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Gekühlter Clbehälter Vorliegende Einrichtung betrifft einen Ölbehälter
in mobilen oder stationären Hydraulikanlagen, bei dem dieser neben seinen sonstigen
Aufgaben, zugleich die erforderlichen Kühlaufgaben übernimmt - unter Fortfall eines
gesonderten Ölkühlers -; eine betriebsgünstige Cltemperatur rasch erzielt wird und
die Öltemperatur belastungsunabhängig auf nahezu gleichmäßig einstellbaren Niveau
gehalten wird, die Ölwärmeabfuhr geregelt durch Luft, ohne Zurhilfenahme von mechanisch
zugeführter Energie, in Eigenkonvektion erfolgt.
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Bekanntlich fällt während des Betriebes in Hydraulikanlagen bei den
Energieumwandlungen Verlustenergie an, die während des Anlaufvorganges zunächst
besonders sehr groß ist und dann während zur getriebes abnimmt und entsprechend
der Belastung sehr unter-9 sein kann. Die Verlustenergie macht sich durch eine lemperaturer:
1ng (oder Temperaturänderung) des Hydrauliköles bemerkbar und kann zu Öltemperaturen
führen, die ohne besondere Einrichtungen und Vorkehrungen zu Störungen im Hydrauliksystem
führen kann; sie wird deshalb in Hydrauliknebenanlagen - in Ölbehältern und in Ölkühlern
- beseitigt.
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Man ist jedoch bestrebt, die Hydraulikanlage mit erhöhten und gleichmäßigen
Öl temperaturen unterhalb einer gewählten Grenztemperatur zu fahren; weil nämlich
mit zunehmender Temperatur die Zähigkeit (Fließfähigkeit des öles) des Hydrauliköles
zunächst stark dann langsam abnimmt und damitjder Antriebswiderstand im Hydrauliksystem
und somit der Antriebskraft-bedarf (-Verluste) abnehmen.
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In der Hydraulikeinrichtung ist es auch erforderlich in einem Ölbehälter
- als Hydrauliknebenanlage - Ölverluste zu ersetzen, Wärmeausdehungen zu kompensieren,
Ölschäume aufzunehmen, Raum zur Lagerung von Ölausscheidungen vorzusehen; der ölbehälter
oft notwendigerweise auch Wärmespeicherungsaufgaben teilweise oder ganz übernehmen
muß.
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Besonders bei verhältnismäßig kleinen Hydraulikanlagen mit kleinen
Antriebsleistungen oder bei Hydraulikanlagen mit grö-Beren Ubertragungsleistungen,
die nur kurze Zeit in Betrieb sind, werden oft Ölbehälter als Nebenanlage zur Wärmespeicherung
der anfallenden Verlustwärme in entspr. Behältergröße benutzt. Dies bedingt, daß
die Hydraulikeinrichtung längere Zeit mit erhöhtem Energieaufwand (unnötiger Energieverlust)
betrieben werden muß oder die Betriebszeit beschränkt ist.
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Zur Vermeidung dieses Nachteiles werden in der Hydrauliknebenanlage
Ölbehälter kleinen Fassungsvermögens verwendet und die die Wärmekapazität des Ölbehälters
überschreitende Wärme wird in luft- oder flüssigkeitsdurchströmte Ölkühler mittels
Luft oder anderen Medien abgeführt.
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Das Ölfassungsvermögen des Behälters (Liter) ist dabei bei bekannten
Hydraulikeinrichtungen meist auf das 2-fache der Ölumlaufmenge der Pumpe (1/Min.)
beschränkt.
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Die Zuschaltung/das Wirksamwerden der blkUhler erfolgt vorwiegend
so, daß mittels eines elektrischen Thermo-Schalters der Motor des Antriebsaggregates
zum Durchströmen der Luft oder der flüssigen Medien eingeschaltet wird. Dabei kann
der Kühler entweder immer von Öl durchflossen werden oder der Ölkühler ist mit zu-
und abführenden Rohren und einer Umwälzpumpe mit dem Kühlbehälter verbunden; oder
der ankommende Ölstrom wird vor dem Behalter von einem temRpraturgesteuerten Ventil
in 2 Rohrleitungen aufgeteilt, wobei eine Leitung direkt in den Behälter führend
und die andere über einen Kühler in den Behälter führt.
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Dies sind Maßnahmen, diebinen gewissen Bauaufwand benötigen, das aus
energiewirtschaftlichen Forderungen rasche Erreichen einer optimalen Öl temperatur
wird nicht erzielt. Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Einrichtung liegt
darin, daß zur Beseitigung der Verlustwärme nochmals Energie verwendet werden muß,
daß Motore, Pumpen, Lüfter einer Wartung bedürfen, und elektrische Anschlüsse bei
mobilen Anlagen häufig abgeschlagen werden; bei den periodisch anfallenden Ölwechseln
verhältnismäßig große Ölmengen mit entsprechenden Kosten getauscht werden müssen.
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Es sind in zwei Patentanmeldungen von Hydrauliknebenanlagen bekannt
verhältnismäßig kleine Ölbehälter (Behältergröße unter dem 2-fachen der umlaufenden
Molmenge) und dazu parallel schaltbare Ölkühler; die Ölkühler werden dabei von einem
Luftstrom beaufschlagt, der durch eigenen Auftrieb erzeugt wird - also ohre Fremdenergie
-; temperaturgesteuerte Regelventile steuern den ölfluß im erforderlichen Umfang
zu den oder von den Ölkühlern.
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In der ersten Druckschrift ist das Regelventil zwischen zwei voneinander
getrennten Trommelhälften eingebaut, beide Trommelhälften sind mit einem darunterliegenden
Ölkühler verbunden.
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Das temperaturgesteuerte Regelventil regelt den Öldurchfluß durch
den Kühler oder zu der 2. Trommelhälfte; in der 2. Trommelhälfte, die mit Ableitung
zur Pumpe führt, vermischen sich beide Ströme vor der Ableitung.
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In der zweiten Druckschrift wird der ankommende Ölstrom durch ein
Regelventil nach
Behälter oder (im Ganzen oder Teilströmen) über den luftdurchströmten Kühler in
den Behälter geleitet.
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Der technische Aufwand und der Raumbedarf ist gegenüber vorerwähnten
Anlagen bereits geringer, mit dem betrieblichen Vorteil der geringen Anfahrzeiten
aus kalten Betriebszuständen und dem nachfolgenden Halten einer optimalen Öltemperatur
bei schwankenden Betriebszuständen; der Bauaufwand eines besonderen Ölkühlers und
von Leitungen ist trotzdem erforderlich.
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Gemäß vorliegender Erfindung wird bei Hydrauliknebenanlagen der ölkühler
mit den Leitungssträngen noch eingespart, der technische Aufwand ist noch geringer,
dadurch, daß in dem Ölbehälter selbst Kühl funktionen ausgeführt werden in einfach
herzustellenden Wärmeaustauschflächen. Die Kühlwirkung für das Öl im Ölbehälter
gem.
