DE3400883C2 - Ölbehälter-Kühlerbaueinheit - Google Patents

Abstract

Das Volumen des Ölbehälters einer stationären oder mobilen Hydraulikanlage wird auf eine Anzahl plattenförmiger, hochkantstehender Hohlkörper verteilt, wobei der erste ständig im Ölkreislauf der Anlage liegt und die folgenden Hohlkörper einzeln und/oder gruppenweise mittels Regelventilen, die entweder fremdgesteuert oder selbststeuernd bei von Ventil zu Ventil geringfügig zunehmender Öltemperatur schalten, einzeln oder gruppenweise in den Ölkreislauf eingeschaltet werden, wobei ein in Zuschaltrichtung abnehmender Ölabflußwiderstand der einzelnen Hohlkörper dafür sorgt, daß der Ölstrom gleichmäßig auf alle eingeschalteten Hohlkörper verteilt wird und wobei eine Umhüllung und aerodynamisch optimierende An- und Einbauten dafür sorgen, daß zwischen den Hohlkörpern Luftauftriebskamine entstehen, die eine verlustarme Luftkonvektionsströmung zur Ölkühlung erzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ölbehälter-Kühlerbauein-

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heit für stationäre oder mobile Hydraulikanlagen zur Aufnahme des zum Betreiben der Hydraulikanlage erforderlichen ölvorrats und zu dessen Kühlung, die verhältnismäßig dünne, plattenförmige Elemente aufweist, welche in einer Umhüllung angeordnet sind, die einen Luftauftriebskamin zur Bildung eines aufsteigenden Kühlluftstromes begrenzt, wobei der ö'strom durch die Elemente mittels eines temperaturabhängig arbeitenden Regelventiles beeinflußbar ist, mit einem zur Be- und Entlüftung dienenden Öleinfüllstutzen sowie mil einem von d«r Hydraulikanlage kommenden, als Zuleitung ausgebildeten ölzulaufsiutzen und mit einem zur Hydraulikanlage führenden, als Ölablaufleitung dienenden ölablaufstutzen.

Eine Ölbehälter-Kühlerbaueinheit der eingangs genannten Art ist durch die DE-PS 32 02 192 bekannt geworden. Diese Einheit zeichnet sich durch einen verhältnismäßig kleinen ölbehälter und einen dazu parallel schaltbaren Ölkühler aus. Der ölkühler wird von einem Luftstrom beaufschlagt, der durch eigenen Auftrieb erzeugt wird — also ohne Fremdenergie. Temperaturgesteuerte Regelventile steuern den Ölfluß im erforderlichen Umfang zu den oder von den ölkühlern.

Gemäß der vorgenannten Patentschrift ist das Regelventil zwischen zwei voneinander getrennten Hälften eines liegenden, zylindrischen Ölbehälters eingebaut. Beide Zylinderhälften sind mit einem darunterliegenden Ölkühler verbunden. Das temperaturgesteuerte Regelventil regelt den öldurchfluß durch den Kühler oder zu der zweiten Zylinderhälfte des Behälters. In der zweiten Zylinderhälfte, die mit einer Ableitung zur Pumpe fü'jrt, vermischen sich beide Ströme vor der Ableitung.

Gemäß der DE-PS 32 02 192 liegt der Ölbehälter und der Ölkühler zusammen in einem Luftschacht. Der Ölbehälter selbst kann aber im Sinne der Hydraulik nicht als Kühler angesehen weden, weil seine wärmeabgebende Oberfläche sehr klein im Verhältnis zum Ölfassungsvermögen ist. Aber auch die Kühlelemente unter dem Behälter haben keine Behälter- oder Vorratshaltungsfunktion.

Bei der kompletten Einheit aus Behälter und Kühler gemäß der genannten DE-PS sind die Elemente des Kühlers nicht temperaturabhängig aus dem ölkreislauf mittels Regelventiles ausschaltbar. Sobald die Hydraulikanlage läuft und die Ölpumpe Öl aus dem einen Behälterieil entnimmt, sinkt die Füllhöhe in diesem Behälterteil und die größere Füllhöhe in dem anderen Behälterteil treibt Öl durch die Elemente des Kühlers. Alle Elemente des Kühlers sind immer in den ölkreislauf eingeschaltet, und zwar auch dann, wenn sie nicht von Öl durchströmt werden, z. B. weil der vorherrschende Öldruck zu klein ist, um den Strömungswiderstand der Elemente zu überwinden.

Der technische Aufwand und der Raumbedarf dieser bekannten Anlage ist bereits gering. Sie verbindet damit gleichzeitig den betrieblichen Vorteil der kürzeren Anfahrzeilen aus kalten Betriebszuständen und dem nachfolgenden Halten einer optimalen Öltemperatur bei schwankenden Betriebszuständen. Ein gewisser Bauaufwand für einen besonderen Ölkühler und für Leitungen ist trotzdem erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ölbehälter-Kühlerbaueinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die einerseits eine hohe Kühlleistung hat und andererseits in der Lage ist, auch bei stark wechselnden Lastzuständen, eine konstante, optimale öltemperatur aufrechtzuerhalten und die darüber hinaus noch kompakter aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elemente gemeinsam den gesamten Ölvorrat aufnehmen und hochstehend angeordnet sind, daß die Ölzulaufleitung ständig an das erste Element in dessen 5 oberen Bereich angeschlossen ist, daß alle Elemente in ihren oberen Bereichen über jeweils eine Leitung und Regelventil miteinander in Verbindung stehen, wobei die Regelventile temperaturabhängig nacheinander die dem ersten Element nachfolgenden Elemente mit der Ölzulaufleitung verbinden oder von dieser wieder trennen, daß der Ölaustritt jeweils aus dem unteren Bereich der Elemente erfolgt, wobei die Ölablaufleitung ständig mit allen Elementen in Verbindung steht.
Durch die Erfindung wird ein Ölbehälter geschaffen, durch den ein zusätzlicher Ölkühler einschließlich der erforderlichen Leitungen eingespart wird; der technische Aufwand ist daher geringer als bei der bekannten Anlage. Der Ölbehälter wirkt mit seinen einfach herstellbaren Elementen bzw. deren wärmeaustauschenden Oberflächen selbst als Ölkühler. Die Kühlwirkung geht weit über das hinaus, was bei der bekannten Einheit an Kühlwirkung erzielbar war.

Abgesehen davon, daß der erfindungsgemäß ausgebildete Ölbehälter Kühlleitungen hat, die bei den be-

kannten ölbehhältern bisher völlig unerreichbar waren, verfügt er noch über Betriebseigenschaften, die bisher ebenfalls nicht verwirklicht werden konnten. Dadurch, daß beim Anfahren einer Hydraulikanlage mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Ölbehälter zunächst nur eines bzw. das erste Element im Ölkreislauf liegt, ist die Verweildauer des Öles in diesem Element sehr klein und entsprechend auch die Abkühlung gering, so daß die optimale Betriebstemperatur in bisher nicht erzielbarer kurzer Zeitspanne erreicht wird. Mit zunehmender Be-

triebstemperatur des Öles schalten die Regelventile dann bedarfsmäßig nacheinander einzelne oder in Gruppen zusammengefaßt mehrere Elemente in den Ölkreislauf ein, wodurch der ölstrom aus der Zuleitung auf eine entsprechend größer werdende Anzahl von Elementen verteilt wird, und zwar jeweils abhängig von der abzuführenden Wärme, für deren Größe der Anstieg der Betriebstemperatur des Öles der Maßstab ist. Das Zuschalten der einzelnen Elemente, einzeln oder in Gruppen, führt jeweils zu einer Verdoppelung bis zu einer Vervielfachung der zuvor herrschenden Kühlleistung und garantiert ein nahezu trägheitsloses Abführen von Wärmemengen auch bei stark schwankenden Betriebszuständen der Hydraulikanlage. Ebenso rasch erfolgt aber auch das Zurückschalten, indem bei absinkender Betriebstemperatur des Öles die nicht mehr benötigten Elemente vom Ölkreislauf getrennt werden. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Betriebstemperatur des Öles unter optimale Werte sinkt.
Von wesentlicher Bedeutung ist die Bildung der Luftauftriebskamine und deren aerodynamische Optimierung; denn es sollen im Bedarfsfall, wenn erforderlich, auch große Wärmemengen ohne Zuhilfenahme energieverzehrender Antriebe abgeführt werden. Deshalb ist es wichtig, daß die einzelnen Elemente mit Hilfe der Umhüllung zwischen sich Räume abtrennen, in denen sich eine wärmeabführende und damit das Öl kühlende Luftkonvektionsströmung ausbildet, die so verlustarm wie nur irgend möglich ist. Die Gestaltung der Kamine ist wesentlich, weil bei unzureichender, d. h. verlustbehafteter Luftkonvektionsströmung, nicht genügend Wärme abgeführt werden kann, so daß die Notwendigkeit besteht, eine größere Anzahl von Elementen einzusetzen, wodurch der ölbehälter als Ganzes unnötig vergrößert

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und der Bauaufwand erhöht werden würde.

