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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Maschinenkühlsysteme
und insbesondere auf ein Maschinenkühlsystem und ein Verfahren, bei
dem ein rollender Filter für Kühlluft über
Druckluft gereinigt wird.
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Hintergrund
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Kühlsysteme,
wie beispielsweise Radiatoren bzw. Kühler usw. werden in
einer großen Vielzahl von Maschinensystemen verwendet,
insbesondere in Verbindung mit Verbrennungsmotoren. Kühler,
die ein Kühlströmungsmittel einsetzen, um Wärme
aus einem Motor herauszuziehen und die Wärme auf Kühlluft
zu übertragen, sind wohlbekannt und werden weithin verwendet.
Während gewisse Mittel zur Abgabe von Wärme in
nahezu allen Motoren nötig sind, nehmen solche Kühlsysteme
wertvollen Raum ein und bringen zusätzliches Gewicht, zusätzliche
Kosten und Komplexität für die Motorsysteme mit
sich. Die Effektivität eines Kühlsystems steht
typischerweise mit der Wärmeaustauschoberfläche
in Beziehung und somit mit der Größe und dem Gewicht
eines gegebenen Systems. Ingenieure haben es bis jetzt als Herauforderung
empfunden, geeignete Wärmetauscher aus herkömmlichen
Materialien und mit herkömmlicher Konstruktion in gewissen
Umgebungen zu entwickeln, wo Faktoren, wie Größe
und Gewicht, von besonderer Wichtigkeit sind.
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Ein
Faktor, der Versuche verstärkt, herkömmliche Wärmetauscher
in Motorkühlsystemen zu verwenden, ist die jüngste
Einführung und die erwartete zukünftige Einführung
von vergleichsweise strengeren Emissionsregelungen. In einigen Fällen haben
sich Motorhersteller Nachbehandlungstechnologien zugewandt, um gewisse
Motoremissionen zu verringern, was in vielen Fällen vergleichsweise
massige Nachbehandlungssysteme zur Folge hat, die Volumen in einem
Motorabteil einnehmen, welches zuvor zur Befestigung von Wärmetauscherkomponenten
und anderen Kühlsystemkomponenten verfügbar war.
Gewisse Arten von Nachbe handlungstechnik vergrößern
auch die Anforderungen für die Wärmeabgabe eines
Motors. Anders gesagt, die verfügbare räumliche
Umhüllung für Kühlsysteme ist geschrumpft,
jedoch wird in vielen Fällen erwartet, dass Wärmetauscher
effektiver arbeiten.
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Vergleichsweise
kleinere hocheffiziente Wärmetauscher für Motorkühlsysteme
werden nun vorgeschlagen. Ein Nachteil von solchen Konstruktionen ist,
dass die Wärmeaustauschoberflächen tendenziell
relativ eng in dem Wärmtauscherkern gepackt sind. Während
gewisse dieser Konstruktionen ziemlich effektiv arbeiten, haben
sie vergleichsweise kleinere Räume zur Kühlung
eines Luftflusses als herkömmliche Kerne, die dazu tendieren,
mit in der Luft mitgeführten Schmutz nach relativ kurzer
Service- bzw. Betriebslebensdauer zu verstopfen. Schmutz in dem
Kern verringert die Effektivität des Wärmetauschers.
Relativ feine Staubpartikel, die während des Betriebes
von Geländebaumaschinen aufgewirbelt werden, können
besonders problematisch sein, wo Wärmetauscher mit hoher
Effizienz in solchen Maschinen verwendet werden. Eine Strategie
zur Entfernung von Schmutz von Wärmetauscherkernen ist, einfach
den Betrieb der Maschine anzuhalten und manuell Schmutz zu entfernen,
der den Wärmetauscherkern verstopft. Dieser Ansatz wurde
jahrzehntelang verwendet, ist jedoch offensichtlich ziemlich arbeitsintensiv
und erfordert häufige Abschaltungszeiten der Maschine.
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Viele
Konstrukteure von Kühlsystemen haben vorgeschlagen, den
Eintritt von Staub in einen Wärmetauscherkern mit Filtern
zu verhindern. Ein Bespiel dieser Strategie ist aus dem
US-Patent Nr. 3,344,854 von
Boyagian bekannt. Bei Boyagian wird ein Gitter mit einer kontinuierlichen
Schleife eines bewegbaren Filtermaterials um einen Wärmetauscherkern
geführt. Hereinkommender Schmutz, der von dem Schirm bzw.
