(19)
(11) EP 1 181 453 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
08.01.2003  Patentblatt  2003/02

(21) Anmeldenummer: 01917112.3

(22) Anmeldetag:  23.03.2001
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)7F04C 15/00, F04B 17/03, F04B 53/08, F04B 23/08, F04B 1/12
(86) Internationale Anmeldenummer:
PCT/EP0103/357
(87) Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 0107/3295 (04.10.2001 Gazette  2001/40)

(54)

MOTORPUMPENAGGREGAT

MOTOR-PUMP UNIT

ENSEMBLE MOTOPOMPE


(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
AL LT LV MK RO SI

(30) Priorität: 29.03.2000 DE 10015139

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
27.02.2002  Patentblatt  2002/09

(73) Patentinhaber: Voith Turbo GmbH & Co. KG
89522 Heidenheim (DE)

(72) Erfinder:
  • ARBOGAST, Franz
    89522 Heidenheim (DE)
  • HUNDT, Gerd
    89522 Heidenheim (DE)
  • NEUBERT, Thomas
    01594 Hirschstein (DE)

(74) Vertreter: Dr. Weitzel & Partner 
Friedenstrasse 10
89522 Heidenheim
89522 Heidenheim (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
EP-A- 0 323 834
US-A- 1 911 128
US-A- 5 219 276
US-A- 1 780 338
US-A- 3 672 793
   
       
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft ein Motorpumpenaggregat, bei dem ein Elektromotor und eine Pumpe baulich miteinander vereinigt sind. Dabei umhüllt der Rotor/Stator des Motors die Pumpe (ZB-US-A-5 219 276).

    [0002] DE 195 38 278 A1 beschreibt ein solches Motorpumpenaggregat. Dabei ist der Rotor des Elektromotors gleichzeitig das Pumpenrad der Pumpe.

    [0003] EP 0 611 887 A1 beschreibt ein Motorpumpenaggregat. Dabei ist der Rotor des Motors zwar ein eigenständiges Bauteil, aber mit dem Zylinderblock einer Kolbenpumpe drehfest verbunden.

    [0004] Aggregate dieser Bauart haben den großen Vorteil, daß sie nur einen minimalen Raum beanspruchen. Sie sind aber noch verbesserungsfähig.

    [0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Motorpumpenaggregat der genannten Bauart noch weiter zu verbessern, insbesondere bezüglich des Fertigungsaufwandes und des Raumbedarfs.

    [0006] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

    [0007] Demgemäß wird der Rotor des Elektromotors - in einem Axialschnitt gesehen - U-förmig gestaltet. Dabei wird der Steg des U im Bereich der Achse des Aggregats mit einer Innenverzahnung versehen, und die Antriebswelle der Pumpe mit einem entsprechenden Ritzel, so daß Innenverzahnung und Ritzel miteinander kämmen.

    [0008] Es kommen verschiedene Arten von Elektromotoren in Betracht, beispielsweise Asynchronmotoren, Reluktanzmotoren oder sogenannte Kurzschlußläufer.

    [0009] Es kommen auch die unterschiedlichsten Arten von Pumpen in Betracht. Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung bei Innenzahnradpumpen anwenden.

    [0010] Die Pumpe bildet dabei eine völlig selbständige, autarke Einheit. Sie läßt sich separat herstellen, separat prüfen sowie komplett in den vom Stator des Elektromotors umschlossenen Raum einbauen.

    [0011] Dabei ist es möglich, den Rotor des Elektromotors auf dem Gehäuse der Innenzahnradpumpe zu lagern.

    [0012] Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

    [0013] Das Motorpumpenaggregat umfaßt einen Elektromotor 1 mit einem Statorblechpaket 1.1, einer Wicklung 1.2 und einem Rotor 1.3.

    [0014] Es umfaßt ferner eine Innenzahnradpumpe 2. Diese weist ein Ritzel 2.1 auf, ein gegenüber diesem exzentrischen Hohlrad 2.2 sowie einer Ritzelwelle 2.3. Die Ritzelwelle 2.3 ist in Seitenscheiben 2.4, 2.5 gelagert. Im vorliegenden Falle sind Gleitlager 2.4.1, 2.5.1 vorgesehen.

    [0015] Die beiden Elemente Motor und Pumpe sind von einem gemeinsamen Gehäuse 3 umschlossen. Im Gehäuse 3 befinden sich ein Zulauf 3.1 sowie ein Auslauf 3.2 für das zu pumpende Medium.

    [0016] Gemäß der Erfindung ist der Rotor 1.3 des Motors 1 topfförmig gestaltet. Im vorliegenden Axialschnitt erscheint er U-förmig. Dabei steht die Ritzelwelle 2.3 mit dem Rotor 1.3 über eine Verzahnung in Drehverbindung. Im Steg 1.3.1 des U befindet sich nämlich eine Innenverzahnung, während die Ritzelwelle eine entsprechende Außenverzahnung aufweist. Innenverzahnung und Außenverzahnung kämmen miteinander.