Der erfindungsgemäß ausgebildete ölbehälter läßt sich durch vorteilhafte Weiterbildungen dem jeweiligen Betriebsverhalten unterschiedlicher Hydraulikanlagen sowohl hinsichtlich seiner Funktionsweise als auch hinsichtlich des erforderlichen Bauaufwandes jeweils optimal anpassen.

So schafft die Weiterbildung nach Anspruch 2, bei der die die Elemente verbindenden Leitungen für den Anschluß an die Ölzulaufleitung unterhalb des minimal zulässigen ölspiegels vorgesehen sind und die Regelventile jeweils an der Einmündung der Leitungen angeordnet sind, einen ölbehälter mit gleichzeitigen Eigenschaften eines ölkühlers, der bei verhältnismäßig einfacher Bauweise in der Lage ist, extrem rasch und stark ausfallende Belastungsänderungen zu kompensieren. Dabei ist der Bauaufwand vergleichsweise gering und die Herstellungs- bzw. Anschaffungskosten sind niedrig, insbesondere dann, wenn die Regelventile als Bimetall-Klappenventile ausgebildet werden.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 3 ist vorgesehen, daß die Leitungen jeweils an den Stirnseiten der Elemente angeschlossen sind, wobei die öleintrittsseite jeder Leitung jeweils unterhalb des minimal zulässigen ölspiegels im Element angeordnet ist und die Leitungen schräg abfallend zum jeweils nächstfolgenden Element verlaufen und die Regelventile jeweils an der Stirnseite der Elemente zwischen Element und Öleintrittsseite der Leitung angeordnet sind.

Bei dieser Weiterbildung ergibt sich gegenüber der vorgenannten einerseits der Vorteil eines verhältnismäßig niedrigen Gewichtes, weil keine als Ganzes alle Elemente umschließende Umhüllung vorgesehen ist, sondern die Kaminbildung durch einzelne Verbindungsbleche geschaffen wird, die von Element zu Element verlaufend die Umhüllung ersetzen. Der weitere Vorteil besteht darin, daß innerhalb der Luftauftriebskamine, die zwischen je zwei benachbarten Elementen gebildet werden, keinelei Störeinbauten vorhanden sind, wie das bei der vorgenannten Ausgestaltung der Fall ist. Auch diese Ausführung des Ölbehälters mit Kühlfunktionen ist für mittlere Belastungen gedacht und vermag durchschnittlich rasche und große Lastwechsel zu kompensieren und dabei eine weitgehend konstante Ölbetriebstemperatur aufrechtzuerhalten. Dadurch, daß die Verbindungsleitungen von einem Element zum anderen jeweils an oberster Stelle des einen Elementes ausgehen und schräg abfallend zum nächsten Element verlaufen, wird erreicht, daß das Öl, das in einem jeweiligen Element die höchste Temperatur hat und sich demgemäß im oberen Bereich des jeweiligen Elementes befindet, auch in die Verbindungsleitung bzw. in das Regelventil einritt und dieses beaufschlagt. Die einzelnen Regelventile können daher jeweils Öl mit der höchsten Temperatur zum nächstfolgenden Element leiten und somit die Kühlwirkung optimieren.

Um strömungstechnisch sicherzustellen, daß die durch die Schalttätigkeit der Regelventile in den Ölkreislauf zugeschalteten zusätzlichen Elemente vom Öl auch angenommen bzw. mit gleicher Intensität in den Kreislauf eingeschlossen werden, ist gemäß Anspruch 4 vorgesehen, daß die Elemente zur Ölablaufleitung einen von Element zu Element in Zuschaltrichtung derselben abnehmenden Abflußwiederstand aufweisen.

Dadurch, daß der Abflußwiderstand des Öles beim ersten von der Zuleitung angeströmten Element am größten ist und bei den jeweils einzeln oder in Gruppen zugeschalteten weiteren Elementen stufenweise abnimmt, ergibt sich die gewünschte gleichmäßige Auftei lung der Ölströme über alle jeweils in den Kreislauf des Öles eingeschalteten Elemente. Erfindungsgemäß werden zwei Alternativmaßnahmen angeboten, um dieses Fließverhalten des Öles zu erzielen. Gemäß Anspruch 5 bzw. 6 ist vorgesehen, daß die Elemente innen ein zur Ober- oder Unterfläche paralleles Trennblech aufweisen, wobei die Trennbleche mit mindestens einer blendenartigen Öffnung als Abflußwiderstand versehen sind oder aber es ist vorgesehen, daß an der der ölzulaufseite entgegengesetzten Seite an der Unterseite der Elemente Leitungen angeschlossen und mit einem zur ölablaufleitung führenden Sammler verbunden sind, wobei die Leitungen den Abflußwiderstand aufweisen.

Unabhängig davon, ob die einzelnen Elemente ölabflußseitig unmittelbar miteinander verbunden sind oder über die Leitungen an einen Sammler angeschlossen sind, ergibt sich auf jeden Fall, daß das aus den einzelnen Elementen abfließende gekühlte öl entweder in den verbindenden Leitungen oder aber im Sammler eine Mischtempeatur erreicht, die einheitlich ist, bevor das abfließende öl in die ölabflußleitung gelangt. So können ggfs. auftretende unterschiedliche Temperaturen des aus unterschiedlichen Elementen ausfließenden gekühlten Öles auf ein Durchschnittsniveau gebracht werden.

Die Weiterbildung nach Anspruch 7 betrifft eine Ausführung, die sich für extrem starke Belastungsschwankungen der Hydraulikanlage, d. h. auch für entsprechend starke Schwankungen des Wärmeanfalles, der abzuführen ist, eignet. Diese Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, daß alle Regelventile neben der Einlaßöffnung und der temperaturabhängig steuerbaren Auslaßöffnung eine weitere Auslaßöffnung aufweisen, wobei die ölzulaufleitung mit der Einlaßöffnung des ersten Regelventils und dessen weitere Auslaßöffnung mit dem ersten Element verbunden ist, während die Einlaßöffnungen der nachfolgenden Regelventile jeweils mit der steuerbaren Auslaßöffnung des vorangehenden Regelventils und die weiteren Auslaßöffnungen jeweils über Anschlußstücke mit wenigstens eine, vorzugsweise zwei oder mehreren der Elemente verbunden sind.

Wie schon zuvor, hat diese Ausführung den Vorteil, daß die einzelnen Luftauftriebskamine durch innere Einbauten nicht beeinträchtigt werden. Die von den einzelnen Regelventilen ausgehenden Anschlußleitungen führen zu Anschlußstücken, die zumindest ein, vorzugsweise zwei oder mehr Elemente mit betriebswarmem Öl versorgen. Die Stufung wird dabei nach den Betriebszuständen, die von einer Hydraulikanlage zu erwarten sind, gewählt. Es können in den ersten zuzuschaltenden Elementengruppen jeweils gleichmäßig beispielsweise zwei oder mehrere Elemente zu einer Gruppe zusammengefaßt und erst in den letzten zuzuschaltenden Stufen progressiv größere Anzahlen von Elementen zu einer Gruppe zusammengefaßt werden. Diese Ausgestaltung hat darüber hinaus den Vorteil, daß sie zu einer Einsparung der Zahl benötigter Regelventile führt. Daß auch bei dieser Ausgestaltung die Abflußwiderstände der einzelnen Elemente einzeln bzw. gruppenweise abnehmen, versteht sich von selbst.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 8 ist eine Ausgestaltung verwirklicht, bei der die Betriebstemperatur des Öles auch bei extrem starken und extrem raschen Änderungen der Belastung bzw. Größe der anfallenden Wärmemengen konstant gehalten werden kann. Dies wird erreicht, indem alle Regelventile neben der Einlaßöffnung und der temperaturabhängig steuerbaren Aus-

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laßöffnung eine weitere Auslaßöffnung aufweisen, wobei die ölzulaufleitung mit der Einlaßöffnung des letzten Regelventils und die weiteren Auslaßöffnungen der Regelventile jeweils mit den Einlaßöffnungen der vorangehenden Regelventile verbunden sind, wobei die weitere Auslaßöffnung des ersten Regelventils mit dem ersten Element und die temperaturabhängig steuerbaren Auslaßöffnungen der Regelventile über Anschlußleitungen jeweils mit einem, vorzugsweise zwei oder mehr der nachfolgenden Elemente verbunden sind.