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Erfindung geht weit über das hinaus, was an Kühlfunktionen an Ölbehältern
bekannter Ausführungen entsteht; die Kühlflächen, bedingt durch glatte Flächen,
zeichnen sich ferner durch Verschmutzungsunanfälligkeit aus.
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Es ist bekannt und wird auch ausgeführt, daß Ölbehälter im Verhältnis
der umlaufenden Kühlmenge so groß - und daher mit entsprechenden Oberflächen - zu
gestalten, den Ölbehälter dabei
frei von Luft umströmbar aufzustellen,
so , daß die Ölbehälteroberfläche wärmeabgebende Funktionen erfüllt. Diese Maßnahme
ist auf verhältnismäßig kleine hydraulische Ubertragungsleistungen und damit geringe
Wärmeleistungen beschränkt. Physikalisch bedingt sind die Wärmeübergangszahlen (k
= kcal/m2, h1 CO) auf die wärmeabführende Luft durch die freie Luftströmung an ebenen
Flächen sehr gering. Auch die Wirksamkeit der Wärmeübertragung durch das Hinzufügen
von Kühlrippen an die Behälteroberfläche ist physikalisch bedingt beschränkt, da
dem WärmeabfluB und -transport in den Kühlrippen Grenzen gesetzt sind, ein Mehr
an Rippenlänge und dichte Lagerung von mehr Kühlrippen nebeneinander keine wesentliche
oder überhaupt keine Wärmeübertragungs-Leißtungssteigerung erbringt. Darüber hinaus,
bei freier Anströmung der Behälterwandung mit Luft, bei einer Erhöhung der Seitenwände
(damit meist verbunden mit größeren Behälterinhalten) die Zunahme an Wärmeübertragungsleistung
(kcal/h) ab bestimmten Verhältnissen (abhängig von Bauhöhe, Baubreite, Temperaturdifferenz
zwischen Luft und Wandungen) Gber-proportional abnimmt bis zu einer Seitenwanderhöhung
bei der überhaupt keine Wärmeübertragungsleistungserhöhung eintritt.
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Zur Lösung der Aufgabe eine einfache und raumspiende Hydrauliknebenanlage
zu schaffen, durch den Wegfall eines besondeten Ölkühlers, die zugleich das sehr
rasche Ansteigen auf betriebsgünstige Öltemperaturen ermöglicht, belastungsunabhängig
vom Wärmeangebot und Ölbedarf eine fast gleichbleibende blbetriebstemperatur ermöglicht,
die erforderlichenfalls abzuführende Ölwärme ohne zusätzlichen Energiebedarf abgeführt
wird, ist vorgesehen: den Ölbehälter in mehrere kleine Ölbehälter aufzuteilen, inform
von voneinander mit Abstand stehenden, dabei hochstehenden, plattenförmigen Elementen
(durchflossenen Hohlkörpern) die ölseitig durch Leitungen und temperaturgesteuerte
oder sich selbst temperaturabhängig steuernde Regelorgange (Regelventile) verbunden
sind, so, daß die Elemente bedarfsweise einzeln oder in Gruppen von Ölströmen durchflossen
werden,
nach dem Öldurchlauf der Elemente diese Teilströme zu einem
Ölstrom mit Mischtemperatur zur gewünschten Öltemperatur vereinigt werden, der wieder
dem Hydrauliksystem zugeführt wird; alle Elemente von unten nach oben von Luft in
Eigenkonrektion bestrichen werden-, dabei entweder die Elemente von einer gemeinsamen
Umhüllung umgehen sind (diese Umhüllung einen Kamin bildet) oder die Elemente an
den seitlichen Stirnflächen mit Verbindungsblechen verbunden sind (somit zwischen
den Elementen Einzelkamine gebildet werden); Elemente und Umhüllung bzw. Elemente
und Verbindungsbleche gemeinsam über dem Aufstellungsboden gehalten werden (durch
Stützen oder Halter); der wärmeabführende Luftstrom dabei erzeugt wird durch Unterschiede
der spezifischen Gewichte der Luft zwischen den Elementen und/oder innerhalb durch
Umhüllungen, Leitblechen gebildeten Kanälen, zur umgebenden Außenluft.
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Zur Intensivierung des Luftstromes, wie dies zur Erzielung hoher Wärmeübergangszahlen
ftt die Fortführung größerer Wärmemengen erforderlich ist - zur entsprechenden Einsparung
vieler Elemente nebeneinander - wird die Luftauftriebskraft erhöht und damit die
für den Wärmeübergang maßgebende Luftgeschwindigkeit, dadurch, daß die den Kanl
oder Einzelkanäle bildende Umhüllung, Verbir angsbleche, Trennbleche, Leitbleche
mit dem entsprechend erforderlichen Abstand über die Elemente hinausgeführt werden.
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Zur weitgehenden Nutzung der Auftriebsenergie (Auftriebskräfte) für
den Wärmeübergang von den Elementenwandungen an die Luft ist zur weitgehenden Vermeidung
von Ein- und Austrittsverlusten an leder den Elementen vorgesehen, daß diese unten
keilförmig un oben dachförmig ausgebildet sind (mit einem Winkel der Elementenspitzen
am Luftstrom-Austritt bis zu max. ist).
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Zur Verringerung der Austrittszugverluste und zur Nutzung dieser Einsparungen
für den gesteigerten Wärmeübergang durch größere Luftgeschwindigkeiten an den Elementen
ist ferner vorgesehen, ab den Elementenoberkanten die Umhüllung oder die Verbindungsbleche
diffusorartig zu erweitern (Winkel gegen die Strömungsachse max. 200).
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Zur Verringerung der Eintrittsverluste der Kühl luft in den kühlenden
Ölbehälter ist weiter bedarfsweise vorgesehen, vor dem Eintritt der Luft in die
Elemente, eine trichterförmige Haube, die im Strömungsquerschnitt sich im Haubeneintritt
zum Elementeneintritt (= Haubenende) sich gleichmäßig verengt; die Haube dicht an
die Umhüllung oder an die Elemente
dicht anschließen.
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Zur Bündelung der von den ölwarmen Elementen abgegebenen Wärme an
die Luft, zur Vermeidung von anströmender kälterer Störluft von den Seiten und damit
zur Wahrung der in der warmen Luft innenwohnenden Auftriebskräfte, ist ferner vorgesehen,
zwischen den Elementen bzw. den in Gruppen von heißem Öl beaufschlagten Elementen
(zwischen diesen Grenzelementen), Trennbleche vorzusehen, die bis zur Höhe der Ummantelung
oder der Verbindungsbleche reichen, und an die Ummante-lung oder der Verbindungsbuche
di-cht anst-oßen.
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Ferner ist gegen Störungen der Luftströmungen in der Erhöhung der
Umhüllung oder der diffusorartigen Erweiterung vorgesehen (gegen Hin zuströmen von
kalter Luft aus nicht beaufschlagten Elementen, als auch der Verhinderung der Wirbelbildung)
im An-. schluß an die Trennbleche oder an die mit Öl beaufschlaqten Gren:
elemente weiterführende~~öder Leitbleche anzuschlieen, die bis zu einem Winkel von
300 strömungsseitig voneinander abgeneigt sein können und mit der Oberkante der
Ummantelung bzw. der Verbindungsbleche abschließen.
