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Die
Erfindung betrifft eine Baueinheit, bestehend aus mindestens einer
Filter-, einer Pumpen- und einer Kühleinheit, die über ein
Anschlußmodul fluidführend verbindbar
und an eine Tankeinheit anschließbar sind.
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Durch
die WO 98/42986 A1 ist eine Fluid-Kühlvorrichtung als Baueinheit
mit einem Motor bekannt, der ein Lüfterrad sowie eine Fluidpumpe
antreibt, die Fluid aus einem Ölbehälter nimmt
und in einen hydraulischen Arbeitskreis fördert, der das Fluid erwärmt, sowie
zu einem Wärmetauscher
(Kühleinheit)
führt,
aus dem das Fluid gekühlt
in den Ölbehälter zurückkehrt,
wobei der Ölbehälter wannenförmig ausgebildet
ist und mit hochgezogenen Wannenrändern in der Art einer Halbschale
zumindest den Motor und die Fluidpumpe teilweise umfaßt. Mit
der bekannten Lösung
ist es möglich,
die eigentliche Baueinheit, bestehend aus einer Filter-, einer Pumpen- und einer Kühleinheit
platzsparend mit einem relativ großvolumig aufbauenden Ölbehälter als
Tankeinheit zu verbinden, wobei ausgehend von dem von den Wannenrändern des Ölbehälters freigelassenen Bauraum
eine gute Zugänglichkeit
der sonstigen Baueinheit zu Montage- und Wartungzwecken gewährleistet
ist. Die bekannte Fluid-Kühlvorrichtung vermeidet
weitestgehend eine zusätzliche
Verrohrung, was zum einen Kosten sparen hilft und zum anderen ist
ein dahingehender Aufbau energetisch günstig, weil dergestalt Verluste
in den Fluidleitungen vermieden sind. Unabhängig hiervon ist es aber grundsätzlich so,
dass die bekannte Fluid-Kühlvorrichtung
nur als Gesamt-Baueinheit, bestehend aus der Kombination von Filter-,
Pumpen-, Kühl-
und Tankeinheit, veräußerbar ist
und insbesondere ein Nachrüsten
an bereits bestehende Ölbehälter oder
Tankeinheiten mit der sonstigen Baueinheit kaum möglich ist.
Da dahingehende Tank- und Ölbehältereinheiten
häufig
aus anderen Herstellerbetrieben stammen und bereits vor Ort sind,
wäre es
aber in Abhängigkeit
des jeweiligen Anwendungsfalles wünschenswert, dahingehende Einheiten
mit einer Baueinheit, bestehend aus einer Filter-, einer Pumpen-
und einer Kühleinheit
entsprechend nachzurüsten
oder gegebenenfalls Umbauten dergestalt vorzunehmen, dass die eine
Fluid-Kühlvorrichtung
gegen eine neue, beispielsweise mit größerer Leistung, ausgetauscht
wird und dabei die jeweilige Behälter-
oder Tankeinheit am Einsatzort verbleibt.
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Demgemäß ist es
im Stand der Technik bekannt (WO 01/18363 A1), Fluid-Kühlvorrichtungen als Baueinheit
an getrennt hiervon vorgesehenen Ölbehältern oder Tankeinheiten anzuschließen. So
betrifft die bekannte Lösung
eine Fluid-Kühlvorrichtung mit
in einer Baueinheit zusammengefaßter Kühl-, Filter- und Pumpeneinrichtung,
wobei in einem Fluidkreislauf von der Pumpeneinrichtung gefördertes
Fluid von der Filtereinrichtung filterbar und von der Kühleinrichtung
kühlbar
ist und wobei die Filtereinrichtung mindestens ein bei ihrer Verschmutzung
auswechselbares Filterelement aufweist. Dadurch, dass bei der bekannten
Lösung
für einen
Austausch des jeweiligen Filterelementes im Fluidkreislauf eine
ansteuerbare Absperreinheit vorhanden ist, mit der die Filtereinrichtung
von der Pumpeneinrichtung derart abtrennbar ist, dass die Kühleinrichtung
weiter mit dem zu kühlenden
Fluid versorgt ist, ist es bei der bekannten Lösung möglich, den angesprochenen Filterelement-Wechsel
ohne zusätzlichen
Aufwand auch dann zu ermöglichen,
wenn die nachgeordnete Schmierölversorgung
nicht abgestellt wird. Die bekannte Fluid-Kühlvorrichtung läßt sich
als Baueinheit in Abhängigkeit
ihres Leistungsvermögens
mit beliebigen Ölbehältern oder
Tankeinheiten verbinden, wobei hierfür jedoch eine entsprechende
Verrohrung, sprich fluidführende
Leitungen zwischen Baueinheit und Tankeinheit notwendig sind. Wie
bereits dargelegt, ist dies herstell- und montagetechnisch mit einem
entsprechenden Aufwand verbunden, was die Kosten erhöht und des
weiteren kommt es aufgrund der Länge
der vorgesehen Fluidleitungen zwischen Bau- und Tankeinheit zu Strömungswiderständen, was
sich ungünstig
auf einen energetisch sinnvollen Betrieb der Gesamt-Einrichtung auswirkt.
