DE60206297T2

DE60206297T2 - Behälter für fluid

Info

Publication number: DE60206297T2
Application number: DE60206297T
Authority: DE
Inventors: Johnny Pettersson
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2022-11-12
Also published as: BR0213374B1; DE60206297D1; EP1453701A1; EP1453701B1; WO2003042003A1; SE518634C2; ATE304962T1; SE0103787D0; SE0103787L; BR0213374A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Behältereinheit der im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Art. Solch eine Behältereinheit ist aus SE-A-439 809 bekannt.
Stand der Technik
In einer solchen Behältereinheit, welche ein Filtergehäuse umfasst sowie, verbunden mit letzterem, einen Hauptbehälter, wird zu filterndes und zu entgasendes Fluid über einen Fluideinlass in den unteren Abschnitt des Filtergehäuses eingeführt und gefiltertes und entgastes Fluid wird aus dem Hauptbehälter über einen Fluidauslass im unteren Abschnitt des letzteren abgezogen. Das Fluid kann beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit (Hydrauliköl) sein, welche zum hydrostatischen Antreiben einer bestimmten Art von Ausrüstung verwendet wird. Es mag beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit sein, welche in einem Fahrzeug dazu verwendet wird, einen Lüfter anzutreiben.
Die Zwecke des Filters, welcher in dem Filtergehäuse angeordnet und vorteilhafterweise austauschbar ist, umfassen u. a. die Abscheidung kontaminierender Partikel von dem Fluid, da die Anwesenheit solcher Partikel in dem Fluid den Betrieb der Ausrüstung stören oder verhindern kann, für welche das Fluid zum Antreiben verwendet wird. Wenn die durch den Filter abgeschiedenen Partikel sich in letzterem sammeln, wird der Filter mehr und mehr verstopft, was dazu führt, dass der Filter gereinigt oder ersetzt werden muss. Während des Betriebs wird Hydraulikflüssigkeit auch oft Luft in Form kleiner Luftbläschen absorbieren, welche auch aus der Flüssigkeit entfernt werden müssen, um eine Verschlechterung ihrer Eigenschaften zu vermeiden.
Aufgaben der Erfindung
Es ist die Hauptaufgabe der Erfindung, eine Behältereinheit bereitzustellen, welche gute Filter- und Entgasungseigenschaften aufweist, während zugleich ihre äußeren Abmessungen und ihr Gewicht minimiert werden. Da es, unter anderem aus Kostengründen, wünschenswert ist, in der Lage zu sein, standardisierte Typen von Fluidfiltern zu verwenden, ist es schwierig, die Abmessungen und das Gewicht des Filtergehäuses zu verringern, was bedeutet, dass Anstrengungen zur Minimierung der Abmessungen und des Gewichts der Behältereinheit in der Praxis auf den Aufbau des Hauptbehälters konzentriert werden müssen. Kleine Außenabmessungen des Haupt behälters (und daher der gesamten Behältereinheit) sind besonders wünschenswert, insbesondere bei Anwendungen an einem Fahrzeug, da eine Platznot fast immer ein begrenzender Faktor beim Entwurf von Fahrzeugen ist.
Damit die Entgasung, welche im Hauptbehälter stattfindet, so effektiv wie möglich ist, muss die Hydraulikflüssigkeit, welche beim Durchlaufen des Filters gereinigt wird und vom Innenraum des Filtergehäuses zum Hauptbehälter fließt, sogar während eines laufenden Betriebs (d.h. beim Durchfließen) des betroffenen Hydraulikflüssigkeitskreises, ausreichend Zeit im Hauptbehälter verbringen, damit die Luftblasen in der Hydraulikflüssigkeit ihren Weg zur Oberfläche des Fluidvolumens im Hauptbehälter finden. Damit dies möglich ist, ist eine niedrige Geschwindigkeit der Fluidströmung im Hauptbehälter erforderlich.
Eine einfache Art, eine solche niedrige Strömungsgeschwindigkeit zu erreichen, kann natürlich darin bestehen, dass ein Hauptbehälter mit einem relativ großen Volumen verwendet wird. Solch ein großes Volumen bedingt jedoch natürlich große Außenabmessungen des Hauptbehälters, was im Konflikt zu Anstrengungen steht, die Außenabmessungen der Behältereinheit zu minimieren.
