In der US 5,181,837 und der US 5,320,501 sind Elektromotoren gemäß dem Oberbegriff der vorliegenden Erfindung geoffenbart. In beiden Patentschriften wird ein Elektromotor gezeigt, der an einer oder an beiden Seiten mit einer Hydraulikpumpe verbunden ist und diese antreibt. Die Hydraulikflüssigkeit wird dabei entweder über eine Einiassöffnung am Gehäuse des Motors oder über ein Lagerschild zugeführt und durchströmt das gesamte Gehäuse, umgibt somit auch den Stator und Rotor des Elektromotors, und schmiert die Lagerstellen und die Verbindung zwischen Motorwelle und Pumpenwelle. Die Pumpen saugen bei diesen Ausführungen die Hydraulikflüssigkeit direkt aus dem Motorraum an.

Das Motorgehäuse und die Lagerschilder sind für einen speziellen Typ von Pumpe ausgelegt, kann also nur als eine fixe Kombination von Motor mit Pumpe verwendet werden.

Da die Hydraulikflüssigkeit direkt mit dem Elektromotor in Berührung kommt, muss dieser spezielle konstruktive und elektrische Anforderungen erfüllen. Zum einen muss er natürlich elektrisch isoliert ausgeführt sein und zum anderen muss er das ungehinderte Durchströmen der Hydraulikflüssigkeit gewährleisten, was direkt einsichtlich den Aufwand und die Kosten bei der Herstellung erhöht.

Außerdem erhöhen sich natürlich die Verluste des Elektromotors durch einen wesentlich höheren Drehwiderstand, da dieser vollständig in der Hydraulikflüssigkeit laufen muss.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es einen Elektromotor anzugeben, der eine effiziente Kühlung der Wicklungen des Motors besitzt und der gleichzeitig auch die Kühlung der Lager sicherstellt.

Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Mantel des Motorgehäuses zur Aufnahme einer Kühiflüssigkeit zumindest teilweise hohl ausgebildet ist und einen Mantelhohlraum bildet und dass in den Lagerschildern zumindest jeweils ein Verbindungskanal für die Zufuhr von Kühifiüssigkeitvom Mantethohtraum zu den Lagern vorgesehen ist.

Dadurch, dass die Kühlflüssigkeit vom Mantelhohlraum über die Verbindungskanäle zu den Lagerstellen geführt wird, erhält man einen Kühlkreislauf, der den Elektromotor kühlt und gleichzeitig auch die Lagerstellen kühlen kann. Dieser Kühlkreislauf kann volikommen abgekoppelt von Hydraulikkreislaufen der Hydraulikpumpen betrieben werden, wodurch eine konstante Kühlung unabhängig von diesen anderen Hydraulikkreislaufen erreicht werden kann. Insbesondere ist man dadurch unabhängig vom momentanen Fördervolumen der an den Elektromotor angebundenen Hydraulikpumpen. Außerdem ist es denkbar, dass bei dieser Ausführung der Kühlkreislauf auch bei einem stehenden Elektromotor aufrecht erhalten wird.

Eine besonders einfache Ausführungsform ergibt sich, wenn eine mit einem Kühimittelreservoir verbundene Einlassöffnung für Kühlflüssigkeit am zylindrischen Teil des Motorgehäuses vorgesehen ist, die mit dem Mantelhohlraum verbunden ist und wenn eine mit einem Kühimittelreservoir verbundene Auslassöffnung für Kühiflüssigkeit am zylindrischen Teil des Motorgehäuses angeordnet ist und mit dem Mantelhohiraum verbunden ist. Die Kühiflüssigkeit kann so zentral zu-und abgeführt werden und es ergibt sich eine leichte Zugänglichkeit zur Einlass-und Auslassöffnung.

Eine einfache Alternative dazu ist in zumindest einem Lagerschild zumindest eine mit dem Verbindungskanal verbundene Ein-und/oder Auslassöffnung für Kühiflüssigkeit anzuordnen.

