DE4232542C1 - Verfahren und Einrichtung zur Kühlung des im Arbeitskreislauf einer Baumaschine, insbesondere eines Hydraulikbaggers, vorhandenen Hydrauliköles - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kühlung des im Arbeitskreislauf einer Baumaschine, insbesondere eines Hydraulikbag­ gers, vorhandenen Hydrauliköles, indem das Hydrauliköl zumindest teilwei­ se über einen Ölkühler geführt wird und danach in einen Hydraulikölbehäl­ ter strömt.

Bei Baumaschinen, insbesondere Hydraulikbaggern, werden derzeit zwei Verfahren zur Kühlung des Hydrauliköles eingesetzt.

Zum einen fließen sämtliche Teilölströme in einen zentralen Behälter, in welchem sich anschließend eine entsprechende Mischtemperatur einstellt. Ein Teilbereich dieses Hydrauliköles wird durch eine Pumpe angesaugt und über einen mit einem Gebläsemotor zusammenwirkenden Ölkühler geführt, ehe es in den Behälter zurückfließt. Um eine entsprechende Arbeitstemperatur des Hydrauliköles im Behälter sicherzustellen, muß entweder eine sehr hohe Ölmenge daraus angesaugt oder aber der Ölkühler muß entsprechend groß ausgebildet werden.

Bei dem weiteren Verfahren werden gewisse Teilölströme unmittelbar dem Sammelbehälter zugeführt und das aus der Arbeitshydraulik (Arbeitszylin­ dern) erhitzte Öl wird einem Ölkühler zugeführt, ehe es den Sammelbehäl­ ter erreicht. Die hierin begründeten Vorteile werden darin gesehen, daß aus thermodynamischen Gründen der heißeste Teil des Öls dem Kühler zuge­ führt wird, da somit eine höhere Kühlleistung herbeigeführt werden kann. Nachteile sind darin begründet, daß die Arbeitshydraulik (Arbeitszylin­ der) der Baumaschine nicht ständig im Einsatz sind und es somit geschehen kann, daß die im Sammelbehälter vorhandene Temperatur kritische Werte erreicht.

Die US-A 4,220,015 betrifft ein Kühlsystem für Hydrauliköl, bei welchem das gesamte heiße Öl über ein Kühlaggregat geführt wird, ehe es in den Sammelbehälter zurückfließt. Die Kühleinrichtung wird hierbei durch Rohrwickel gebildet, durch die das Kühlmittel strömt, wobei das heiße Öl über die Außenfläche des Rohrwickels geführt wird und sich somit abkühlt.

Der GB-A 1 396 778 ist ein Hydrauliksystem zu entnehmen, das einen Sam­ melbehälter, eine Pumpe und einen Wärmetauscher beinhaltet. Innerhalb des Sammelbehälters ist ein wesentlich kleinerer Behälter vorgesehen, der über Öffnungen mit dem Sammelbehälter in Verbindung steht. In Abhängig­ keit von der Temperatur des Öls wird dieses entweder erst über einen außerhalb des Sammelbehälters vorgesehenen Kühler oder über einen Bypass unmittelbar in den Bereich des Sammelbehälters bzw. des kleineren Behäl­ ters geführt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kühlung von Hydrauliköl mit reduzierter Kühlfläche zu schaffen, bei denen verhindert wird, daß im Ölsammelbehälter kritische Temperaturen auftreten können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das von den Ar­ beitsbereichen zurückfließende, ein hohes Temperaturniveau aufweisende Hydrauliköl vor seinem Eintreten in den Hydraulikölbehälter, räumlich getrennt von dem im Hydraulikölbehälter befindlichen Öl, zwischengespei­ chert und von hier über eine Pumpe angesaugt wird, die das das hohe Temperaturniveau aufweisende Hydrauliköl dem Ölkühler zuführt, ehe es mit entsprechend geringerer Temperatur in den Hydraulikölbehälter zurück­ fließt und dort mit dem vorhandenen, ein anderes Temperaturniveau aufwei­ senden Hydrauliköl gemischt wird.

Vorzugsweise saugt die Pumpe, bei Bedarf im Bypass, Hydrauliköl aus dem Hydraulikölbehälter an, sobald die im Zwischenspeicher vorhandene Ölmenge eine vorgegebene Füllmenge bzw. eine vorgegebene Füllhöhe unterschreitet. Durch diese Maßnahme wird das Ansaugen von Falschluft vermieden. In glei­ cher Weise saugt die Pumpe automatisch bei Überschreiten der Füllmenge bzw. der Füllhöhe wieder das heißere Hydrauliköl aus dem Zwischenspeicher an.

