DE69601926T2 - Temperaturregelung für eine flüssigkeitskonditionierungsanordnung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Aufbereitungsanordnungen zum Aufbereiten einer durch ein System umgewälzten Flüssigkeit, und insbesondere das Regeln der Temperatur der Flüssigkeit.
• Typischerweise kann eine Flüssigkeit durch ein System umgewälzt werden, um für ein oder mehrere Elemente des Systems eine Antriebskraft zu erzeugen, oder um für Lager eines Motors oder dergleichen eine Schmierung bereitzustellen.
• Bei einem Motorschmiersystem wird eine Schmierflüssigkeit, nämlich Öl, mittels einer Pumpe umgewälzt, die durch den Motor angetrieben wird, und das Öl wird durch eine Aufbereitungsanordnung geleitet, welche die Flüssigkeit aufbereitet, um sie bezüglich fester Verunreinigungen zu reinigen.
• Es ist bekannt, eine derartige Aufbereitungsanordnung sowohl mit sogenannten Vollstrom-Reinigungselementen wie mit Umleitungszentrifugal-Reinigungselementen auszustatten.
• Beispiele derartiger Anordnungen, welche beide Reinigungselementtypen enthalten, sind in der GB-A-2160796, der GB-A-2160449 und der DE-C1- 43 06 431 beschrieben, die jeweils koaxial angeordnete Vollstrom- und Zentrifugal-Reinigungselemente innerhalb einer Gehäuseeinrichtung offenbaren, die so angeordnet ist, daß sie mit einem Motorblock verbunden werden kann. Die Gehäuseeinrichtung bildet einen Teil eines Flüssigschmiermittel- Umwälzsystems des Motors, das von diesem ein flüssiges Schmiermittel empfängt und es mittels ausgerichteter Durchlässe oder Kanäle dorthin zurückführt. Der größte Teil der Flüssigkeit wird nachdem Hindurchtritt durch das Vollstromelement zu dem Motor unter Druck rückgeführt, um Lager usw. zu schmieren, während ein Anteil des Schmiermittels das Element zu dem Zentrifugal-Reinigungselement umströmt, von welchem aus es direkt zu einem Vorratsbehälter oder der Ölwanne zurückgeführt wird.
• Die GB-A-2160449 beschreibt die koaxial angeordneten Reinigungselemente, von denen eines das andere umgibt, und die in axialer Richtung getrennt entfernt werden können, während die GB-A-2160796 die Reinigungselemente offenbart, die axial angeordnet und von unterschiedlichen axialen Richtungen mittels getrennt entfernbarer Teile der Gehäuseeinrichtung zugänglich sind. Die DE-C1-43 06 431 offenbart, daß beide Reinigungselemente in einem einzigen Gehäuse axial verschiebbar und in der axialen Richtung entfernbar sind.
• Während die Anwesenheit beider Reinigungselementtypen in einer Aufbereitungsanordnung dazu dient, die Flüssigkeit in wirksamer Weise von Schmutzstoffpartikeln sämtlicher Größen zu entreichern, versetzt das Reinigen der Flüssigkeit von festen Schmutzstoffen die Flüssigkeit nicht notwendigerweise in einen optimalen Zustand, wenn die Betriebsbedingungen so sind, daß die Flüssigkeit zu kalt ist, um in geeigneter Weise zu strömen, oder so heiß, daß ihre Viskosität fällt.
• Selbstverständlich ist es bekannt, eine Ölwannenheizeinrichtung vorzusehen, um die Temperatur des flüssigen Schmiermittels beim Startvorgang bei extrem kaltem Klima zu erhöhen, ungeachtet der Tatsache, daß in einem Verbrennungsmotor die Temperatur in kurzer Zeit auf eine Betriebsnorm erhöht wird.
• Es ist auch bekannt, der schmierenden Flüssigkeit zur Verwendung durch einen Motor eine Heiz- und/oder Kühleinrichtung zuzuordnen, wenn sie durch ein typisches Vollstrom-Reinigungselement umgewälzt und gereinigt wird.
• Eine derartige Einrichtung kann die Form einer Wärmetauschermatrix einnehmen, die getrennt vom Motorblock üblicherweise dort angeordnet ist, wo sie sich in einem Strom kühlerer Luft befindet, die dazu erzeugt wird, darüber hinweg zu strömen, und Flüssigkeit wird von dem Motor dorthin und wieder zurück durch Rohre geleitet. Eine derartige Matrix kann ein Vollstromfilter in Reihe mit dem Flüssigkeitsstrom aufweisen; die Verwendung einer getrennten Matrix und eines externen Rohraufbaus erhöht jedoch die Herstellungs- und Wartungskosten, vorausgesetzt, Raum steht zur Verfügung, und ist außerdem potentiell für eine Beschädigung anfällig. Die Beschädigung, die durch Verlust von flüssigem Schmiermittel jeweils mit kleiner Rate in einem relativ kurzen Zeitraum im Vergleich zur weiten Toleranz von Viskositätsänderungen verursacht werden kann, die für viele Motoren akzeptabel sind, bedeutet, daß eine Temperaturregelung der Flüssigkeit durch ein derartiges extern bewirktes Schmiermittel kühlen nur dort verwendet wird, wo es für die Motorleistung als wesentlich und nicht nur als förderlich erachtet wird.
