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Die
Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung mit
einer von einem zu kühlenden
Fluid, insbesondere Hydrauliköl
durchströmbaren
Kühleinheit,
die ein Vorrichtungsgehäuse
aufweist und mit mindestens einer Filtereinheit für die Filtration
des Fluids.
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Dahingehende
Kühlvorrichtungen
sind für eine
Vielzahl von Anwendungsfällen
einsetzbar und in den verschiedensten Ausführungsformen erhältlich.
Die bisher auf dem Markt frei erhältlichen Kühlvorrichtungssysteme bestehen
jedoch alle entweder aus einer an der Kühleinheit angeflanschten Filtereinheit,
oder aus an Kühleinheiten
angeschlossene Tankeinheiten, wobei die jeweilige Tankeinheit dann das
Filterelement aufnimmt. Die bekannten Kühlvorrichtungen sind also in
der Regel aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt, wobei die eigenständige Kühleinheit über eine
entsprechende Verrohrung mit der eigenständigen Filtereinheit unter
Herstellung der Kühlvorrichtung
miteinander zu verbinden ist. Hierbei ist nicht auszuschließen, dass
es bei der angesprochenen Verrohrung zu Fehlanschlüssen und
mithin zu Fehlerquellen bei der Montage der bekannten Kühlvorrichtungen
kommt. Ferner bauen die bekannten Kühlvorrichtungslösungen aufgrund ihrer
Teilevielfalt konstruktiv groß auf,
und sind entsprechend schwer, was insbesondere für eine mobile Verwendung nachteilig
ist.
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Demgemäß ist bei
einer bekannten Kühlvorrichtung
nach der WO 01/65123 A1 bereits vorgeschlagen worden, die Kühleinheit
und die Filtereinheit einstückig
miteinander zu verbinden, wobei die Filtereinheit zusammen mit der
Kühleinheit
in einem Vorrichtungsgehäuse
angeordnet ist, so dass dergestalt der mehrteilige Aufbau vermieden
ist, und die bekannte Kühlvorrichtung
kann bei gleicher Leistung erheblich kompakter und leichter aufbauen.
Durch die Integration von Kühleinheit
und Filtereinheit in einem Vorrichtungsgehäuse ist darüber hinaus, die übliche Verrohrung
entfallen und Fehlerquellen sind derart ausgeschlossen. Nachteilig
bei dieser bekannten Lösung
ist jedoch, dass bei einem Austauschvorgang des verbrauchten Filterelementes
gegen ein neues das Vorrichtungsgehäuse der Kühleinheit zu öffnen ist,
was mit einem entsprechenden Zeitaufwand einher geht und beim Herausnehmen
des verbrauchten Filterelementes aus dem Vorrichtungsgehäuse der
Kühleinheit
gelangen Fluidbestandteile mit nach außen, was zu Verschmutzungen
mit entsprechenden Nachreinigungsvorgängen führen kann.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, die bekannten Kühlvorrichtungen
unter Beibehalten ihrer Vorteile dahingehend weiter zu verbessern,
dass diese kompakt und leicht in der Bauweise sind, dass aufwendige
Verrohrungen zwischen Kühl- und Filtereinheit
entfallen, und dass Verschmutzungen bei einem Austausch des jeweiligen
Filterelementes vermeidbar sind. Eine dahingehende Aufgabe löst eine
Kühlvorrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.
