DE19939970A1 - Vorrichtung zur Filterung von Öl und zur Abscheidung von Luft aus Öl in Hydrauliksystemen - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur Filterung von Öl und zur Abscheidung von Luft aus Öl in Hydrauliksystemen, insbesondere bei hydraulisch angetriebenen Pressen, weist folgende Merkmale auf: DOLLAR A Ein Gehäuse, in welchem ein Filterelement zur Filterung des Öls untergebracht ist. Das Filterelement ist bezüglich seiner Porosität derart ausgebildet, daß es in der Lage ist, Luft aus dem Öl abzuscheiden. In dem Gehäuse befindet sich im oberen Bereich ein Sammelraum zur Aufnahme der von dem Filterelement abgeschiedenen Luft. In den Sammelraum ragt ein Sensor, der in der Lage ist, in dem Sammelraum sich befindliche Luft festzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Filterung von Öl und zur Abscheidung von Luft aus Öl in Hydrau­ liksystemen, insbesondere bei hydraulisch angetriebe­ nen Pressen.

Hydrauliksysteme sind aus dem allgemeinen Stand der Technik in den verschiedensten Ausführungen und für die verschiedensten Anwendungszwecke bekannt. Bei­ spielsweise werden für hydraulisch angetriebene Pres­ sen entsprechende Systeme benötigt, bei denen Öl in einem bestimmten Zyklus strömt und zur Kraftübertra­ gung dient. Oft weisen diese Hydrauliksysteme Filter auf, mit denen verschiedene Verunreinigungen aus dem Öl entfernt werden.

Ein bei solchen Hydrauliksystemen häufig anzutreffen­ des Problem ist, daß Luft in dasselbe eindringen kann, welche dann nur sehr schwer wieder aus dem System zu entfernen ist. Bei hydraulischen Pressen kann dieses Eindringen von Luft beispielsweise bei einem Werkzeug­ wechsel geschehen.

In einem Hydrauliksystem sich befindliche Luft ver­ schlechtert jedoch die Kraftübertragung und es kann in ungünstigen Fällen bei auftretenden Verdichtungen so­ gar zu Explosionen durch im Öl eingeschlossene Luft kommen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Filterung von Öl und zur Abscheidung von Luft aus Öl in Hydrauliksystemen, insbesondere bei hydraulisch angetriebenen Pressen, zu schaffen, mit­ tels welcher Luft aus Öl abgeschieden und gleichzeitig das Öl gefiltert werden kann. Die Vorrichtung soll hierbei möglichst einfach aufgebaut sein und zuverläs­ sig arbeiten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in An­ spruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Filterelement wird Luft aus dem Öl abgeschieden und gelangt dann in den Sammel­ raum, welcher sich im oberen Bereich des Gehäuses be­ findet. Dies wird durch die relativ geringe Porosität des Filterelements ermöglicht. Um den Sammelraum zu entleeren, d. h. die Luft aus dem Sammelraum austreten zu lassen, ragt in denselben ein Sensor, der in dem Sammelraum sich befindliche Luft feststellen bzw. mes­ sen kann.

Dadurch ergibt sich eine Vorrichtung, mittels welcher in dem Hydrauliksystem sich befindliche Luft entfernt und das Hydrauliksystem somit im wesentlichen ohne Luft betrieben werden kann. Gleichzeitig ist durch das innerhalb des Gehäuses vorgesehene Filterelement eine Filterung bzw. Reinigung des Öls von Schmutzpartikeln gewährleistet.

Wenn in vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung das Filterelement ein Vlies und/oder ein Gewebe und/oder ein Lochblech aufweist, wird ein Überschwap­ pen des sich in dem Filtergehäuse befindlichen Öls in den Sammelraum verhindert.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß an oder in dem Gehäuse eine Schwingungserzeugungseinrichtung ange­ bracht ist, durch welche in dem Gehäuse sich befindli­ ches Öl in Schwingungen versetzbar sind.

Durch die Schwingungserzeugungseinrichtung wird das in dem Gehäuse sich befindliche Öl in Schwingungen ver­ setzt, wodurch die Sedimentationsgeschwindigkeit in­ nerhalb des Öls verändert wird und sich in dem Öl be­ findliche Verschmutzungspartikel schneller absetzen. Dies führt letztendlich zu einer noch besseren Reini­ gung des Öls und einer schnelleren Abscheidung der Luft aus dem Öl.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzip­ mäßig dargestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vor­ richtung zur Filterung von Öl in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Filterung von Öl in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 mit einer Schwingungserzeugungseinrichtung in einem er­ sten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 3 eine Vorrichtung zur Filterung von Öl in ei­ ner zweiten Ausführungsform mit einer Schwin­ gungserzeugungseinrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Einbau in ein in seiner Gesamtheit nicht dargestelltes Hydrauliksystem. Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, welches mit einer Einströmöffnung 3 zum Anschluß an das Hydraulik­ system versehen ist. An der Einströmöffnung 3 kann über eine nicht dargestellte, an dem Gehäuse 2 in an sich bekannter Weise anzubringende Leitung Öl in die Vorrichtung 1 eintreten.

Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein Filterelement 4 zur Filterung von Öl angeordnet, welches mit einem Vlies, einem Gewebe, einem Lochblech oder einer Kombination dieser Elemente versehen sein kann. Durch das Vorsehen eines solchen Vlies, Gewebes oder Lochblechs kann ver­ hindert werden, daß im Falle von Vibrationen das Öl in undefinierter Art und Weise aus dem Filterelement 4 austreten kann.

Oberhalb des Filterelements 4 befindet sich in diesem Fall eine über den gesamten Querschnitt des Gehäuses 2 verlaufende offenporige Scheibe 5, welche mittels ei­ ner Federeinrichtung 6 gegen das Filterelement 4 ge­ drückt wird. Oberhalb der Scheibe 5 ist innerhalb des Gehäuses 2 ein Sammelraum 7 gebildet. Der Sammelraum 7 ist nicht nur am höchsten Punkt des Gehäuses 2 ange­ ordnet, sondern sollte sich möglichst auch am höchsten Punkt des gesamten Hydrauliksystems befinden.

An dem oberen, der Einrichtung 3 gegenüberliegenden Abschluß des Gehäuses 2 ist eine Entlüftungseinrich­ tung 8 angeordnet, welche in das Gehäuse 2 einge­ schraubt oder auf andere Art und Weise an demselben angebracht ist. Die Entlüftungseinrichtung 8 weist einen Sensor 9 auf, der sich in einer Leitung 10 be­ findet und sich bis in den Sammelraum 7 erstreckt. Die Leitung 10 führt von dem Sammelraum 7 zu einem außer­ halb des Gehäuses 2 angeordneten Ventil 11, welches im vorliegenden Fall als 2/2-Wegeventil ausgebildet ist. Nach dem Ventil 11 kann die Leitung 10 beispielsweise an die Atmosphäre führen.

Durch die Einströmöffnung 3 in das Gehäuse 2 gelangen­ des Öl muß durch das Filterelement 4 strömen, um durch eine in dem Gehäuse 2 sich befindliche, bezogen auf das Filterelement 4 der Einströmöffnung 3 gegenüber­ liegende Ausströmöffnung 12 wieder in das Hydrauliksy­ stem zurück zu gelangen. Das Filterelement 4 ist der­ art ausgebildet, daß es in der Lage ist, aus dem Öl sowohl Schmutzpartikel als auch eventuell in dem Öl enthaltene Luft abzuscheiden. Hierzu ist das Filter­ element 4 mit einer sehr geringen Porosität, d. h. sehr feinporig ausgebildet. Im vorliegenden Fall beträgt die Porosität bzw. die Maschenweite des Filterelements 4 5-15 µm, vorzugsweise ca. 10 µm. Die von dem Filter­ element 4 abgeschiedene Luft gelangt durch die offen­ porige Scheibe 5 in den Sammelraum 7 bzw. steigt in denselben auf und wird somit vollständig von dem Öl getrennt. Die offenporige Scheibe 5 verhindert dabei einen Eintritt von Öl in den Sammelraum 7. Sollte wi­ der Erwarten dennoch Öl in den Sammelraum 7 eintreten, so wird dieses von der nachfolgend in den Sammelraum 7 gelangenden Luft wieder verdrängt.

Der Sensor 9 stellt die in dem Sammelraum 7 enthaltene Luftmenge fest und ist in der Lage, z. B. über einen elektrischen Impuls an die Entlüftungseinrichtung 8 das Ventil 11 umzuschalten, so daß dieses die Leitung 10 freigibt und die Luft aus dem Sammelraum 7 abströ­ men kann. Die Wirkungsweise des Sensors 9 basiert hierzu auf einer Messung der spezifischen Wärmekapazi­ tät, welche zwischen Öl und Luft derart unterschied­ lich ist, daß durch den Sensor 9 relativ einfach fest­ gestellt werden kann, ob sich in dem Sammelraum 7 Luft befindet. In nicht dargestellter Art und Weise ist der Sensor 9 für diesen Zweck mit einer an sich bekannten Heizeinrichtung sowie mit zwei mit einer. Kompensati­ onseinrichtung versehenen Temperaturfühlern ausgestat­ tet. Der Sensor kann gegebenenfalls auch derart ausge­ führt sein, daß er die Menge bzw. die Masse der sich in dem Sammelraum 7 befindlichen Luft messen kann.

Alternativ oder auch zusätzlich könnte vorgesehen sein, daß der Sensor 9 bei einer bestimmten Luftmenge in dem Sammelraum 7 ein Signal erzeugt und so bei­ spielsweise einer dem Hydrauliksystem zugeordneten Bedienperson mitteilt, daß der Sammelraum 7 entleert werden muß. Wir dieses Entleeren von der Bedienperson nicht durchgeführt, so kann vorgesehen sein, daß auf­ grund des von dem Sensor 9 erzeugten Signals das ge­ samte Hydrauliksystem abgestellt wird.

