DE29609701U1

DE29609701U1 - Electro-hydraulic motor pump unit

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Publication number: DE29609701U1
Application number: DE29609701U
Authority: DE
Original assignee: Heilmeier and Weinlein Fabrik fuer Oel Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: Hawe Hydraulik GmbH and Co KG
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 2006-06-01

Description

Elektrohydraulisches MotorpumpenaggregatElectro-hydraulic motor pump unit

Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Motorpumpenaggregat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an electrohydraulic motor pump unit according to the preamble of patent claim 1.

Derartige Aggregate werden beispielsweise an Kränen oder Werkzeugmaschinen zur Versorgung verschiedenster hydraulischer Verbraucher, z.B. Zylinder, Motoren, Stellantrieben und dgl. in großem Umfang verwendet, wobei sich eine weitgehend standardisierte Bauweise durchgesetzt hat, bei der der elektrische Unteröl-Motor mit stehender Welle und oberhalb der Ölpumpe ins gemeinsamen, das Ölreservoir enthaltende Gehäuse eingesetzt ist. Bekannt sind derartige Aggregate aus EP-A-O 198 250, EP-A-O 284 746 und DE-A 24 13 691. Dieses Bauprinzip ist auch bei anderen Aggregaten üblich, in denen eine Flüssigkeit mittels einer Pumpe und eines in der Flüssigkeit laufenden Elektromotors gepumpt wird (GB-A-20 29 505). Da in dem elektrohydraulischen Motorpumpenaggregat das Gehäuse die gesamte Ölmenge {Nutzvolumen und Totvolumen) aufnimmt, die zum Versorgen der Verbraucher erforderlich ist, bewegt sich der Ölspiegel im Gehäuse verbrauchsabhängig auf- und abwärts. Dieser Unterschied zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Ölspiegel bestimmt das Nutzvolumen. Die Größe des Nutzvolumens hat Einfluß auf die Behältergröße und damit die Gesamtgröße des Aggregats. Da das Öl die im Gehäuse und die vom Elektromotor abgegebene Wärme aufnehmen muß, und zusätzlich durch seine Arbeit Wärme aufnimmt, und da die Standzeit und Qualität des Öls durch die Wärmeaufnahme beeinflußt sind bzw. das Öl gegen kurzzeitige Überhitzung sehr empfindlich ist, darf der Ölspiegel nur bis zu den oberen Wickelköpfen des Elektromotors absinken. Ganz freigelegte Wickelköpfe könnten sonst zur lokalen Überhitzung des Öls führen.Such units are used on a large scale, for example, on cranes or machine tools to supply a wide variety of hydraulic consumers, e.g. cylinders, motors, actuators and the like, whereby a largely standardized design has prevailed, in which the electric sub-oil motor with a standing shaft and above the oil pump is inserted into the common housing containing the oil reservoir. Such units are known from EP-A-O 198 250, EP-A-O 284 746 and DE-A 24 13 691. This design principle is also common in other units in which a liquid is pumped by means of a pump and an electric motor running in the liquid (GB-A-20 29 505). Since the housing in the electro-hydraulic motor pump unit holds the entire amount of oil (useful volume and dead volume) required to supply the consumers, the oil level in the housing moves up and down depending on consumption. This difference between the highest and lowest oil level determines the usable volume. The size of the usable volume influences the size of the container and thus the overall size of the unit. Since the oil has to absorb the heat in the housing and the heat given off by the electric motor, and also absorbs heat through its work, and since the service life and quality of the oil are influenced by the heat absorption and the oil is very sensitive to short-term overheating, the oil level may only sink to the upper winding heads of the electric motor. Completely exposed winding heads could otherwise lead to local overheating of the oil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrohydraulisches Motorpumpenaggregat der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei gleicher Gehäusegröße ein erheblich größe-The invention is based on the object of creating an electro-hydraulic motor pump unit of the type mentioned above, which, with the same housing size, has a considerably larger

res Ölnut&zgr;volumen bzw. bei gegebenem Ölnut&zgr;volumen ein deutlich niedrigeres Gehäuse ermöglicht.res oil groove volume or, given the oil groove volume, a significantly lower housing.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des nspruchs 1 gelöst.The stated object is achieved according to the invention with the features of claim 1.