Bei der vorgenannten Ausbildung werden die einzelnen Regelventile gewissermaßen von hinten her, d. h. vom zuletzt zuschaltenden Regelventil aus, mit dem betriebswarmen öl beaufschlagt, das öl durchströmt alle Regelventile, bis es zum ersten Element gelangt, welches ständig in üblicher Weise in den ölkreislauf eingebindungsblechen besteht.

Eine weitere Optimierung wird gemäß Anspruch 12 dadurch erreicht, daß innerhalb der Umhüllung und gleich hoch wie diese Teilerbleche parallel zu den EIementen angeordnet sind.

Bei dieser Weiterbildung wird die volle Kühlleistung aller in Betrieb befindlicher Elemente gesichert. Es würde nämlich kein optimaler Luftstrom entstehen, wenn einer der Luftauftriebskamine seitlich von einem mit heißem Öl durchflossenen Element und auf der anderen Seite von einem nicht in den Kreislauf des Öles eingeschalteten, also vergleichsweise kalten Element, begrenzt wird. Es würden sich schädliche Störungen einstellen, d. h„ die Luftkonvektionsströmung würde nicht optimale Größen erreichen und damit würde die Kühlleistung der sog. Grenzelemente, die jeweils ein letztes von Öl durchströmtes Element darstellen und einem gewissermaßen kalten Element benachbart sind, reduzieren. Die Teilerbleche, die gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 12 vorgesehen sind, verhindern diese Störungen und Nachteile, indem sie entweder die einzelnen, vorzugsweise die Gruppen zusammengefaßter Elemente hinsichtlich der Lufaufftriebsströmung strömungstechnisch voneinander trennen.

Eine weitere Optimierung der Luftströmung wird gemäß Anspruch 13 dadurch erzielt, daß im Einströmbereich und Abströmbereich der Kühlluft über die Elemente hinausragende, trichterförmige, dicht mit der Umhüllung und den Teilerblechen verbundene, sich nach außen öffnende Trichter angeordnet sind.

Durch das trichterförmige Erweitern der über die Oberkanten der Elemente hinausragenden Bereiche der Umhüllung entstehen optimale Strömungsbedingungen, d. h., es wird bei der vom Öl an die Luft im Luftauftriebs-

schaltet ist. Handelt es sich um selbststeuernde, tempe raturabhängig arbeitende Regelventile, die eigene Temperaturfühler haben, so geht während der Schaltarbeit dieser Ventile im Gegensatz zu den vorgenannten Ausführungen keine Zeit beim Zuschalten zusätzlicher Elemente verloren, denn die erhöhte Betriebstemperatur des Öles liegt bereits infolge der ständigen Durchspülung der Regelventile am jeweils für die Betriebserhöhung zuständigen Regelventil an und führt dazu, daß dieses öffnet und das einzelne oder die Gruppe der angeschlossenen Elemente für den Ölfluß öffnet. Diese Ausgestaltung arbeitet daher gewissermaßen trägheitslos, denn es vergeht keine Zeit, um das Öl mit höherer Temperatur vom einen Regelventil zunächst bis zum nächsten Regelventil zu bringen, dieses auf Schalttemperatur zu erwärmen und den Schaltvorgang auszulösen.

Auch bei dieser Ausgestaltung wird, wie bei der vorgenannten Ausführung, einzeln, in Gruppen von zweien 35 kamin abgegebenen Wärme auch eine entsprechende oder dreien oder mehreren Elementen gleichmäßig optimale Aufwärtsströmung entwickelt. Aufgrund der oder progressiv zugeschaltet, je nach Betriebscharakte- " ' "

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ristik der Hydraulikanlage. Dadurch, daß auch bei dieser Ausgestaltung jeweils mehrere Elemente von einem Regelventil aus versorgt werden, ist der Bauaufwand durch die Einsparung von Regelventilen gering.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Regelventile einen in Zuschaltrichtung von Ventil zu Ventil geringfügig höheren Temperaturschaltpunkt aufweisen. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das gewissermaßen heißeste Öl an erster Stelle in seiner Fließrichtung den jeweils zugeschalteten einzelnen Elementen oder Gruppen von Elementen zugeführt wird und damit zu einer sehr raschen Abkühlung des Öles führt.

Zur Erzielung kompakter Ölbehälter mit so wenig wie möglichen Elementen und dennoch so groß wie möglicher Kühlleistung kommt es erfindungsgemäß darauf an, daß die gebildeten Luftauftriebskamine aerodynamisch bzw. strömungstechnisch optimiert sind.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 10 ist zu diesem Zweck vorgesehen, daß die Elemente wenigstens an ihren Ober- und Unterkanten, vorzugsweise auch an den Seitenkanten, abgewinkelt spitz zulaufende Oberflächen aufweisen, und daß der Spitzenwinkel an den Oberkanten maximal 35° beträgt Die Spitzenwinkel an den Unterkanten und die Spitzenwinkel an den Oberkanten mindern Ein- und Ausströmverluste und begünstigen die Konvektionsströmung.

Weiter verbessert werden kann die Kühlwirkung gemaß Anspruch 11 dadurch, daß die Umhüllung einerseits aus den beiden äußeren Elementen und andererseits aus zwischen den Elementen angeordneten Ver-

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55 erfindungsgemäßen Ausgestaltungen hat jeder einzelne Luftauftriebskamin seine optimierte trichterförmige Erweiterung oberhalb der Oberkante der Elemente, und es können keine Störungen von kalten, nicht in Betrieb befindlichen Luftauftriebskaminen ausgehen.

Bei Luftkonvektionskühlung können auch Strömungsverluste an der Lufteintrittsseite auftreten. Deshalb ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Trichter an der Unterkante der Elemente und/oder an der Umhüllung und/oder den Verbindungsblechen dicht befestigt sind.

Die Trichter optimieren die Lufteinströmung und vermeiden Wirbel und andere schädliche Erscheinungen.

Ausführungsbeispiele erfindungsgemäß ausgebildeter Ölbehälter sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

A b b. 1 und 2 eine Schema-Seiten- bzw. -Draufsicht auf eine einfache erste Ausführungsform des Ölbehälters,

A b b. 3 und 4 eine Schema-Seiten- und -Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung,

A b b.5 und 6 eine Schema-Seiten- bzw. -Draufsicht auf eine weitere mögliche Ausgestaltung, wobei A b b. 6 zwei Bauvarianten in sich vereint,

A b b. 7 und 8 eine Schema-Seiten- bzw. -Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß ausgebildeten Ölbehälters,

Abb.9, 10 und 11 eine Schema-Seitenansicht, eine

Schemadraufsicht und eine Schema-Stirnansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäß

ausgbildeten Ölbehälters,

A b b. 12 eine Schema-Seitenansicht sowie eine Sche-

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ίο

ma-Stirnansicht einer letzten Ausgestaltung des Ölbehälters,

Abb. 13 die Stirnansicht der Ausführung nach A b b. 12.

In den A b b. 1 —13 istein ölbehälter gezeigt, der in Elemente 3.1 bis 3.n (Einzelbehälter) aufgelöst ist, bei denen die Kühlung durch Luftkonvektion erfolgt, wobei verschiedene Ausführungsformen bis zur optimalen Ausbildung für große hydraulische Übertragungsleistungen gezeigt sind. Die Aufstellung oder die Aufhängung des Ölbehälters über dem Boden ist zur besseren ,-■Darstellung nicht mit eingezeichnet. Die Wirkungsweise ist am Schluß der Beschreibung nochmals näher erläutert.