• Motore, bei denen die Flüssigkeit durch ein Vollstrom-Reinigungselement der in sich geschlossenen Art gereinigt wird, d. h. in Gestalt eines abgedichteten Kanisters bzw. Behälters, der Papier oder dergleichen als Filterelement enthält und dazu ausgelegt ist, auf einen Halterungsblock geschraubt zu werden, der außerdem Flüssigkeit zu und von einem Motor weg fördert, können als Alternative zu einem derartigen entfernt stattfindenden Kühlen des flüssigen Schmiermittels vorsehen, daß der Halterungsblock dazu ausgelegt ist, ein einfaches Wärmetauschererelement in Form eines Wassermantels zu enthalten oder zu tragen, an dem der Kanister tatsächlich angeschraubt ist, und durch welchen die Flüssigkeit durch ein zusätzliches Rohr- oder Kanalsystem geleitet wird.
• Beispiele von Reinigungsanordnungen für flüssiges Schmiermittel, denen ein Wärmetauscherelement zugeordnet ist, sind in der GB-A-2163967, der EP-A- 0200809, der DE-C-34 44 267 und der DE-A-19 34 193 beschrieben.
• Wenn die Halterung so ausgelegt ist, daß der Wärmetauscher integral mit ihr gebildet ist, bedarf sie eines komplexen Gießvorgangs, während dann, wenn sie ein getrenntes Element ist, das zwischen dem herkömmlichen Halterungsblock und dem Reinigungselementkanister angeordnet ist, bestehen zwei Grenzflächen für die Flüssigkeitsübertragung, die potentiell einer Leckage unterliegen.
• Diese beschriebenen Anordnungen führen außerdem in den Flüssigkeitsstrom dadurch einen Widerstand ein, daß er durch den beengten Durchlaß des Wärmetauschers geleitet werden muß und sie bieten keine kostengünstige Lösung zur Bewirkung dieses Kühlens oder gegebenenfalls Heizens der Flüssigkeit, wenn das Reinigen nicht nur ein Vollstrom- Reinigungselement, sondern auch eine selbst angetriebene Zentrifugal- Reinigungseinrichtung umfaßt, um einen Anteil der Flüssigkeit zu bearbeiten, der um das Vollstrom-Reinigungselement herumströmt.
• Es wird bemerkt, daß Flüssigkeitsreinigungs- und -aufbereitungssysteme nicht nur auf Schmierölsysteme für Verbrennungsmotore beschränkt sind, und unter Beibehaltung der Allgemeingültigkeit des vorstehend Angeführten, besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Flüssigkeitsaufbereitungsanordnung mit Temperaturregelung zu schaffen, die Flüssigkeitsfiltern sowohl durch Vollstrom- wie Zentrifugal-Reinigungselemente einschließt und einen einfachen, kompakten und praktisch geeigneten Aufbau hat, und aktuelle sowie potentielle Nachteile des Standes der Technik überwindet und eine ähnliche Funktion gewährleisten kann.
• Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Flüssigkeitsaufbereitungsanordnung mit Temperaturregelung, umfassend eine Gehäuseeinrichtung, die zur Befestigung an einer Vorrichtung zur Zuführung von Flüssigkeit unter Druck und zur Verwendung der zu ihr rückgeführten aufbereiteten Flüssigkeit ausgelegt ist, wobei in der Gehäuseeinrichtung eine Mehrzahl von Kammern festgelegt ist, die einzeln angeordnet sind, um Zentrifugal- und Vollstrom-Reinigungselemente zu enthalten, die in Bezug aufeinander und in Bezug auf eine einzige Gehäuseverschlußeinrichtung koaxial angeordnet sind, die zu den Gehäusekammern Zugriff gewährt, und eine Wärmetauschereinrichtung mit einem Wärmetauscherelement, das innerhalb einer mit Flüssigkeit gefüllten Kammer des Gehäuses und in dem Flüssigkeitsstrompfad von zumindest einem Reinigungselement betriebsmäßig so angeordnet ist, daß die Flüssigkeit dem Wärmetauscherelement ausgesetzt ist.