    [0017] Es könnte auch eine anderweitige Triebverbindung zwischen dem Rotor 1.3 des Motors 1 und der Ritzelwelle 2.3 hergestellt sein. So ist es denkbar, zwischen diesen beiden nicht nur eine einzige, sondern zwei oder mehrere Verzahnungen mit entsprechenden Drehmoment übertragenden Elementen vorzusehen, so daß eine Übersetzung von der Drehzahl des Rotors zur Ritzelwelle ins Langsame oder ins Schnelle erfolgt.

    [0018] Der Rotor 1.3 ist auf der Pumpe 2 gelagert, genauer gesagt auf dem Hohlrad 2.3 und den Seitenscheiben 2.4, 2.5.


    Ansprüche

    1. Motorpumpenaggregat;

    1.1 mit einem Elektromotor (1);

    1.2 mit einer Pumpe (2);

    1.3 die Pumpe (2) ist vom Rotor/Stator (1.1.) des Motors konzentrisch umschlossen, dadurch gekennzeichnet, daß

    1.4 der Rotor (1.3) des Elektromotors ist - in einem Axialschnitt gesehen - U-förmig;

    1.5 der Steg des U ist im Bereich der gemeinsamen Achse mit einer Innenverzahnung versehen;

    1.6 die Welle (2.2) der Pumpe (2) weist ein Ritzel (2.1) auf, das mit der Innenverzahnung des Steges des U kämmt.


     
    2. Motorpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (1.3) des Elektromotors das Pumpengehäuse umschließt und auf diesem gelagert ist.
     
    3. Motorpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (2) eine Hydropumpe ist.
     
    4. Motorpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Durchsatzes des Betriebsmediums der Pumpe (2) zum Kühlen des Motors ausgenutzt wird.
     
    5. Motorpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

    5.1 zwischen dem Steg des U und der benachbarten Stirnwand des Motorgehäuses befindet sich ein Freiraum;

    5.2 die Welle (2.2) der Pumpe (2) ragt in den Freiraum hinein und trägt einen Impeller;

    5.3 der Impeller ist derart gestaltet und angeordnet, daß er Kühlmedium aus dem Motor heraus in die Pumpe (2) hineinfördert.


     


    Claims

    1. A motor-driven pump unit;

    1.1 with an electric motor (1);

    1.2 with a pump (2);

    1.3 with the pump (2) being concentrically enclosed by the rotor (1.1) of the motor, characterized in that

    1.4 the rotor (1.3) is U-shaped as seen in an axial sectional view;

    1.5 the bridge of the U is provided with an internal toothing in the zone of the common axis;

    1.6 the shaft (2.2) of the pump (2) is provided with a pinion (2.1) which combs with the internal toothing of the bridge.


     
    2. A motor-driven pump unit as claimed in claim 1, characterized in that the rotor (1.3) of the electric motor encloses the pump housing and is held on the same.
     
    3. A motor-driven pump unit as claimed in one of the claims 1 to 2,
    characterized in that the pump (2) is a hydraulic pump.
     
    4. A motor-driven pump unit as claimed in one of the claims 1 to 3,
    characterized in that at least a part of the throughput of the operating medium of the pump (2) is used for cooling the motor.
     
    5. A motor-driven pump unit as claimed in one of the claims 1 to 4,
    characterized by the following features:

    5.1 a clearance is disposed between the bridge of the U and the adjacent face wall of the motor housing;

    5.2 the shaft (2.2) of the pump (2) projects into the clearance and carries an impeller;

    5.3 the impeller is arranged and disposed in such a way that it conveys cooling medium out of the motor into the pump (2).


     


    Revendications

    1. Groupe motopompe ;

    1.1 avec un moteur électrique (1);

    1.2 avec une pompe (2);

    1.3 la pompe (2) est entourée de façon concentrique par le rotor / stator (1.1) du moteur, caractérisé en ce que

    1.4 le rotor (1.3) du moteur électrique est en forme de U, vu dans une coupe axiale;

    1.5 la branche du U est pourvue d'une denture intérieure dans la zone de l'axe commun;

    1.6 l'arbre (2.2) de la pompe (2) présente un pignon (2.1) qui s'engrène avec la denture intérieure de la branche du U.


     
    2. Groupe motopompe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor (1.3) du moteur électrique entoure le corps de pompe et est logé sur celui-ci.
     
    3. Groupe motopompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la pompe (2) est une pompe hydraulique.
     
    4. Groupe motopompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une partie du débit du fluide de service de la pompe (2) est utilisée pour le refroidissement du moteur.
     
    5. Groupe motopompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par les caractéristiques suivantes :

    5.1 un espace libre se trouve entre la branche du U et la paroi frontale voisine du corps de pompe;

    5.2 l'arbre (2.2) de la pompe dépasse à l'intérieur de l'espace libre et supporte une hélice;

    5.3 l'hélice est conçue et disposée de telle façon qu'elle fait sortir l'agent de refroidissement du moteur et le transporte dans la pompe (2).


     




    Zeichnung