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Die Ölzuflüsse zu den Elementen erfolgt an einer Elementenseite oben,
der ölabfluß erfolgt an der anderen Elementenseite unten.
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Der Öl fluß zu den Elementen und aus den Elementen zu dem Hydraul.
system ist dabei wie folgt vorgesehen: Entweder der gesamte Öl zufluß zunächst in
den Oberraum des 1. El mentes gelangt, von wo er je nach Höhe der Öltemperatur entweder
direkt im Gesamtstrom oder im abgeteilten Teilstrom zum Ölabfluß des Elementes gelangt,
oder bei höheren Öltemperaturen der restliche Ölstrom in hintereinander geschaltete
Oberräume der Elemente in Teilströmen gelangt - die Elemente mit Rohrleitungen im
oberen Teil der Elemente verbunden sind, vor dem/am
Rohrleitungseinlauf,
im Element oder nach dem Element, temperaturgesteuerte oder temperaturabhängig sich
selbst steuernde Regelorgange (Regelventile) sich befinden - dann die entsprechenden
Teilölströme aus dem Elementenoberraum die Elemente zum Elementenaustritt durchströmen,
oder so, daß der ankommende Ölstrom vor dem Elementeneintritt zunächst in mit Leitungsstücken
hintereinander verbundenen Regelorgange (Regelventile) geleitet wird, aus den durch
temperaturgesteuerte oder temperaturabhängig sich selbst gesteuerte Abgänge entsprechende
Teilströme geregelt auf die Elemente mittels Anschlußleitungen mit Anschlußstücken
geleitet werden. wobei entweder im letzten Fall das 1. Regelorgang/Regelventil in
einer möglichen Schaltungsart den ersten Regelschritt unternehmen kann und zwar
entweder so, daß bei geringen Öltemperaturen zunächst der gesamte Ölstrom über einen
1. Abgang mit Anschlußleitung in das erste Element geleitet wird; bei ansteigenden
Öltemperaturen das 1. Regelorgan /Regelventil mit einem weiteren Abgang und Leitungsstück
den Restölstrom zu einem weiteren 2. Regelorgan leitet, das den Restölstrom zunächst
in ein bis mehrere parallel geschaltete Elemente leitet; bei weiterem Ansteigen
der Öltemperatur das 2. Regelorgan/Regelventil über den 2. Abgang einen weiteren
Rest-Teilölstrom zu einem weiteren 3. Regelorgan/Regelventil leitet und dieses 3.
Regelorgan den Restölstrom in ein bis mehrere parallel geschaltete Elemente leitet;
bei weiter ansteigenden Öl temperaturen im selben Sinne weitere Regelorgane mit
weiter daran verbundenen Elementen mit Teilströmen geschaltet werden; in einer weiteren
Schaltungsart der Regelorgane/Regelventile der öl zufluß zu den Elementen
zunächst alle Regelorgane/ Regßlventile über die 1. Abgänge der Reihe nach durchflossen
werden; am letzten Regelventil das verbindende Leitungsstück zu einem (oder mehreren)
Element (-en) führt, im noch nicht betriebswarmen Zustand die 2. Abgänge zu den
angeschlossenen Elementen geschlossen sind (das letzte Regelorgan in der Reihe mit
dem dauernd geöffneten 1. Abgang zu einem Element (oder weiteren Elementen) verbunden
ist; beim Ansteigen der Öl temperatur
wird der 2. Abgang des letzten
Regelorganes zu einem oder mehreren Elementen geöffnet; bei weiteren Ansteigen der
Öltemperaturen werden die entsprechenden 2. Abgänge der Regelventile je nach Temperatursteigerung,
vom Ölzufluß an in umgekehrter Reihenfolge geöffnet; bei Abfall der Öltemperatur
schalten/schließen die Regelorgane/Regelventile die 2. Abgänge mit den Anschluß
leitungen zu den Elementen in umgekehrter Reihenfolge des Öffnens ab.
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Der Rückfluß des Ölstromes bzw. der Teilölströme aus den Elementen
erfolgt entweder so, daß die einzelnen Elemente an der Unterseite und der Zuströmseite
gegenüberliegenden Seite mittels eines Rohres mit einem Sammler verbunden sind,
der das Öl wieder vermischt dem Hydrauliksystem zuführt; oder auch so, daß Öl mittels
Stutzen von einem Element zumanderen Element auf der Elementen-Unterseite und der
Zuströmseite gegenüberliegenden Seite zurückgeführt wird, so, daß es sich mit dem
Öl aus dem vorhergehenden Element vermischt und aus dem erst durch flossenen Element
der Ölstrom zum Hydrauliksystem zurückgeführt wird.
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Es kann vorteilhaft sein, zur gleichmäßigen Beaufschlagung der Elemente
mit bl, die Elemente innen durch ein Trennblech in 2 Räume aufzuteilen; in der Kitte
des Trennbleches eine oder mehre blendenartige Offnung(en) vorzusehen, die einen
Durchflußwiderstand hat/haben, der etwas größer ist als der Durchflußwiderstand
des folgenden Regelorganges/Regelventiles für das folgende Element, oder auch so,
daß die Leitungen von den Elementen zu dem Sammler mit entsprechenden Durchflußwiderständen
versehen sind. rIn den Abbildungen 1 - 13 ist der Ölbehälter, in der in Elemente
(Einzelbehälter) aufgelösten Form, bei denen die Kühlung durch Luftkonvektion erfolgt
in verschiedenen Ausführungsformen bis zuR optimalen Ausbildung für große hydraulische
Ubertragungsleistungen gezeigt. Die Aufstellung oder die Aufhängung des Ölbehälters
über dem Boden ist zur besseren Darstellung des Erfindungsgegenstandes nicht mit
eingezeichnet. Die Wirkungsweise der Erfindung ist zum Schluß der Abbildungsbeschreibung
nochmals nähe erläutert.
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Abb. 1 zeigt im Schnitt den luftdurchströmten Ölbehälter in Seitenansicht,
in Abb. 2 dazu im Grundriß eine die Luftströmungsverhältnisse und Ölströmungsverhältnisse
beziehenden einfachen Ausführung mit einer verhältnismäßig geringen Wärmeübertragungsleistung.
Die Elemente werden bedarfsweise von Teilölströmen hintereinander durchflossen,
als Regelorgange zwischen den Elementen sind hier einfache Bimetallventile verwendet
worden; es sind keine besonderen Zerstärkungseinrichtungen vorgesehen, der Ablauf
aus den Elementen erfolgt in einen Sammler. Im rechten Teil der beiden Abb. sind
zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse (zur Vermeidung von Störströmungen) zwischen
den Elementen Trennbleche vorgesehen.
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Anstelle der einfachen Bimetallklappen können auch Regelventile verwandt
werden.