Um eine preisgünstige Ausführung der Vorrichtung 1 zu erhalten, ist das Gehäuse 2 im vorliegenden Fall ein handelsübliches Gehäuse eines Ölfilters bestimmter Größe. Das Filterelement 4 wird hierbei ebenfalls von einem handelsüblichen Ölfilter verwendet, jedoch mit einer geringeren Größe, so daß das Filterelement 4 das Gehäuse 2 nicht vollständig ausfüllt und im oberen Bereich des Gehäuses 2 der Sammelraum 7 entsteht.

Bei der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 2, welche ansonsten mit der Vorrichtung von Fig. 1 übereinstimmt, ist in­ nerhalb des Gehäuses 2 eine Schwingungserzeugungsein­ richtung 13 angeordnet, welche aus zwei Spulen 14 und innerhalb der Spulen 14 gelagerten Schwingstäben 15 besteht. Alternativ zu den beiden Spulen 14 und den Schwingstäben 15 wäre auch eine ringförmige Spule 14 und eine darin gelagerte Schwinghülse denkbar. Durch die Schwingungserzeugungseinrichtung 13 wird das Öl innerhalb des Gehäuses 2 in Schwingungen versetzt und es ändert sich die Sedimentationsgeschwindigkeit des Öls. Dadurch setzen sich Verschmutzungspartikel schneller ab und es erfolgt eine schnellere und gründ­ lichere Reinigung des Öls. Zusätzlich wird auf diese Art und Weise die Luft schneller aus dem Öl abgeschie­ den.

Die Schwingungserzeugungseinrichtung 13 kann hierbei entweder gesteuert oder manuell in Betrieb genommen oder ausgeschaltet werden.

Eine alternative Ausführungsform der Schwingungserzeu­ gungseinrichtung 13 an der Vorrichtung 1 zeigt Fig. 3. Hierbei ist an der Außenseite des Gehäuses 2 ein Ma­ gnet 16 angebracht, der mit einer innerhalb des Gehäu­ ses 2 angeordneten Schwingplatte 17 in Verbindung steht. Die Schwingplatte 17 dient wie die oben genann­ ten Schwingstäbe 15 zur Erzeugung von Schwingungen innerhalb des Öls und somit zu einer Erhöhung der Se­ dimentationsgeschwindigkeit. Selbstverständlich wäre es auch möglich, mehrere Magnete 16 mit zugehörigen Schwingplatten 17 an dem Gehäuse 2 anzubringen.

Als weiteren Unterschied zu den Ausführungsformen ge­ mäß Fig. 1 und Fig. 2 weist die Vorrichtung 1 gemäß Fig. 3 keine offenporige Scheibe 5 auf. Bei Aufnahme des Betriebs dieser Vorrichtung 1 wird sich daher der Sammelraum 7 zunächst mit durch das Filterelement 4 strömendes Öl füllen, welches jedoch später durch die von dem Filterelement 4 abgeschiedene Luft verdrängt wird.

Sämtliche Vorrichtungen 1 sind an ihrer Unterseite außerdem standardmäßig mit einem Differenzdrucksensor 18 ausgestattet, dessen Aufbau und Funktion hierin jedoch nicht beschrieben werden soll.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Filterung von Öl und zur Abschei­ dung von Luft aus Öl in Hydrauliksystemen, insbe­ sondere bei hydraulisch angetriebenen Pressen, mit folgenden Merkmalen:

• 1. 1.1 Einem Gehäuse (2), in welchem ein Filterele­ ment (4) zur Filterung des Öls untergebracht ist,
• 2. 1.2 das Filterelement (4) ist bezüglich seiner Porosität derart ausgebildet, daß es in der Lage ist, Luft aus dem Öl abzuscheiden,
• 3. 1.3 in dem Gehäuse (2) befindet sich im oberen Bereich ein Sammelraum (7) zur Aufnahme der von dem Filterelement (4) abgeschiedenen Luft,
• 4. 1.4 in den Sammelraum (7) ragt ein Sensor (9), der in der Lage ist, in dem Sammelraum (7) sich befindliche Luft festzustellen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (4) ein Vlies und/oder ein Gewe­ be und/oder ein Lochblech aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (4) eine Porosität von 5-15 µm, vorzugsweise ca. 10 µm aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (9) bei einer bestimmten in dem Sammel­ raum (7) enthaltenen Luftmenge ein Ventil (11) zur Entleerung des Sammelraums (7) schaltet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Sensor (9) eine Leitung (10) zu dem Ventil (11) verläuft.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (9) bei einer bestimmten, in dem Sam­ melraum (7) enthaltenen Luftmenge ein Signal er­ zeugt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (7) am wenigstens annähernd höch­ sten Punkt des Hydrauliksystems angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an oder in dem Gehäuse (2) eine Schwingungserzeu­ gungseinrichtung (13) angebracht ist, durch welche das Gehäuse (2) und in dem Gehäuse (2) sich be­ findliches Öl in Schwingungen versetzbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungserzeugungseinrichtung (13) eine Spule (14) aufweist, durch welche ein innerhalb des Gehäuses (2) angeordneter Schwingstab (15) in Schwingungen versetzbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungserzeugungseinrichtung (13) einen Magnet (16) aufweist, durch welchen eine in dem Gehäuse (2) sich befindliche Schwingplatte (17) in Schwingungen versetzbar ist.