Da der Ölspiegel bis etwa auf die Höhe der oberen Wickelköpfe des Unteröl-Elektromotors absinken darf, ergibt sich durch die Plazierung des Elektromotors nahe beim Boden des Gehäuses bei gegebener Behältergröße ein deutlich größeres Nutzvolumen. Dadurch ist der Einsatzbereich des Aggregats erweitert. Wird hingegen ein gegebenes Nutzvolumen benötigt, dann läßt sich das Gehäuse deutlich niedriger bauen, was unter den häufig beengten Platzverhältnissen beim Einsatz solcher Aggregate ein wichtiger Vorteil ist. Bei vergrößertem Nutzvolumen ist auch die Auswirkung unvermeidbarer Hydraulikölverluste während des Betriebes unkritisch. Durch das vergrößerte Nutzvolumen lassen sich mehr Verbraucher oder Verbraucher mit stärkerem Verbrauch versorgen. Schließlich wird das Öl zuverlässig gegen lokale Überhitzungen geschützt. Es zeigt sich beispielsweise, daß bei gegebener Gehäusegröße nur durch Vertauschung der bisher standardisierten Positionen des Unteröl-Elektromotors und der Ölpumpe das Nutzvolumen verdoppelt wird.Since the oil level can sink to about the height of the upper winding heads of the sub-oil electric motor, the placement of the electric motor close to the bottom of the housing results in a significantly larger usable volume for a given container size. This expands the application area of the unit. If, on the other hand, a given usable volume is required, then the housing can be built significantly lower, which is an important advantage given the often limited space available when using such units. With an increased usable volume, the effect of unavoidable hydraulic oil losses during operation is also not critical. The increased usable volume means that more consumers or consumers with higher consumption can be supplied. Finally, the oil is reliably protected against local overheating. It can be seen, for example, that for a given housing size, the usable volume can be doubled simply by swapping the previously standardized positions of the sub-oil electric motor and the oil pump.

Die Bauweise gemäß Anspruch 2 ist vorteilhaft, weil selbst nach Absinken des Ölspiegels bis unter die Ölpumpe die oberen Statorwickelköpfe des Unteröl-Elektromotors mit Hydrauliköl bedeckt bleiben.The design according to claim 2 is advantageous because even after the oil level drops below the oil pump, the upper stator winding heads of the submerged-oil electric motor remain covered with hydraulic oil.

Eine stabile Festlegung des Unteröl-Elektromotors ist bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 3 gegeben. Die vom Unteröl-Elektromotor abgegebene Wärme wird nicht nur in das Hydrauliköl übertragen, sondern auch über die Wärmeübertragungshülse in den Gehäuseteil und von diesem an die Umgebungsluft.A stable fixing of the sub-oil electric motor is provided in the embodiment according to claim 3. The heat emitted by the sub-oil electric motor is not only transferred into the hydraulic oil, but also via the heat transfer sleeve into the housing part and from there to the ambient air.

• *• *

Die Ausführungsform gemäß Anspruch 4 ist herstellungs- und montagetechnisch günstig. Die zusätzliche Trennfuge ermöglicht die problemlose Montage der Ölpumpe.The embodiment according to claim 4 is favorable in terms of manufacturing and assembly technology. The additional separating joint enables the oil pump to be installed without any problems.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 5 hat die Endplatte der Wärmeübertragungshülse eine Doppelfunktion, da sie einerseits zur Gestaltfestigkeit der Hülse beiträgt und andererseits die Ölpumpe lagert. Zweckmäßigerweise ist auch eine Drehlagerung der Welle des Unteröl-Elektromotors in der Endplatte vorgesehen.In the embodiment according to claim 5, the end plate of the heat transfer sleeve has a dual function, since on the one hand it contributes to the structural stability of the sleeve and on the other hand supports the oil pump. A rotary bearing for the shaft of the sub-oil electric motor is also expediently provided in the end plate.