A b b. 1 zeigt im Schnitt den luftdurchströmten Ölbehälter in Seitenansicht, in A b b. 2 dazu im Grundriß in einer bezüglich der Luftströmungsverhältnisse und Ölströmungsverhältnisse einfachen Ausführung mit einer verhältnismäßig geringen Wärmeübertragungsleistung. Die Elemente 3.1 bis 3.n werden bedarfsweise von Teilölströmen hintereinander durchflossen, als Regelorgane 9.1 bis 9.77 zwischen den Elementen 3.1 bis 3.77 sind hier einfache Bimetallventile verwendet worden. Es sind keine besonderen Zugverstärkungseinrichtungen vorgesehen. Der Ablauf aus den Elementen 3.1 bis 3.n erfolgt in einen Sammler 14. Im rechten Teil der beiden A b b. 1 und 2 sind zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse (zur Vermeidung von Störströmungen) zwischen den Elementen 3.1 bis 3.n Teilerbleche 15 vorgesehen. Anstelle der einfachen Bimetallklappen können auch Regelventile 9.1 bis 9./7 verwendet werden.

A b b. 3 zeigt im Schnitt die aneinanergereihten luftdurchströmten Elemente 3.1 bis 3.n des Ölbehälters im Aufriß, in A b b. 4 dazu den Grundriß, bei denen die luftdurchströmten Elemente 3.1 bis 3.n an den Stirnseiten mit Verbindungsblechen 16 verbunden sind und somit Lufteinzelkanäle mit den Elementen 3.1 bis 3.n entstehen.

Die Stirnseiten der Elemente 3.1 bis 3.n und die Außenseiten des ersten und letzten Elementes 3.1 bzw. 3.n werden vom erzeugten Luftstrom nicht beaufschlagt, sondern in freier Konvektionsströmung bekannterArt bestrichen. Der Ölzufluß zu den Elementen entspricht dem gemäß A b b. 1 und 2 gezeigten.

Regelventile 19.1 bis 19./7 mit Verbindungsleitungen 4 zwischen den Elementen 3.1 bis 3.n sind an den Stirnseiten der Elemente 3.1 bis 3.n angebracht. Als Regelorgane 19.1 bis 19./7 für den Ölzulauf zu den Elementen 3.1 bis 3.n können wahlweise Bimetallklappen oder temperaturabhängig selbststeuernde Regelventile 19.1 bis 19.77 vorgesehen werden; hier sind selbststeuernde Regelventile 19.1 bis 19.77 vorgesehen. Der Ölabfluß aus den einzelnen Elementen 3.1 bis 3.77 erfolgt durch Verbindungen bzw. Stutzen 20 zwischen den Einzelelementen 3.1 bis 3.77; das Öl gelangt aus dem zuerst durchflossenen Element 3.1 zurück zum Hydrauliksystem.

Abb.5 zeigt im Schnitt und Abb.6 im Grundriß dazu eine Strömungsverlustarme Ausbildung der Luftführungen in und aus den Elementen 3.1 bis 3.n. Die Elemente 3.1 bis 3.n sind an den Innenseiten ölseitig im Zufluß durch Regelorgane 19.1 bis 19.77 (Ventile oder Bimetallklappen) und Leitungen 4 verbunden. Der ölabfluß aus den Elementen 3.1 bis 3./7 erfolgt aus jedem Element einzeln in einen gemeinsamen Sammler 14. In A b b. 6 sind auf der linken Seite oben die Elemente 3.1 bis 3.77 dicht an eine Umhüllung 6 geführt Auf der Unterseite (des Grundrisses) sind die Elemente zu der Umhüllung 6 mit einem zusätzlichen Dichtstreifen 21 versehen, Trotz der gemeinsamen Umhüllung entstehen so Einzelkamine.

An der rechten Seite der Ansicht nach A b b. 5 und dem Grundriß nach A b b. 6 sind die Elemente so ausgebildet, daß auch die schmalen Hochseiten spitz zulaufend sind und gegen die Umhüllung 6 mit Dichtstreifen 21 versehen sind.

A b b. 7 und 8 zeigen in der Ansicht (im Schnitt) und in der Draufsicht den ölbehälter in einer größeren EIementenzahl 3.1 bis 3.n mit außenliegenden, eigentemperaturgesteuerten Regelventilen 19.1 bis 19.n, bei dem die ölströmungsmäßige Zuschaltung der Elemente 3.1 bis 3.77 einzeln temperaturabhängig durch die außenliegenden, nacheinander sich schaltenden Regelventile 19.1 bis 19./7 erfolgt, wobei das erste Element 3.1 dauernd durchflossen ist. Der Öidurchlauf zum Hydrauliksystem erfolgt durch die Elemente 3.1 bis 3.77. Zur besseren Übersicht sind die Regelventile 19.1 bis 19.77 in der Ansicht oberhalb der Umhüllung dargestellt.

Zwischen den einzelnen Elementengruppen der zu einem Regelventil 19.1 bis 19.77 gehörenden Elemente 3.1 bis 3.77 sind Teilerbleche 15 vorgesehen zur Vermeidung von Störströmungen.
A b b. 9 zeigt im Schnitt, A b b. 10 im Grundriß dazu

und A b b. 11 in Seitenansicht den luftgekühlten Ölbehälter, in in Elemente 3.1 bis 3.n aufgelöster Form, bei dem die eigentemperaturgesteuerten Regelventile 19.1 bis 19.77 mit Leitungen 18.1 bis 18./7 so verbunden sind, daß die Regelventile 19.1 bis 19.Π dauernd durchflossen sind. Der Zufluß zu den Elementen 3.1 bis 3.77 aus den Regelventilen 19.1 bis 19.77 erfolgt in Reihenfolge der Öltemperaturerhöhung, der ölabfluß aus den Elementen 3.1 bis 3.77 erfolgt über Leitungen 5 in einen gemeinsamen Sammler 14. In der gemeinsamen Umhüllung 6, zwischen den ölseitig zu Gruppen zusammengefaßten Elementen 3.1 bis 3.77, sind diese entsprechend luftseitig abgetrennt durch Teilerbleche 15. Zur Steigerung der Wärmeübertragungsleistungen, die durch einen intensiven Luftstrom erreicht wird, ist zur Erzeugung entsprechender Auftriebskräfte die Umhüllung 6 mit größerem Abstand überstehend über die Elemente 3.1 bis 3.77 ausgeführt. Die Teilerbleche 15 zwischen den Elementen 3.1 bis 3.7J sind bis an die Oberkanten der Umhüllung 6 weitergeführt.

A b b. 12 zeigt im Schnitt und A b b. 13 in Seitenansicht einen in Elemente 3.1 bis 3.77 aufgeteilten ölbehälter verhältnismäßig kleinen Ölinhaltes und mit einer großen Gesamtfläche zur Aufnahme und Beseitigung von verhältnismäßig großen Wärmemengen, bei der alle zugsparenden und zugerhöhenden Maßnahmen vorgesehen sind. Zur Gewichtsersparnis, bei einer geringen Einbuße der Wärmeleistung, könnte auf die Umhüllung 6 am ersten und letzten Element 3.1 und 3.n verzichtet werden. Der Ölzufluß zu den Elementen 3.1 bis 3.n erfolgt hier durch die Temperaturmessung am Zulauf 1 und durch eine Umsetzung der Meßergebnisse in elektrische Stellströme für die Regelventile 19.1 bis 19.77. Diese Stellströme bewirken entsprechende Vorstellungen der Zuläufe für die Elemente 3.1 bis 3.n in den Regelventilen 19.1 bis 19.77, wobei die Regelventile 19.1 bis 19.77 also temperaturabhängig in entsprechender Reihenfolge für den ölzulauf zu den Elementen 3.1 bis 3.77 verstellt werden. Es ist natürlich auch möglich, temperaturabhängig sich selbst regelnde Regelventile 19.1 bis 19.77 vorzusehen oder die Temperaturmessung im ölabfluß vorzunehmen.
Zu den A b b. 1 und 2:
Der ölfluß aus dem Hydrauliksystem zum aus den

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Elementen 3.1 bis 3.n gebildeten ölbehälter erfolgt durch die ölzulaufleitung 1. Der Ölabfluß aus den Elementen 3.1 bis 3./7 zu dem Hydrauliksystem erfolgt durch die ölabflußleitung 2. Die einzelnen Elemente 3.1 bis 3.n bilden den Ölbehälter in der hinsichtlich Inhalt und Oberflächen erforderlichen Größe. Die Elemente 3.1 bis 3.n sind an einer Seite oben zuströmsejtig mit den Leitungen 4 verbunden; ölabströmseitig sind die Elemente 3.1 bis 3./2 an der gegenüberliegenden Seite unten über die Leitungen 5 mit dem Sammler 14 verbunden, der in die ölabflußleitung 2 mündet. Umgeben sind die Elemente von der oben und unten offenen Umhüllung 6. Ein öleinfüllstutzen 7 ist in bekannter Ausführung (zugleich zentrale Be- und Entlüftung) ausgeführt. Die Elemente 3.1 bis 3./J sind hier beispielsweise oben mit Be- und Entiüftungsröhren S verbunden. Vor der Leitung 4 oder an der Innenwand der Elemente 3.1 bis 3.n unterhalb des minimal zulässigen Ölspiegels befestigt, befinden sich hier, die Querschnitte der Leitungen 4, bedarfsweise abdeckend, die Bimetallklappen bzw. Regelventile 9.1 bis 9-/7.