Eine Einrichtung zur Kühlung des im Arbeitskreislauf einer Baumaschine vorhandenen Hydrauliköles zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens ist dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Hydraulikölbehälters ein weiteres Behältnis in Form eines Zwischenspeichers und eine separate als Kühlölpumpe ausgebildete Ansaugpumpe für das im Zwischenspeicher und/oder im Hydraulikölbehälter vorhandene Hydrauliköl vorgesehen ist, wobei das Behältnis, einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß, einen Teilbereich des Hydraulikölbehälters bildet. Demzufolge werden separate und Bauraum benötigende Bauteile entbehrlich, zumal die Gesamtölmenge sich nicht ändert, sondern lediglich an verschiedenen Stellen des Hydrau­ likölbehälters vorgesehen wird. Die Ansaugpumpe saugt bei zu geringer Füllmenge bzw. Füllhöhe im Zwischenspeicher automatisch, bei Bedarf über einen Bypass, Öl aus dem Hydraulikölbehälter an.

Bei Verwendung einer separaten Bypassleitung ist vorzugsweise im Bereich des Zwischenspeichers mindestens eine Meßeinrichtung vorgesehen, die mit einer entsprechenden Schalteinrichtung zur Umlenkung der Ölströme aus dem Zwischenspeicher bzw. dem Hydraulikölbehälter zusammenwirkt.

Soll hingegen keine Bypassleitung zum Einsatz gelangen, so kann das im Hydraulikölbehälter angeordnete Behältnis, das in das Öl des Hydrauliköl­ behälters hineinragt, bodenseitig mit mindestens einer Öffnung zum Raum des Hydraulikölbehälters versehen werden, durch welche die Ansaugpumpe bei zu geringem Heißölanteil im Zwischenspeicher kälteres Öl aus dem Hydraulikölbehälter ansaugen kann. Somit kann auf einfach Art und Weise das Ansaugen von Falschluft oder aber das Entstehen eines Vakuums im Zwischenspeicher verhindert werden.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann die Eingangstemperaturdifferenz des Ölkühlers um ca. 10 K größer sein als sie durch die bisherigen Maß­ nahmen erreicht werden konnte. Demzufolge kann die Kühlerfläche, je nach Bauart der Baumaschine, um bis zu 40% reduziert werden, wodurch sich eine nicht unerhebliche Kostenersparnis durch verkleinerte Kühler sowie eine Einzelansaugungsanlage für Pumpen einstellt.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben.

Die einzige Figur zeigt als Prinzipskizze in der Draufsicht die Verfah­ rens- und gegenständlichen Merkmale der Erfindung. Dargestellt ist ein Teilbereich der Arbeitshydraulik 1, der in diesem Beispiel gebildet wird durch mehrere Arbeitszylinder 2, 3, 4, 5. Das Hydrauliköl wird über die nur angedeuteten Zuführleitungen 6, 7, 8, 9 in den Bereich der Arbeitszylinder 2, 3, 4, 5 geführt und über die Abführleitungen 10, 11, 12, 13 wieder abgelei­ tet. Die Abführleitungen 10, 11, 12, 13 werden zu einer Sammelabführleitung 14 zusammengeführt und einem als Zwischenspeicher ausgebildeten Behältnis 15 zugeführt, das - in dieser Draufsicht nicht erkennbar - in das im Hydraulikölbehälter 16 vorhandene Öl hineintaucht. Der Zwischenspeicher 15 bildet einen Teilbereich eines zentralen Hydraulikölbehälters 16 und ist mit länglichen Filterpatronen 17, 18 ausgerüstet. Weitere Rückführ­ leitungen aus anderen Bereichen der Hydraulik (nicht weiter dargestellt) sind durch die Leitungen 19 und 20 angedeutet, die das jeweils zufließen­ de Hydrauliköl jedoch nicht dem Zwischenspeicher 15 sondern unmittelbar über weitere Filterelemente 21 in den Sumpf des Hydraulikölbehälters 16 einbringen. Das aus der Arbeitshydraulik 1 in den Zwischenspeicher 15 gelangende Hydrauliköl wird über eine Kühlölpumpe 22 durch die Leitung 23 angesaugt und einem nachgeschalteten Ölkühler 24 zugeführt. Das hier gekühlte Öl wird über eine weitere Leitung 25 über die Filter 21 nunmehr dem Sumpf des Hydraulikölbehälters 16 zugeleitet. Sofern die vorgesehene Füllhöhe des heißen Hydrauliköles im Zwischenspeicher 15 nicht unter­ schritten wird, saugt die Kühlölpumpe 22 ständig gemäß ihrer Förderlei­ stung Öl aus dem Zwischenspeicher 15 an und führt es über den Kühler 24 dem Sumpf des Hydraulikölbehälters 16 zu. Sofern durch nicht ständigen Einsatz der Arbeitshydraulik oder aber beim Starten der Baumaschine die vorgesehene Füllhöhe unterschritten werden sollte, wird beispielsweise durch im unteren Bereich des Zwischenspeichers 15 vorhandene Öffnungen (nicht dargestellt) Öl unmittelbar aus dem Sumpf des Hydraulikölbehälters 16 angesaugt. Somit kann die Kühlölpumpe 22 keine Falschluft ansaugen, sondern wird ständig mit Öl versorgt.