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Abb. 3 zeigt im Schnitt die aneinander gereihten luftdreuchströmten
Elemente des Ölbehälters im Aufriß, in Abb. 4 dazu den Grundriß; bei denen die luftdurchströmten
Elemente an den Stirnseiten mit Blechen verbunden sind und somit Lufteinzelkanäle
### den Elementen entstehen.
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Die Stirnseiten der Elemente und die Außenseiten des ersten und letzten
Elementes werden vom erzeugten Luftstrom nicht beaufschlagt, sondern in freier Konvektionsströmung
bekannter Art bestrichen. Der Öl zufluß zu den Elementen entspricht dem gem. Abb.
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1 und 2 Gezeigten.
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Die Regelorgange mit den Verbindungsleitungen zwischen den Elementen
sind an den Stirnseiten der Elemente angebracht. Als Regelorgane für den Öl zulauf
zu den Elementen können wahlweise Bimetallklappen oder temperaturabhängig selbststeuernde
oder gesteuerte Regelventile vorsehbar sein; hier sind selbststeuernde Regelventile
vorgesehen. Der Ölabfluß aus den einzelnen Elementen erfolgt durch Verbindungen
zwischen den Einzelelementen; das Öl gelangt aus dem zuerst durchflossenen Element
zurück zum Hydrauliksystem.
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Abb. 5 zeigt im Schnitt und in Abb. 6 im Grundriß dazu, eine strömungsverlustarme
Ausbildung der Luftführungen in und aus den Elementen; die Elemente sind an den
Innenseiten ölseitig im Zufluß durch Regelorgane (Ventile oder Bimetallklappen)
und Verbindungsleitungen
verbunden, der Olabfluß aus den Elementen
erfolgt aus jedem Element einzeln in einen gemeinsamen Sammler. In Abb. 6 (Grundriß)
sind auf der linken Seite oben die Elemente dicht an die Umhüllung geführt, auf
der Unterseite (des Grundrisses) sind die Elemente zu der Umhüllung mit einem zusätzlichen
Dichtstreifen versehen. Trotz der gemeinsamen Umhüllung entstehen so Einzelkamine.
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An der rechten Seite der Ansicht nach Abb. 5 und dem Grundriß nach
Abb. 6 sind die Elemente so ausgebildet, daß auch die schmalen Hochseiten spitz
zulaufend sind und gegen die Umhüllung mit Dichtstreifen versehen sind.
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Abb. 7 und 8 zeigen in der Ansicht (im Schnitt) und in der Darauf
sicht den Ölbehälter in einer größeren Elementenzahl, mit außenliegenden eigentemperaturgesteuerten
Regelventilen, bei dem die ölströmungsmäßige Zuschaltung der Elemente einzeln temperaturabhängig
durch die außenliegenden nacheinander sich schaltenden Regelventile erfolgt wobei
das 1. Element dauernd durchflossen ist. Der Öldurchlauf zum Hydrauliksystem erfolgt
durch die Elemen Zur besseren Übersicht sind die Regelventile in der Ansicht oberhalb
der Umhüllung dargestellt.
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Zwischen den einzelnen Elementengruppen, der zu einem Regelventil
zugehörenden Elemente, sind Trennbleche vorgesehen zur Vermeidung von Störströmungen.
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Abb. 9 zeigt im Schnitt, Abb. lo im Grundriß dazu und in Abb. 11 in
Seitenansicht, den luftgekühlten Ölbehälter, in durch Elemente aufgelöster Form,
bei der die eigentemperatur-gesteuerten Regelventile, mit Leitungen verbunden sind,
die Regelventile dauernd durchflossen sind, der Zufluß zu den Elementen aus den
Regelventilen in Reihenfolge der Öltemperaturerhöhung erfolgt; der blabfluß aus
den Elementen über Leitungen in einen gemeinsamen Sammler erfolgt. In der gemeinsamen
Umhüllung, zwischen den ölseitig zu Gruppen zusammengefaßten Elementen, sind diese
entsprechend luftseitig abgetrennt durch Trennbleche. Zur Steigerung der Wärme übertragungsleistungen,
die durch einen intensiven Luftstrom erreicht wird, ist zur Erzeugung entsprechender
Auftriebskräfte die Umhüllung mit größerem Abstand überstehend über die Elemente
ausg
führt; die Trennbleche zwischen den Elementen sind bis an
die Oberkanten der Umhüllung als Teilbleche weitergeführt.
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Abb. 12 zeigt im Schnitt und Abb. 13 in Seitenansicht dazu einen in
Elemente aufgeteilten Ölbehälter verhältnismäßig kleinen Ölinhaltes und einer großen
Gesamtfläche zur Aufnahme und Beseitigung von verhältnismäßig großen Wärmemengen,
bei der alle zugsparenden und zugerhöhenden Maßnahmen vorgesehen sind.
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Zur Gewichtsersparnis, bei einer geringen Einbuße der Wärmeleistung,
könnte auf die Umhüllungsteile am ersten und letzten Element verzichtet werden.
Der Ölzufluß zu den Elementen erfolgt hier durch die Temperaturmessung am Zulauf
und durch eine Umsetzung der Meßergebnisse in elektrische Stell ströme für die Regelventile;
diese Stellströme entsprechende Verstellungen der Zuläufe für die Elemente in den
Regelventilen herstellen; die Regelventile also temperaturabhängig in entsprechender
Reihenfolge für den öl zulauf zu den Elementen verstellt werden.
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Es ist natürlich auch möglich, temperaturabhängig sich selbstregelnde
Regelventile vorzusehen, oder die Temperaturmessung im olabfluß vorzunehmen. zu
Abb. 1 und 2 Der Ölfluß aus dem Hydrauliksystem zum1 aus den Elementen 3.1 -3n gebildet
Ölbehälter erfolgt durch den Ölzufluß 1, der ölabfluß aus den Elementen zu dem Hydraulik
system erfolgt durch die Leitung 2. Die einzelnen Elemente 3.1 bis 3.n bilden den
Ölbehälter in der Inhalts und Oberflächen erforderlichen Größe; die Elemente sind
an einer Seite oben zuströmseitig mit den Leitungen 4 miteinander verbunden; ölabströmseitig
sind die Elemente 3.1 - 3.n an der gegenüberliegenden Seite unten über die Leitungen
5 mit dem Sammler 14 verbunden, der in den Ölabfluß 2 mündet.
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Umgeben sind die Elemente von der oben und unten offenen Umhüllung
6. Der Öleinfüllstutzen 7 ist in bekannter Ausführung (zugleich zentrale Be- und
Entlüftung) ausgeführt. Die Elemente 3.1 bis 3.n sind hier beispielsweise oben mit
den Be- und Entlüftungsrbhrsn 8 verbunden. Vor der Tfzitunq 4 oder an der innenwand
der
Elemente 3 unterhalb des minimal zulässigen Ölspiegels befestigt, befinden sich
hier die Querschnitte db Leitungen 4
9 die Bimetallklappen als Regelorgane.