Anstelle der Bimetallklappen sind auch temperaturgesteuerte (eigengesteuerte als auch fremdgesteuerte) Regelventile 9.1 bis 9.n mit den gleichen Funktionen vorsehbar. In den Elementen 3.1 bis 3.n ist jeweils im unteren Bereich je ein Trennblech 10 vorgesehen. Die dadurch gebildeten Räume 12, 13 werden durch eine oder mehrere in den Trennblechen 10 befindliche Bohrungen), die als Blenden 11 ausgeführt sind, verbunden. Die Blenden 11 stellen einen kleinen Strömungswiderstand her, der größer ist als der Strömungsverlust der Regelventile 9.1 bis 9.n und der Leitung 4.

Es ist dabei zweckmäßig (unter Beachtung, daß der Strömungswiderstand der Blende 11 größer ist als der der Regelventile 9.1 bis 9.n und der Leitung 4), den Blendendurchmesser im Ölströmungsverlauf durch die Elemente 3.1 bis 3.n zu vegrößern 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 Trennbleche 10 mit den Blenden 11.

Beim Anfahren der Hydraulikanlage aus dem kalten Zustand deckt das Regelventil 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 11 im Trennblech 10 in den unteren Raum 12 des ersten Elementes 3.1 und weiter über die Leitung 5, den Sammler 14 direkt zu der ölabflußleitung 2 geführt Bedingt durch den äußerst kleinen ölinhalt des Elementes 3.1 und des direkt zu der ölabflußleitung 2 geführten Ölstromes erwärmt sich das Öl rasch auf Temperaturen, die gering unterhalb der Betriebstemperatur liegen. Die sich verbiegende Bimetallklappe bzw. das Regelventil 9.1 im ersten Element 3.1 gibt den Zufluß zu der Leitung 4 frei. Ein Teilölstrom fließt durch die Leitung 4 in das Element 3.2. Die Bimetallklappe bzw. das Regelventil 9.2 vor dem Element 3.3 ist noch fast geschlossen; der Teilölstrom gelangt über die Blende 11 des Elementes 3.2 und die Leitung 5 in den Sammler 14, von wo die Teilströme vermischt aus den Elementen 3.1 und 3.2 zur Ölabflußleitung 2 gelangen.

Bei weiterem Wärmeanfall im Hydrauliksystem, der sich in einem Ansteigen der Temperatur des ankommenden Ölstromes bemerkbar macht, öffnen die folgenden Bimetallklappen bzw. Regelventile 9.3 bis 9.n in den Elementen 3.3 bis 3.n nach Bedarf in der Reihenfolge. Es finden dann entsprechende Durchflüsse mit entsprechenden Teilmengen in den Elementen 3 statt. Den Blenden 11 oder den entsprechend dimensionierten Leitungen 5 fällt die Aufgabe zu, die Teilströme in die Elemente 3.1 bis 3.Π in gleichen Mengen zu haken. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Öffnungspunkt der Regelventile 9.1 bis 9.n zur Leitung 4 vor dem ersten Element 3.1 zum letzten Element 3.n stufenweise um kleine Temperaturhöhen zu steigern. Mit der Öltemperaturerhöhung im Element 3.1 bzw. 3.2 bis 3.n findet gleichzeitig eine Lufttemperaturerhöhung zwischen den Elementen 3.1 bis 3.n zu der Umgebungslufttemperatur statt. Die Luft 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 Elemente 3.1 bis 3.n mit der Umhüllung 6 bewirkt einen Luftstrom "nach oben, der zu einer wesentlich besseren Kühlunp der Elementenwandungen führt, als dies in ruhender Luft möglich wäre.

Die Elemente 3.1 bis 3.n mit ihren wärmeabgebenden Flächen sind hier, wie bei allen anderen Abbildungen, so ausgelegt, daß von ihnen eine bestimmte ölwärmemenge an die Luft abgegeben werden kann, und zwar mit dem von der Lufttemperatursteigerung erzeugten Auftrieb; bei entsprechend gewählten Luftquerschnitten zwischen den Elementen 3.1 bis 3.n wird die Wärmemenge im erzeugten Luftstrom nach oben weggeführt.

Der Luftstrom erzeugt am Ein- und Austritt und auch zwischen den Elementen 3.1 bis 3.n einen Strömungsverlust, der mit dem Auftrieb in Einklang steht.

Vorteilhaft ist es, daß keine (falschen) Luftströme von noch kalten Elementen 3.2 bis 3.n zudringen, die den Luftauftrieb stören. Zur Leistungssteigerung der Wärmeübertragung sind deshalb zwischen den einzelnen Elementen 3.1 bis 3.n Teilerbleche 15 vorgesehen, die mit der Umhüllung 6 dicht abschließen (auf den rechten Zeichnungshälften der A b b. 1 und 2 dargestellt). Somit entstehen zwischen den Elementen 3.1 bis 3.n voneinander unabhängige und ungestörte Luftströmungen.
Zu den A b b. 3 und 4:

Zur Vereinfachung der baulichen Gestaltung und zur Gewichtsersparnis übernehmen die Stirnseiten der Elemente 3.1 bis 3.n als auch die Längsseiten des ersten und letzten Elementes 3.1 und 3.n Aufgaben (Teile) der Umhüllung 6. Zwischen den Elementen 3.1 bis 3.n sind Verbindungsbleche 16 vorgesehen, Teilerbleche 15 zur Bildung von Einzelkanälen für die ungestörte Luftführung sind in Wegfall gekommen.

Die Elemente 3.1 bis 3.n sind ölzulaufseitig durch an den Elementenstirnseiten angebrachte temperaturgesteuerte Regelventile 19.1 bis 19.n verbunden, welche unterhalb des minimal zulässigen ölspiegels in den Elementen 3.1 bis 3.n angeschlossen sind und durch daran anschließende Leitungen 4, deren Eintritte in die folgenden Elemente 3.2 bis 3.n außen etwas tiefer als die Regelventile 19.2 bis 19./7 liegen und die öldicht befestigt sind.

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. Auf der Unterseite der Innenräume der Elemente 3.1 bis 3.n sind diese, wie gemäß A b b. 1 und 2 beschrieben, mit Trennblechen 10 mit Blenden 11 versehen.
Diese Ausbildung ist geeignet, bei breiten Elementen 3.1 bis 3.Λ (relativ großer ölinhalte), geringen luftseitigen Abständen zwischen den Elementen 3.1 bis 3.n und gemäß rechnerischen Ermittlungen bei geringeren Außenlufttemperaturen. Der ölzulauf aus dem Hydraulik-

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system erfolgt über die Ölzuleitung 1 in das Element 3.1. Im kalten Zustand oder noch von der Betriebstemperatur des Ö!es entfernt, ist das kegelventil 19.Ϊ ebenso wie die folgenden Kugelventile 19.2 bis 19./3 geschlossen zur Leitung 4. Das Öl gelangt aus dem Oberraum 13 über die Blende 11 in den Unterraum 12 des Elementes 3.1, von wo es über die Ölabflußleitung 2 wieder zum Hydrauliksystem gelangt Bei nahezu oder auf Betriebszustand erwärmtem Öl gelangt ein Teilstrom durch das nun geöffnete Regelventil 9.1 und über die Leitung 4 in das zweite Element 3.2, von wo es über den Stutzen 20 wieder in das Unterteil des Elementes 3.1 gelangt, von wo aus beide Teilströme aus dem Element 3.1 und 3.2 vereint und vermischt, dann zur Ölabflußleitung 2 gelangen. Bei weiterer geringfügig ansteigender Öltemperatur öffnet das Regelventil 19.2 des Elementes 3.2; damit wird ein Teilstrom über die Leitung 4 zum Element 33 geleitet Dieser Teilstrom gelangt durch die 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 Teiiströme zum unteren Raum 12 des Elementes 3.1. Bei weiteren geringfügigem Ansteigen der öltemperatur öffnen die folgenden Regelventile 19.3 bis 19.7? in der Reihenfolge bedarfsweise und der Rückfluß zum Ölabfluß 2 erfolgt analog wie vorstehend beschrieben.