Gitter bei Boyagian eingefangen wird, wird zur anderen Seite des
Kühlsystems zirkuliert, indem das Gitter bewegt wird, sodass
Luft, die durch den Kühler über einen Motorventilator
geleitet wird, Materialien ausblasen kann, die von dem Gitter eingefangen
wurden. Das System von Boyagian erscheint geeignet zur Filterung
von vergleichsweise größerem in der Luft mitgeführtem
Schmutz, wie beispielsweise Blätter, Stroh oder Spreu,
die relativ leicht über herkömmliches Abschirmungs-
bzw. Gittermaterial gefiltert werden können und ver gleichsweise
einfach von dem Gitter weggeblasen werden können. Jedoch
ein System mit einem besonders dichten Kühler- bzw. Radiatorkern,
der wesentliche Druckabfälle auf die dort hindurch fließende
Kühlluft aufprägt, würde wahrscheinlich
schlecht von einem System, wie jenem von Boyagian, bedient, da eine ausreichende
Luftgeschwindigkeit zum Freimachen bzw. Reinigen von feinen Partikeln
schwierig oder unmöglich mit einem herkömmlichen
Motorventilator zu erreichen sein würden.
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Die
vorliegende Offenbarung ist auf ein oder mehrere der Probleme oder
Nachteile gerichtet, die oben dargelegt wurden.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Gemäß einem
Aspekt sieht die vorliegende Offenbarung ein Kühlsystem
für eine Maschine vor. Das Kühlsystem weist einen
Wärmetauscherkern und ein Gehäuse für
den Wärmetauscherkern mit einem Kühllufteinlass
auf. Das Kühlsystem weist weiter ein Filtersystem mit einem
flexiblen Filter auf, der sich um den Kühllufteinlass erstreckt,
und mindestens ein drehbares Antriebselement, welches mit dem Filter gekoppelt
ist. Das Kühlsystem weist weiter einen Filterreiniger auf,
der konfiguriert ist, um Druckluft durch den Filter zu leiten.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt sieht die vorliegende Offenbarung eine Maschine
mit einem Rahmen und einem Motor vor, der an dem Rahmen befestigt
ist. Die Maschine weist weiter einen Wärmetauscher für
den Motor auf, der einen Kern und ein Filtersystem aufweist. Das
Filtersystem weist einen flexiblen Filter auf, der konfiguriert
ist, um Kühlluft für den Kern zu filtern, mindestens
ein drehbares Antriebselement, welches mit dem Filter gekoppelt
ist, und einen Filterreiniger, der konfiguriert ist, um Druckluft
durch den Filter zu leiten.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt sieht die vorliegende Offenbarung ein Verfahren
zum Betrieb eines Maschinenkühlsystems vor, welches einen Schritt
des Positionierens eines ersten Teils eines flexiblen Filters über
einen Kühllufteinlass für einen Wärmetauscher
des Maschinenkühlsystems aufweist. Das Verfahren weist weiter
die Schritte auf, zumindest ein drehbares Antriebselement zu drehen, welches
mit dem Filter gekoppelt ist, um einen anderen Teil davon über
dem Kühllufteinlass zu positionieren, und den Filter zumindest
teilweise durch Leiten von Druckluft durch den ersten Teil über
einen Filterreiniger des Maschinenkühlsystems zu reinigen.
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Gemäß noch
einem weiteren Aspekt sieht die vorliegende Offenbarung einen Filter
für ein Maschinenkühlsystem vor. Der Filter weist
eine erste Walze mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende und
einer Länge auf, die sich zwischen den ersten und zweiten
Enden erstreckt. Die erste Walze weist weiter Befestigungselemente
auf, die geeignet sind, um die erste Walze in einer vordefinierten
Orientierung und/oder an einer vordefinierten Stelle bezüglich
eines Tragelementes des Maschinenkühlsystems zu positionieren.