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Dadurch,
dass gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 das Vorrichtungsgehäuse der Kühleinheit mindestens einen
auskragenden Tragarm aufweist über
den die jeweilige Filtereinheit fluidführend mit der Kühleinheit
verbunden ist, ist die Filtereinheit mit dem Filterelement außerhalb
des eigentlichen Vorrichtungsgehäuse
der Kühleinheit
angeordnet, und dennoch integrativ über den Tragarm mit derselben
verbunden. Mit der erfindungsgemäßen Tragarm-Lösung ist
es möglich,
die Filtereinheit mit dem jeweiligen Filterelement von der Kühleinheit
zu trennen, ohne hierbei das Vorrichtungsgehäuse der Kühleinheit öffnen zu müssen, und da die Kühleinheit
vor Ort beispielsweise an einer Hydraulikmaschine verbleibt, kann
die Filtereinheit mit dem jeweiligen Filterelement für einen
Austauschvorgang an einen geeigneten Ort gebracht werden, wo die
beim Auswechselvorgang des Filterelementes auftretenden Verschmutzungen
keine Rolle spielen. Das unverbrauchte und neu eingesetzte Filterelement
wird dann über
die Filtereinheit zurück
an den Tragarm gebracht und dort befestigt, und die erneute Inbetriebnahme
der Kühlvorrichtung
nebst Filterung kann veranlaßt
werden.
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Da
der Tragarm einstückiger
Bestandteil der Kühleinheit
mit ihrem Vorrichtungsgehäuse
sein kann, entfällt
eine aufwendige Verrohrung nebst den zugehörigen Dichtsystemen und insbesondere,
können
die Fluidwege kurz gehalten werden, was energiebilanztechnisch für die Gesamtkühlvorrichtung günstig ist.
Obwohl das Filtergehäuse
selbst nicht mehr unmittelbar integrativer Bestandteil des Vorrichtungsgehäuses der
Kühleinheit
ist, sondern über
den Tragarm extern angeordnet ist, ist das Gesamtbaugewicht dennoch
reduziert und neben einer kompakten Bauweise ist die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung
auch kostengünstig
in der Herstellung und wie bereits aufgezeigt kostengünstig in
der Wartung, da aufwendige Nach reinigungsarbeiten wegen austretendem
Hydraulikmedium an der Kühlvorrichtung
in jedem Fall nicht notwendig sind.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung
ist die Filtereinheit in Strömungsrichtung
des Fluides, hinter der Kühleinheit
angeordnet, so dass das Filterelement thermisch geschont ist. Vorzugsweise
ist die Kühleinheit
als plattenförmiger
Lamellenkühler
ausgebildet, so dass insbesondere bei flach gehaltenen Einbauräumen sich
die dahingehende Plattenausgestaltung als vorteilhaft erweist. Vorzugsweise.
ist dabei das Vorrichtungsgehäuse
aus Blechteilen zusammengesetzt und aufgrund des dahingehend modularen
Aufbaus, lassen sich die Herstellkosten senken. Es besteht aber
auch die Möglichkeit
den Lamellenkühler als
Gußteil
auszugestalten, insbesondere als Aluminium-Druckgußteil.
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Durch
Einsatz geeigneter Bypassventile läßt sich die Kühlvorrichtung
an unterschiedlichste Volumenströme
anpassen mit der Folge, dass die Kühlvorrichtung in einem weiten
Anwendungsbereich mit unterschiedlichen Größenordnungen an Fluid-Volumenströmen einsetzbar
ist, ohne dass konstruktive Änderungen
notwendigen wären.
Als besonders umweltfreundlich hat es sich darüber hinaus erwiesen, das jeweilige
Filterelement aus Materialien aufzubauen, die vollständig veraschbar
sind, so dass eine rückstandsfreie
Entsorgung weitestgehend erreicht ist.
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Zur
Verbesserung der Kühlleistung
ist an die Kühleinheit,
insbesondere an eine Stirnseite derselben eine Motor-Lüftereinheit
angeschlossen, die den nötigen
Luftdurchsatz im Lamellenkühler
erhöht,
und somit zu verbesserten Kühlergebnissen
führt.