• Ausführungsformen der Erfindung im Hinblick auf die Aufbereitung einer Flüssigkeit, nämlich des Schmieröls eines Verbrennungsmotors, wird nunmehr im einzelnen anhand der Zeichnung beispielhaft erläutert; es zeigen:
• Fig. 1 eine geschnittene Aufrißansicht durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsaufbereitungsanordnung mit integrierter Temperaturregelung unter Darstellung eines Gehäuses, das ein koaxiales Vollstrom-Reinigungselement, ein Zentrifugal-Reinigungselement und ein Wärmetauscherelement aufweist, die in getrennten Kammern in einem gemeinsamen Gehäuses axial getrennt untergebracht sind, dessen abnehmbarer Verschluß das Wärmetauscherelement enthält,
• Fig. 2 eine geschnittene Aufrißansicht durch eine zweite Ausführungsform der Aufbereitungsanordnung mit getrennten Kammern, ähnlich wie in Fig. 1, wobei jedoch das Wärmetauscherelement in Bezug auf das Gehäuse feststeht und der Zentrifugalreiniger zur Erleichterung des Zugangs benachbart zum abnehmbaren Gehäuseverschluß angeordnet ist,
• Fig. 3 eine geschnittene Aufrißansicht durch eine dritte Ausführungsform der Aufbereitungsanordnung, die eine Verteilung der Elemente allgemein ähnlich zu Fig. 1 aufweist, wobei jedoch das Wärmetauscherelement in derselben Kammer angeordnet ist, wie das Vollstrom-Reinigungselement und sich parallel dazu erstreckt, wobei das Reinigungselement das Wärmetauscherelement umgibt und einen abnehmbaren Verschluß für das Gehäuse bildet,
• Fig. 4 eine geschnittene Aufrißansicht durch eine vierte Ausführungsform der Aufbereitungsanordnung, die allgemein ähnlich zu derjenigen von Fig. 3 ist, wobei jedoch das sich axial erstreckende Wärmetauscherelement das Vollstrom- Reinigungselement umgibt, und
• Fig. 5 eine geschnittene Aufrißansicht durch eine fünfte Ausführungsform der Aufbereitungsanordnung, bei der das Zentrifugal-Reinigungselement, das Vollstrom-Reinigungselement und das Wärmetauscherelement zusammen in einer ringförmigen Kammer des Gehäuses angeordnet sind, das die Kammer radial umgibt, welche das Zentrifugal-Reinigungselement enthält.
• Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt eine Flüssigkeitsaufbereitungsanordnung 10 mit Temperaturregelung ein Gehäuse 11, bei dem es sich um einen allgemein rohrförmigen Körper handelt, der eine Längsachse 12 des Gehäuses umgibt und seitlich sich erstreckende Durchlässe 13&sub1;... 13&sub4; aufweist, die dazu ausgelegt sind, in einer Reihe mit entsprechenden Schmiermittelkanälen 14&sub1;... 14&sub4; in einem Motorblock 15 in einer Linie zu verlaufen, an welchem das Gehäuse bei im wesentlichen vertikal verlaufender Achse 12 betriebsmäßig befestigt ist. Das Gehäuse ist an einem axialen Ende 11&sub1; geschlossen, das einen Boden oder eine Basis bildet, wohingegen das andere Ende 11&sub2; offen ist.
• Das Gehäuse ist in drei getrennte Kammern 16, 17 und 18 durch eine Trennwandeinrichtung unterteilt, die entfernbare Trennwände 19 und 20 umfaßt.
• Die Trennwand 19 ist so angeordnet, daß sie gegen eine Schulter 19&sub1; in der Gehäusewand zu liegen kommt, um seine Berührung bzw. Umgebung auf die Endwand 11&sub1; zu beschränken, und ein radial zusammenziehbarer Schnappring 19&sub2; ist so angeordnet, daß er in einer Nut in der Gehäusewand über der Trennwand zu liegen kommt, um als Halter dafür zu wirken, falls das Gehäuse auf den Kopf gestellt wird.
• Die untere Kammer 16 enthält einen seitlichen Durchlaß 13&sub1;, der mittels eines Motorblockkanals 14&sub1; mit einer (nicht gezeigten) Ölwanne verbunden ist, die einen Vorrat an flüssigem Schmiermittel enthält und die Endwand 11&sub1; des Gehäuses legt einen schräg verlaufenden Boden der Kammer fest und erlaubt es, daß Flüssigkeit davon durch Schwerkraft abläuft.
• Die Endwand 11&sub1; des Gehäuses weist außerdem einen Sockel 22 auf, der sich axial in die Kammer 16 hinein erstreckt, auf welchem zur Drehung um die Achse ein Zentrifugal-Reinigungselement 23 angebracht ist, wobei das Element an seinem oberen Ende durch eine rohrförmige Spindel 24 getragen ist, die sich durch die Trennwand 19 abwärts erstreckt und Flüssigkeit zur Innenseite des Elements zuführt.
• Die Trennwand 19 enthält außerdem ein Ventil 25, das den Durchtritt der Flüssigkeit durch die Trennwand und in die Spindel 24 hinein aus der mittleren Kammer 17 steuert, wobei das Ventil durch eine Vorspannfeder 26 derart geschlossen ist, daß es lediglich dann geöffnet wird, wenn der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 17 ein vorbestimmtes Minimum übersteigt, bei dem es zweckmäßig ist, eine bestimmte Menge der Flüssigkeit durch den Zentrifugalreiniger zu leiten.
• Die mittlere Kammer 17 steht in Verbindung mit dem Flüssigkeitseinlaß- Durchlaß 13&sub2;, der mit dem Motorblockkanal 14&sub2; in Verbindung steht, um von einer (nicht gezeigten) Pumpe unter Druck stehende Flüssigkeit aufzunehmen, die durch den Motor angetrieben wird und diese mittlere Kammer enthält ein Vollstrom-Reinigungselement 27 mit einem rohrförmigen Körper aus einem gefalteten Netz bzw. Geflecht, das zwischen Endkappen 27&sub1; und 27&sub2; angeordnet ist.
• Die untere Endkappe 27&sub1; ist auf der Trennwand 19 getragen und mittels einer Feder 28 dazwischen ist die obere Endkappe 27&sub2;, die mittig offen ist, gegen die Trennwand 20 so vorgespannt, daß die zentrale Öffnung 29 mit einem axialen Durchlaß 30 in der Trennwand ausgerichtet ist.
