DE202004011911U1

DE202004011911U1 - Vorrichtung zum Kühlen und Filtern eines kreislaufgeführten Fluids sowie zugehöriges Gehäuse

Info

Publication number: DE202004011911U1
Application number: DE202004011911U
Authority: DE
Original assignee: UNIVERSAL HYDRAULIK GmbH
Current assignee: UNIVERSAL HYDRAULIK GmbH
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2014-07-31

Abstract

Vorrichtung zum Kühlen eines kreislaufgeführten Fluids, das sich vorübergehend in einem Tank befindet, umfassend ein Gehäuse (2), eine Kühleinheit (3), die eine Kühlmittelzulauföffnung (4) und eine Kühlmittelablauföffnung (5) aufweist, sowie eine Fluidzulauföffnung (6) und eine Fluidablauföffnung (7), wobei die Vorrichtung in eine Wandung (8) des Tanks einbaubar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (2) eine strömungstechnisch zwischen die Fluidzulauföff nung (6) und die Fluidablauföffnung (7) geschaltete Filtereinheit (9) angeordnet ist, so dass das die Vorrichtung durchströmende Fluid sowohl gekühlt als auch gefiltert wird.

Description

I. Anwendungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen und gleichzeitigen Filtern eines kreislaufgeführten Fluids, insbesondere eines Hydrauliköls, in einem Hydraulikkreislauf sowie ein zugehöriges Gehäuse. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch in Zusammenhang mit anderen kreislaufgeführten Fluiden Anwendung finden.
II. Technischer Hintergrund
Es ist bekannt, dass in Hydraulikkreisläufen beliebiger Art das Hydrauliköl ggf. nicht unerheblich erwärmt wird. Eine Kühlung des Hydrauliköls ist daher erforderlich. Zu diesem Zweck sind bereits so genannte Tankeinbaukühler bekannt.
Die bekannten Tankeinbaukühler weisen ein Gehäuse auf, in das eine Kühleinheit integriert ist, die mit einer Kühlmittelzulauföffnung sowie einer Kühlmittelablauföffnung versehen ist. Die Kühleinheit ist rohrförmig ausgestaltet und der gesamte Tankeinbaukühler kann in einer Bohrung einer Wandung eines Hydrauliköltanks montiert werden. Dabei ragt ein Teil der Kühleinheit in den Tankinnenraum hinein. Das an der Tankaußenwand befestigte Gehäuse weist eine Hydraulikölzulauföffnung auf, durch welche hindurch in den Tank des Hydraulikkreislaufes zurück zu förderndes Hydrauliköl geführt wird. Gleichzeitig wird die Kühleinheit von Kühlmittel durchströmt, das durch die Kühlmittezulauföffnung ein- und durch die Kühlmittelablauföftnung austritt. Das noch warme Hydrauliköl wird über die Kühlflächen der Kühleinheit geführt, bevor es durch eine Hydraulikölablauföffnung in gekühltem Zustand in den Tank gelangt. Während des Kühlprozesses durchströmt das Hydrauliköl somit die Wandung des Tanks.
Häufig sind die Platzverhältnisse für den Einbau von Hydraulikkreisläufen sehr beengt. Dennoch sollen alle wesentlichen Funktionen eines Hydrauliksystems ohne Einschränkungen gewährleistet sein. Hierzu zählt neben der Kühlung des Hydrauliköls im Rücklauf auch dessen Filterung, um während des Arbeitseinsatzes des Hydrauliköls in das Öl gelangte Fremdpartikel zu entfernen.
III. Darstellung der Erfindung
a) Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein zugehöriges Gehäuse zu schaffen, die bzw. das es gewährleistet, dass ein kreislaufgeführtes Fluid, insbesondere Hydrauliköl, auch dann ausreichend gekühlt und gefiltert werden kann, wenn nur wenig Raum für den Aufbau des Fluidkreislaufs zur Verfügung steht.