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Sofern
im Bereich des Anschlußdeckels
am Tragarm eine Verschmutzungsanzeige angebracht ist, läßt diese
eine Aussage über
den Verschmutzungsgrad des Filterelementes zu, dass im zugesetzten
oder nahezu zugesetzten Zustand und mithin verschmutzt gegen ein
neues entsprechend zu tauschen ist. Der dahingehende Austausch erfolgt
montagefreundlich und rasch durch Lösen einer Schraubverbindung
zwischen dem Filtergehäuse
und dem am Tragarm fest angeordneten Deckelteil. Dergestalt läßt sich
eine ortsfeste Montage der Kühlvorrichtung an
einer Hydraulikeinrichtung auch im Mobilbereich erreichen, wobei
der Austausch des jeweiligen Filterelementes an anderer geeigneter
Stelle erfolgen kann, wo austretende Fluidverschmutzungen keine Rolle
spielen.
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Im
folgenden wird die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung
anhand eines Ausführungsbeispieles
nach der Zeichnung näher
erläutert.
Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die
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1 eine
perspektivische Ansicht auf eine Vorderseite der Kühlvorrichtung,
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2 eine
perspektivische Ansicht auf eine Rückseite der Kühlvorrichtung,
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3 und 4 teilweise
im Schnitt, teilweise in Ansicht die Fluidführung innerhalb des Filterelementes über den
zuordenbaren Tragarm,
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5, 6 und 7 in
perspektivischer Ansicht verschiedene Bypassventillösungen,
soweit sie bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung
verwendet werden,
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8 in
der Art eines Hydraulikschaltplanes den grundsätzlich konstruktiven Aufbau
der Gesamt-Kühlvorrichtung.
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Die
Kühlvorrichtung
weist eine von einem zu kühlenden
Fluid, insbesondere Hydrauliköl
durchströmbare
Kühleinheit 10 auf,
sowie eine Filtereinheit 12 für die Filtration des dahingehenden
Fluids. Wie insbesondere die 1 bis 4 zeigen,
sind die Kühleinheit 10 und
die Filtereinheit 12 einstückig über einen Tragarm 14 mit
interner Fluidführung 16 miteinander
verbunden, wobei der Tragarm 14 vorzugsweise einstückiger Bestandteil
des Vorrichtungsgehäuses 18 der
Kühleinheit 10 ist.
Gemäß der nach
der Zeichnung dargestellten Ausführungsform,
ist die Filtereinheit 12 in Strömungsrichtung des Fluids (Hydraulikmedium)
hinter der Kühleinheit 10 angeordnet.
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Ferner
ist gemäß der Darstellung
nach der 2 die Kühleinheit 10 als plattenförmiger Lamellenkühler ausgeführt. Zur
Kühlluftführung weist
der Plattenkühler
zick-zack-förmig
aufgefaltete Lamellen 20 auf, die zwischen sich Fluidleitkanäle 22 begrenzen,
die dem Transport des zu kühlenden
Fluids dienen. Die Luftführungsrichtung
durch die Kühleinheit 10 verläuft senkrecht
zu der Bildebene der 1 und 2 und die
eigentliche Fluid-Transportrichtung quer
dazu, also in der Bildebene. Ferner münden die stapelweise übereinander
angeordneten Fluid-Leitkanäle 22 beidseitig
in Fluidsammelräume 24, 26. Die
dahingehenden Sammelräume 24, 26 bilden
fluidführende
Längsräume aus,
die entlang den beiden Längsseiten
der Kühleinheit 10 sich
erstrecken. Der Aufbau dahingehender Lamellenkühler ist allgemein üblich, so
dass an dieser Stelle hierauf nicht mehr detailliert eingegangen
wird, sondern nur noch insoweit, als dies zur Erläuterung
des erfindungsgemäßen Lösungsaufbaus
notwendig ist. Das Vorrichtungsgehäu se 18 selbst ist
in der vorliegenden Ausführungsform
aus Einzelblechteilen zusammengesetzt; es besteht aber auch die
Möglichkeit
dieses als Aluminiumgußteil
herzustellen. Sofern das Vorrichtungsgehäuse 18 aus Blechteilen
zusammengesetzt ist, wird dieses über entsprechende Schweißnahtverbindungen
(nicht dargestellt) zusammengehalten.