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Anstelle der Bimetallklappen 9 sind auch temperaturgesteuerte (eigengesteuerte
als auch fremdgesteuerte) Regelventile mit den gleichen Funktionen vorsehbar. In
den Elementen 3.1 bis 3.n sind im unteren Bereich je ein Trennblech 10 vorgesehen;
die beiden gebildeten Räume 12/13 sind/werden durch eine - oder mehrere - darin
befindliche Bohrung(en), als Blenden 11 ausgeführt, verbunden; die einen kleinen
Strömungswiderstand herstellen und der größer ist als der Strömungsverlust der Bimetallklappe
9 und der Leitung 4.
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Es ist dabei zweckmäßig - unter Beachtung, daß der Strömungswider
stand der Blende 11 größer ist als der der Bimetallklappe 9 und der Leitung 4 -
den Blendendurchmesser im Ölströmungsverlauf durc die Elemente 3.1 - 3.n zu vergrößern,
und dabei den strömungswiderstand allmählich kleiner zu machen. Bei entsprechender
Wahl der Leitungen 5, können die Leitungen 5 drossel- oder strömungsausgleichende
Funktionen übernehmen, unter Wegfall der Trennblech 10 mit den Blenden 11.
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Beim Anfahren der Hydraulikanlage aus dem kalten Zustand deckt die
Bimetallkappe 9.1 den Querschnitt zu der Leitung 4 vor dem Element 3.2 ab, das Öl
wird aus dem oberen Raum 13 über die Blende(n) 11 im Trennblech 10 in den unteren
Raum 12 des ersten Elementes 3.1 und weiter über die Leitung 5, Sammler 14 direkt
zu dem ölabfluß 2 geführt. Bedingt durch den äußerst kleinen öl in halt des Elementes
3.1 und des direkt zu dem Olabfluß 2 geführter Ölstromes erwärmt sich das Öl rasch
auf Temperaturen, die gering unterhalb der Betriebstemperatur liegen. Die sich verbiegende
Bimetallklappe 9.1 im ersten Element 3.1 gibt den Zufluß zu der Leitung 4 frei,
ein Teilölstrom fließt durch die Leitung 4 in da.
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Element 3.2. Die Bimetallplatte 9.2 vor dem Element 3.3 ist noch (fast)
geschlossen, der Teilölstrom gelangt über Blende 11 des Elementes 3.2 der Leitung
5 in den Sammler 14; von wo die Teilströme vermischt aus den Elementen 3.1 und 3.2
zum Ölabfluß 2 ge langen.
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Bei weiteren Wärmeanfall im Hydrauliksystem, die sich in einem Ansteigen
der Temperatur des ankommenden Öl stromes bemerkbar
machen, öffnen
die folgenden Bimetallklappen 9.3 bis 9.n in den Elementen 3.3 bis 3.n nach Bedarf
in der Reihenfolge, es finden dann entsprechende Durchflüsse in den entsprechenden
Teilmengen in den Elementen 3 statt. Den Blenden 11, oder den entsprechenden dimensionierten
Rohren 5, fällt die Aufgabe zu, die Teilströme in die Elemente 3.1 bis 3.n in gleichen
Mengen zu halten. Es ist zweckmäßig, den offnungspunkt der Regelorgane zur Leitung
4 vor dem ersten Element 3.1 zum letzten Element 3.n stufenweise um kleine Temperaturhöhen
zu steigern.
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Mit der Öltemperaturerhöhung im Element 3.1 bzw. 3.2 bis 3.n findet
gleichzeitig eine Lufttemperaturerhöhung zwischen den Elementen zu der Umgebungslufttemperatur
statt; sie wird spezifisch leichter als die spezifisch schwerere Umgebungsluft außerhalb
der Umhüllung 6. Der Unterschied der spezifischen Gewichte der Luftmengen und der
Einfluß der Bauhöhe der Elemente3mit der Umhüllung 6 bewirkt einen Luftstrom nach
oben, der zu einer wesentlich besseren Kühlung der Elementenwandungen führt, als
dies in ruhender Luft möglich wäre.
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Die Elemente mit ihren wärmeabgebenden Flächen sind hier wie bei den
anderen Abbildungen für den Erfindungsvorschlag so ausgelegt, daß von ihnen eine
bestimmte Ölwärmemenge an die Luft abgegeben werden kann, mit dem von der Lufttemperatursteigerung
erzeugten Auftrieb, bei dem entsprechend gewählten Luftquerschnitte zwischen den
Elementen, wird die Wärmemenge in erzeugten Luftstrom nach oben weggeführt.
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Der Luftstrom erzeugt am Ein- und Austritt und auch zwischen den Elementen
einen Strömungsverlust, der mit dem Auftrieb in Einklang steht.
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Vorteilhaft ist es, daß keine (falschen) Luftströme von noch kalten
Elementen zudringen, die den Luftauf trieb stören; zur Leistungssteigerung der Wärmeübertragung
sind deshalb zwischen den einzelnen Elementen 3 Trennbleche 15 vorgesehen, die mit
der Umhüllung 6 dicht abschließen (auf den rechten Zeichungshälften dargestellt).
Somit entsteht zwischen den Elementen voneinander unabhängige und ungestörte Luftströmungen.
zu
Abb. 3 und 4 Zur Vereinfachung der baulichen Gestaltung und zur Gewichtsersparnis
übernehmen die Stirnseiten der Elemente, als auch die Längsseiten des ersten und
letzten Elementes Aufgaben (Teile) der Umhüllung; zwischen den Elementen sind Verbindungsbleche
16 vorgesehen, Trennbleche zur Bildung von Einzelkanälen für die ungestörte Auftriebserzeugung
sind in Wegfall gekommen.
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Die Elemente 3.1 bis 3.n sind ölzulaufseitig verbunden durch an den
Elementenstirnseiten angebrachten temperaturgesteuerten Regelorgane 19.1 - 19.n,
die hier als Regelventile ausgebildet sind (unterhalb des minimal zulässigen ölspiegels
in den Elementen), mit daran anschließenden Leitungen 4
den folgenden Elementen 3.2 - 3.n außen etwas tiefer als die Regelventile 19.2 -
19.nlSoildicht befestigt sind.
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Ölseitig abströmend zum Hydrauliksystem sind die Elemente 3.1 bis
3.n auf der Unterseite und der gegenüberliegenden Seite des Ölzulaufes durch Stutzen
20 miteinander verbunden.
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Auf der Unterseite der Innenräume der Elemente 3.1 bis 3.n sind diesegem.
Abb. 1 und 2 beschriebenen durch Trennbleche 10 - mit Blenden 11 versehen - getrennt.