b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung bzw. eines Gehäuses mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 16 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird eine in oder an die Wandung eines Tanks ein- oder anbaubare Vorrichtung zum Kühlen eines kreislaufgeführten Fluids, das sich vorübergehend in dem Tank befindet, vorgeschlagen, die ein Gehäuse, eine zumindest teilweise in dem Gehäuse aufgenommene Kühleinheit, die eine Kühlmittelzulauföffnung und eine Kühlmittelablauföftnung aufweist, sowie eine Fluidzulauföffnung und eine Fluidablauföffnung umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass an dem Gehäuse eine strömungstechnisch zwischen die Fluidzulauföffnung und die Fluidablauföffnung geschaltete Filtereinheit angeordnet ist, so dass das die Vorrichtung durchströmende Fluid sowohl gekühlt als auch gefiltert wird. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich um eine kompakte, vollständig vormontierbare Einheit, die ebenso wie die bekannten Tankeinbaukühler die Wandung des Fluidtanks durchsetzend montiert werden kann. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Tankeinbaukühlern handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung jedoch um einen Tankeinbaukühlfilter, der zusätzlich zu der Kühlfunktion auch die Filterfunktion übernimmt und dadurch an anderer Stelle kostbarer Raum für die Installation einer separaten Filtereinheit mit allen zugehörigen Armaturen gespart werden kann.
Erfindungsgemäß wird außerdem ein Gehäuse für eine Vorrichtung zum Filtern und Kühlen eines kreislaufgeführten Fluids, das sich vorübergehend in einem Tank befindet, vorgeschlagen, das Mittel zur Befestigung des Gehäuses an einer Wandung des Tanks und einen Aufnahmehohlraum zur wenigstens teilweisen Aufnahme einer Kühleinheit aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Anschlusseinrichtung für den Anschluss einer Filtereinheit aufweist. An das Gehäuse ist die Filtereinheit unmittelbar anschließbar, d.h. ohne Zwischenschaltung zusätzlicher Rohr- oder Schlauchleitungen.
Bevorzugt weisen das Gehäuse, die Kühleinheit und die Filtereinheit eine längliche Form auf. Dabei ist die Kühleinheit zumindest teilweise vorzugsweise koaxial in dem Gehäuse aufgenommen. Je nach den räumlichen Verhältnissen an der Außenseite der Tankwandung verläuft die Längsachse der Filtereinheit um einen Winkel zwischen 30° und 90°, vorzugsweise zwischen 40° und 70°, geneigt zu den Längsachsen des Gehäuses und der Kühleinheit. Besonders bevorzugt ist, wenn die Längsachse der Filtereinheit im Wesentlichen senkrecht auf den Längsachsen des Gehäuses bzw. der Kühleinheit steht.
Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar, wenn die Vorrichtung nicht an einer im Wesentlichen vertikal verlaufenden Wandung des Tanks angeordnet werden soll, sondern stattdessen an einer im Wesentlichen horizontal verlaufenden Wandung, beispielsweise an einem Deckel des Tanks. In diesem Fall kann die Filtereinheit derart ausgerichtet werden, dass ihre Längsachse im Wesentlichen parallel zu den Längsachsen des Gehäuses und der Kühleinheit verläuft oder vorzugsweise mit den Längsachsen des Gehäuses und der Kühleinheit fluchtet.
Denkbar ist, die Fluidzulauföffnung unmittelbar an der Filtereinheit selbst anzuordnen. Alternativ kann die Fluidzulauföffnung an dem Gehäuse vorgesehen werden. Vorzugsweise weist das Gehäuse darüber hinaus einen Stutzen zur Aufnahme der Filtereinheit auf. Dabei kann die Fluidzulauföffnung in besonders vorteilhafter Weise an dem Stutzen angeordnet werden.
