DE2413691C3 - - Google Patents

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.

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)

Patentansprüche:

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.