Auch führen
die zusätzlichen
Fluidleitungen zu einem erhöhten
Einbauraum, was häufig
bei Anwendungen in der Fahrzeugtechnik sowie im Maschinen- und Apparatebau
zu Problemen führt,
wo häufig
aufgrund vorgegebener Randbedingungen nur wenig Einbauraum gegeben
ist.
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Durch
die
DE 32 27 926 C4 ist
eine Hydraulikeinheit mit einer Flanschplatte bekannt, auf deren einer
Seitenfläche
auswechselbar eine Pumpe sowie ein diese dicht umschließendes,
als Behälter
für das Hydraulikmittel
dienendes Gehäuse
befestigt ist, auf deren anderer Seitenfläche auswechselbar und der Pumpe
gegenüberliegend
ein Elektromotor angeordnet ist, dessen Welle koaxial zur Antriebswelle
der Pumpe und senkrecht zu den beiden Seitenflächen verläuft, und die als Träger für Ventile
od. dgl. Steuerelemente dient. Die genannte Flanschplatte ist mit Bohrungen
versehen, die erforderliche Anschluß- und Verbindungsleitungen
für den
Anbau unterschiedlicher Pumpen, Motoren, Ventile od. dgl. Steuerelemente
bilden und jeweils an einer Seiten- oder Umfangsfläche der
Flanschplatte enden. Die Flanschplatte selbst weist innerhalb des
von dem Behälter überdeckten
Bereiches eine ihre beiden Seitenflächen verbindende, einen Durchlaß des Hydraulikmediums
ermöglichende,
verschließbare
Durchbrechung auf, wobei der Elektromotor mittels eines zweiten,
an der Flanschplatte dichtend befestigbaren, die Durchbrechung übergreifenden
Behälters abdeckbar
ist. Die dahingehend bekannte Lösung baut
konstruktiv kompliziert auf und ist mithin teuer in der Herstellung.
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Durch
die
DE 199 50 052
A1 ist eine Fluidkühlvorrichtung
bekannt mit in einer Baueinheit zusammengefaßter Kühl-, Filter-, Pumpen- und Steuereinrichtung,
wobei in einem Fluidkreislauf von der Pumpeneinrichtung gefördertes
Fluid von der Filtereinrichtung filterbar und von der Kühleinrichtung kühlbar ist
und wobei die Steuereinrichtung einen Fluidstromteiler aufweist.
Dadurch, dass bei der bekannten Lösung der Fluidstromteiler im
Nebenzweig zu der Kühleinrichtung
angeordnet und von der zu kühlenden
Fiuidtemperatur derart abhängig
ansteuerbar ist, dass auch bei niedrigen Fluidtemperaturen unterhalb
eines vorgebbaren Temperaturschwellenwertes die Kühleinrichtung
zumindest teilweise mit Fluid versorgt ist, sind die sonst bekannten
Fluidkühlvorrichtungen
dahingehend weiter verbessert, dass im Betrieb die Kühleinrichtung
weniger belastet wird. Was einen kompakten Aufbau dieser Lösung anbelangt,
läßt diese
noch Wünsche
offen.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik stellt sich daher die Erfindung die
Aufgabe, unter Beibehalten der Vorteile der bekannten Lösungen diese dahingehend
weiter zu verbessern, dass die in Rede stehenden Baueinheiten kompakt
aufbauen, an bestehenden Tankeinheiten nachrüstbar und austauschbar sind,
einen energetisch günstigen
Betrieb sowie eine kostengünstige
Realisierung ermöglichen.