Die Fluidzulauföffnung mündet in einen Filterzulaufkanal, der vorzugsweise windschief und im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des Stutzens verläuft, d.h. im wesentlichen in oder parallel zu einer Querschnittsebene des Stutzens. Ein Filterablaufkanal, durch den das gefilterte Fluid aus der Filtereinheit austritt, verläuft vorzugsweise koaxial zu der Längsachse des Stutzens und durchsetzt das Gehäuse, um das gefilterte Fluid der Kühleinheit zuzuführen.
Bei der Filtereinheit handelt es sich vorzugsweise um eine auswechselbare Filterkartusche, die bei Bedarf eine von außen sichtbare Verschmutzungsgradanzeige aufweist. Das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorzugsweise als Gussgehäuse ausgeführt, insbesondere als Graugussgehäuse.
e) Ausführungsbeispiele
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1: eine perspektivische Ansicht einer in eine Tankwandung eingebauten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
2: eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht der in 1 gezeigten Ausführungsform ohne Tankwandung.
Die Figuren zeigen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, im folgenden als Tankeinbaukühlfilter bezeichnet, die in einem Hydraulikkreislauf Anwendung findet, in dem Hydrauliköl als Arbeitsfluid zirkuliert.
In 1 ist ein Teil eines Hydrauliköltanks zu erkennen. Der Tankeinbaukühlfilter 1 ist derart in den Tank eingebaut, dass er dessen vertikale Wandung 8 durchsetzt. Auf der Außenseite der Wandung 8 befindet sich ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 2, das über Befestigungsmittel in Form eines Flansches 13 mit der Wandung 8 verschraubt ist. Auf der Innenseite der Wandung 8 ist ein Teil einer in den Tankinnenraum hineinragenden Kühleinheit 3 zu erkennen, die in 2 detaillierter dargestellt ist. Die Kühleinheit 3 erstreckt sich durch einen zylindrischen Aufnahmehohlraum des Gehäuses 2 hindurch und weist an ihrem in 1 linken Ende eine Kühlmittelzulauföffnung 4 sowie eine Kühlmittelablauföftnung 5 auf. Durch die Kühlmittelzulauföffnung 4 wird der Kühleinheit 3 kaltes Kühlmittel zugeführt während durch die Kühlmittelablauföffnung 5 erwärmtes Kühlmittel von der Kühleinheit 3 abgeführt wird.
An das vorzugsweise aus Grau oder Aluminiumguss hergestellte Gehäuse 2 ist eine Anschlusseinrichtung in Form eines kreiszylindrischen Stutzens 10 angegossen, der zur Aufnahme der vorzugsweise von Hand auswechselbaren Filtereinheit 9 dient. Bei der gezeigten Ausführungsform verlaufen die koaxialen Längsachsen des Stutzens 10 und der Filtereinheit 9 senkrecht zu den koaxialen Längsachsen des Gehäuses 2 und der Kühleinheit 3. Andere Winkel zwischen den vorgenannten Längsachsen sind je nach den Platzverhältnissen am Einbauort denkbar, wobei Winkel zwischen 30° und 90°, insbesondere zwischen 40° und 70°, bevorzugt sind. Für den Fall, dass der Tankeinbaukühlfilter 1 in einen horizontalen Deckel des Tanks eingebaut werden soll, kann die Längsachse der Filtereinheit 9 alternativ im wesentlichen parallel zu den Längsachsen des Gehäuses 2 bzw. der Kühleinheit 3 oder fluchtend mit diesen verlaufen. Dadurch wird sichergestellt, dass auch bei einer derartigen Einbausituation während des Wechselns der Filtereinheit 9 kein Öl aus dem Stutzen 10 verschüttet wird. Bei der Filtereinheit 9 kann es sich um handelsübliche Filterkartuschen handeln, die in den Stutzen 10 einstecksowie ggf. verschraubbar sind. Das zu filternde und zu kühlende Hydrauliköl wird dem Tankeinbaukühlfilter 1 durch die Ölzulauföffnung 6 zugeführt.