Dazu ist es vorteilhaft im Mantelhohlraum zumindest drei von der Kühiflüssigkeit durchströmbare Kanäle vorzusehen. Ganz besonders vorteilhaft ist es, die einzelnen Kanäle im Mantelhohiraum nebeneinander anzuordnen und nur durch Trennwände voneinander zu trennen, sodass im Wesentlichen der gesamte Mantelhohiraum von Kühiflüssigkeit durchströmbar ist. Dadurch, dass der gesamte Mantelhohiraum von Kühiflüssigkeit durchströmt wird, ergibt sich eine maximale Kühileistung und der Elektromotor wird über den ganzen Umfang gleichmäßig gekühit.

Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform erhält man, wenn in serieller Weise zuerst ein Lagerschild, dann ein Teil des Mantelhohlraumes, dann das zweite Lagerschild und im Anschluss daran der Rest des Mantelhohiraumes von der Kühlflüssigkeit durchströmt wird, da diese Ausführungsvariante konstruktiv sehr einfach umgesetzt werden kann.

Wenn der Innenraum des Motorgehäuses, in dem der Elektromotor angeordnet ist, gegenüber der Kühiflüssigkeit mittels einer Dichtung, vorzugsweise einer berührungslosen Dichtung, abgedichtet ist, stellt man sicher, dass der Motorraum nicht von der Kühiflüssigkeit durchströmt wird, der Elektromotor folglich zur Gänze in Luft läuft. Dadurch ergibt sich zwangsläufig ein höherer Wirkungsgrad gegenüber einem Elektromotor der beispielsweise in der Kühiflüssigkeit laufen würde, da der Drehwiderstand wesentlich geringer ist. Außerdem können handelsübliche Motorbauteile verwendet werden, da diese nicht speziell gegenüber der Kühiflüssigkeit isoliert werden müssen, was die Kosten eines erfindungsgemäßen Elektromotors natürlich wesentlich verringert.

Eine besonders kompakte Ausführungsform ergibt sich, wenn die Motorwelle an zumindest einem ihrer Enden einen Teil einer Kupplung aufweist, über den die Antriebswelle der Hydraulikpumpe mit der Motorwelle verbindbar ist und das Lagerschild zumindest den auf der Motorwelle befindlichen Teil der Kupplung umgibt und die dem Motorgehäuse abgewandte Stirnseite des Lagerschildes einen Flansch aufweist. Damit schafft man die Voraussetzung, um auf sehr einfache Weise z. B. eine Hydraulikpumpe mit dem Elektromotor zu verbinden.

Ein weiterer konstruktiver Vorteil ergibt sich, wenn das Lagerschild einer Seite des Elektromotors, an der keine Hydraulikpumpe angeflanscht ist, mit einer Abschlussplatte flüssigkeitsdicht verschlossen ist, da man dann auf beiden Seiten des Motors das selbe Lagerschild verwenden kann, was zusätzlich noch die Herstellungskosten verringert.

Als ganz besonders günstig stellt es sich heraus, wenn die Kühiflüssigkeit eine schmierende Wirkung aufweist, da sie dann direkt auch zur Schmierung hergenommen werden kann. Ein konstruktiver Vorteil ergibt sich daraus, wenn die Kupplungsverbindungen zwischen Elektromotorwelle und Antriebswelle der Hydraulikpumpen und die Lager der Elektromotorwelle so angeordnet und ausgeführt sind, dass sie durch die durchfließende Kühiflüssigkeit schmierbar sind. Es müssen also keine zusätzlichen konstruktiven Vorkehrungen getroffen werden, um die Kupplungen und die Lager zu schmieren.

Insbesondere sind keine fettgeschmierten Lager erforderlich und es kann die Wartung, hinsichtlich der Schmierung, der Lager und/oder der Kupplung entfallen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn die Adapterringe und die Kupplungen tauschbar sind und somit verschiedene Typen von Hydraulikpumpen anpassbar sind. Damit ist es möglich ohne konstruktive Änderungen am Elektromotor vorzunehmen, durch einfaches Austauschen zweier einfacher und billiger Bauteile, unterschiedliche Typen von Hydraulikpumpen, auch von verschiedenen Herstellern, am selben Elektromotor zu betreiben, wodurch man bei der Wahl der Hydraulikpumpe nicht mehr an einen bestimmten Hersteller oder Typ gebunden ist, sondern flexibel nach Preis und Einsatzzweck wählen kann. Eine besonders einfache Kupplung erhält man, wenn die Kuppiung als Verzahnungshülse ausgebildet sind. Diese sind standardisiert, besitzen eine geringe Baugröße, sind einfach herstellbar, leicht tauschbar und im Vergleich zu anderen Kupplungstypen, wie z. B. eine elastische Kupplung, sehr günstig.