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Die
Filtereinheit 12 ist außenumfangseitig im wesentlichen
zylindrisch ausgebildet, und der Fluidzulauf 28 erfolgt
im oberen Randbereich des Filterelementes 30, dass in einem
topfartigen Filtergehäuse 32 der
Filtereinheit 12 aufgenommen ist. Die Durchströmungsrichtung
des Filterelementes 30 mit verschmutztem Fluid erfolgt
von außen
nach innen, so dass die Fluidabfuhr oder Ableitung 34 über das
Innere des Filterelementes 30 erfolgt. Das eigentliche Filterelement 30,
das aus üblichen
Filtrationsmaterialien bestehen kann, und beispielsweise als plissierte hohlzylindrische
Filtermatte ein mittiges Stützrohr umgibt,
ist in dem topfartigen Filtergehäuse 32 von oben
her aufgenommen, und durch die Abfiltrierung von Verschmutzungen
aus dem Fluid (Hydraulikmedium) über
das Filterelement 30 ist sichergestellt, dass das abgereinigte
Fluid nicht in den angeschlossenen Hydraulikeinrichtungen dort derart
Ablagerungen bilden kann, dass der Betrieb der gesamten Hydraulikanlage
gefährdet
ist.
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Wie
insbesondere die 3 und 4 zeigen,
strömt
in Blickrichtung auf die 3 und 4 gesehen
von links nach rechts, gekühltes
Fluidmedium in den holmartigen Fluidsammelraum 24, und
von dort gesammelt über
die interne Fluidführung 16 des Tragarmes 14 zur
Filtereinheit 12. Die dahingehenden Zuströmverhältnisse
sind in der 3 wiedergegeben. Durch das Filterelement 30 abgereinigtes
Fluid wird über
die Ableitung 34 und wiederum über die interne Fluidführung 16 des
Tragarmes 14 in ein Sammelrohr 36 innerhalb des
Sammelraumes 24 weitergeleitet, und insofern ist eine getrennt nebeneinander
liegende Fluidführung
von Zuführung 28 und Ableitung 34 erreicht.
Wie sich des weiteren aus den genannten Figuren ergibt, weist das
topfartige Filtergehäuse 32 an
seinem oberen Ende ein Außengewinde 38 auf,
dass über
eine Innengewindestrecke 40 eines Deckelteiles 42 an
diesem festlegbar ist. Das dahingehende Deckelteil 42,
das von außen
her den oberen Bereich des Filtergehäuses 32 übergreift, ist
wiederum einstückiger
Bestandteil des Tragarmes 14. Mittig ist das Deckelteil 42 von
einer Verschmutzungsanzeige 44 durchgriffen, die eine Aussage über den
Verschmutzungszustand des Filterelementes 30 zuläßt. Dahingehende
Verschmutzungsanzeigen 44 sind auf dem Gebiet der Hydraulik üblich, so
dass an dieser Stelle hierauf nicht mehr näher eingegangen wird. Des weiteren
ist die Kühleinheit 10 auf
ihrer einen Stirnseite mit einer Motor-Lüftereinheit 46 versehen,
die den Luftdurchsatz zwischen den freien Zwischenräumen der
Lamellen 20 der Kühleinheit 10 verbessert.
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Wie
die 5 des weiteren zeigt, ist auf der Unterseite des
Sammelrohres 36 ein kombiniertes Nachsaug- und Rückschlagventil 48 angeordnet,
das federbelastet als Rückschlagventil
in der einen Richtung die Fluidführung
zum Tank zuläßt, und
dergestalt eine Absicherung gegen Überdruck bildet, und in der
anderen Richtung besteht in der Art eines Nachsaugventiles die Möglichkeit,
das Fluid vom Tank kommend in das Sammelrohr 36 nachströmen kann. Für die dahingehende
Nachsaugfunktion hebt ein Kopfteil 50 von einem Anlageteller 52 ab,
der mittig eine Fluidführung
aufweist, und im übrigen über die Druckfeder 54 in
seiner in der 5 gezeigten Schließstellung
gehalten ist.