In 2 ist der Tankeinbaukühlfilter 1 in nicht eingebautem Zustand sowie teilweise geschnitten dargestellt. Die an dem Stutzen 10 angeordnete Ölzulauföffnung 6 mündet in einen Filterzulaufkanal 11, der das eintretende, erwärmte Hydrauliköl der Filtereinheit 9 zuführt. Wie zu erkennen ist, verläuft der Filterzulaufkanal 11 in der in die 2 gelegten Schnittebene durch den Stutzen 10, die senkrecht auf dessen Längsachse steht.
In 2 ist auch der innere Aufbau der Filtereinheit 9 zu erkennen. Sie weist ein Außenrohr 14 auf, in dem sich mittig ein Lochblechrohr 15 befindet. Am Außenumfang des Lochblechrohrs 15 ist ein Netz 16 aus Filtermaterial angeordnet. Das der Filtereinheit 9 durch den Filterzulaufkanal 11 zugeführte Hydrauliköl gelangt zunächst in einen Ringraum zwischen dem Netz 16 und dem Außenrohr 14. Anschließend durchdringt es das Netz 16 sowie die Löcher in dem Lochblechrohr 15, so dass es gefiltert in dessen Inneres gelangt. Das gefilterte Öl durchtritt dann einen Filterablaufkanal 12, der bei der gezeigten Ausführungsform koaxial zu der Längsachse des Stutzens 10 sowie zu der Längsachse des Lochblechrohrs 15 verläuft. Alternativ ist denkbar, das zu filternde, erwärmte Hydrauliköl dem Innenraum des Lochblechrohrs 15 zuzuführen und das gefilterte Hydrauliköl aus dem Ringraum zwischen dem Netz 16 und dem Außenrohr 14 austreten zu lassen.
Bei der gezeigten Ausführungsform erstreckt sich der Filterablaufkanal 12 durch den Stutzen 10 hindurch in das Innere des Gehäuses 2. Dort gelangt das gefilterte und noch warme Hydrauliköl in den Innenraum eines Mantelrohres 17 der Kühleinheit 3. In dem Mantelrohr 17 befindet sich in an sich bekannter Weise ein Lamellenpaket 18, in dem von dem Kühlmittel durchströmte Kühlrohre 19 angeordnet sind, die an dem in 2 rechten Ende des Mantelrohrs 17 in einer 180°-Kurve geführt sind. Das Lamellenpaket 18 ist für das zu kühlende Öl durchlässig und weist zur Umlenkung des Ölstromes mehrere Umlenkelemente 20 auf, von denen eines in 2 zu erkennen ist. Die Kühlrohre 19 sind an einem in 2 links zu erkennenden, scheibenförmigen Rohrboden 21 befestigt, der mit Hilfe eines Deckels 22 mit dem Gehäuse 2 fest verschraubt ist. Wie in den Figuren zu erkennen ist, befinden sich in dem Deckel 22 die Kühlmittelzulauföftnung 4 und die Kühlmittelablauföftnung 5.
Der Tankeinbaukühlfilter 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht es aufgrund seiner Kompaktheit, in einem Hydraulikkreislauf durch einen Arbeitsvorgang erwärmtes Hydrauliköl gleichzeitig zu filtern und zu kühlen. Das ungefilterte, erwärmte Hydrauliköl wird im Rücklauf des Hydraulikkreislaufes der Ölzulauföffnung 6 zugeführt und tritt in gefiltertem und gekühltem Zustand aus der Ölabiauföftnung 7 aus, die von dem in 2 rechts zu sehenden Austrittsquerschnitt des Mantelrohrs 17 gebildet wird, wodurch es direkt in den Tank des Hydraulikkreislaufs gelangt. Von dort kann es gefiltert und gekühlt erneut an diejenige Stelle des Hydrauliksystems gepumpt werden, an der der nächste Arbeitsvorgang stattfinden soll.