Zu den A b b. 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 Ausströmverlusten, so daß die Luftgeschwindigkeiten weitgehendst verlustfrei in den gebildeten Luftauftriebskaminen zwischen den Elementen 3.1 bis 3.n beschleunigt oder verzögert werden. Auf der rechten Bildseite (A b b. 5, 6) sind die Elemente 3.1 bis 3.n 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 beispielweise die Elemente 3.1 bis 3.7? zur Umhüllung 6 mittels elastischer Dichtstreifen 21 zu getrennten, luftführenden Kanälen abgedichtet. Die Dichtstreifen 21 nehmen die unterschiedlichen Wärmedehnungen auf, die zwischen den Elementen 3.1 bis 3.Π und der Umhüllung 6 auftreten (Vermeidung von Wärmespannungsgeräuschen). Die Regelventile 19.1 bis 19./? und die Leitungen 4 sind auf den Innenseiten der verhältnismäßig dünnen Elemente 3.1 bis 3./j angebracht Bei flachen Regelventilen 19.1 bis 19.7? und bei langen Regelventilen 19.1 bis 19.7?, die in die Elementenzwischenräume hineinragen, lassen sich die Abstände zwischen den Elementen 3.1 bis 3.7? entsprechend verkleinern. So ist es möglich, auf beengten bzw. beschränkten Grundflächen bei bedarfsmäßig großen Gesamtölinhalt und verhältnismäßig geringen ö'inhaites der Einzelelemente 3.1 bis 3.n eine große wirksame Heizfläche zur Wärmeübertagung der Ölwärme an die Luft unterbringen.

Durch die flache, dünne Form und bei allseitig spitz zulaufenden Elementenenden lassen sich die Elemente 3.1 bis 3.n in einem Arbeitsgang pressen und durch anschließendes stumpfes Zusammenschweißen fertigungsgerecht und einfach herstellen.

Die Elemente 3.1 bis 3.n sind hier beispielsweise mit einer gemeinsamen Sammelentlüftungsleitung 22 und mit Entlüftungsnippeln 23 verbunden. Die Elemente 3.1 bis 3.n sind ölseitig mit der Ölabflußleitung 2 über den Sammler 14 mit den Leitungen 5 verbunden, in der Funktion nach der Beschreibung für A b b. 1 und 2. Entsprechend eng dimensionierte Leitungen 5 übernehmen die Funktion der Blenden 11 gemäß der vorhergehenden A b b. 1 bis 4 zur gleichmäßigen Beaufschlagung der Elemente 3.1 bis 3.n mit Öl.
Zu den A b b. 7 und 8:

Außerhalb der den Ölbehälter bildenden Elemente 3.1 bis 3.n und der Umhüllung 6 sind an der Ölzulaufleitung 1 die Regelventile 19.1 bis 19.73 angebracht Die Regelventile 19.1 bis 19.7? sind einmal abströmseitig temperaturgesteuert verbunden durch die Leitungsstücke 18.1 bis 18./3, das zweite Mal sind die Regelventile 19.1 bis 19.73 abströmseitig nicht temperaturgesteuert mit den Anschlußleitungen 24.1 bis 24.73 und diese über die davon abzweigenden Anschlußstücke 25 mit den Elementen 3.1 bis 3./? verbunden.

Wobei hier beispielsweise das Regelventil 19.1 (temperaturunabhängig) dauernd mit der Anschlußleitung 24.1 und dem daran anschließenden Anschlußstück 25 mit dem Element 3.1 verbunden ist. Das folgende Regelventil 19.2 ist zunächst mit der Verbindungsleitung 18.1, die vom Regelventil 19.1 kommt, temperaturgesteuert verbunden, dann weiter temperaturgesteuert mit den Elementen 3.2 um" 33 über die Anschlußleitung 24.2 mit den Anschlußstücken 25 verbunden, ferner schließt temperaturgesteuert vom Regelventil 19.2 die Verbindungsleitung 18.2 an. Das weiter folgende Regelventil 19.3 ist in derselben Art mit den Elementen 3.4 bis 3.6 verbunden, desgleichen das Regelventil 19.4 mit weiteren drei Elementen (3.7 bis 3.9) und beispielsweise das Regelventil 19.73 mit den letzten vier Elementen 3.10 bis 3.73.

Zur Ersparnis kann das letzte Regelventil (hier \9.n) in Wegfall kommen, indem die vorletzte Verbindungsleitung (hier 18.4) direkt über die Anschlußleitung 24.73 mit den Anschlußstücken 25 zu den Elementen 3.10-3.7? führt

Es ist natürlich möglich, entsprechend des ölwärmeanfalles sowohl mehr oder weniger Elemente 3.1 bis 3.7? zu verwenden als auch eine andere luftseitige und ölseitige Aufteilung der Ölströme zu wählen. Der ölstrom zur ölabflußleitung 2 aus den Elementen 3.1 bis 3.7? erfolgt durch die Unterseiten der Elemente mittels der Stutzen 20, die zwischen den Elementen 3.1 bis 3,n angebracht sind. Die Ent- und Belüftung zur Erzielung eines fast gleichen Ölspiegels in den Elementen 3.1 bis 3.7? erfolgt durch Be- und Entlüftungsrohre 8 zwischen den Elementen.

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 3.73 Teilerbleche 15 vorgesehen, die der Zuleitung durch die Regelventile 19.1,19.2,19.3, 19.4 und 19.77 und der gruppenmäßigen Zusammenfassung der Elemente 3.1 bis 3.73 entsprechen. Sie dienen dazu, daß die Lufttemperatur und damit die Auftriebskräfte in den ölbeaufschlagten Elementen 3.1 bis 3.73 oder Elementengruppen nicht durch kältere Luft der

nicht mit (heißem) Öl beaufschlagten Elemente 3.1 bis 3.Π gestört wird.

Der Anfahrvorgang aus dem kalten Zustand oder der Betrieb mit noch nicht im erforderlich betriebswaren Zustand befindlichen öl der Hydraulikanlage erfolgt wie folgt beschrieben:

Zunächst sind die Regelventile 19.1 bis 19.7? zu den Verbindungsleitungen 18.1 bis 18.77 geschlossen, lediglich der Abgang im Regelventil 19.1 zur Anschlußlei-

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tung 24.1 mit dem daran anschließenden Anschlußstück 25 ist geöffnet und das Element 3.1 wird vom vollen Ölstrom durchflossen. Bei nahezu betriebswarmem Zustand öffnet das Regelventil 19.1 abflußseitig den Abgang zur Verbindungsleitung 18.1, die einen Teilstrom zum Regelventil 19.2 leitet, wobei dieses Regelventil 19.2 zunächst den Teilstrom über den Abgang zu der Anschlußleitung 24.2 in weiteren Teilströmen über die Anschlußstücke 25 zu den hier beispielsweise gewählten zwei Elementen 3.2 und 3.3 leitet Der Teilölstrom aus dem Element 3.3 unter Mitnahme des Teilstromes von Element 3.2 gelangt über die Stutzen 20 zum Element 3.1, von wo die Teilströme vereint zur Ölabflußleitung 2 gelangen. Bei weiterem geringfügigen Ansteigen der Oltemperatur öffnen die folgenden Regelventile von 19.2 bis 19.n sinngemäß die Abgänge zu den Verbindungsleitungen 18.2 bis 18.4, und wie vorher beschrieben, strömt das Öl in kleinen Teilströmen in die Elemente 3.4 bis 3.77 und gelangt über die Stutzen 20 und die Unterseiten der unteren Elementenräume zur ölabfluß-,leitung 2. Bei den Regelventilen 19.1 bis 19./7 können Bekannte, handelsübliche Bauarten verwendet werden.