Der Filter weist weiter eine zweite Walze auf, die auch ein erstes
Ende und ein zweites Ende und eine Länge hat, die sich
zwischen den ersten und zweiten Enden erstreckt, wobei die zweite
Walze auch weiter Befestigungselemente aufweist, die geeignet sind,
um die zweite Walze in einer vordefinierten Orientierung und/oder
an einer vordefinierten Stelle relativ zu einem Tragelement des
Maschinenkühlsystems zu positionieren. Der Filter weist noch
weiterhin ein flexibles Flächenelement aus Filtermedium
auf, welches ein erstes Ende hat, das an der ersten Walze angebracht
ist, und ein zweites Ende, das an der zweiten Walze angebracht ist.
Das Flächenelement hat eine Breitenabmessung, die sich in
einer Richtung parallel zur Länge der Walzen erstreckt,
und hat auch eine Längenabmessung, die zumindest ungefähr
zweimal seine Breitenabmessung ist und senkrecht dazu orientiert
ist. Zumindest eines der Befestigungselemente weist ein Antriebselement
auf, welches konfiguriert ist, um die entsprechende Walze mit einer
sich drehenden Antriebseinheit des Maschinenkühlsystems
zu koppeln.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Ansicht einer Maschine gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
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2 ist
eine schematische Ansicht eines Kühlsystems gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
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3 ist
eine teilweise geschnittene schematische Seitenansicht eines Kühlsystems
gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
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4 ist
eine schematische Ansicht eines Teils eines Kühlsystems
gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Detaillierte Beschreibung
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Mit
Bezug auf 1 ist dort eine Maschine 10 gemäß einem
Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Maschine 10 kann
einen Rahmen 12 mit mit dem Boden in Eingriff stehenden
Elementen 14 aufweisen, wie beispielsweise Raupen. Eine
Bedienerkabine 16 kann an dem Rahmen 12 befestigt
sein, genauso wie ein Werkzeug 18. Die Maschine 10 ist
im Zusammenhang mit einem Raupentraktor gezeigt, es sei jedoch bemerkt,
dass die vorliegende Offenbarung nicht dadurch eingeschränkt
ist, und dass eine große Vielzahl von Maschinen, einschließlich
mobilen und stationären Maschinen, hier in Betracht gezogen
wird. Anstatt einer Maschine, wie beispielsweise einem Raupentraktor,
könnte die Maschine 10 einen Lastwagen oder einen
Lader aufweisen, oder irgendeine von verschiedenen anderen Gelände-
oder Straßenmaschinen. Die Maschine 10 kann weiter
einen Motor 22 aufweisen, der am Rahmen 12 befestigt
ist und in einem Motorabteil 20 positioniert ist. Ein Kühlsystem 24 für
den Motor 22 ist weiter vorgesehen und weist eine einzigartige
Strategie zur Filterung von Kühlluft auf, wie dies weiter
hier beschrieben wird. Während in Betracht gezogen wird,
dass das Kühlsystem 24 im Zusammenhang mit Motorkühlung
eingerichtet werden kann, ist die vorliegende Offenbarung nicht
in dieser Hinsicht eingeschränkt, und andere Maschinenkühlsysteme
könnten gemäß den hier dargelegten Lehren
konstruiert und betrieben werden.
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Das
Kühlsystem 24 kann einen Wärmetauscher 26 aufweisen,
der konfiguriert ist, um eine Temperatur des Motors 22 in
herkömmlicher Weise zu steuern, beispielsweise über
die Zirkulation eines Motorkühlmittels zum Motor 22,
und durch darauf folgendes Kühlen des aufgeheizten Kühlströmungsmittels
mit Kühlluft, wie hier weiter beschrieben wird. Der Wärmetauscher 26 kann
ein Wärmetauschergehäuse 28 aufweisen,
dessen Details weiter hier beschrieben werden. Ein Filtersystem 29,
welches einen Filter 30 aufweist, wie beispielsweise ein
flexibles Flächenelement aus Filtermedium, ist konfiguriert,
um Kühlluft für den Wärmetauscher 26 zu
filtern. Der Filter 30 kann sich um eine Vielzahl von Walzen
erstrecken, die mindestens eine drehbare Antriebswalze 34 aufweisen,
beispielsweise über zwei Antriebswalzen, genauso wie über
eine oder mehrere Führungswalzen 36. Die Walzen 34 können
Aufnahmewalzen aufweisen, um die der Filter 30 herumgewickelt
ist, wenn er über einen Vorderteil des Wärmetauschers 26 rollt. In
einem veranschaulichten Ausführungsbeispiel kann der Filter 30 zwischen
einem Grill bzw. einem Gitter 11 und dem Wärmetauscher 26 angeordnet sein,
sodass Kühlluft, die durch den Grill 11 läuft,
gefiltert wird, bevor sie durch den Wärmetauscher 26 läuft.