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Diese Ausbildung ist geeignet, bei breiten Elementen 3 (relativ großer
Öl inhalte) geringen luftseitigen Abständen zwischen den Elementen 3.1 bis 3.n und
gemäß rechnerischen Ermittlungen bei geringeren Außenlufttemperaturen. Der Ölzulauf
aus dem Hydrauliksystem erfolgt über den Ölzufluß 1 in das Element 3.1. Im kalten
Zustand oder noch von der Betriebstemperatur des Öles entfernt, ist das Regelventil
19.1 sowie die folgenden Regelventile bis 19.n geschlossen zur Leitung 4; das Öl
gelangt aus dem Oberraum 12 über die Blende 11 in den Unterraum 13 des Elementes
3.1, von wo es über den Olabfluß 2 wieder zum Hydrauliksystem gelangt. Bei nahezu
oder auf Betriebszustand erwärmten Öl gelangt ein Teil strom durch das nun geöffnete
Regelventil 9.1 und über die Leitung 4 in das 2. Element 3.2, von wo es über den
Stutzen 20 wieder in das Unterteil des Elementes 3.1 gelangt; beide Teilströme aus
dem Element 3.1 und 3.2 vereint und vermischt, dann zum blabfluß 2 gelangen. Bei
weiterer geringfügig
ansteigender Öl temperatur öffnet das Regelventil
19.2 des Elementes 3.2, damit wird ein Teilstrom über die Leitung 4 zum Element
3.3 geleitet; dieser Teilstrom gelangt durch Blende 11 und den Stutzen 20 in den
unteren Raum 12 des Elementes 3.2; vermischt mit den Teilströmen des Elementes 3.2,
über den Stutzen 20, gelangen die vereinten Teilströme zum unteren Raum 12 des Elementes
3.1. Bei weiteren geringfügingem Ansteigen der Öl temperatur öffnen die folgenden
Regelventile 19.3 bis 19.n in der Reihenfolge bedarfsweise und der Rückfluß zum
Ölabfluß 2 erfolgt analog wie vorstehend beschrieben. zu Abb. 5 und 6 Die verhältnismäßig
dünnen Elemente 3.1 bis 3.n sind an den Unter- und Oberseiten keil- bzw. dachförmig
ausgebildet, zur Vermeidung von Ein- und Ausströmungsverlusten; in denen die Luftgeschwindigkeiten
weitgehendst verlustfrei in den gebildeten Kanal zwischen den Elementen 3.1 bis
3.n beschleunigt oder verzögert werden. Auf der rechten Bildseite (der Abb. 5/6)
sind die Elemente 3 auch an den schmalen Seitenteilen keilförmig zulaufend ausgebildet.
Auf der linken Oberseite und der rechten Unterseite des Grundrisses sind die Elemente
3.1 bis 3.4 bzw. 3.5 bis 3.n beispielsweise dicht anliegend an die Umhüllung 6 ausgeführt;
auf der linken Unterseite und rechten Oberseite des Grundrisses werden beispielsweise
die Elemente (3.1 bis 3.n) zur Umhüllung 6 mittels elastischer Dichtstreifen 21
zu getrennten luftführenden Kanälen abgedichtet. Die Dichtstreifen nehmen die unterschiedlichen
Wärmedehnungen auf zwischen den Elementen 3.1 bis 3.n zur Umhüllung 6 (Vermeidung
von Wärmespannungsgeräusch). Die Regelventile 19.1 bis 19.n und die Leitungen 4
sind auf den Innenseiten der verhältnismäßig dünnen Elemente 3.1 bis 3.n angebracht.
Bei flachen Regelventilen und bei langen Regelventilen durch Hineinragen in die
Elementenräume 3.1.- 3.n lassen sich die Abstände zwischen den Elementen entsprechend
verkleinern. So ist es möglich, auf beengten/beschränkten Grundflächen bei bedarfsmäßig
großem Gesamtölinhaltsbedarfs und verhältnismäßig geringen Ölinhaltes der Einzelelemente
3.1 bis 3.n eine große wirksame Heizfläche zur Wärmeübertragung der
Ölwärme
an die Luft unterbringen.
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Durch die flache/dünne Form und bei allseitig spitz zulaufenden Elementenenden
lassen sich die Elemente durch einen Arbeitsgang pressen und durch anschließendes
stumpfes Zusammenschweißen fertigungsgerecht und einfach herstellen.
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Die Elemente 3.1 bis 3.n sind hier beispielsweise mit einer gemeinsamen
Sammelentlüftungsleitung 22 und mit den Entlüftungsnippeln 23 verbunden. Die Elemente
3.1 bis 3.n sind ölseitig mit dem ölabfluß 2 über den Sammler 14 mit den Leitungen
5 verbunden in der Funktion nach der Beschreibung für Abb. 1 und 2. Entsprechend
eng dimensionierte Leitungen 5 über nehmen die Funktion der Blenden 11 der vorhergehenden
Abb. 1 bis 4 zur gleichmäßigen Beaufschlagung mit Öl in den Elementen 3.1 bis 3.n.
zu Abb. 7 und 8 Außerhalb der den Ölbehälter bildenden Elemente 3.1 bis 3.n und
der Umhüllung 6 sind am blzufluB 1 als Rege) organe die Regelventile 19.1 bis 19.n
angebracht. Die Regelventile sind einmal abströmseitig temperaturgesteuert verbunden
durch die Leitungsstücke 18.1 bis 18.n; das zweite Mal sind die Regelventile 19.1
bis 19.n abströmseitig nicht temperaturgesteuert mit den Anschlußleitungen 24.1
bis 24.n und diese mit den davon abzweigenden Anschlußstücken 25 mit den Elementen
3.1 bis 3.n verbunden.
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Wobei hier beispielsweise das Regelventil 19.1 (temperaturunabhängig)
dauernd mit der Anschlußleitung 24.1 und daran anschlie-Benden Anschlußstücke 25
mit dem Element 3.1 verbunden ist.
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Das folgende Regelventil 19.2 ist zunächst mit dem Leitbngsstück 18.1
am und vom Regelventil 19.1 temperaturgesteuert verbunden, dann weiter temperaturungesteuert
mit den Elementen 3.2 und 3.3 über die Anschlußleitung 24.2 mit den Anschlußstücken
25 verbunden, ferner temperaturqesteuert vom Regelventil 19.2 schließt das Leitungsstück
18.2 en. Das weiter folgende Regelventil 19.3 ist in derselben Art mit den Elementen
3.4 bis 3.6 verbunden, desqleichen das Reqelventil 19.4 mit weiteren 3 Elementen
(3.7
bis 3.9) undtdas Regelventil 19.n mit den le-tzten 4 Elementen 3.10 - 3.n verbunden.
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Zur Ersparnis kann das letzte Regelventil (hier 19.n) in Wegfall kommen,
indem das vorletzte Leitungsstück (hier 18.4) direkt über die Anschlußleitung 24.n
mit den Anschlußstücken 25 zu den Elementen 3.10 - 3.n führt.
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Es ist natürlich möglich, entsprechend des Ölwärmeanfalles mehr oder
weniger Elemente zu verwenden, als auch eine andere luftseitige und ölseitige Aufteilung
der Ölströme zu wählen.
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Der Ölstrom zum olab-fluß 2 aus den Elementen 3.1 bis 3.n erfolgt
durch die Unterseiten der Elemente mittels der Stutzen 20 die zwischen den Elementen
(3.1 bis 3.n) angebracht sind.
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Die Ent- und Belüftung zur Erzielung eines fast gleichen Ölspiegels
in den Elementen 3.1 bis 3.n erfolgt durch die Be-und Entlüftungsrohre 8 zwischen
den Elementen.