• Die Trennwand 20 ist in Bezug auf das Gehäuse festgelegt und gegenüber einer Verschiebung auf das offene Ende des Gehäuses zu durch einen radial zusammenziehbaren Schnappring 31 gehindert, der in einer Ausnehmung in der Gehäusewand angeordnet werden kann und in seiner Mitte, den Durchlaß 30 umgebend, ein Überlaufrohr 32 trägt, das sich durch die obere Kammer 18 entlang der Achse erstreckt. Das Überlaufrohr hat seitliche Öffnungen 33, die mit der Kammer in Verbindung stehen, und es ist an seinem oberen Ende 34 mit einem Gewinde versehen, um eine allgemein mit 35 bezeichnete abnehmbare Verschlußeinrichtung sowohl für das Überlaufrohr wie für die umgebende Kammer aufzunehmen, wodurch sie eine Verschlußeinrichtung für das Gehäuse bildet.
• Die obere Kammer 18 steht in Verbindung mit Flüssigkeitsauslaß- Durchlässen 13&sub3; und 13&sub4;, wobei der zuerst genannte in Verbindung mit dem Motorblockkanal 14&sub3; steht, um Flüssigkeit zu lagern und ähnlichen Teilen des Motors zuzuführen, die eine konstante Zufuhr gereinigten Schmiermittels erfordern, das unter optimalem Druck gefördert wird, und wobei der zuletzt genannte mittels des Motorblockkanals 14&sub4; mit der Ölwanne verbunden ist, wenn das Druckentlastungsventil 21 öffnet, um gepumpte Flüssigkeit zur Ölwanne zurückzuleiten, wenn der Druck im Durchlaß 13&sub3; den optimalen Druck übersteigt.
• Beim Betrieb, der dem herkömmlichen Betrieb entspricht, wird Flüssigkeit der Kammer 17 mittels des Kanals 13&sub2; zugeführt; die Flüssigkeit strömt in einer allgemein radialen Richtung durch das perforierte bzw. mit Öffnungen versehene Maschennetz des Vollstrom-Reinigungselements 27 und daraufhin zu dessen zentralem Bereich, von wo sie durch die Endkappenöffnung 29 und den Trennwanddurchlaß 30 strömt (sowie mittels des Überlaufrohrs 32 und der oberen Kammer 18), um entlang dem Durchlaß 13&sub3; auszutreten. Wenn in der Kammer 17 ein Staudruck erzeugt wird, wird die Vorspannung des Ventils 25 in der Trennwand 19 überwunden, und Flüssigkeit kann von dort in den axialen Durchlaß 24 und dadurch in das Zentrifugal-Reinigungselement 23 eintreten, wobei sie aus dem Element mittels Reaktionsdüsen 23' austritt, bevor sie mittels des Durchlasses 13&sub1; zur Ölwanne zurückkehrt.
• In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist eine allgemein mit 40 bezeichnete Wärmetauschereinrichtung vorgesehen. Die Wärmetauschereinrichtung umfaßt eine Quelle 41 für ein Wärmeübertragungsmedium, vorzugsweise eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser mit guter Wärmeleitfähigkeit, obwohl zur Vermeidung eine Verwechslung mit der aufzubereitenden Flüssigkeit es günstiger ist, vorliegend von "Medium" zu sprechen. Die Quelle 41 kann außerdem ein geeigneter Radiator bzw. Heizkörper sein, der einer Kaltluftströmung ausgesetzt ist. Die Wärmetauschereinrichtung umfaßt ferner ein Wärmetauscherelement 42 mit einer Leitungseinrichtung für das Medium, nämlich ein Einlaßrohr 43 bzw. ein Auslaßrohr 44, die mit einem oder mehreren Wärmetauscherrohren 45 gegebenenfalls mit Wärmeleitungsrippen 46 verbunden sind, wobei es sich axial in die Kammer 18 hinein und um das zentrale Überlaufrohr 32 herum erstreckt. Das Wärmetauscherelement wird in die Flüssigkeit betriebsmäßig eingetaucht, welche die Kammer füllt, so daß die durch die Kammer zwischen den Überlaufrohröffnungen 33 und dem Auslaßdurchlaß 133 strömende Flüssigkeit über die Oberfläche des Wärmetauscherelements strömt, das Wärme zu dem Medium und umgekehrt leiten kann. Das Wärmetauscherelement ist mechanisch mit einem zentralen Mutterelement 47 verbunden und umfaßt damit die abnehmbare Verschlußeinrichtung 35 für das Gehäuse.
• Die Wärmetauschereinrichtung umfaßt ferner eine Einrichtung 49, wie beispielsweise eine Umwälzpumpe, um das Medium dazu zu veranlassen, vom Einlaß- zum Auslaßrohr mittels des Wärmetauscherrohrs bzw. der -rohre 45 zu strömen, um eine Wärmeübertragung mittels jedes Wärmetauscherrohrs ansprechend auf eine Temperaturdifferenz zwischen dem Medium und der Flüssigkeit zu bewirken.