Evtl. zunächst unterschiedliche Ölstandshöhen in den Elementen 3.1 bis 3./J gleichen sich durch entsprechenden stärkeren Fluß zwischen den Elementen 3.1 bis 3.n über die Stutzen 20 aus. Die Luft um das ölbeaufschlagte Element 3.1 erwärmt sich rasch zunehmend, es entsteht noch bei niedrigen Öltemperaturen ein Luftstrom zur ölkühlung, der mit der steigenden öltemperatur steigt. Bei dem weiteren folgenden Elementen 3.2 bis 3.n erfolgt die Lufterwärmung nach der (ölseitigen) Zuschaltung der Elemente 3.2 bis 3.n 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 Teilerbleche 15 zwischen den einzelnen ölbeaufschlagten Elementengruppen mit dichter Befestigung an der Umhüllung 6 vermeiden einen Zustrom von kälterer Luft von nicht ölbeaufschlagten Elementen 3.1 bis 3./J und damit wird die volle Zugwirkung der warmen Luft in dem gebildeten Einzelschacht erhalten.

Zu den Abb. 9,10 und 11:

Zur besseren Darstellung sind die Regelventile 19.1 bis 19.Π in der Ansicht nach oben versetzt gezeichnet. Im Prinzip ist die in diesen Abbildungen gezeigte Funktion der Ölkühlung und der Lufterwärmung ähnlich der bei den A b b. 7 und 8 beschriebenen. Die Umhüllung 6 ist höher ausgeführt und die Teilerbleche 15 sind ebenfalls höher und als Trichter 29 ausgebildet. Dies dient zur Bildung von Einzelkaminen oder Einzelumhüllungen der ölbeaufschlagten Gruppe und zur Erzeugung eines verstärkten Luftzuges.

Der ölseitige Abfluß aus den Elementen 3.1 bis 3.77 erfolgt nach dem bei den A b b. 1 und 2 sowie 5 und 6 beschriebenen Prinzip.

Der zusätzliche Unterschied besteht in der beispielsweise anderen Ölbeaufschlagung der Elemente 3.1 bis 3.77 durch die Regelventile 19.1 bis 19./7, wobei eine andere Schalt-Charakteristik der Regelventile 19.77 bis 19.1 verwendet wird. Es können auch Regelventile 19.1 bis 19./7 nach A b b. 7 und 8 benutzt werden, bei denen die Abgänge vertauscht werden unter Beachtung der Öffnungscharakteristik bei unterschiedlichen Öltemperaturen. Dadurch, daß alle Regelventil 19./7 bis 19.1 ölseitig immer durchströmt werden, sind sie gleichmäßig erwärmt, können daher kurzfristig bei auftretenden öltemperaturveränderungen mit ihren Abgängen und Anschlußleitungen 24.1 bis 24.77 zu den Elementen 3.1 bis 3./7 schnell ansprechen. Entsprechend bedarfsweise öffnen oder schließen (außer dem Regelventil 19.1, das abströmseitig ebenfalls immer mit der Verbindungslei-

s tung 18.1 zum Element 3.1 geöffnet ist). Die Regelfähigkeit der Einrichtung wird dadurch günstiger. Bei noch kaltem Ölstrom sind die Abgänge der Regelventile 19.77 bis 19.1 mit den Anschlußleitungen 24.77 bis 24.1 zu den Elementen 3.77 bis 3.2 geschlossen (bei immer geöffnetem Abgang des Regelventils 19.1 zur Verbindungsleitung 18.1). 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 etwa 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 zweiten Abgang in die Anschlußleitung 24.1 und weiter über die davon abgehenden Anschlußstücke 25 in die Elemente 3.2 und 3.3.

Bei weiterem Ansteigen der öltemperaturen öffnen in der Reihenfolge und bei Bedarf die Regelventile 19.2 bis 19.77 die Abgänge zu den Anschlußleitungen 24.2 bis

24.77. Die Ölströme gelangen in entsprechenden Teilmengen über die Anschlußstücke 25 in die Elemente 3.4 bis 3.77, werden gekühlt und über die Leitungen 5 zum Sammler 14 sowie von da über die Ölabflußleitung 2 geregelt und gekühlt in das Hydrauliksystem zurückgeführt. Vorteilhafterweise (zur Einsparung von Regelventilen) sind auch hier an ein Regelventil 19.1 bis 19./7 mehrere Elemente 3.2 bis 3.n gruppenweise geschaltet. Hier ist beispielsweise die folgende Paarung der Elemente 3.2 bis 3.77 mit den Regelventilen 19.1 bis 19./7 gewählt: Regelventil 19.1 mit dem ersten Abgang zu dem Element 3.1, mit dem 2. Abgang zu den Elementen 3.2 und 3.3; Regelventil 19.2 zu den Elementen 3.4 bis 3.6, Regelventil 19./7 zu den Elementen 3.7 bis 3.77. Andere Paarungsmöglichkeiten der Regelventile 19.1 bis 19./?

mit den Elementen 3.2 bis 3.n sind möglich, auch die Anzahl der Regelventile 19.1 bis 19./?.

Zweckmäßigerweise sind die Elemente 3.1 bis 3.n luftseitig in gleiche Elementengruppen durch Teilerbleche

15 und daran verbundene Trichter 29 zusammengefaßt, wie die ölseitige Beaufschlagung der Elemente 3.1 bis

Zu den Abb. 12 und 13:

Die Elemente 3.1 bis 3.n befinden sich in einer gemeinsamen Umhüllung 6; die gemeinsame Umhüllung 6 setzt sich in einem oberhalb der Elemente 3.1 bis 3./J liegenden Bereich 28 als diffusorartige Erweiterung fort, die mit den Längsseiten einen Winkel α bildet, der bis zu 20° groß ist (Grenze der Ablösung der Strömung von der Wand und beginnende Wirbelbildung). An den EIementenenden, an den Grenzen der gemeinsamen ölbeaufschlagten Elementengruppen schließen sich bis in die Höhe der Bereiche 28 obere Trichter 29 an. Die Wandungen der Trichter 29 untereinander bzw. mit dem Bereich 28 schließen Winkel/?bis zu maximal 35° ein.

An der Lufteintrittsseite zu den Elementen 3.n bis 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 hin untere Trennbleche 26 an, sie sind dabei zur Eintrittsseite hin gegeneinander abgeneigt.

Zur Aufnahme unterschiedlicher Wärmedehnungen der unterschiedlich beaufschlagten Elemente sind zwi-

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sehen der Elementenspitze und der Umhüllung 6 die elastischsn Dichtstreifen 21 angebracht Der Sinn des erweiterten Bereiches 28 mit den Trichtern 29 und des Trichters 27 mit den Trennblechen 26 und der spitz zu- und ablaufenden Elementenenden ist der, eine strömungsverlustarme Zu- und Abströmung der Kühlluft zu erreichen, eine nahezu Strömungsverlustarme Beschleunigung der Luftgeschwindigkeit bis zwischen die Elemente zu erzielen und eine verlustarme Verzögerung der Kühlluft nach Passieren der Elemente 3.1 bis 3.n und am Austritt zu erzielen, und zwar verbunden mit einer Erhöhung der Luftantriebskräfte durch Vergrößerung der wirksamen Auftriebshöhe.

Zur Gewichts- und Fertigungsersparnis, bei geringen Einbußen der Wirksamkeit der Einrichtung, ist es möglieh, die Umhüllung 6 (als einfache Verdeckung) am ersten und letzten Element 3.1 bzw. 3.n enden zu lassen und die erweiterten Bereiche 28 und den Trichter 27 direkt an den Spitzen des ersten und letzten Elementes 3.1 bzw. 3.n beginnen zu lassen.

; Die Regelventile 19.1 bis 19.n, die unter der Zuleitung i liegen, erhalten in diesem Beispiel in bekannter Weise ihren Verstellimpuls aus einer Steuereinrichtung 30 über eine Meßleitung 32 von einem Temperaturmeßfühler 31 im Ölzufluß. Es ist auch möglich, mit dem ähnlichen Wirkungseffekt, den Temperaturmeßfühler 31 in der Ölabflußleitung 2 vorzusehen. Die Regelventile 19.1 bis 19./7 können dabei nach den Erläuterungen für A b b. 7 und 8 angeordnet sein oder nach der Anordnung und Wirkungsweise gemäß den A b b. 9 bis 11.

Der Ölabfluß zum Hydrauliksystem aus den Elementen 3.1 bis 3.Λ erfolgt, wie für die A b b. 1 und 2 sowie 3 und 4 beschrieben.