Je nach Einsatzzweck des Aggregats, des Förderverhaltens, der erforderlichen Fördermengen bzw. -drücke, sind die alternativen Ausführungsformen der Ansprüche 6 oder 7 vorteilhaft.Depending on the intended use of the unit, the conveying behavior, the required delivery quantities or pressures, the alternative embodiments of claims 6 or 7 are advantageous.

Um die in das Hydrauliköl eingebrachte Wärme wirkungsvoll abführen zu können, und um das Aggregat für Dauerbetrieb auszulegen, sind die Maßnahmen von Anspruch 8 zweckmäßig.In order to be able to effectively dissipate the heat introduced into the hydraulic oil and to design the unit for continuous operation, the measures of claim 8 are appropriate.

Um Schaden am Unteröl-Elektromotor bzw. einer Zerstörung des Hydrauliköls durch lokale Überhitzung vorzubauen, ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 9 zweckmäßig. Der Schwimmerschalter betätigt entweder eine Warneinrichtung und/oder unterbricht die Stromversorgung für den Unteröl-Elektromotor.In order to prevent damage to the submerged electric motor or destruction of the hydraulic oil due to local overheating, the embodiment according to claim 9 is expedient. The float switch either activates a warning device and/or interrupts the power supply for the submerged electric motor.

Anhand der Zeichnung wird eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes erläutert.An embodiment of the subject matter of the invention is explained using the drawing.

Fig. 1 ist ein Längsteilschnitt eines elektrohydraulischen Motorpumpenaggregats.Fig. 1 is a longitudinal section of an electro-hydraulic motor pump unit.

Das elektrohydraulisch^ Motorpumpenaggregat A gemäß Fig. 1 weist in einem stehenden Gehäuse G einen Unteröl-Elektromotor M als Antriebsquelle für eine Ölpumpe P auf. Im Hinblick auf einen Dauerbetrieb des Aggregats A kann außen auf dem Gehäuse G ein Kühlgebläse F, z.B ein Lüfterrad, vorgesehen sein, dasThe electrohydraulic^ motor pump unit A according to Fig. 1 has an oil-immersed electric motor M in a vertical housing G as a drive source for an oil pump P. With regard to continuous operation of the unit A, a cooling fan F, e.g. a fan wheel, can be provided on the outside of the housing G, which

entweder einen eigenen Antrieb besitzt oder direkt von dem Unteröl-Elektromotor M angetrieben wird. Ein nur für intermittierenden Betrieb ausgelegtes Aggregat A könnte auch ohne das Kühlgebläse F ausgebildet sein.either has its own drive or is driven directly by the sub-oil electric motor M. A unit A designed only for intermittent operation could also be designed without the cooling fan F.

Das Gehäuse G weist einen Gehäuseoberteil 1 mit einer Abdeckkappe 2 für das Kühlgebläse F auf. Der Gehäuseoberteil 1 ist auf einen Gehäuseunterteil 3 aufgepreßt und wird durch Spannschrauben 16 gesichert. Der Gehäuseunterteil 3 ist zweckmäßigerweise ein Gußformteil, z.B. aus Leichtmetall oder einer leichten Metallegierung, und wird durch einen Boden 4 nach unten verschlossen, z.B. eine eingesetzte Blechplatte.The housing G has an upper housing part 1 with a cover cap 2 for the cooling fan F. The upper housing part 1 is pressed onto a lower housing part 3 and is secured by clamping screws 16. The lower housing part 3 is expediently a cast part, e.g. made of light metal or a light metal alloy, and is closed at the bottom by a base 4, e.g. an inserted sheet metal plate.