• Es wird bemerkt, daß dann, wenn die durch das Vollstrom-Reinigungselement 25 strömende Flüssigkeit heißer als das Medium in der Wärmetauschereinrichtung ist, ein Teil der Wärme an das Fluid so übertragen wird, daß die Temperatur der Flüssigkeit, welche die Aufbereitungsanordnung mittels des Durchlasses 13&sub3; verläßt, niedriger ist als ohne die Wärmetauschereinrichtung, wobei ihre Viskosität normalerweise größer ist. Unter der Voraussetzung, daß die durch das Medium aufgenommene Wärme ebenfalls durch einen weiteren Wärmetauscher 41 abgezogen wird, kann ferner eine kleine Menge des Mediums in Wiederumlauf gebracht werden, um der gereinigten Flüssigkeit übermäßige Wärme zu entziehen.
• Es wird bemerkt, daß die Wirksamkeit der Wärmeübertragung zwischen der Flüssigkeit und dem Fluidmedium in der Wärmetauschereinrichtung eine Funktion der Temperatur des in das Wärmetauscherelement eintretendem Mediums und seiner Durchflußrate ist. Zu diesem Zweck sowie insbesondere dann, wenn das Medium zwangsumgewälzt wird, kann die Wärmetauschereinrichtung 40 eine mit 51 bezeichnete Erfassungseinrichtung umfassen, die in dem Auslaßdurchlaß 13&sub3; oder an einem anderen Punkt in dem Gehäuse oder dem Motor angeordnet ist, um einen Parameter zu erfassen, der sich zumindest auf die Temperatur der Flüssigkeit bezieht, d. h. auf die Temperatur selbst oder den dazu in Beziehung stehenden Parameter, wie beispielsweise die Viskosität, eine Einrichtung zum Variieren der effektiven Wärmekapazität des Fluidmediums, wie beispielsweise die Umwälzpumpe 49 und der Wärmetauscher 41, und eine Steuereinrichtung 52, die ansprechend auf Signale von der Erfassungseinrichtung und einer Bedarfs- oder Bezugsquelle 43 betreibbar ist, welche eine Bedarfstemperatur für die Flüssigkeit darstellt, um die effektive Wärmekapazität des Mediums mittels der Umwälzrate der Pumpe 49 und/oder der Strahlungsleistung des Wärmetauschers 41 zu variieren, um die Temperatur der Flüssigkeit im wesentlichen auf dem Bedarfswert zu halten.
• Es wird bemerkt, daß die Wärmetauschereinrichtung eine Vielzahl unterschiedlicher Formen einnehmen kann, die sich dem Fachmann auf dem Gebiet der Temperaturregelung erschließen und eingesetzt werden können, ohne daß dies einer besonderen Erläuterung bedarf.
• Beispielsweise kann die Wärmetauschereinrichtung mit einem Medium arbeiten bzw. betrieben werden, das eine flüchtige Flüssigkeit umfaßt, die durch die Umwälzpumpe 49 sowohl umgewälzt wie komprimiert wird, was heißt, daß diese Pumpe als Kälteerzeuger wirkt. Alternativ kann die Wärmetauschereinrichtung in anderer Weise als mit einer Zwangsumwälzpumpe 49 betrieben werden, wobei die Flüssigkeit dazu veranlaßt wird, mittels "Schwerkraft"- Konvektionsströmen oder durch irgendeinen anderen Mechanismus umgewälzt zu werden, wie beispielsweise ein Wärmerohr, das durch eine Kombination aus Verdampfung und Kondensation einer flüchtigen Flüssigkeit arbeitet. Das Fluidmedium kann anstelle einer Flüssigkeit alternativ von rein gasförmiger Natur sein. Die Wärmetauschereinrichtung muß kein geschlossenes System sein, das die Temperatur des Fluids wiederherstellt und es umwälzt; vielmehr kann es ein System sein, das das Fluidmedium nach dem Durchtritt durch das Wärmetauscherelement aus dem System ausleitet und dieses Element mit frischem Fluid erneut füllt.
• Es wird bemerkt, daß die Wärmetauschereinrichtung ein Erwärmen der Flüssigkeit oder statt dessen ein Abkühlen der Flüssigkeit unter Verwendung eines Wärmetauschers 41 vorsehen kann, der eine Wärmequelle enthält. Diese Wärme kann, insbesondere wenn dies vor dem Starten des Motors erforderlich ist und/oder um eine normale Kühlwirkung eines Fluidmediums rasch zu modifizieren, unter Verwendung eines elektrischen Stroms als Wärmeübertragungsmedium und eines oder mehrerer elektrischer Leiter (bei denen es sich um Heizelemente handelt) bereitgestellt werden, die in der Kammer 18 angeordnet sind.
• Der genaue Aufbau des Wärmetauscherelements ist Abwandlungen zugänglich; wenn es seine eigene getrennte Kammer einnimmt, hat es jedoch bevorzugt einen Aufbau, der dazu dient, den Weg zwischen den Kammereinlaßöffnungen 33 und der Auflaßöffnung 133 und dadurch die Aufenthaltsdauer der Flüssigkeit in der Kammer zu optimieren. Wenn die Verschlußeinrichtung 35, welche das Wärmetauscherelement trägt, vom Gehäuse durch Entfernung der Mutter 37 abgenommen wird, wird damit auch das Wärmetauscherelement abgenommen, wodurch ein bequemer Zugang zu dem Vollstrom-Reinigungselement 27 (nach der Entfernung des Schnapprings 31 und der Trennwand 20) und zum Zentrifugal-Reinigungselement 23 (nach der Entfernung des Elements 27, des Schnapprings 192 und der Trennwand 19) erhalten werden kann.