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Eine
dahingehende Aufgabe löst
eine Baueinheit mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner
Gesamtheit.
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Dadurch,
dass gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 das Anschlußmodul bei angeschlossener
Tankeinheit mit einer Ansaugöffnung
zusammen mit der Kühleinheit
in das Innere der Tankeinheit mündet
und dass die Filter- und die Pumpeneinheit außerhalb der Tankeinheit angeordnet
sind, läßt sich
die Baueinheit auf eine Tankeinheit, beispielsweise in Form eines Ölbehälters, aufsetzen
und mit dieser verbinden, wobei die Kühleinheit in das Innere der
Tankeinheit hineinragt. Demgemäß ragt gleichfalls
die Ansaugöffnung
in das Innere des Tanks und ermöglicht
dergestalt über
die Pumpeneinheit eine fortlaufende Entnahme des in der Tankeinheit
bevorrateten Fluids. Die sonstigen Einheiten (Filter- und Pumpeneinheit)
sind außerhalb der
Tankeinheit gut zugänglich
angeordnet und durch das direkte Aufsetzen und den Eingriff der
Baueinheit auf bzw. in die Tankeinheit ist eine Verrohrung in Form
von Fluidleitungen zwischen Baueinheit und Tankeinheit vermeidbar.
Die Baueinheit wird vorzugsweise an einer Seitenwand der Tankeinheit
angeordnet.
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Durch
die Entnahme über
die Ansaugöffnung im
Inneren der Tankeinheit sind die freien Fluidwege gegenüber bekannten
Lösungen
deutlich reduziert, was dem energetisch günstigen Betrieb der Gesamt-Baueinheit
zugute kommt. Des weiteren baut die erfindungsgemäße Lösung kompakt
auf und kann ohne weiteres gegen eine neue, beispielsweise eine solche
Baueinheit mit größerem Leistungsvermögen, ausgetauscht
werden, sofern dies notwendig werden sollte. Einem energetisch günstigen
Betrieb der Gesamt-Baueinheit
kommt auch zugute, dass die Kühleinheit
in das Innere des zu kühlenden
Mediums der Tankeinheit mündet,
so dass unmittelbar über
die Kühleinheit
abgekühltes
Medium an die Tankeinheit weiterleitbar ist. Dergestalt kommt es
auch im Inneren der Tankeinheit zu einer homogenen Temperatursituation,
was eine definierte Fluidentnahme über die Pumpeneinheit ermöglicht.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Baueinheit
sind mindestens zwei, vorzugsweise drei Einheiten in rechtem Winkel zueinander
verlaufend an das Anschlußmodul
angeschlossen. Vorzugsweise besteht dabei das Anschlußmodul aus
einem winkelförmigen
Gehäuse
mit zwei in einem rechten Winkel zueinander verlaufenden Anschlußarmen und
weist ferner mindestens ein zusätzlich
angeordnetes Flanschteil auf. Auf diese Art und Weise lassen sich
in der Art eines T-Moduls oder in der Art eines kartesischen Koordinatensystems
die einzelnen Einheiten der Baueinheit zueinander anordnen, was
wiederum die freien Fluidwege innerhalb des Anschlußmoduls
verkürzen
und des weiteren an der Tankeinheit auch Einbauraum sparen hilft.
Aufgrund der Ausgestaltung des Anschlußmoduls mit Anschlußarmen und
Flanschteil lassen sich darüber
hinaus in Sonderfällen
noch weitere Anschlußmöglichkeiten
für weitere
Komponenten schaffen, beispielsweise in Form eines zweiten Filterelementes
od. dgl..
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Baueinheit sind Gegenstand
der sonstigen Unteransprüche.
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Im
folgenden wird die erfindungsgemäße Baueinheit
anhand eines Ausführungsbeispiels
nach der Zeichnung näher
erläutert.
Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die
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1 in
perspektivischer Ansicht die an eine Tankeinheit angeschlossene
Baueinheit;
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2 bis 5 in
verschiedenen Ansichten ein Anschlußmodul der Baueinheit;
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6 und 7 einen
Schnitt längs
den Linien I-I bzw. II–II
in 5.
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Die
in der 1 als Ganzes dargestellte Baueinheit weist eine
Filtereinheit 10 auf, eine Pumpeneinheit 12 sowie
eine Kühleinheit 14 (nur
teilweise dargestellt). Die dahingehenden Einheiten sind über ein
Anschlußmodul 16 fluidführend miteinander verbindbar
und darüber
hinaus an eine Tankeinheit 18 anschließbar. Die Tankeinheit 18 stellt
vorzugsweise einen Ölbehälter dar
mit Hydraulik-öl
als Fluidmedium. Die erfindungsgemäße Baueinheit kann aber auch
für andere
Fluidmedien, wie Wasser, spezielle Alkohole, Benzin etc. eingesetzt
werden. Die Tankeinheit 18 nach der 1 ist als
rechteckförmiger
Behälter
ausgebildet, wobei die dem Betrachter zugewandte stirnseitige Wand
weggelassen wurde, um den Eingriff der Kühleinheit 14 in die
Tankeinheit 18 darzustellen.
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Das
Anschlußmodul 16 ragt
bei angeschlossener Tankeinheit 18 mit einer Ansaugöffnung 20 (vgl. 4 und 6)
zusammen mit der Kühleinheit 14 in
das Innere 22 der Tankeinheit 18 hinein, wobei die
Pumpeneinheit 12 außerhalb
der Tankeinheit 18 angeordnet ist. Bei der Ausführungsform
nach der 1 sind die angesprochenen drei
Einheiten 10, 12, 14 in rechtem Winkel
zueinander verlaufend an das Anschlußmodul 16 angeschlossen
und spannen dergestalt eine Art fiktives kartesisches Koordinatensystem
auf. Bei einer nicht näher
dargestellten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Baueinheit würde aber
auch die Möglichkeit
bestehen, in einer Längsachse
zu der Pumpeneinheit 12 auf der gegenüberliegenden Seite des Anschlußmoduls 16 die
Filtereinheit 10 anzubringen, so dass insoweit alle drei Einheiten 10, 12, 14 eine
Art T-Form ausbilden würden.
Des weiteren besteht die Möglichkeit,
an die freigebliebenen Wände 24 des
Anschlußmodul-Gehäuses 26 weitere
Funktionseinheiten anzubringen, beispielsweise in Form weiterer
Filtereinheiten, Wärmetauscher
oder dergleichen mehr.
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Das
Gehäuse 26 des
Anschlußmoduls 16 ist winkelförmig ausgebildet
und weist zwei in einem rechten Winkel zueinander verlaufende Anschlußarme 28, 30 auf,
wobei an den Arm 28 die Filtereinheit 10 angeschlossen
ist und der weitere zweite Anschlußarm 30 bildet eine
Anschlußmöglichkeit
für die Kühleinheit 14 aus.
Ferner weist das Anschlußmodul 16 zur
Pumpeneinheit 12 hin gewandt einen Pumpenflansch 32 auf
und der Kühleinheit 14 zugewandt ist
zwischen Tankeinheit 18 und Anschlußarm 30 ein Tankflansch 34 vorhanden.
Mittels des Tankflansches 34 läßt sich die genannte Baueinheit
mit der Tankeinheit lösbar
verbinden. Ferner weist die Pumpeneinheit 12 auf ihrer
dem Pumpenflansch 32 abgewandten Seite einen Antriebsmotor 36 für die Pumpeneinheit 12,
vorzugsweise in Form eines Elektromotors auf. Wie in der 1 dargestellt,
kann der Antriebsmotor 36 über ein Fußelement 38, ebenso
wie der Tankflansch 34, mit der Oberseite der Tankeinheit 18 verbunden
sein. Des weiteren weist das Anschlußmodul 16 auf seiner
der Kühleinheit 14 gegenüberliegenden
Seite Anschlußstellen 40 für ein Kühlmedium
auf. Um eine Anzeigemöglichkeit
für den Verschmutzungsgrad
des Filterelementes der Filtereinheit 10 zu haben, ist
darüber
hinaus auf der in 1 gesehen oberen Seite des Anschlußmoduls 16 eine
Verschmutzungsanzeige 42 vorhanden.