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In den oben und unten offenen Umhüllungen 6 sind vorteilhafterweise
zwischen den getrennt ölbeaufschlagten Elementengruppen 3.1, 3.2 bis 3.3, 3.4 bis
3.6, 3.7 bis 3.9 und 3.10 bis 3.n Trennbleche 15 vorgesehen, die der Zuleitung durch
die Regelventile 19.1, 19.2, 19.3, 19.4 und 19.n und der gruppenmäßigen Zusammenfassung
der Elemente entsprechen. Sie dienen dazu, daß die Lufttemperatur und damit die
Auftriebskräfte in den ölbeaufschlagten Elementen oder Elementengruppen nicht durch
kältere Luft der nicht mit (heißem) Öl beaufschlagten Elemente gestört wird.
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Der Anfahrvorgang aus dem kalten Zustand oder der Betrieb mit noch
nicht im erforderlich betriebswarmen Zustand der Hydraulikanlage erfolgt wie folgt
beschrieben: Zunächst sind die Regelventile 19.1 bis 19.n zu den Abgängen/ Anschlüssen
zu den Leitungsstücken 18.1 bis 18.n geschlossen, lediglich der Abgang im Regelventil
19.1 zur Anschlußleitung 24.1 mit dem daran anschließenden Anschlußstück 25 ist
geöffnet und das Element 3.1 wird vom vollen Ölstrom durchflossen. Bei nahezu betriebswarmen
Zustand öffnet das Regelventil 19.1 abfußseitig den Abgang zum Leitungsstück 18.1,
das einen Teilstrom zum Regelventil 19.2 leitet und dieses Regelventil zunächst
den Teil strom über den Abgang zu der Anschlußleitung 24.2 in weiteren Teilströmen
über die Anschlußstücke 25 zu den hier beispielsweise gewählten 2 Elementen 3.2
und 3.3 leitet.
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Der Teilölstrom aus dem Element 3.3 unter Mitnahme des Teilstromes
von Element 3.2 gelangen über die Stutzen 20 zum Element 3.1 1von wo die Teilströme
vereint zum Ölabfluß 2 gelangen.
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Bei weiteren geringfügigen Ansteigen der Öl temperaturen öffnen die
folgenden Regelventile von 19.2 bis 19.n sinngemäß die Abgänge zu den Leitungsstücken
18.2 - 18.4 und wie vorher beschrieben strömt das Öl in kleinen Teilströmen in die
Elemente 3.4 - 3.n und gelangt über die Stutzen 20 und die Unterseiten der unteren
Elementenräume zum ölabfluß 2. Bei den Regelventilen können bekannte handelsübliche
Bauarten verwandt werden.
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Evtl. zunächst unterschiedliche Ölstandshöhen in den Elementen gleichen
sich durch entsprechenden stärkeren Fluß zwischen den Elementen über die Stutzen
20 aus. Die Luft um das ölbeaufschlagte Element 3.1 erwärmt sich rasch zunehmend,
es entsteht noch bei niedrigen Öltemperaturen bereits ein Luftstrom zur Ölkühlung,
der mit der steigenden Öl temperatur steigt. Bei den weiteren folgenden Elementen
3.2 bis 3.n erfolqt die Lufterwärmuna nach
der Zuschaltung der Elemente an den Elementenseiten ebenfalls intensiv, die wiederum
einen verstärkten Luftzug mit steigendem Wärmeübergang von der Elementenwand an
die Luft und damit eine bessere Ölkühlung bewirkt. Die Trennbleche 15 zwischen den
einzelnen Ölbeaufschlagten Elementengruppen, mit dichter Befestigung an der Umhüllung
6 vermeiden ein Zustrom von kälterer Luft von nicht ölbeaufschlagten Elementen und
damit wird die volle Zugwirkung der warmen Luft in den gebildeten Einzelschacht
erhalten. zu Abb. 9, 10 und 11 Zur besseren Darstellung sind die Regelventile in
der Ansicht nach oben versetzt gezeichnet. Im Prinzip ist die in diesen Abb. gezeigte
Funktion der Ölkühlung und der Lufterwärmung ähnlich den bei Abb. 7 und 8 beschriebenen.
Die Ummantelung 6 ist höher ausgeführt und die Trennbleche 15 sind ebenfalls höher
als weiteres Leitblech 29 ausgebildet. Dies dient zur Bildung von Einzelkaminen
oder Einzelumhüllungen der ölbeaufschlagten Gruppe 6 zur Erzeugung eines verstärkten
Luftzuges.
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Der ölseitige Abfluß aus den Elementen 3.1 - 3.n erfolgt dem bei den
Abb. 1/2 und 5/6 beschriebenen.
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Der zusätzliche Unterschied besteht in der beispielsweise andren Ölbeaufschlagung
der Elemente durch die Regelventile, daß eine andere Schalt-Charakteristik der Regelventile
19.n - 19.1 verwendet wird. Es können auch Regelventile 19 nach Abb. 7 und 8 benutzt
werden, bei denen die Abgänge vertauscht werden unter Beachtung der OffnungscharakteristikRúnterschiedlichen
Öltemperaturen. Dadurch, daß alle Regelventile 19.n bis 19.1 ölseitig immer durchströmt
werden1 sind sie gleichmäßig erwärmt, können daher kurzfristig bei auftretenden
Öltemperaturveränderungen mit ihren Abgängen und Anschluß leitungen 24 zu den Elementen
schnell ansprechen; entsprechend
öffnen oder schlie-Ben (außer dem Regelventil 19.1, das abströmseitig ebenfalls
immer mit Leitungsstück 18.1 zum Element 3.1 geöffnet ist).
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Die Regelfähigkeit der Einrichtung wird dadurch günstiger.
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Bei noch kalte Ölstrom sind die Abgänge der Regelventile 19.n bis
19.1 mit den Anschlußleitungen 24.n - 24.1 zu den Elementen 3.n - 3.2 geschlossen
(bei immer geöffneten Abgang des Regelventiles 19.1 mit Leitungsstück 18.1)i das
Öl gelangt in das Element 3.1 und wird daher etwas gekühlt über die Leitung 5 in
den Sammler 14 geleitet. Die Kühlleistung infolge kleiner Temperaturdifferenz zwischen
Öl und Luft ist etwas geringer als das Wärmeangebot aus der Hydraulikanlage, daher
tritt ein rasches Ansteigen der Öltemperatur auf. Beim Ansteigen der Öltemperatur
auf nahezu Betriebstemperatur schaltet das Regelventil 19.1 einen Teilstrom über
seinen 2. Abgang in die Anschlußleitung 24.1 und weiter über die davon abgehenden
Anschlußstücke 25 in die Elemente 3.2 und 3.3.