• Es wird bemerkt, daß das Wärmetauscherelement in Bezug auf das Gehäuse und die Reinigungselemente, insbesondere das Vollstromelement in unterschiedlicher Weise angeordnet sein kann.
• Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt eine zweite Ausführungsform der Flüssigkeitsaufbereitungsanordnung 60 mit Temperaturregelung ein allgemein rohrförmiges Gehäuse 61, das eine im Betrieb angeordnete Längsachse 62 aufweist und in Längsrichtung in drei Kammern 63, 64 und 65 durch entfernbare Trennwände 66 und 67 getrennt ist. Ein Deckel 68 der Kammer 65 trägt ein Zentrifugalreinigungselement 69, das auf der Trennwand 67 angebracht ist, und die mittlere Kammer 64 enthält ein Vollstrom-Reinigungselement 70, das zwischen den Trennwänden angebracht ist. Die untere Kammer 63, die Flüssigkeit von dem Vollstromelement mittels eines axialen Durchlasses 72 empfängt, enthält ein Wärmetauscherelement 73, das gegen das Ende des Gehäuses ruht und mittels Stopfbuchsen-Dichtungen 74 befestigt ist, die am Einlaßrohr 75 bzw. am Auslaßrohr 76 befestigt sind. Die Arbeitsweise ist im wesentlichen dieselbe wie für die Anordnung 10 vorstehend erläutert, mit der Ausnahme, daß das Wärmetauscherelement nicht entfernt werden muß, um zu den Reinigungselementen Zugriff zu erlangen.
• In Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsform der Flüssigkeitsaufbereitungsanordnung 80 gezeigt, die ein allgemein rohrförmiges Gehäuse 81, ähnlich wie das vorstehend erläuterte Gehäuse 11 umfaßt und eine im Betrieb vertikal angeordnete Längsachse 82 aufweist. Das Gehäuse hat eine untere Kammer 83, das durch eine Trennwand 84 festgelegt ist, und sie enthält ein Zentrifugal-Reinigungselement 85, das zwischen der Trennwand und dem Boden des Gehäuses angebracht ist. Die Trennwand 84 legt auf ihrer Oberseite eine Kammer 86 fest und hat einen aufwärts sich erstreckenden Sockel 87, auf welchem ein Vollstrom-Reinigungselement 88 getragen ist. Das Reinigungselement 88 umfaßt ein geschlossenes unteres Endstück 89, auf welchem ein ringförmiges gefaltetes Maschennetz 90 getragen ist, durch welches Flüssigkeit in der Kammer in einer radialen Einwärtsrichtung strömt. Das Maschennetz ist zur Verstärkung durch ein perforiertes Rohr 91 getragen, das sich zwischen dem unteren Endstück 89 und dem oberen Endstück 92 erstreckt, das eine mittige Öffnung 93 hat. Das Maschennetz ist über ein Teil seiner Länge durch ein nicht perforiertes Ablenkelement 84 umgeben, die die Flüssigkeit, die radial durch das Netz strömt, dazu zwingt, auch in Längsrichtung zu strömen, bevor sie durch das perforierte Rohr 91 sowie in einen zentralen Bereich 95 hinein strömen gelassen wird, der in Verbindung mit dem Auslaßdurchlaß 96 steht.
• Eine abnehmbare Verschlußeinrichtung für das Gehäuse, die allgemein mit 97 bezeichnet ist, umfaßt ebenfalls ein Wärmetauscherelement 98, das sich die Kammer 86 mit dem Vollstrom-Reinigungselement teilt. Ein oberer Teil 98, ist fest bzw. starr und bildet einen abnehmbaren, abdichtbaren Verschluß für das Gehäuse, während der untere Teil 982 Wärmeübertragungsmediumleiter umfaßt, wie beispielsweise die vorstehend erläuterten fluidführenden Rohre oder dergleichen. Das Wärmetauscherelement erstreckt sich axial parallel zu dem Vollstromelement und ist durch dieses umgeben.
• Während die Anordnung 80 funktionell ähnlich zu der Anordnung 10 ist, ist im Gehäuse eine Trennwand weniger vorhanden und das Vollstrom- Reinigungselement sowie das Wärmetauscherelement haben eine größere axiale Länge, ohne daß das Gehäuse verlängert wäre.
• Eine Abwandlung dieser Anordnung ist in Fig. 4 anhand der vierten Ausführungsform 100 gezeigt. Bei dieser Anordnung enthält das Gehäuse 101, das eine im Betrieb vertikale Achse 102 aufweist, ein Zentrifugal- Reinigungselement 103 in einer unteren Kammer 104, die durch eine modifizierte Ausführungsform der Trennwand 105 festgelegt ist, die den zentralen Teil 106 eines Vollstrom-Reinigungselements 107 trägt und diesem Flüssigkeit zuführt. Das Reinigungselement ist durch einen unteren Teil 109&sub2; des Wärmetauscherelements 109 umgeben, dessen oberer Teil 109&sub1; einen abnehmbaren Verschluß für das Gehäuse bildet, der mit 110 bezeichnet ist. Obwohl das Wärmetauscherelement in den Anordnungen 80 und 100 im oberen Teil des Gehäuses angeordnet und durch die abnehmbare Gehäuseverschlußeinrichtung getragen gezeigt ist, kann es auch in ähnlicher Weise in Bezug auf das Vollstrom-Reinigungselement angeordnet sein, d. h. ein Element umgibt das andere im unteren Teil des Gehäuses in der in Fig. 2 gezeigten Weise.