Es ist eine weitere Aufgabe, eine Behältereinheit bereitzustellen, welche in der Lage ist, die Volumenänderungen des Fluids aufzunehmen, welche während eines Betriebs auftreten können, beispielsweise aufgrund einer Temperaturänderung des Fluids.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Konstruktionsaufbau der Behältereinheit dergestalt zu verwenden, dass letztere preiswert hergestellt werden kann und aus leichtem Material, vorzugsweise Kunststoff, ausgebildet werden kann.
Beschreibung der Erfindung
Vorstehend genannten Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Behältereinheit der in der eingangs angegebenen Art gelöst, welche die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Ausführungsformen der Behältereinheit, welche weiterentwickelt sind und welche von verschiedenen Standpunkten aus bevorzugt werden, zeigen auch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale.
Das hauptsächliche Unterscheidungsmerkmal der erfindungsgemäßen Behältereinheit ist es daher, dass der Innenraum des Filtergehäuses mit dem Innenraum des Haupt behälters über wenigstens zwei vertikal verlaufende separate Strömungskanäle in Verbindung steht, was bedeutet, dass die Fluidströmung von dem Filtergehäuse zu dem Hauptbehälter in zwei Teilströmungen unterteilt ist. Diese Strömungsteilung wird erreicht durch Bereitstellen eines oberen Strömungskanals (Übergangskanals), welcher im Bereich des oberen Abschnitts des Filters angeordnet ist, und eines unteren Strömungskanals (Übergangskanal), der im Bereich des Bodens des Filtergehäuses angeordnet ist. Ein Fluidpegel-Messmittel, durch welches die Größe des Fluidvolumens im Hauptbehälter und im Filtergehäuse festgestellt werden kann, kann in vorteilhafter Weise ebenfalls in der Behältereinheit angeordnet sein, vorzugsweise in dem Hauptbehälter.
Das Filtergehäuse und auch der Hauptbehälter weisen in vorteilhafter Weise die Form von zylindrischen "glasförmigen" vertikal angeordneten Gefäßen auf, und der Filter ist in vorteilhafter Weise ein auswechselbarer hohlzylindrischer Filtereinsatz. Die Strömungskanäle, welche den Innenraum des Filtergehäuses mit dem Innenraum des Hauptbehälters verbinden, nehmen vorzugsweise die Form einer oberen Strömungsöffnung und einer unteren Strömungsöffnung in einem verdickten bzw. verstärkten Wandbereich ein, welcher einen Außenwandabschnitt darstellt, der dem Filtergehäuse und dem Hauptbehälter gemeinsam ist, und durch welchen Wandbereich das Filtergehäuse und der Hauptbehälter miteinander verbunden werden. Eine denkbare Alternative besteht darin, dass das Filtergehäuse und der Hauptbehälter mit ihren Außenwänden klar von einander getrennt angeordnet sind, in welchem Fall das Gehäuse und der Behälter miteinander durch ein kurzes oberes Rohrelement und ein kurzes unteres Rohrelement verbunden sind, deren entsprechende innere Kanäle dann die zwei vertikal angeordneten, separaten Strömungskanäle bilden.
Das Fluidpegel-Messmittel kann vorteilhafterweise beispielsweise ein Pegelmessstab sein, welcher in einer Abdeckung befestigt ist, die mit Entgasungslöchern ausgerüstet und abnehmbar an einem Rohrstutzen angebracht ist (z.B. zum Aufstecken oder Anschrauben angeordnet), welcher nach oben zu dem oberen Ende des Hauptbehälters gerichtet ist. Um sicherzustellen, dass die Teilströmungen durch die zwei Fluidströmungskanäle zwischen dem Filtergehäuse und dem Hauptbehälter im Wesentlichen gleich sind, sind die Strömungsquerschnitte bzw. -durchmesser der Kanäle im Wesentlichen gleich groß ausgelegt.