Die Elemente 3.1 bis 3.n mit ihren wärmeabgebenden Flächen werden so ausgelegt, daß die zu beseitigende maximale Ölwärme mit dem möglichen abzuführenden, erwärmten Luftstrom in Übereinstimmung steht. Das geschieht auslegungsgemäß (rechnerisch und/oder graphisch) dadurch, daß der Luftauftrieb durch die Lufterwärmung in Obereinstimmung steht zum Strömungsverlust, gleichzeitig die durchströmende erwärmte Luftmenge, gegeben durch den Abstand der Elemente 3.1 bis 3.Λ zueinander mit der Luftgeschwindigkeit, im Einklang steht zur möglichen Lufterwärmung durch das ölwärmeangebot.

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 3.1 bis 3./?, das spez. Gewicht der Luft nimmt ab umgekehrt proportional der absoluten Lufttemperatür, der Luftauftrieb steigt proportional zur Elementenbzw. 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 Wärmeübergangszahi nimmt (bei gleichen Abmessungen der Elemente und Elementenabstände) proportiona! zur Geschwindigkeitszunahme der Luft zu. Die Luftgeschwindigkeit nimmt zu mit der Quadratwurzel der Luftauftriebssteigerung. Für den Wärmeübergang sind noch von Bedeutung die Abmessungen des durch die Elemente 3.1 bis 3.n gebildeten Luftstromes (hydr. Durchmesser), wobei größere Elementenabstände günstigere Wärmeübertragungszahlen ergeben.

Die Strömungsverluste (einschließlich Ein- und Austrittsverlusten) nehmen mit dem Quadrat der Luftgeschwindigkeitszunahme zu.

Je nach den Gegebenheiten kann bei hohem Freiraum über den Elementen 3.1 bis 2.n eine hohe Umhüllung 6 mit hohen Zugangeboten, bei schmalen Elementen gewählt werden, bei verhältnismäßig geringer Elementenzahl und geringer Grundfläche. Bei niedrigen Freiräumen und nur möglichen niedrigen Umhüllungen 6, also bei niedrigen Zugangeboten, jedoch geringen möglichen Zugverlusten und reduziertem Wärmeübergang, werden verhältnismäßig breite Elemente 3.1 bis 3.n in einer größeren Anzahl und mit dabei größerem Grundflächenbedarf erforderlich.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

34 OO Patentansprüche:

1. Ölbehälter-Kühlerbaueinheit für stationäre oder mobile Hydraulikanlagen zur Aufnahme des zum Betreiben der Hydraulikanlage erforderlichen Ölvorrats und zu dessen Kühlung, die verhältnismäßig dünne, plattenförmige Elemene aufweist, welche in einer Umhüllung angeordnet sind, die einen Luftauftriebskamin zur Bildung eines aufsteigenden Kühlluftstromes begrenzt, wobei der ölstrom durch die Elemente mittels eines temperaturabhängig arbeitenden Regelventiles beeinflußbar ist, mit einem zur Be- und Entlüftung dienenden öleinfüllstutzen sowie mit einem von der Hydraulikanlage kommenden, als Zuleitung ausgebildeten ölzulaufstutzen und mit einem zur Hydraulikanlage führenden, als Ölablaufleitung dienenden öbblaufstutzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (3.1 bis 3 Ji) gemeinsam den gesamten ölvorrat aufnehmen und hochstehend angeordnet sind, daß die Ölzulaufleitung (1) ständig an das erste Element (3.1) in desen oberen Bereich angeschlossen ist, daß alle Elemente (3.1 bis 3.n) in ihren oberen Bereichen über jeweils eine Leitung(4; 18.1 bis lS.n^und Regelventil (9.1 bis 9.Π bzw. 19.1 bis 19./7,) miteinander in Verbindung stehen, wobei die Regelventile (9.1 bis 9.n) temperaturabhängig nacheinander die dem ersten Element (3.1) nachfolgenden Elemente (3.2 bis 3.n) mit der Ölzulaufleitung (1) verbinden oder von dieser wieder trennen, daß der Ölaustritt jeweils aus dem unteren Bereich der Elemente (3.1 bis 3.n) erfolgt, wobei die Ölablaufleitung (2) ständig mit allen Elementen (3.1 bis 3.n) in Verbindung steht.

2. ölbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Elemente (3.1 bis 3.n) verbindenden Leitungen (4) für den Anschluß an die ölzulaufleitung (1) unterhalb des minimal zulässigen Ölspiegels vorgesehen sind und daß die Regelventile (9.1 bis 9.n) jeweils an der Einmündung der Leitungen (4) angeordnet sind.

3. Ölbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (4) jeweils an den Stirnseiten der Elemente (3.1 bis 3./J angeschlossen sind, wobei die Öleintrittsseite jeder Leitung (4) jeweils unterhalb des minimal zulässigen ölspiegels im Element (3.1 bis 3.n) angeordnet ist und die Leitungen (4) schräg abfallend zum jeweils nächstfolgenden Element (3.2 bis 3.n) verlaufen und die Regelventile (19.1 bis 19./7,JJeWeHs an der Stirnseite der Elemente (3.1 bis 3.n), zwischen Element und Öleintrittsseite der Leitung (4) angeordnet sind.

4. ölbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (3.1 bis 3.n) zur Ölablaufleitung (2) einen von Element zu Element in Zuschaltrichtung derselben abnehmenden Abflußwiderstand aufweisen.

5. Ölbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (3.1 bis 3.n) innen ein zur Ober- oder Unterfläche paralleles Trennblech (10) aufweisen, wobei die Trennbleche (10) mit mindestens einer blendenartigen Öffnung (11) als Abflußwiderstand versehen sind.

6. ölbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Ölzulaufseite entgegengesetzten Seite an der Unterseite der Elemente (3.1 bis 3.n) Leitungen (5) angeschlossen und mit einem zur ölablaufleitung (2) führenden Sammler (14) verbunden sind, wobei die Leitungen (5) den A.bflußwiderstand aufweisen.

7. ölbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Regelventile (19.1 bis 19Ji) neben der Einlaßöffnung und der temperaturabhängig steuerbaren Auslaßöffnung eine weitere Auslaßöffnung aufweisen, wobei die ölzulaufleitung (1) mit der Einlaßöffnung des ersten Regelventils (19.1) und dessen weitere Auslaßöffnung mit dem ersten Element (3.1) verbunden ist, während die Einlaßöffnungen der nachfolgenden Regelventile (19.2 bis 19.H^ jeweils mit der steuerbaren Auslaßöffnung des vorangehenden Regelventils (19.1 bis 19.Π—1) und die weiteren Auslaßöffnungen jeweils über Anschlußstücke (25) mit wenigstens einem, vorzugsweise zwei oder mehreren der Elemente verbunden sind.

8. Ölbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Regelventile (19.1 bis 19ji) neben der Einlaßöffnung und der temperaturabhängig steuerbaren Auslaßöffnung eine weitere Auslaßöffnung aufweisen, wobei die ölzulaufleitung (1) mit der Einlaßöffnung des letzten Regelventils (19 Ji) und die weiteren Auslaßöffnungen der Regelventile jeweils mit den Einlaßöffnungen der vorangehenden Regelventile verbunden sind, wobei die weitere Auslaßöffnung des ersten Regelventils (19.1) mit dem ersten Element (3.1) und die temperaturabhängig steuerbaren Auslaßöffnungen der Regelventile (19.1 bis i9.n) über Anschlußleitungen (24.n bis 24.2) jeweils mit einem vorzugsweise zwei oder mehr der nachfolgenden Elemente (3.2 bis 3.n) verbunden sind.

9. Ölbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelventile (9.1 bis 9./?; 19.1 bis \9ji) einen in Zuschaltrichtung von Ventil zu Ventil geringfügig höheren Temperaturschaltpunkt aufweisen.

1.0. Ölbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (3.1 bis 3.n) wenigstens an ihren Ober- und Unterkanten, vorzugsweise auch an den Seitenkanten, abgewinkelt spitz zulaufende Oberflächen aufweisen, und daß der Spitzenwinkel an den Oberkanten maximal 35° beträgt.

11. Ölbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung einerseits aus den beiden äußeren Elemsnten (3.1, 3.n) und andererseits aus zwischen den Elementen (3.1 bis 3.n) angeordneten Verbindungsblechen (16) besteht.

12. ölbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Umhüllung (6; 3.1,3./7,16) und gleich hoch wie diese Teilerbleche (15) parallel zu den Elementen angeordnet sind.

13. Ölbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Einströmbereich und Abströmbereich der Kühlluft über die Elemente hinausragende, trichterförmige, dicht mit der Umhüllung (6; 3.1, 3.n, 16) und den Teilerblechen (15) verbundene, sich nach außen öffnende Trichter (22, 27,29) angeordnet sind.