• In den Anordnungen 80 und 100 teilen sich das Vollstrom-Reinigungselement und das Wärmetauscherelement eine Kammer in Ausrichtung mit der Kammer, welche das Zentrifugal-Reinigungselement enthält. In einer fünften Ausführungsform der in Fig. 5 bei 120 gezeigten Anordnung sowie auf der Grundlage der Anordnung in der vorstehend genannten GB-A-2160449, umfaßt das Gehäuse 121 einen Basisabschnitt 122 und einen Verschluß 125, der mittels axial sich erstreckender Innen- und Außenwände 126 und 127 eine zentrale Kammer 128 und eine umgebende Kammer 129 festlegt. Der Basisabschnitt 122 trägt ein Zentrifugalreinigungselement 130 zur Drehung um eine im Betrieb vertikale Achse 131 innerhalb der zentralen Achse 128, während die umgebende Kammer 129 eine ringförmige Vollstrom-Reinigungskammer 132 enthält, die ihrerseits durch ein ringförmiges Wärmetauscherelement 133 umgeben ist. Das Vollstrom-Reinigungselement wird durch radial sich erstreckende Endstücke 134, 135 und ein axial sich erstreckendes perforiertes Rohr 136 getragen, das durch die Innengehäusewandung 126 getragen ist, während das Wärmetauscherelement in Bezug auf die Basis 131 mittels Einlaß- und Auslaßrohre 137, 138 getragen ist, die sich durch flüssigkeitsdichte Halterungsstopfbuchsen 139, 140 in der Basis erstrecken. Wie dargestellt, sind die Innen- und Außengehäusewandungen 126 und 127 nicht aneinander befestigt, um einen einheitlichen Aufbau zu bilden, sondern in einem Bereich 141 radial verschoben von der Achse 131 mit der Möglichkeit aneinander anzustoßen, um eine flüssigkeitsdichte Dichtung zu bilden, wenn das Gehäuse durch eine Befestigungsmutter 142 axial gegen die Basis gezwungen wird.
• Der Anordnung 120 zugeführte Flüssigkeit tritt in die Kammer 129 mittels eines Einlaßdurchlasses 145 ein und strömt radial durch das Wärmetauscherelement um das Vollstrom-Reinigungs element 132 zu erreichen, durch welches sie ebenfalls radial strömt, um mittels einer Mulde 146, eines Querdurchlasses 147 und eines Auslaßdurchlasses 148 auszutreten. Ein Umleitdurchlaß 149, der ein (nicht gezeigtes) Ventil ähnlich dem Ventil 15 in Fig. 1 umfaßt, erlaubt es einem Anteil der Flüssigkeit, die aus dem Vollstromelement austritt, in das Zentrifugal-Reinigungselement mittels der axialen Halterungsspindel einzutreten, wobei aus dem Zentrifugalelement austretende Flüssigkeit unter Schwerkraft über den Durchlaß 150 abläuft.
• Die Arbeitsweise ist im wesentlichen dieselbe wie die vorstehend erläuterte, wobei diese Ausführungsform nicht nur eine axial kompakte Anordnung aufweist, die einen Zugriff zu beiden Reinigungselementen erlaubt, sondern auch ermöglicht, daß die Flüssigkeit über das Wärmetauscherelement geleitet werden, bevor es durch das Vollstrom-Reinigungselement strömt.
• Eine andere Verteilung bzw. Anordnung des Reinigungselements und des Wärmetauscherelements ist ebenso möglich, wie die Anzahl jedes dieses Elements in jedem Anordnungsgehäuse eine andere sein kann.
• Das Wärmetauscherelement ist in einer Ausführungsform erläutert worden, bei der ein Wärmetauscherelement der Flüssigkeit zugeordnet ist, die durch das Vollstromelement strömt. Es wird bemerkt, daß das Wärmetauscherelement oder ein anderes Wärmetauscherelement einer Flüssigkeit zugeordnet sein kann, die speziell beispielsweise zum Durchtritt durch das Zentrifugal-Reinigungselement bestimmt ist, falls die Viskosität der Flüssigkeit in einem speziellen Wertebereich gehalten werden muß, um einen wirksamen Betrieb der Zentrifuge in Reaktion auf die Flüssigkeit zu ermöglichen, die von dieser mittels der üblicherweise tangential gerichteten Düsen ausgetragen wird.
• Obwohl die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in Bezug auf Motore gezeigt und erläutert sind, bei denen die Flüssigkeit ein Schmiermittel ist, können sie auch zum Betrieb mit einer anderen Maschine und mit einer Flüssigkeit eingesetzt werden, die sich von Schmiermittel unterscheidet.