Die Behältereinheit kann aus einem geeigneten Kunststoff oder Blech hergestellt sein, und im ersteren Fall kann in diesem Zusammenhang Blasformen möglicherweise eine geeignete Herstellungsmethode sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nun im Weiteren mit Bezug auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fluidbehältereinheit beschrieben und erklärt, welche in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt ist, in denen:
1 eine Behältereinheit in perspektivischer Ansicht zeigt, und
2 (in einen etwas größeren Maßstab) die Behältereinheit in einem Vertikalabschnitt gesehen darstellt.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
In den Zeichnungen stellen 1 und 2 eine Fluidbehältereinheit dar, welche als Ganzes durch Bezugsziffer 2 bezeichnet wird und ein Filtergehäuse 4 umfasst, dessen äußere Wand fest mit einem angrenzenden Hauptbehälter 6 verbunden ist. Das Filtergehäuse 4 hat die Form eines zylindrischen Gefäßes, welches einen vertikal angeordneten Filter 8 aufnimmt. Das Filtergehäuse hat an seinem Boden einen zentral angebrachten röhrenförmigen Fluideinlass 10, über welchen das im Hauptbehälter 2 zu filternde und zu entlüftende Fluid zugeführt wird. Innerhalb des Filtergehäuses ist ein Fluideinlassrohr 12 vorhanden, welches vertikal in dem Einlass 10 eingesetzt ist und eine Erweiterung dieses Einlasses bildet, und welches extern mit einem ringförmigen Stützflansch 14 für den austauschbaren Filter 8 ausgerüstet ist, welcher die Form eines hohlzylindrischen Filtereinsatzes annimmt.
Der Filter 8 wird im Filtergehäuse 4 mittels einer Schraubenfeder 16 in Stellung gehalten, welche zwischen einer Abdeckung 18, die in das obere Ende des Filtergehäuses eingeschraubt ist, und einer Endplatte 20 eingeklemmt ist, die am oberen Ende des Filters angeordnet ist, und drückt den Filter nach unten in Richtung des Stützflansches 14. Das über den Einlass 10 und das Einlassrohr 12 zugeführte Fluid wird im Filter gefiltert, wenn es vom zentralen Kanal 22 des Filters durch die käfigähnliche Filterwand des Filtereinsatzes radial nach außen fließt.
Der Innenraum des Filtergehäuses 4 steht mit dem Innenraum des Hauptbehälters 6 über zwei vertikal angeordnete separate Strömungskanäle 24 und 26 in Verbindung. Der obere Kanal 24 ist in dem Bereich des oberen Endes des Filters 8 angeordnet, während der untere Kanal 26 direkt von dem Bodenbereich des Filtergehäuses nach unten zum Boden des Hauptbehälters 6 führt. Die Kanäle 24, 26 sind daher an den entsprechenden oberen und unteren Enden eines Außenwandelements 28 ange bracht, welches dem Gehäuse 4 und dem Behälter 6 gemein ist. Die zwei Kanäle 24, 26 bewirken, dass die Fluidströmung vom Gehäuse 4 zum Behälter 6 in eine obere Teilströmung bzw. eine untere Teilströmung aufgeteilt wird.
Falls die durch den Filter 8 gefilterte Flüssigkeit Luftblasen enthält, wenn sie aus dem Filter austritt, werden diese Blasen eine natürliche Tendenz haben, in dem gefilterten Fluid innerhalb des Filtergehäuses 4 nach oben zu steigen. Dies bedeutet, dass der Hauptteil dieser fluidgebundenen Luftblasen mit der Fluidströmung aus dem Filtergehäuse durch den oberen Strömungskanal 24 läuft. Die Tatsache, dass der Hauptteil der Luft, welcher das Fluid begleitet, daher in den Hauptbehälter 6 gerade unterhalb der Oberfläche 30 des Fluids im Hauptbehälter eintritt, erzeugt gute Bedingungen dafür, dass die Luftblasen ihren Weg nach oben zur Oberfläche 30 schaffen (wodurch eine effektive Entlüftung des Fluids erreicht wird), bevor das Fluid aus dem Hauptbehälter 6 über einen Flüssigkeitsauslass 32 am Boden des Behälters ausfließt.