Während die Walzen 34 und 36 in Betracht
gezogen werden, um eine praktische Einrichtungsstrategie zur Bewegung
des Filters 30 vorzusehen, falls erwünscht, ist
die vorliegende Offenbarung nicht dadurch eingeschränkt.
In anderen Ausführungsbeispielen könnte der Filter 30 mit Ösen
oder Ähnlichem konfiguriert sein, die mit einem mit Zähnen
versehenen sich drehenden Glied in Eingriff stehen, anstatt um Aufnahmewalzen
herumgewickelt zu werden.
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Wie
oben erklärt, kann das Kühlsystem 24 weiter
einzigartige Mittel zur Reinigung des Filters 30 aufweisen.
In einem Ausführungsbeispiel kann das Filtersystem 29 einen
Filterreiniger 32 mit mindestens einem (in 1 nicht
gezeigten) Druckluftauslass aufweisen, der konfiguriert ist, um
komprimierte Luft bzw. Druckluft durch den Filter 30 zu
leiten, um Schmutz zu entfernen. Der Filterreiniger 32 kann
mit einer Druckluftquelle 38 über eine Druckluftversorgungsleitung 40 verbunden
sein. Ausführungsbeispiele werden in Betracht gezogen,
in denen die Druckluftquelle 38 einen Turbolader für
den Motor 22 aufweist, was gestattet, dass Druckluft siphonartig zur
Anwendung durch den Filterreiniger 32 abgeleitet wird,
falls benötigt. In anderen Ausführungsbeispielen
könnte die Druckluftquelle 38 einen allein stehen den
Luftkompressor aufweisen, oder eine gewisse andere an Bord liegende
Druckluftquelle.
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Nun
auch mit Bezug auf 2 ist dort ein Kühlsystem 24 gezeigt, ähnlich
wie jenes, das in 1 gezeigt ist, wie es an einem
Rahmen 12 getrennt von anderen Komponenten der Maschine 10 erscheinen
könnte. Es ist aus der Veranschaulichung der 2 zu
sehen, dass der Filter 30 ein erstes Ende 50 aufweist,
welches an einer Aufnahmewalze 34 angebracht ist, und ein
zweites Ende 52, welches an einer anderen Aufnahmewalze 34 angebracht
ist. Motoren 46, wie beispielsweise Elektromotoren, können
mit den Aufnahmewalzen 34 gekoppelt sein, um sie in abwechselnden
Richtungen zu drehen, wodurch der Filter 30 um die entsprechende
Walze gerollt wird. Das Ausführungsbeispiel der 2 ist
auch derart gezeigt, dass es zwei Filterreiniger 32 hat,
die jeweils benachbart zu einer der Aufnahmewalzen 34 positioniert
sind. In einem Ausführungsbeispiel kann jeder Filterreiniger 32 eine
Luftklinge mit einem Gehäuse 33 aufweisen, welches
sich über den Filter 30 erstreckt. Jeder Filterreiniger 32 kann
mindestens einen Druckluftauslass 35 haben, beispielsweise
eine Vielzahl von Auslässen oder einen Schlitz, der Druckluft,
die über Versorgungsleitungen 40 geliefert wird, durch
den Filter 30 leitet, bevor der Filter 30 um die entsprechende
Walze 34 gewickelt wird. Luft wird über die Filterreiniger 32 in
einer anderen Richtung als dem auftreffenden Fluss von Kühlluft
geleitet. Es wird typischerweise wünschenswert sein, Schmutz zu
entfernen, bevor das Flächenelement 30 auf eine der
Walzen 34 rollt, und entsprechend könnte nur einer
der Filterreiniger 32 einzeln verwendet werden, und zwar
abhängig von der Richtung, in der der Filter 30 gerollt
wird.