Claims (10)

1. Flüssigkeitsaufbereitungsanordnung (10; 60; 80; 100; 120;) mit Temperaturregelung, umfassend eine Gehäuseeinrichtung (11; 61; 81; 101; 121), die zur Befestigung an einer Vorrichtung zur Zuführung von Flüssigkeit unter Druck und zur Verwendung der zu ihr rückgeführten aufbereiteten Flüssigkeit ausgelegt ist, wobei in der Gehäuseeinrichtung eine Mehrzahl von Kammern (16, 17, 18; 63, 64, 65; 83, 86; 104; 128; 129) festgelegt ist, die einzeln angeordnet sind, um Zentrifugal- und Vollstrom-Reinigungselemente zu enthalten, die in Bezug aufeinander (23, 27; 69, 70; 85, 88; 103, 107; 130, 132) und in Bezug auf eine einzige Gehäuseverschlußeinrichtung (35; 68; 97; 109; 125) koaxial angeordnet sind, die zu den Gehäusekammern Zugriff gewährt, gekennzeichnet durch eine Wärmetauschereinrichtung mit einem Wärmetauscherelement (42; 73; 98; 109; 133), das innerhalb einer mit Flüssigkeit gefüllten Kammer des Gehäuses und in dem Flüssigkeitsstrompfad von zumindest einem Reinigungselement betriebsmäßig so angeordnet ist, daß die Flüssigkeit dem Wärmetauscherelement ausgesetzt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseeinrichtung umfaßt: ein rohrförmiges Gehäuse (11; 61; 81; 101), das sich entlang sowie um seine Längsachse (12; 62; 82; 102) erstreckt und an einem Ende einen geschlossenen Boden (11&sub1;) und am anderen Ende (11&sub2;) eine abnehmbare Verschlußeinrichtung (35; 68; 97; 109) aufweist, wobei das Gehäuse zur Befestigung bei im wesentlichen vertikal verlaufender Längsachse ausgelegt ist, und eine Trennwandeinrichtung mit zumindest einer Trennwand (19, 20; 66, 67; 84; 105), die in dem Gehäuse zwischen dem Boden und der Verschlußeinrichtung angeordnet ist und dazu dient, das Gehäuse in eine Mehrzahl von in Reihe liegende Kammern (16, 17, 18; 63, 64, 65; 83, 86; 104) in Fluidverbindung miteinander mittels der Trennwandeinrichtung zu unterteilen, wobei das Zentrifugal-Reinigungselement (23; 69; 85; 103) und das Vollstrom-Reinigungselement (27; 70; 88; 107) in getrennten durch Trennwände festgelegten Kammern angeordnet sind, und wobei zumindest ein Reinigungselement koaxial darin durch die Trennwandeinrichtung getragen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauscherelement (42; 98; 109) durch die Gehäuseverschlußeinrichtung (35; 97; 110) getragen ist und sich von dort in eine Kammer (18; 86) der Gehäuse einrichtung hinein erstreckt.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauscherelement (42, 73) in einer getrennten durch Trennwände festgelegten Kammer (18; 63) angeordnet ist, die mit der Kammer (17; 64) in Verbindung steht, welche das Vollstrom-Reinigungselement (27; 70) enthält.

5. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauscherelement (98; 169) in der Kammer (86) enthalten ist, welche das Vollstrom-Reinigungselement (88; 107) enthält.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauscherelement 98 sich axial parallel zur axialen Erstreckung des Vollstrom- Reinigungselements (88) erstreckt, und das ein Element im wesentlichen das andere umgibt und daß das Vollstrom-Reinigungselement eine Ablenkelementeinrichtung (94) enthält, das dazu dient, die Zeit zu verlängern, für welche die Flüssigkeit in der Kammer (86) verweilt.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trennwand der Trennwandeinrichtung so angeordnet ist, daß sie in Bezug auf das rohrförmige Gehäuse gegenüber einer Bewegung in einer axialen Richtung lösbar befestigt ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Trennwand (19) der Trennwandeinrichtung eine druckempfindliche Ventileinrichtung (25) umfaßt, die dazu dient, die Fluidströmung zwischen benachbarten Kammern zu steuern.

9. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschereinrichtung (40) eine Quelle (41) eines Wärmeübertragungsmediums und das Wärmetauscherelement (32) eine Übertragungsmediumleitungseinrichtung (45) umfaßt, die so angeordnet ist, daß das Übertragungsmedium dort entlang strömt, und so angeordnet ist, daß die Flüssigkeit in der Kammer (18) dazu veranlaßt wird, über die Übertragungsmediumleitungseinrichtung zu strömen.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschereinrichtung eine Erfassungseinrichtung (51) umfaßt, die dazu dient, einen Parameter zu ermitteln, der sich zumindest auf die Temperatur der Flüssigkeit bezieht, eine Einrichtung (41) zum Variieren der effektiven Wärmekapazität des Wärmeübertragungsmediums, das durch das Wärmetauscherelement hindurchtritt, und eine Steuereinrichtung (52), die ansprechend auf die Erfassungseinrichtung betreibbar ist, um die effektive Wärmekapazität des Wärmeübertragungsmediums zu variieren, um die Flüssigkeitstemperatur im wesentlichen auf einem Bedarfswert zu halten.