1: Vorrichtung, Tankeinbaukühlfilter
2: Gehäuse
3: Kühleinheit
4: Kühlmittelzulauföffnung
5: Kühlmittelablauföffnung
6: Fluidzulauföffnung
7: Fluidablauföffnung
8: Wandung des Tanks
9: Filtereinheit
10: Stutzen
11: Filterzulaufkanal
12: Filterablaufkanal
13: Flansch
14: Außenrohr der Filtereinheit 9
15: Lochblechrohr
16: Netz aus Filtermaterial
17: Mantelrohr der Kühleinheit 3
18: Lamellenpaket
19: Kühlrohre
20: Umlenkelement
21: Rohrboden
22: Deckel

Claims

Vorrichtung zum Kühlen eines kreislaufgeführten Fluids, das sich vorübergehend in einem Tank befindet, umfassend ein Gehäuse (2), eine Kühleinheit (3), die eine Kühlmittelzulauföffnung (4) und eine Kühlmittelablauföffnung (5) aufweist, sowie eine Fluidzulauföffnung (6) und eine Fluidablauföffnung (7), wobei die Vorrichtung in eine Wandung (8) des Tanks einbaubar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (2) eine strömungstechnisch zwischen die Fluidzulauföff nung (6) und die Fluidablauföffnung (7) geschaltete Filtereinheit (9) angeordnet ist, so dass das die Vorrichtung durchströmende Fluid sowohl gekühlt als auch gefiltert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) eine längliche Form aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (3) und die Filtereinheit (9) eine längliche Form aufweisen, wobei die Kühleinheit (3) zumindest teilweise in dem Gehäuse (2) aufgenommen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse der Filtereinheit (9) um einen Winkel von 30° bis 90° zu der Längsachse der Kühleinheit (3) geneigt verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse der Filtereinheit (9) im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse der Kühleinheit (3) verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse der Filtereinheit (9) im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Kühleinheit (3) verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse der Filtereinheit (9) mit der Längsachse der Kühleinheit (3) fluchtet.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidzulauföffnung (6) an dem Gehäuse (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen Stutzen (10) zur Aufnahme der Filtereinheit (9) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidzulauföffnung (6) an dem Stutzen (10) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidzulauföffnung (6) in einen Filterzulaufkanal (11) mündet, der im Wesentlichen in oder parallel zu einer Querschnittsebene des Stutzens (10) verläuft und durch den das Fluid der Filtereinheit (9) zuführbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein koaxial zu dem Stutzen (10) verlaufender Filterablaufkanal (12) vorgesehen ist, der das Gehäuse (2) durchsetzt und durch den gefiltertes Fluid in die Kühleinheit (3) förderbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) ein Gussgehäuse ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (9) eine auswechselbare Filterkartusche ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit (9) eine Verschmutzungsgradanzeige aufweist.
Gehäuse für eine Vorrichtung zum Filtern und Kühlen eines kreislaufgeführten Fluids, das sich vorübergehend in einem Tank befindet, umfassend Mittel (13) zur Befestigung des Gehäuses (2) an einer Wandung (8} des Tanks und einen Aufnahmehohlraum zur wenigstens teilweisen Aufnahme einer Kühleinheit (3), dadurch gekennzeichnet, dass es eine Anschlusseinrichtung (10) für den Anschluss einer Filtereinheit (9) aufweist.
Gehäuse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es eine längliche Form aufweist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Fluidzulauföffnung (6) für die Zufuhr des zu filternden und zu kühlenden Fluids aufweist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusseinrichtung von einem Stutzen (10) zur Aufnahme der Filtereinheit (9) gebildet wird.
Gehäuse nach Anspruch 19 in Verbindung mit Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidzulauföffnung (6) an dem Stutzen (10) angeordnet ist.
Gehäuse nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidzulauföffnung (6) in einen Filterzulaufkanal (11) mündet, der im Wesentlichen in oder parallel zu einer Querschnittsebene des Stutzens (10) verläuft und durch den das Fluid der Filtereinheit (9) zuführbar ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein koaxial zu dem Stutzen (10) verlaufender Filterablaufkanal (12) vorgesehen ist, der das Gehäuse (2) bis zu dem Aufnahmehohlraum durchsetzt und durch den gefiltertes Fluid in die Kühleinheit (3) förderbar ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Gussgehäuse ist.