Ein weiterer Faktor, der effektiv zur gewünschten Entlüftung des gefilterten Fluids im Hauptbehälter beiträgt, bevor das Fluid letzteren über den Auslass 32 verlässt, besteht darin, dass die abwärts gerichtete Strömungsgeschwindigkeit v des Fluids im Innenraum des Hauptbehälters relativ niedrig sein wird, weil die Fluidströmung vom Filtergehäuse zum Hauptbehälter 6 in zwei annähernd gleiche Teilströmungen aufgeteilt ist (über den Kanal 24 bzw. den Kanal 26). Diese Aufteilung der Gesamtströmung vom Filtergehäuse 4 zum Hauptbehälter 6 in zwei näherungsweise gleiche Teilströmungen wird dadurch erreicht, dass die zwei Kanäle 24 und 26 mit im Wesentlichen gleich großen Strömungsquerschnitten versehen sind. Zuguterletzt sollte erwähnt werden, dass der Hauptbehälter 6 mit einem Fluidpegel-Messmittel ausgerüstet ist, welches aus einem Fluidmessstab 34 besteht, der in einer abnehmbaren Abdeckung 36 befestigt ist, welche gleich dem Verschluss einer Flasche ist und welche an einen möglicherweise zentral angebrachten Halsabschnitt 38 des obersten Teils des Hauptbehälters aufgesteckt oder angeschraubt werden kann. Die Abdeckung 36 ist mit Luftlöchern 40 ausgerüstet, welche es der Luft erlauben, durch die Abdeckung aus-/einzuströmen, wenn der Pegel der Fluidoberfläche 30 im Hauptbehälter ansteigt/abfällt.

Claims

Behältereinheit (2) für ein Fluid, das in einem unter Druck gesetzten Zustand für das hydrostatische Antreiben einer Ausrüstung, beispielsweise in Fahrzeugen, wie beispielsweise motorisierten Fahrzeugen, geeignet ist, wobei die Behältereinheit nicht nur ein Filtergehäuse (4) aufweist, das am Boden mit einem Fluideinlass (10) versehen ist und einen Filter (8) aufnimmt, der mit dem Einlass kommuniziert, sondern auch einen Hauptbehälter (6) aufweist, der mit dem Filtergehäuse (4) verbunden ist und dessen Innenraum mit dem Innenraum des Filtergehäuses über wenigstens einen Strömungskanal in Verbindung steht, wobei der Hauptbehälter am Boden mit einem Fluidauslass (32) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Filtergehäuses (4) mit dem Innenraum des Hauptbehälters (6) über wenigstens zwei vertikal verlaufende separate Strömungskanäle (24, 26) in Verbindung steht, wobei die Fluidströmung von dem Filtergehäuse zum dem Innenraum des Hauptbehälters zwischen einem oberen Kanal (24), der im Bereich des oberen Abschnitts des Filters (8) angeordnet ist, und einem unteren Kanal (26), der im Bereich des Bodens des Filtergehäuses angeordnet ist, geteilt ist, und dass ein Fluidpegel-Messmittel (34) vorteilhafterweise in der Behältereinheit, vorzugsweise in dem Hauptbehälter (6), angeordnet ist.
Behältereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Filtergehäuse (4) als auch der Hauptbehälter (6) die Form von wenigstens im Wesentlichen zylindrischen Gefäßen aufweisen, die dazu ausgebildet sind, dass sie derart eingesetzt werden, dass ihre Längsachse in im Wesentlichen vertikaler Richtung ausgerichtet ist, und dass der Filter (8) ein auswechselbarer hohlzylindrischer Filter ist, der auf ein im Wesentlichen vertikal verlaufendes Fluideinlassrohr (12) innerhalb des Filtergehäuses aufgesetzt ist.
Behältereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der obere und untere Strömungskanal (24 und 26) die Form von Strömungsöffnungen in dem Außenwandelement (28) annehmen, über die das Filtergehäuse (4) und der Hauptbehälter (6) miteinander verbunden sind.
Behältereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidpegel-Messmittel in dem Hauptbehälter (6) einen Pegelmessstab (34) umfasst, der parallel zu der vertikalen Längsachse des Behälters verläuft und in einem flaschenverschlussartigen Deckel (36) befestigt ist, der entfernbar an einem Halsabschnitt (38) am oberen Ende des Hauptbehälters angeordnet und mit Luftlöchern (40) versehen ist.
Behältereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der obere und untere Strömungskanal (24 und 26) im Wesentlichen gleichgroße Strömungsdurchmesser aufweisen, so dass im Wesentlichen näherungsweise gleichgroße Teilströmungen gereinigter Flüssigkeit durch diese von dem Filtergehäuse (4) zu dem Hauptbehälter (6) hindurchtreten.
Behältereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behältereinheit (2) aus Kunststoff, beispielsweise durch Blasformen, hergestellt ist.