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Mit
der erfindungsgemäßen Baueinheit
nach der 1 ist es möglich, in der Tankeinheit 18 bevorratetes
Fluidmedium über
die getrennt zu der Kühleinheit 14 geführte Ansaugöffnung 20 mittels
der Pumpeneinheit 12 zu entnehmen, das dahingehend entnommene
Medium anschließend über die
Filtereinheit 10 zu filtrieren und das derart filtrierte
Medium über
die Kühleinheit 14 in
die Tankeinheit 18 zurückzuführen, wobei
als Kühleinheit
vorzugsweise ein sog. Rohrbündelkühler eingesetzt
wird. Der Aufbau dahingehender Kühler
ist üblich,
so dass an dieser Stelle hierauf nicht mehr näher eingegangen wird. Die Abgabe
des gekühlten
Mediums erfolgt über eine Abgabeöffnung 44 an
der Unterseite des Rohrbündelkühlers in
Form der zylindrischen Kühleinheit 14. Die
jeweilige Einheit 10, 12, 14 ist bis
auf die Tankeinheit 18 in der Art von zylindrischen Anschlußteilen
für das
Anschlußmodul 16 ausgeführt. Soll
die Baueinheit von der Tankeinheit 18 entfernt werden,
ist dies nach Lösen
einer Schraubverbindung am Tankflansch 34 ohne weiteres
möglich,
wobei dann noch das Fußelement 38 des
Antriebsmotors 36 gleichfalls zu lösen wäre. Es besteht aber auch die
Möglichkeit, die
Baueinheit an der Tankeinheit 18 zu belassen und beispielsweise
zu Wartungszwecken ein verschmutztes Filterelement der Filtereinheit 10 zu
wechseln, indem man das Gehäuse
und/oder Teile des Gehäuses,
wie beispielsweise einen Deckel, der Filtereinheit 10 entsprechend
vom Anschlußmodul 16 abkoppelt
bzw. entfernt.
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Um
die Fluidführung
zwischen den Einheiten 10, 12, 14 und
innerhalb des Anschlußmoduls 16 zu verdeutlichen,
ist das in 2 dargestellte Anschlußmodul 16 in
den nachfolgenden Figuren teilweise im Schnitt in verschiedenen
Ansichten dargestellt. Das Anschlußmodul 16 nach der 2 zeigt
wiederum das Gehäuse 26 mit
den beiden Anschlußarmen 28, 30.
Dem Betrachter der 2 zugewandt ist an einer seitlichen
Wand des Anschlußmoduls 16 der
Pumpenflansch 32 angeordnet und als unterer Abschluß des Armes 30 schließt sich
der Tankflansch 34 an das Anschlußmodul 16 an. Der
Pumpenflansch 32 weist zwei Fluiddurchtrittsöffnungen
auf, wobei sich in Blickrichtung auf die 2 gesehen
unten liegend der Sauganschluß 46 befindet
und darüber
liegend in einer vertikalen Ebene der Druckanschluß 48. Über die
dahingehenden Anschlüsse 46, 48 ist
ein Fluidumlauf möglich
mittels der Motorpumpeneinheit 36, 12. In Blickrichtung
auf die 2 gesehen ist oben im Gehäuse 26 eine
Anschlußöffnung 50 für die Anschlußstellen 40 des
Kühlmediums
vorgesehen sowie eine Einschrauböffnung 52 für die Verschmutzungsanzeige 42.
An der vorderen Stirnseite des Gehäuses 26 befindet sich
die Aufnahmeöffnung 54 für das Gehäuse der
Filtereinheit 10.