Alternativ besteht die Möglichkeit, über eine Bypassleitung 26 sowie eine hier nicht dargestellte Meßeinrichtung die Füllhöhe im Zwischenspeicher 15 zu messen und automatisch eine Umschaltung zu einer Anzapfstelle 27 am Hydraulikölbehälter 16 herbeizuführen, wobei dann die Ansaugstelle 28 am Zwischenspeicher vorübergehend geschlossen wird und zwar so lange, bis die Füllhöhe im Zwischenspeicher 15 wieder ihren vorgegebenen Wert er­ reicht hat.

Darüber hinaus sind der Figur noch Ansaugleitungen 29, 30, 31, 32 zu entneh­ men, die einerseits zu Hauptarbeitspumpen 33, 34 und andererseits zu einer Vorsteuerpumpe 35 sowie einer Schwenkpumpe 36 führen, die wiederum mit nicht dargestellten Verbrauchern zusammenwirken.

Claims (7)

1. Verfahren zur Kühlung des im Arbeitskreislauf einer Baumaschine, insbesondere eines Hydraulikbaggers, vorhandenen Hydrauliköles, indem das Hydrauliköl zumindest teilweise über einen Ölkühler (24) geführt wird und danach in einen Hydraulikölbehälter (16) strömt, dadurch gekennzeichnet, daß das von den Arbeitsbereichen (1) zurück­ fließende, ein hohes Temperaturniveau aufweisende Hydrauliköl vor seinem Eintreten in den Hydraulikölbehälter (16), räumlich getrennt von dem im Hydraulikölbehälter (16) befindlichen Öl, zwischengespei­ chert und von hier über eine Pumpe (22) angesaugt wird, die das das hohe Temperaturniveau aufweisende Hydrauliköl dem Ölkühler (24) zuführt, ehe es mit entsprechend geringerer Temperatur in den Hy­ draulikölbehälter (16) zurückfließt und dort mit dem vorhandenen, ein anderes Temperaturniveau aufweisendes Hydrauliköl gemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (22) Hydrauliköl aus dem Hydraulikölbehälter (16) ansaugt, sobald die im Zwischenspeicher (15) vorhandene Ölmenge eine vorgegebene Füllmenge oder eine vorgegebene Füllhöhe unterschreitet.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (22) bei Überschreiten der Füllmenge oder der Füllhöhe automatisch wieder das heißere Hydrauliköl aus dem Zwischenspeicher (15) ansaugt.

4. Einrichtung zur Kühlung des im Arbeitskreislauf einer Baumaschine, insbesondere eines Hydraulikbaggers, vorhandenen Hydrauliköles zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Ölkühler (24) sowie einem Hydraulikölbehälter (16), dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Hydraulikölbehälters (16) ein weiteres Behältnis (15) in Form eines Zwischenspeichers und eine separate, als Kühlölpumpe (22) ausgebildete Ansaugpumpe für das im Zwischenspeicher (15) und/oder im Hydraulikölbehälter (16) vorhande­ ne Hydrauliköl vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwi­ schenspeicher (15) einen Teilbereich des Hydraulikölbehälters (16) bildet.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Bypass-Leitung (26) vom Hydraulikölbehälter (16) zur Ansaugleitung (23) der Kühlölpumpe (22).

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens eine Meßeinrichtung für die Füllhöhe im Bereich des Zwi­ schenspeichers (15), die mit einer Schalteinrichtung zum Verbinden einer Ansaugstelle (28) am Zwischenspeicher (15) oder einer Anzapf­ stelle (27) am Hydraulikölbehälter (16) mit der Kühlölpumpe (22) zusammenwirkt.