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Ein
Kühllufteinlass 44 kann an einer Seite des Gehäuses 28 angeordnet
sein, wie gezeigt, sodass Kühlluft zu einem Wärmetauscherkern 42 des Wärmetauschers 26 geliefert
werden kann. Das Gehäuse 28 kann auch mindestens
einen Kühlluftauslass 54 aufweisen, der stromabwärts
des Kühllufteinlasses 44 positioniert ist, und
auch stromabwärts eines Ventilators 48, der konfiguriert
ist, um Kühlluft durch den Einlass 44 und durch
den Kern 42 zu ziehen, und darauf folgend Kühlluft
durch den Auslass 54 nach außen zu drücken.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann der Ventilator 48 Kühlluft aus
dem Gehäuse 28 herausdrücken und auch
durch den Filter 30. Obwohl eine Vielzahl von Kernkonstruktionen
möglich ist, kann der Wärmetauscherkern 42 einen
Primärflächen-Wärmetauscher mit hoher Effizienz
der Bauart aufweisen, die kommerziell von Mezzo Technologies, Baton
Rouge, Louisiana, verfügbar ist. Solche Wärmetauscherkerne
haben eine relativ große Anzahl von Mikrokanälen,
durch welche Kühlluft laufen kann, um Wärme über
eine primäre Oberfläche mit einem anderen Strömungsmittel
auszutauschen, wie beispielsweise Motorkühlmittel.
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Nun
mit Bezug auf 3 ist dort ein Kühlsystem 124 gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt. Das Kühlsystem 124 ist
zum Gebrauch bei Anwendungen ähnlich jenen des Kühlsystems 24 geeignet,
wie beispielsweise in der Maschine 10, und hat gewisse Ähnlichkeiten
damit. Das Kühlsystem 124 kann eine Gehäuse 128 und
einen flexiblen Filter 130 aufweisen, der konfiguriert
ist, um sich über einen Kühllufteinlass 144 zu
bewegen, und sich um Aufnahmewalzen 134 zu wickeln, wenn
er in abwechselnden Richtungen über den Kühllufteinlass 144 gerollt
wird. Das Kühlsystem 124 kann auch an einem Rahmen 112 befestigt
sein. Im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Kühlsystem 24 kann
das Kühlsystem 124 einen Tangentialventilator 148 aufweisen.
Eine große Vielzahl von Ventilatoren kann in Verbindung
mit Kühlsystemen verwendet werden, die hier in Betracht
gezogen werden, jedoch in Fällen, wo relativ dichte Wärmetauscherkerne
verwendet werden, die entsprechende kleine Strömungsquerschnitte
für Kühlluft vorsehen, können Tangentialventilatoren
vorteilhaft sein, und zwar aufgrund ihrer vergleichsweise größeren
Effektivität bei der Bewegung von Luft über größere
Druckabfälle. Das Kühlsystem 124 weicht
auch von dem Kühlsystem 24 dahingehend ab, dass
ein einzelner Kern, ein erster Kernabschnitt 142a und ein
getrennter zweiter Kernabschnitt 142b vorgesehen sind.
Der Ventilator 148 kann konfiguriert sein, um Luft vom
Einlass 144 an der Vorderseite 106 des Systems 124 durch
den ersten Kernabschnitt 142a und in den Einlassdurchlass 145 zu
ziehen. Nach der Durchleitung durch den ersten Kernabschnitt 142a kann
die Kühlluft durch den Ventilator 148 durch einen
zweiten Kernabschnitt 142b und von dort nach außen
aus einem Kühlluftauslass 154 an der Oberseite 108 des
Systems 124 gedrückt werden.
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Das
Kühlsystem 124 hat auch einen Flüssigkeit-Luft-Primärflächenwärmetauscher ähnlich
der Bauart, die oben beschrieben wurde und die zur Anwendung bei
der Kühlung eines Motorsystems geeignet ist. Zu diesem
Zweck ist ein Strömungsmitteleinlass 149 vorgesehen,
der eine Verbindung mit einem Strömungsmitteldurchlass 151 herstellt,
der konfiguriert ist, um einen Fluss von Strömungsmittel,
wie beispielsweise Motorkühlmittel, durch jeden der Kernabschnitte 142b und 142a und
von dort nach außen aus einem Strömungsmittelauslass 157 zu
gestatten. Somit kann während des Betriebs ein Strömungsmittel, wie
beispielsweise Motorkühlmittel, durch den Durchlass 151 fließen,
während Luft durch die Kernabschnitte 142a und 142b fließt,
um das Strömungsmittel zu kühlen, welches dann
darauf folgend rückzirkuliert werden kann, um einen Motor
oder ähnliches weiter zu kühlen.