Der Unteröl-Elektromotor M, zweckmäßigerweise ein Asynchronmotor, ist nahe dem Boden 4 mit stehender Welle 10 in den Gehäuseunterteil 3 eingebaut. Er besteht aus einem Stator 6 mit oberen und unteren Statorwickelköpfen 7 und einem Läufer 8. Zwischen dem Außenumfang des Läufers 8 und dem Innenumfang des Stators 6 ist ein Spalt 9 vorgesehen. Der Stator 6 ist in eine Wärmeübertragungshülse 5 eingepreßt, während der Läufer 8 auf die Welle 10 aufgepreßt ist.The submerged oil electric motor M, preferably an asynchronous motor, is installed near the base 4 with a stationary shaft 10 in the lower housing section 3. It consists of a stator 6 with upper and lower stator winding heads 7 and a rotor 8. A gap 9 is provided between the outer circumference of the rotor 8 and the inner circumference of the stator 6. The stator 6 is pressed into a heat transfer sleeve 5, while the rotor 8 is pressed onto the shaft 10.

Der Unteröl-Elektromotor M wird mit stehender Welle 10 eingebaut. Das Aggregat A wird in der in Fig. 1 gezeigten stehenden Lage verwendet. Die Welle 10 ist im Boden 4 in einem Lager 11, z.B. einem Gleitlager, drehgelagert. An ihrem oberen Ende ist die Welle 10 hingegen in einem weiteren Lager 13, z.B. einem Wälzlager, in einer Endplatte 5' der Wärmeübertragungshülse 5 gelagert.The submerged oil electric motor M is installed with a standing shaft 10. The unit A is used in the standing position shown in Fig. 1. The shaft 10 is rotatably mounted in the base 4 in a bearing 11, e.g. a plain bearing. At its upper end, however, the shaft 10 is mounted in another bearing 13, e.g. a roller bearing, in an end plate 5' of the heat transfer sleeve 5.

Die Ölpumpe P ist bei der gezeigten Ausführungsform eine Zahnradpumpe, die mit ihrem Gehäuse 14 auf der Oberseite der Endplatte 5' befestigt ist und mittels einer Hilfswelle 12 angetrieben wird, die mit der Welle 10 gekuppelt ist. Die Hilfswelle 12 könnte jedoch auch Teil der Welle 10 sein. Die Hilfswelle 12 setzt sich bei dieser Ausführungsform nach obenIn the embodiment shown, the oil pump P is a gear pump, which is attached with its housing 14 to the top of the end plate 5' and is driven by means of an auxiliary shaft 12 that is coupled to the shaft 10. However, the auxiliary shaft 12 could also be part of the shaft 10. The auxiliary shaft 12 is positioned upwards in this embodiment

bis zum Kühlgebläse F fort. Vom Gehäuse 14 der Ölpumpe P führt eine Druckleitung 15 unten aus dem Gehäuse G heraus. Die Ölrückführung ist in dieser Darstellung nicht erkennbar. Die Ölpumpe P saugt mit einem Stutzen 17 an.to the cooling fan F. From the housing 14 of the oil pump P a pressure line 15 leads out of the bottom of the housing G. The oil return is not visible in this illustration. The oil pump P draws in oil via a nozzle 17.

Zwischen der Wärmeübertragungshülse 5 und dem unteren Gehäuseteil 3 ist eine Trennfuge vorgesehen, in deren Bereich die Wärmeübertragungshülse 5 großflächig mit dem unteren Gehäuseteil 3 in Verbindung steht, um eine WärmeübertragungsbrückeA separating joint is provided between the heat transfer sleeve 5 and the lower housing part 3, in the area of which the heat transfer sleeve 5 is connected to the lower housing part 3 over a large area in order to form a heat transfer bridge

18 auszubilden. Ein Schwimmerschalter 19 kann vorgesehen sein, um bei Absinken des Ölspiegels N auf eine bestimmte Tiefe die Stromversorgung für den Unteröl-Elektromotor M abzuschalten oder ein Warnsignal zu initiieren.18. A float switch 19 can be provided to switch off the power supply for the submerged oil electric motor M when the oil level N drops to a certain depth or to initiate a warning signal.