Als vorteilhaft stellt es sich heraus, wenn vor dem Eintritt in den Mantelhohlraum des Motorgehäuses eine Einrichtung zur Kühlung der Kühiflüssigkeit, beispielsweise ein Öl- /Wasserwärmetauscher, und nach dem Austritt aus dem Mantelhohlraum eine Einrichtung zur Filterung der Kühiflüssigkeit vorgesehen ist. Durch die Filterung werden mögliche Verunreinigungen aus der Kühlflüssigkeit entfernt, wodurch zum Beispiel eine Verblockung der Verbindungskanäle im Elektromotor verhindert werden kann. Durch eine externe Kühlung der Kühlflüssigkeit erhält man einen wesentlich effektiveren Kühlkreislauf und in direkter Folge eine bessere Kühlung des Elektromotors.

Besonders günstig ist es, wenn die Hydraulikflüssigkeit gleichzeitig als Kühiflüssigkeit verwendbar ist, wodurch sich die Kosten des Betriebes eines solchen Aggregates vermindern. Dieser Effekt wird noch weiter unterstützt, wenn die Kühl-und die Hydraulikflüssigkeit aus einem gemeinsamen Flüssigkeitsreservoir entnehmbar sind.

Wird eine Hydraulikpumpe zur Aufrechterhaltung des zur Kühlung und Schmierung des Elektromotors notwendigen Hydraulikkreislaufes an einer Seite des Elektromotors angeflanscht und von diesem angetrieben, ergibt sich eine sehr günstige Ausführungsform, da kein eigener Elektromotor zum Antrieb der Hydraulikpumpe des Kühlkreislaufes benötigt wird. Wird im Gegensatz dazu eine separate Hydraulikpumpe mit einem eigenen Antrieb zur Aufrechterhaltung des zur Kühlung und Schmierung des Elektromotors notwendigen Hydraulikkreislaufes vorgesehen, so kann der Kühlkreislauf unabhängig vom Elektromotor aufrecht erhalten werden, man kann beispielsweise also auch bei ruhendem Elektromotor kühlen, und man kann die gesamte Elektromotorleistung für die eigentlichen Hydraulikkreisläufe verwenden.

Besonders vorteilhaft ist es an den Lagerschildern Füße vorzusehen, die den Elektromotor und die Hydraulikpumpen tragen und mit welchen der Elektromotor an einer Unterlage befestigbar ist, da so das gesamte Aggregat, also Elektromotor und angeflanschte Hydraulikpumpen, als Gesamteinheit steifer wird. Damit können eventuell auftretende Schwingungen reduziert werden und gleichzeitig auch die Geräuschentwicklung verringert werden.

Die Erfindung wird anhand der beispielhaften, schematischen und nicht einschränkenden Darstellungen Fig. 1 bis Fig. 5 beschrieben. Die Figuren zeigen : Fig. 1 eine perspektivische Schnitt-Darstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors.

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung einer Lagerstelle eines erfindungsgemäßen Elektromotors.

Fig. 3 und Fig. 4 jeweils eine schematische Darstellung eines Kühlkreislaufes.

Fig. 5 eine schematische Darstellung des aufgerollten Motormantels.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 beschrieben. Die vergrößerte Darstellung in Fig. 2 dient zur besseren Anschaulichkeit.

Der Elektromotor 1 mit einem Stator 16, der an der Innenseite des Motorgehäuses 2 befestigt ist, und einem Rotor 17, der auf der Motorwelle 7 befestigt ist, befindet sich in einem Motorgehäuse 2. An jeder Seite des Motorgehäuses 2 schließt stirnseitig ein Lagerschild 3 an, in dem jeweils ein Lager 4 für die Motorwelle 7 gehalten wird. Die Lager 4 sind jeweils durch einen Lagerhalter 14 in den Lagerschildern 3 fixiert. Die Lagerschilder 3 schließen stirnseitig mit einem Flansch 18 ab. An diese Flansche 18 können mittels unterschiedlicher Adapterringe 9 verschiedene Typen von Hydraulikpumpen 6 an den Elektromotor 1 angeflanscht werden. Die zu beiden Seiten des Elektromotors 1 angeflanschten Hydraulikpumpen 6 sind jeweils über eine Kupplung 8 mit der Motorwelle 7 verbunden und werden daher direkt vom Elektromotor 1 angetrieben. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kupplung 8 als Verzahnungshülse ausgeführt.