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Ein
weiteres Merkmal des Kühlsystems 124, welches
von dem oben beschriebenen Kühlsystem 24 abweichen
kann, bezieht sich auf die Anwendung eines Ventilators 148,
um Druckluft für die Reinigung des Filters 130 zu
liefern. Jeder Kernabschnitt 142a und 142b kann
eine Vielzahl von Mikrokanälen aufweisen, und zwar ähnlich
jenen, die bezüglich des Kühlsystems 24 oben
beschrieben wurden, durch welche Luft während des Betriebs
läuft. Die Drehung des Ventilators 148 kann eine
Kompression von Luft im Auslassdurchlass 147 zur Folge
haben, wobei diese Luft darauf folgend durch die Mikrokanäle 131 und nach
außen durch den Filter 130 geleitet wird. Somit kann
ein Mittel zur Reinigung des Filters 130 der Betrieb des
Ventilators 148 sein, um Druckluft zu liefern, die durch
den Filter 130 geleitet wird. Das Kühlsystem 124 kann
auch einen Filterreiniger 132 ähnlich jenem aufweisen,
der bezüglich des Kühlsystems 24 gezeigt
und beschrieben worden ist. Zu diesem Zweck kann der Filterreiniger 132 eine
Luftklinge 132 sein, die benachbart der Aufnahmewalze 134 positioniert
ist und konfiguriert ist, um Druckluft durch den Filter 130 zu
leiten, bevor dieser um die Aufnahmewalze 134 gewickelt
wird. Ein Aufnahmegehäuse 133 kann auch vorgesehen
sein, welches Schmutz aufnimmt, der vom Filter 130 entfernt
wurde, anstatt zu gestatten, dass dieser in den Lufteinlassstrom
zurückkehrt und wieder den Filter 130 verstopft.
Motoren 146 können auch mit jeder der Aufnahmewalzen 134 assoziiert
sein, wo bei nur ein Motor gezeigt ist, um die Walze 134 ähnlich
der oben bezüglich des Kühlsystems 24 beschriebenen
Weise zu drehen.
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Nun
mit Bezug auf 4 ist dort ein Filter 30 gezeigt,
wie er aus einem Maschinenkühlsystem gemäß der
vorliegenden Offenbarung entfernt wurde. Ein Aspekt der vorliegenden
Offenbarung weist einen Filter als eine Ersatzeinheit auf, die für
einen abgenutzten, verstopften, beschädigten Filter usw.
eingesetzt werden soll. Bezugszeichen entsprechend jenen, die bezüglich
des Ausführungsbeispiels der 1 verwendet
wurden, das oben beschrieben wurde, werden verwendet, um ähnliche
Merkmale in 4 zu bezeichnen. Es sei jedoch
bemerkt, dass das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel
als geeignet zum Gebrauch bei einer Vielzahl von Maschinenkühlsystemen
angesehen wird. Es sei bemerkt, dass der Filter 30, der
ein flexibles Flächenelement aus Filtermedium aufweist,
ein erstes Ende 50 hat, das an einer ersten Walze 32 angebracht
ist, und sein zweites Ende 52 ist an einer anderen Walze
angebracht, die auch mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet
wird. Das Flächenelement 30 weist eine Breite
W auf und hat eine Länge L, die zumindest das Doppelte
der Breite W ist und mindestes das Dreifacheder Breite W sein kann.
Jede der Walzen 32 weist ein erstes Ende 31a und
ein gegenüberliegendes zweites Ende 31b auf. Eine
Länge jeder Walze 32 erstreckt sich zwischen ihren
jeweiligen Enden.
