 Rip­ pen 24 vorgesehen, welche die Feder- und Dämpfungswirkung von Stutzen 22 und und Ringflansch 30 beeinflussen. Die Rippen 24 sind im Abstand zueinander angeordnet und reichen bis zu der Bodenseite 34 des Zwischenraumes 32. Ganz grundsätzlich ist es auch möglich, Stutzen 22 und Ringflansch 30 unabhängig vonein­ ander durch Rippen 24 abzustützen, welche sich in dem Zwi­ schenraum 32 befinden. Je nach gewünschter Steifigkeit und Dämpfungsverhalten sind die Rippen 24 entweder radial zur Wel­ lenachse oder aber geneigt zur Wellenachse angeordnet. Schließlich zeigt Fig. 2 daß der Stutzen 22 mit einer Ausneh­ mung 24' versehen ist, welche den Stutzen 22 in Segmente 25 teilt.

Claims (11)

1. Elektromotor-Pumpenaggregat mit einer Welle (2), die zen­ trisch zu einem Elektromotorengehäuse (5) angeordnet ist, einem Lagerschild (7) aus Kunststoff, der eine offene Seite (7) des Gehäuses (5) verschließt und eine Wellendurchfüh­ rung (8) aufweist, durch die die Welle (2) in ein Pumpen­ gehäuse (9) hineinragt, sowie einem Hauptlager (4) für die Welle (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerschild (7) einen Stutzen (22) aufweist, welcher das Hauptlager radial sichernd übergreift und zusammen mit dem Hauptlager (4) in eine Bohrungsstufe (12) des Pumpengehäuses (9) hineinragt.

2. Motor-Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stutzen (22) mit einer Schulter (35) versehen ist, welche das Hauptlager (4) zumindest teilweise in axia­ ler Richtung formschlüssig umgreift.

3. Motor-Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß im Abstand zu dem Stutzen (22) ein Ringflansch (30) vorgesehen ist.

4. Elektromotor-Pumpenaggregat nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stutzen (22) zusammen mit dem Ring­ flansch (30) und dem Bohrung (31) der Bohrungsstufe (12) einen Zwischenraum (32) begrenzt.

5. Elektromotor-Pumpenaggregat nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ringflansch (30) in die Bohrungsstufe (12) hineinragt und mit einer Außenseite (33) an einer Wan­ dung der Bohrungsstufe (12) anliegt.

6. Elektromotor-Pumpenaggregat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (22) als elastischer Ringflansch ausgebildet ist.

7. Elektromotor-Pumpenaggregat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (22) im Abstand zueinander angeordnete Rippen (24) aufweist.

8. Elektromotor-Pumpenaggregat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (24) in dem Zwischenraum (32) angeordnet sind.

9. Elektromotor-Pumpenaggregat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rippen (24) von Stutzen (22) zu Ringflansch (30) er­ strecken.

10. Elektromotor-Pumpenaggregat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (24) zur Wellenachse geneigt angeordnet sind.

11. Elektromotor-Pumpenaggregat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (22) mit mindestens einer Ausnehmung (24') versehen ist, welche den Stutzen (22) in Segmente (25) teilt.