Zum Versorgen von an die Druckleitung 15 angeschlossenen Verbrauchern steht ein Nutzvolumen an Hydrauliköl zur Verfugung, das durch die Differenz zwischen der höchsten Lage des Ölspiegels N und einer tiefsten Lage bestimmt wird, die entweder eingestellt ist durch die Position des SchwimmerschaltersTo supply consumers connected to the pressure line 15, a usable volume of hydraulic oil is available, which is determined by the difference between the highest position of the oil level N and a lowest position, which is either set by the position of the float switch

19 oder gerade so tief liegt, daß die oberen Statorwickelköpfe 7 nicht freiliegen.19 or just deep enough so that the upper stator winding heads 7 are not exposed.

Anstelle einer als Zahnradpumpe ausgebildeten Ölpumpe P könnte auch eine Flügelpumpe, eine Axialkolbenpumpe oder eine Radialkolbenpumpe mit wenigstens einem Pumpenelement eingebaut sein. Die den Stator 6 aufnehmende Wärmeübertragungshulse 5 könnte ferner einstückig mit dem Gehäuseunterteil 3 vereinigt sein, sofern andere konstruktive Maßnahmen getroffen sind, die eine einfache Montage der Ölpumpe P im Aggregat A ermöglichen. Instead of an oil pump P designed as a gear pump, a vane pump, an axial piston pump or a radial piston pump with at least one pump element could also be installed. The heat transfer sleeve 5 accommodating the stator 6 could also be integrally combined with the housing base 3, provided that other design measures are taken that enable easy installation of the oil pump P in the unit A.

Claims

"J ·: &Ggr;&igr; ir &Ggr;*.- -Pettentensprüche

1. Electro-hydraulic motor pump unit (A) for supplying at least one external consumer with hydraulic oil, with a sub-oil electric motor (M) with a standing shaft (10, 12) and with at least one oil pump (P) drivable by the shaft in a common housing (G) which contains an oil supply for the oil pump and for cooling the sub-oil electric motor, characterized in that the sub-oil electric motor (M) is arranged near the bottom (4) of the housing (G) and the oil pump (P) is arranged above the sub-oil electric motor (M).

2. Electrohydraulic motor pump unit according to claim 1, characterized in that the sub-oil electric motor (M) is an asynchronous motor with stator winding heads (7) at both ends, and that the pump (P) is arranged above the upper stator winding heads

(7) is arranged.

3. Electrohydraulic motor pump unit according to claims 1 and 2, characterized in that the stator (6) surrounding the rotor (8) is arranged in a pot-shaped heat transfer sleeve (5) which is connected via a metallic heat bridge (18) to a housing part (3), preferably a housing base (11).

4. Electro-hydraulic motor pump unit according to claim 3, characterized in that a separating joint with heat transfer surfaces as a thermal bridge (18) is provided between the heat transfer sleeve (5) and the housing part (3).

5. Electrohydraulic motor pump unit according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the oil pump (P) is arranged on an end plate (5') of the heat transfer sleeve (5).

6. Electrohydraulic motor pump unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the oil pump

(P) is a single or multiple gear or vane pump.

7. Electrohydraulic motor pump unit according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the oil pump (P) has at least one radial piston pump element.

8. Electrohydraulic motor pump unit according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that a cooling fan (F) is provided on the outside of a housing upper part (1), preferably with a fan wheel drivable by the shaft (10, 12).

9. Electro-hydraulic motor pump unit according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that a float switch (19) is arranged at a height predetermining the usable oil volume and is linked to an alarm device and/or the power supply of the submerged oil electric motor (M).