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Bei weiterem Ansteigen der Öl temperaturen öffnen in der Reihenfolge
und bei Bedarf die Regelventile 19.2 bis 19.n die Abgänge zu den Anschlußleitungen
24.2 bis 24.n, die Ölströme gelangen in entsprechenden Teilmengen über die Anschluß
stücke 25 in die Elemente 3.4 bis 3.n, gekühlt über die Leitungen 5 zum Sammler
14; von da über den ölabfluß 2 geregelt und gekühlt in das Hydrauliksystem. Vorteilhafterweise
- zur Einsparung von Regelventilen - sind auch hier an ein Regelventil 19 mehrere
Elemente
gruppenweise geschaltet. Hier beispielsweise die Paarung der Elemente mit den Regelventilen
gewählt: Regelventil 19.1 mit dem 1. Abgang zu dem Element 3.1, mit dem 2. Abgang
zu den Elementen 3.2 und 3.3, mit dem Regelventil 19.2 zu den Elementen 3.2 und
3.3, mit dem Regelventil 19.2 zu den Elementen 3.4 - 3.6, mit dem Regelventil 19.n
zu den Elementen 3.7 - 3.n. Andere Paarungsmöglichkeiten der Regelventile mit den
Elementen sind möglich, auch die Anzahl der Regelventile.
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Zweckmäßigerweise sind die Elemente 3.1 bis 3.n luftseitig in gleiche
Elementengruppen durch Trennbleche 15 und daran verbundene Leitbleche 29 zusammengefaßt,
wie die ölseitige Beaufschlagung der Elemente 3.1 bis 3.n. zu den Abb. 12 und 13
Die Elemente 3.1 - 3.n befinden sich in einer gemeinsamen Umhüllung 6, an die gemeinsame
Umhüllung setzt sich fort die (diffusorartige) Erweiterung 28; mit einem Winkel
d an den Längsseiten bis zu 200 (Grenze der Ablösung der Strömung von der Wand und
beginnende Wirbelbildung). An den Elementenenden, an den Grenen der gemeinsamen
ölbeaufschlagten Elementengruppen schließen sich bis in die Höhe der Erweiterung
28 obere Leitbleche 29 an. Die Wandungen der Leitbleche 29 untereinander bzw. zu
der Erweiterung 28 schließen Winkel bis zu max. 35 0 ein.
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An der Lufteintrittsseite zu den Elementen 3.n - 3.1 befindet sich
ein nach unten stark erweiterter Trichter 27; an den Grenzelementen der voneinander
getrennt ölbeaufschlagten Elementengruppen schließen sich nach unten zur Eintrittsseite
der Luft hi2 untere Trennbleche 26 an, sie sind dabei zur Eintrittsseite hin gegeneinander
abgeneigt.
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Zur Aufnahme unterschiedlicher Wärmedehnungen der unterschiedlich
beaufschlagten Elemente sind zwischen Elementenspitze (3) und Umhüllung (6) elastische
Dichtstreifen 21 angebracht.
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Der Sinn der Erweiterung 28 mit den Leitblechen 29 und des Trich ters
27 mit den Trennblechen 26 und der spitz zu- und ablaufenden Elementenenden ist
der, eine strömungsverlustarme Zu- und Abströmung der Kühl luft zu erreichen; der
nahezu strömungsverlus armen Beschleunigung der Luftgeschwindigkeit bis zwischen
die Elemente zu erzielen und der verlustarmen Verzögerung der Kühllu
nach
den Elementen und am Austritt zu erzielen; verbunden mit einer Erhöhung der Luftantriebskräfte
durch Vergrößerung der wirksamen Auftriebshöhe.
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Zur Gewichts- und Fertigungsersparnis - bei geringen Einbußen der
Wirksamkeit der Einrichtung - ist es möglich, die Umhüllung 6 (als einfache Verdeckung)
am ersten und letzten Element (3.1 - 3.n) enden zu lassen und die Erweiterung 28
und den Trichter 27 direkt an den Spitzen des ersten und letzten Elementes (3.1,
3.n) beginnen zu lassen.
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Die Regelventile 19.1 - 19.n - nach dem ÖIzufluß 1 - erhalten in diesem
Beispiel in bekannter Weise ihren Verstellimpuls über eine Meßleitung 32 von einer
Meßstelle 31 im Ölzufluß. Es ist auch möglich, mit dem ähnlichen Wirkungseffekt,
die Meßstelle 31 in dem 0plus 2 vorzusehen. Die Regelventile 19.1 - 19.n können
dabei nach den Erläuterungen für Abb. 7 und 8 angeordnet sein oder nach der Anordnung
und Wirkungsweise gemäß den Abb.
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9 - 11.
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Der Ölabfluß zum Hydraulik system aus den Elementen erfolgt wie für
die Abb. 1 und 2, 3 und 4 beschrieben.
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Die Elemente mit ihren wärmeabgebenden Flächen, gemäß des Erfindungsgegenstandes,
werden so ausgelegt, daß die zu beseitigende maximale Ölwärme mit dem möglichen
abzuführenden erwärmten Luftstrom in Übereinstimmung steht; das geschieht auslegungsgemäß
(rechnersich und/oder graphisch) dadurch, daß der Luftauftrieb durch die Lufterwärmung
in Ubereinstimmung steht zum Strömungsverlust; gleichzeitig die durchströmte erwärmte
Luftmenge, gegeben durch den Abstand der Elemente zueinander mit der Luftgeschwindigkeit,
im Einklang stehen zur möglichen Lufterwärmung durch das Clwärmeangebot.
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In erster Annäherung gilt für die Gestaltung der Einrichtung: Der
Luftauftrieb steigt mit der Differenz der spez. Gewichte der Luft außerhalb und
innerhalb der Elemente; das spez. Gewicht der Luft nimmt ab umgekehrt proportional
der absoluten Lufttemperatur; der Luftauftrieb steigt proportional zur Elementen-
bzw.
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Umhüllungshöhe. Die Wärmeabführung bzw. der Wärmeübergang zwischen
Elementenwandung und Luft nimmt proportional zu mit der Vergrößerung der Elementenfläche,
der Vergrößerung der Temperaturdifferenz
zwischen Elementenwandung
und vorbeistreichender Luft und einer Wärmeübergangszahl zwischen Elementenwandung
und strömender Luft. Die Wärmeübergangszahl nimmt zu - bei gleichen Abmessungen
der Elemente und Elementenabstände - proportional der Geschwindigkeitszunahmen der
Luft. Die Luftgeschwindigkeit nimmt zu mit der Quadratwurzel der Luftauftriebssteigerung.
Für den Wärmeübergang ist noch von Bedeutung die Abmessungen des durch die Elemente
gebildeten Luftstromes (hydr. Durchmesser); wobei größere Elementenabstände günstigere
Wärmeübergangszahlen ergeben.
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Die Strömungsverluste (einschließlich Ein- und Austrittsverluste)
mit dem Quadrat der Luftgeschwindigkeitszunahmen zunehmen Je nach den Gegebenheiten
kann bei hohem Freiraum über den Erfindungsgegenstand eine hohe Umhüllung, mit hohen
Zugangeboten, bei schmalen Elementen gewählt werden, bei verhältnismäßig geringer
Elementenzahl und geringer Grundfläche; bei niedrigen Freiräumen und möglichen niedrigen
Umhüllungen, bei niedrigen Zugangeboten, geringen möglichen Zugverlusten und reduzierten
Wärmeübergang, verhältnismäßig breite Elemente in einer größeren Anzahl und dabei
gröBem Grundflächenbedarf.
- Leerseite-