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Es
wird in Betracht gezogen, dass eine große Vielzahl von
Befestigungsstrategien verwendet werden könnten, um den
Filter 30 und seine assoziierten Walzen 32 in
einem Maschinenkühlsystem zu positionieren. Ein Mittel
weist auf, die Walzen 32 in den Befestigungslöchern 27 in
einem Teil des Kühlsystemgehäuses 28 zu
positionieren. Zu diesem Zweck können die zweiten Enden 31b jeder
Walze 32 geeignet sein, um die Walzen 32 und entsprechend das
Flächenelement 30 an einer vordefinierten Stelle relativ
zum Gehäuse 28 zu positionieren. Jede der Walzen 32 kann
weiter Befestigungselemente 39 aufweisen, die in der Nähe
der Enden 31b gelegen sind, und zwar zwischen den Enden 31b und
dem Flächenelement 30. Das Positionieren von Befestigungselementen 39,
wie gezeigt und beschrieben, wird ermöglichen, dass der
Filter 30 an einer erwünschten vertikalen Stelle
relativ zu dem Teil des Gehäuses 28 positioniert
wird, der als ein Tragelement dafür dient, wenn die Walzen 32 in
den Löchern 27 in Eingriff sind.
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Jedes
der ersten Enden 31a der Walzen 32 kann weiter
ein anderes Befestigungselement 37 aufweisen. Die Befestigungselemente 37 können
konfiguriert sein, um die Walzen 32 an vordefinierten Orientierungen
relativ zu einem Teil der entsprechenden Maschine oder des Kühlsystems
zu positionieren und/oder anzuordnen. In einem Ausführungsbeispiel kann
jedes der Befestigungselemente 37 eine nicht kreisförmige
Verlängerung aufweisen, die beispielsweise einen D-förmigen
Querschnitt hat, wie gezeigt, die ermöglichen wird, dass
die entsprechenden Befestigungselemente 37 als Antriebselemente
für die Walzen 32 dienen, und zwar durch einen
Eingriff mit einem entsprechenden Teil eines Antriebsmotors mit einer
vordefinierten Orientierung. Anstatt dass die Befestigungselemente 37 als
Antriebselemente dienen, könnte in anderen Ausführungsbeispielen
der Filter 30 selbst mit Ösen oder Ähnlichem
ausgerüstet sein, die als Antriebselemente dienen. Es sei
bemerkt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die Anwendung
von Filtern wie jenen, die in 4 gezeigt
sind, eingeschränkt ist, sondern dass als ein Ersatzteil
in Betracht gezogen wird, eine praktische Einrichtungsstrategie
vorzusehen, wobei die Befestigungselemente 37 Mittel zur
Positionierung von jeder der Walzen 32 in einer vordefinierten
Orientierung relativ zu einer Antriebseinheit vorsehen können,
und dass die Befestigungselemente 39 in ähnlicher
Weise Mittel zur Positionierung der Walzen 32 an vordefinierten
vertikalen Stellen relativ zum Gehäuse vorsehen können.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen im Allgemeinen kann das Kühlsystem 24, 124 betrieben
werden, um den Motor 22 zu kühlen. Motorkühlmittel
wird somit durch den Kern 42, 142a, 142b zirkuliert
werden, welches durch einen Kontakt mit Komponenten des Motors 22 in
herkömmlicher Weise aufgeheizt worden ist. Kühlluft
kann durch den Einlass 44, 144 über die
Drehung des Ventilators 28, 128 herein gezogen werden
und aus dem Kühlluftauslass 54, 154 ausgestoßen
werden. Während sie durch den Kern 42, 142a, 142b läuft,
kann die Kühlluft Wärme mit dem Motorkühlmittel
austauschen. Der Filter 30 erstreckt sich über
den Kühllufteinlass 44, 144 und fängt Schmutz,
wie beispielsweise organisches Material, Staub, usw. ab, anstatt
zu gestatten, dass dieser in den Kern 42, 142a, 142b läuft
und diesen verstopft.
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Nach
einer Betriebsperiode kann der Filter 30, 130 selbst
teilweise mit Schmutz verstopft werden, was einen vergleichsweise
größeren Druckabfall zur Folge hat, als erwünscht
ist, was folglich vergleichsweise den Luftfluss zum Kern 42, 142a, 142b verringert.
Wie in der Technik wohlbekannt ist, wird ein inadäquater
Fluss von Kühlluft zum Wärmetauscher seine Leistung
verschlechtern. Entsprechend wird der Filter 30, 130 periodisch
neu positioniert, um einen anderen Teil davon über den
Kühllufteinlass 44, 144 anzuordnen, was
eine erwünschte Luftflussrate wieder einrichtet. In einem
Ausführungsbeispiel, welches speziell in 3 gezeigt
ist, kann ein erster Drucksensor 160, der stromaufwärts
des Filters 130 positioniert ist, Signale, die einen Luftdruck
anzeigen, an eine elektronische Steuervorrichtung 170 ausgeben.