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Nie
insbesondere die 3 zeigt, münden im Bereich der Aufnahmeöffnung 54 für die Filtereinheit 10 innerhalb
des Gehäuses 26 der
Druckanschluß 48 der
Pumpeneinheit 12 in das Gehäuse 26, wobei sich
dahingehend der Druckanschluß 48 in drei
Verteileröffnungen 56 aufteilt
(s.hierzu auch 6). Auf diese Art und Weise
kommt es zu einer verbesserten gleichmäßigen Verteilung des Fluidstroms
in die zugehörige
Filtereinheit 10. Über
die dahingehenden Verteileröffnungen 56 gelangt
verschmutztes Fluid zu dem Filterelement der Filtereinheit 10 und
das abgereinigte Fluid gelangt über
das Filterelement zurück
in eine Sammelöffnung 58 (vgl. 3),
an die die Kühleinheit 14 fluidführend angeschlossen
ist. Das über
die Filtereinheit 10 derart abgereinigte Medium gelangt
dann über
die Sammelöffnung 58 in
die Kühleinheit 14 und
von dort aus gekühlt über die
Abgabeöffnung 44 zurück in das
Innere 22 der Tankeinheit 18. Wie sich des weiteren
aus der Unteransicht auf den Tankflansch 34 nach der 4 ergibt,
ist dort eine Durchgangsöffnung 60 für die Aufnahme
der Kühleinheit 14 vorhanden,
wobei in Blickrichtung auf die 4 gesehen
deren unterer Aufnahmekreis um die Ansaugöffnung 20 erweitert
ist, wobei insoweit an der Unterseite des Tankflansches 34 die
Ansaugöffnung 20 in
die Durchgangsöffnung 60 (vgl. 6)
einmündet.
Wie des weiteren die 6 zeigt, endet hingegen der
Druckanschluß 48 an
einer Innenwand des Gehäuses 26 des
Anschlußmoduls 16 und über die
Verteileröffnungen 56 wird dergestalt
der Fluidstrom von dem Druckanschluß 48 kommend direkt
in die Filtereinheit 10 für einen Abreinigungsvorgang
des Mediums eingeleitet.
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Bei
der erfindungsgemäßen Lösung befindet sich
die Ansaugöffnung 20 in
planparallelem Abschluß zu
der Unterseite des Tankflansches 34. Ist die Baueinheit
gemäß der Darstellung
nach der 1 auf die Tankeinheit 18 von
der Oberseite her aufgesetzt, wäre
darauf zu achten, dass die Tankeinheit 18 auch vollumfänglich mit
Fluidmedium gefüllt ist,
damit direkt an der Unterseite der Behälterwand der Tankeinheit 18 die
Fluidentnahme über
die Pumpeneinheit 12 mittels des Tankflansches 34 erfolgen kann.
Es besteht dahingehend aber auch die Möglichkeit, bei einer nicht
näher dargestellten
Ausführungsform
die in Rede stehende Ansaugöffnung 20 nach
unten hin in Richtung des freien Endes der Kühleinheit 14 zu verlängern, was
jedoch gegebenenfalls bedeutet, dass man ein zusätzliches Bauteil in Form eines
Ansaugrohres od. dgl. einsetzen müßte. Vorzugsweise wird jedoch
die Baueinheit seitlich an die Tankeinheit 18 angesetzt,
wobei eine dahingehend typische Einbausituation realisiert ist,
wenn man den Gegenstand nach der 1 in Blickrichtung
entgegen dem Uhrzeigersinn um 90° verschwenkt,
so dass die Seitenbezeichnung 1/3 dann nach oben weist. Im dahingehenden
Fall wäre
dann eine Befüllung
der Tankeinheit 18 nur bis zur Ansaugöffnung 20 des Tankflansches 34 notwendig.
Unabhängig
hiervon sind natürlich
weitere Einbaumöglichkeiten
realisierbar. Mit der erfindungsgemäßen Baueinheit ist es möglich, direkt
ohne weitere Verrohrung in Form von Fluidleitungen eine Verbindung
mit nahezu beliebigen Tankeinheiten 18 vorzusehen, um dergestalt Pump-,
Filter- und Kühlleistungen
am bevorrateten Medium vorzunehmen. Ferner besteht die Möglichkeit,
im Sinne eines hydraulischen Kreises mittels der Motor-Pumpeneinheit
das Medium aus der Tankeinheit 18 an eine andere Stelle,
beispielsweise für
einen Arbeitseinsatz einer Maschine (nicht dargestellt), zu verbringen,
und das dann derart erwärmte
und gegebenenfalls verschmutzte Fluid von der Baueinheit gekühlt und
gereinigt für
einen erneuten Umlauf an die Tankeinheit 18 abzugeben.