Zur Kühlung des Elektromotors 1 ist der Mantel des Motorgehäuses 2 hohl ausgeführt und in mehrere durchströmbare Kanäle unterteilt. Dieser Mantelhohiraum 5 dient zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit, die gleichzeitig auch als Schmiermittel für die Lager 4 und gegebenenfalls auch für die Kupplungen 8 dient. Die Kühiflüssigkeit wird über eine Einlassöffnung 13 in den Mantelhohlraum 5 zugeführt. Auf beiden Seiten des Elektromotors 1 befindet sich im zugehörigen Lagerschild 3 ein Verbindungskanal 11 für Zufuhr von Kühlflüssigkeit in das Lagerschild 3 und ein Verbindungskanal 12 für die Abfuhr von Kühiflüssigkeit vom Lagerschild 3. Die Lagerschildinnenräume 19 werden dabei vollständig mit Kühiflüssigkeit ausgefüllt, die Lager 4 und die Kupplungen 8 werden damit von Kühiflüssigkeit umgeben und schmiert und kühit diese gleichzeitig. Die Kühlflussigkeit wird im Motorgehäuse 2 über ein in Fig. 5 dargestelltes Kanalsystem geführt.

Der Innenraum des Motorgehäuses 2 selbst wird dabei durch Dichtungen 10, die sich in den Lagerhaltern 14 befinden, gegenüber der Kühiflüssigkeit abgedichtet und es wird sichergestellt, dass keine Kühifiüssigkeit in das Motorgehäuse 2 eindringen kann. Die angeflanschten Hydraulikpumpen 6 müssen ebenfalls flüssigkeitsdicht gegenüber den Lageschildinnenraumen 19 abgedichtet sein. Weiters müssen die Verbindungen zwischen den Flanschen 18 der Lagerschilder 3 und den Adapterringen 9, die Verbindungen zwischen den Adapterringen 9 und den Hydraulikpumpen 6 sowie die Verbindungen zwischen Lagerschildern 3 und Motorgehäuse 2 flüssigkeitsdicht abgedichtet sein.

Die Lagerschilder 3 sind in diesem Beispiel als Gussteile ausgeführt und bilden gleichzeitig auch die Füße 24, die den Elektromotor 1 und die Hydraulikpumpen 6 tragen und mittels derer das Motor-Pumpen-Aggregat an einer Unterlage befestigt wird.

Die obige Beschreibung eines erfindungsgemäßen Elektromotors ist in keiner Weise einschränkend. Insbesondere ist es möglich die Form, Anzahl und Position der Verbindungskanäle konstruktiv anders zu gestalten, oder einen anderen Kupplungstyp zu verwenden, wie beispielsweise eine Passfederverbindung. Außerdem ist die maximale Anzahl der an einer oder an beiden Seiten des Elektromotors anflanschbaren Hydraulikpumpen nur von der Leistung des Elektromotors abhängig.

Der Kühlkreislauf des Elektromotors 1 wird, wie in Fig. 3 gezeigt, durch eine der Hydraulikpumpen 6, die an den Elektromotor 1 angeflanscht ist und von diesem angetrieben wird, aufrecht erhalten. Die Kühiflüssigkeit wird dabei von einem gemeinsamen Flüssigkeitsreservoir 22 angesaugt und wird über einen Wärmetauscher 20, zur Kühlung der Kühiflüssigkeit, in den Elektromotor 1 gefördert. Dort gelangt die Kühiflüssigkeit wie oben beschrieben zur Schmierung und Kühlung an die Lagerstellen. Danach wird die Kühiflüssigkeit über einen Filter 21 wieder zurück in das Flüssigkeitsreservoir 22 gefördert.

Dieser Kühlkreislauf ist konstruktiv und fördermengenmäßig so ausgeführt, dass der Elektromotor 1 damit im Betrieb ohne zusätzliche Kühleinrichtungen gekühit werden kann.