Ein zweiter Drucksensor 162, der stromabwärts des
Filters 130 positioniert ist, kann auch Signale, die einen
Luftdruck anzeigen, an die Steuervorrichtung 170 ausgeben.
Durch Subtrahieren der jeweiligen Drücke am Filter 130 kann
ein Druckabfall bestimmt werden. Durch Bestimmung des Druckabfalls
kann die Steuervorrichtung 170 bestimmen, wann der Luftfluss
zum Kern 142a, 142b geringer als ein erwünschter
Luftfluss ist, und es somit Zeit ist, reines Filtermaterial über
dem Einlass 144 zu positionieren. Eine ähnliche
Strategie könnte mit dem Kühlsystem 24 verwendet
werden. Anstatt den Druckabfall abzufühlen, könnte
in anderen Fällen das Positionieren des reinen Filtermaterials über
dem Einlass 44, 144 in vorbestimmten Intervallen
stattfinden, beispielsweise nach einer gewissen Anzahl von Betriebsstunden.
Einige andere Mittel, wie beispielsweise eine visuelle Untersuchung,
könnten noch darüber hinaus verwendet werden.
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Auf
jeden Fall kann der Filter 30, 130 über die
Motoren 34, 134 in einer erwünschten
Richtung bewegt werden, wenn ein erneutes Positionieren des Filters 30, 130 angebracht
ist, sodass sich reines Filtermaterial über den Einlass 44, 144 erstreckt,
wobei der Filter 30 über die entsprechende Aufnahmewalze 34, 134 gerollt
wird. Vor oder bei der Einleitung des Rollens des Filters 30 über
die Aufnahme walze 34, 134, kann der Filterreiniger 32, 132 aktiviert
werden, um Druckluft dort hindurch zu leiten, was Schmutz entfernt.
Wenn der Filter 30, 130 so weit wie möglich auf
die Aufnahmewalze 34, 134 gerollt ist, d. h. wenn der
Filter 30, 130 vollständig von der gegenüberliegenden
Aufnahmewalze 34, 134 abgerollt worden ist, kann
die Rollbewegung das nächste Mal umgekehrt werden, wodurch
das Filtermaterial wieder über dem Einlass 44,144 positioniert
wird, falls nötig, und die Reinigung und Rollbewegung des
Filters 30, 130 kann in einer umgekehrten Richtung
stattfinden. Wie hier beschrieben, kann der Filter 30, 130 über
den Einlass 44, 144 hin und her rollen bzw. hin
und her gezogen werden, was reines Filtermaterial im Fluss der Kühlluft
für den Kern 42, 142a, 142b positioniert, falls
nötig.
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Die
vorliegende Beschreibung ist nur zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen
und soll nicht dahingehend eingeschränkt sein, dass sie
den Umfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise einschränkt.
Somit wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Modifikationen
an den gegenwärtig offenbarten Ausführungsbeispielen
vorgenommen werden können, ohne vom Kern und Umfang der
vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Während die vorangegangene
Beschreibung das Scrollen bzw. Rollen des Filters 30, 130 hin
und her über die jeweiligen Kühllufteinlässe 44, 144 bespricht,
ist die vorliegende Offenbarung nicht in dieser Hinsicht eingeschränkt.
Alternative Strategien könnten verwendet werden, wobei
statt des Hin- und Herrollens der Filter 30, 130 in
nur einer Richtung über den jeweiligen Kühllufteinlass
bewegt wird. Somit könnte sich eine kontinuierliche Schleife
des Filters um den jeweiligen Wärmetauscher erstrecken.
In einem solchen Ausführungsbeispiel könnte der
Filter 30, 130 anstatt über die Aufnahmewalzen über
einen gewissen anderen Eingriff mit mindestens einer Antriebswalze
geführt werden, wie beispielsweise mit einem mit Zähnen
versehenen sich drehenden Rad, welches mit Ösen im Filter 30, 130 in
Eingriff steht. Andere Aspekte, Merkmale und Vorteile werden bei einer
Untersuchung der beigefügten Zeichnungen und der angehängten
Ansprüche offensichtlich werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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