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Im
selben Bereich wie das kombinierte Nachsaug- und Rückschlagventil 48 angeordnet
ist, ist ein weiteres federbelastetes Rückschlagventil 56 vorgesehen,
dass in der Fluidzuführung 28 angeordnet
in Fluidrichtung vor dem Filterelement 30 eine Absicherung
des Fluidkühlkreislaufes
zum Tank T hin vornimmt. Wie die 7 des weiteren
zeigt, ist auf der gegenüberliegenden
Seite der Kühleinheit 10 gleichfalls
am unteren Ende nunmehr des Fluidsammelraumes 26 ein Thermobypassventil 58 angeordnet,
das intern mit einem Dehnstoffelement 60 versehen ist. Dahingehende
Thermobypassventile 58 sind handelsüblich, so dass detailliert über ihren
Aufbau an dieser Stelle nichts weiter ausgeführt wird. Das Thermobypassventil 58 dient
dazu bei niedrigen Fluidtemperaturen direkt die Fluidzuführung unter
Umgehung der Kühleinheit 10 zur
Filtereinheit 12 zu ermöglichen,
und zwar über
die Bypasskanäle 62,
die parallel zu den Lamellen 20 verlaufen und unterhalb denselben
angeordnet sind. Erwärmt
sich nun das Fluid, bedingt durch den Betrieb der Hydraulikanlage (nicht
dargestellt), dehnt sich das Dehnstoffelement 60 aus, und
verschließt
mit zunehmender Erwärmung
die Bypasskanäle 62,
so dass mit zunehmender Erwärmung
des Fluides der überwiegende
Teil über
die Fluidleitkanäle 22 der
Kühleinheit 10 gekühlt und
dergestalt der Filtereinheit 12 dann zugeführt wird,
in dem das dahingehend gekühlte
Medium in den längsholmartigen
Fluidsammelraum 24 strömt.
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Für eine sinnfällige Fluidführung weist
darüber
hinaus die Kühleinheit 10 in
den Fluidsammelräumen 24 und 26 entsprechende
Fluidanschlußstellen auf,
wobei ferner Anschlußstellen
für den
Anschluß von
Meßeinrichtungen,
beispielsweise zur Temperaturerfassung des Hydraulikmediums vorgesehen sein
können.
In Blickrichtung auf die 1 gesehen, weist der holmartige
Sammelraum 26 links oben mindestens eine Anschlußstelle
für das
verschmutzte und zu kühlende
Fluid auf. Darunter liegend (siehe 2) ist eine
Anschlußstelle 66 vorhanden,
zum Anschluß einer
nicht näher
dargestellten Temperaturerfassungseinrichtung. Auf der gegenüberliegenden Seite
weist der Längsholm 24 zwei
Rücklaufleitungen 68 auf,
die der Entnahme von gekühltem
Fluid dienen und zwar vor Durchlaufen der Filtereinheit 12.
Die dahingehenden Fluidmengen können
für spezielle, nicht
näher spezifizierte
Aufgaben bei einer Hydraulikeinrichtung dienen. Die darunter liegenden
Anschlußstellen 70 dienen
dem Anschluß einer
nicht näher
dargestellten hydraulischen Saugpumpe, die dergestalt den hydraulischen
Umlauf auch für
die Kühleinheit 10,
sowie die Filtereinheit 12 sicherstellt. Die dahingehenden
Anschlußstellen 70 als
Versorgung einer nicht näher
dargestellten Saugpumpe sind in Fluidrichtung hinter dem Filterelement 12 im Sammelraum 24 angeordnet.
Der in 8 dargestellte hydraulische Schaltplan gibt die
vorstehend genannten Fluidführungen
und Verschaltungen, sowie die wesentlichen Komponenten der Kühlvorrichtung
sinnfällig
wieder.