In Fig. 4 wird der Kühlkreislauf nicht durch eine der an den Elektromotor 1 angeflanschten Hydraulikpumpen 6, sondern über ein separates Motor-Hydraulikpumpen-Aggregat 23 betrieben. Der Weg der Kühiflüssigkeit führt wiederum vom Flüssigkeitsreservoir 22 über einen Wärmetauscher 20 in den Elektromotor 1 und über einen Filter 21 wieder zurück in das Flüssigkeitsreservoir 22.

Der beschriebene Kühlkreislauf ist nicht einschränkend. Insbesondere können zusätzliche oder andere Einrichtungen zum Kühlen oder Filtern der Kühiflüssigkeit vorgesehen werden, oder es können für die Hydraulikkreisläufe und für den Kühlkreislauf unterschiedliche Flüssigkeiten und damit zwangsweise auch unterschiedliche Flüssigkeitsreservoirs verwendet werden.

In Fig. 5 wird anhand eines Beispieles die Führung der Hydraulikflüssigkeit im Mantelhohlraum 5 gezeigt. Die Hydraulikflüssigkeit gelangt dabei am Ende einer Seite des Motorgehäuses 2 über eine Einiassöffnung 13 in einen ersten durch Trennwände 28 abgetrennten axialen Kanal 25, den sie über die gesamte axiale Länge des Motorgehäuses 2 durchströmt. An der gegenüberliegenden Seite des Motorgehäuses 2 gelangt die Hydraulikflüssigkeit über einen Verbindungskanal 11 in das auf dieser Seite angeflanschte Lagerschild 3 und füllt den Lagerschildinnenraum vollständig aus. Die Hydraulikflüssigkeit wird über einen zweiten Verbindungskanal 12 wieder vom Lagerschild 3 abgeführt, durchströmt über die gesamte axiale Länge des Motorgehäuses 2 einen zweiten durch Trennwände 28 abgetrennten axialen Kanal 26 und gelangt an der gegenüberliegenden Seite des Motorgehäuses 2 über einen Verbindungskanal 11 in das auf dieser Seite angeflanschte Lagerschild 3 und füllt wiederum den Lagerschildinnenraum vollständig aus.

Die Hydraulikflüssigkeit wird über einen zweiten Verbindungskanal 12 wieder vom Lagerschild 3 abgeführt und gelangt in ein durchströmbares Kanalsystem 27 in dem die Hydraulikflüssigkeit durch Umlenkwände 29 mehrfach in axialer Richtung umgelenkt wird und so den gesamten restlichen Mantelhohiraum 5 durchströmt. Am Ende dieses Kanalsystems 27 befindet sich eine Auslassöffnung 15 durch die die Hydraulikflüssigkeit abgeführt und in weiterer Folge wie oben beschrieben zum Flüssigkeitsreservoir 22 zurückbefördert wird.

Bei diesem nicht einschränkenden Beispiel durchströmt die Hydraulikflüssigkeit also hintereinander die Lagerschilder 3 und den gesamten Mantel des Motorgehäuses 2. Es wäre allerdings auch denkbar die Hydraulikflüssigkeit gleichzeitig durch beide Lagerschilder 3 zu führen, die Ein-13 und Auslassöffnungen 15 anders anzuordnen, oder mehrere Ein-13 und Auslassöffnungen 15 vorzusehen. Weiters ist es denkbar die Hydraulikflüssigkeit im Kanalsystem 27 anders zu führen, zum Beispiel in axialer und/oder radialer Richtung.

Weiters ist es natürlich im Bereich der Erfindung nur einen Teil des Mantels des Motorgehäuses 2 hohl auszubilden wodurch natürlich auch nur ein Teil des Mantels des Motorgehäuses 2 von Hydraulikflüssigkeit durchströmt werden würde. Die Hydraulikflüssigkeit kann also beliebig durch den Mantel des Motorgehäuses 2 und den Lagerschildern geführt werden, wobei jeweils die Ein-13 und Auslassöffnungen 15, die Lage der Verbindungskanäle 11,12 in den Lagerschildern 3, sowie die Kanäle 25,26 und 27 im Mantelhohiraum 5 angepasst werden müssen.