DE10009864A1 - Kühlvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung mit einer von einem zu kühlenden Fluid, insbesondere Hydrauliköl, durchströmbaren Kühleinheit (10) und mit einer Filtereinheit (12) für die Filtration des Fluids. Dadurch, daß die Kühleinheit (10) und die Filtereinheit (12) einstückig miteinander verbunden sind und daß die Filtereinheit (12) zusammen mit der Kühleinheit (10) in einem Vorrichtungsgehäuse (14) angeordnet ist, kann die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung bei vergleichbarer Leistung wie bei den bekannten Lösungen erheblich kompakter und leichter aufbauen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung mit einer von einem zu kühlen­ den Fluid, insbesondere Hydrauliköl, durchströmbaren Kühleinheit und mit einer Filtereinheit für die Filtration des Fluids.

Dahingehende Kühlvorrichtungen sind für eine Vielzahl von Anwendungs­ fällen einsetzbar und in den verschiedensten Ausführungsformen erhältlich. Die bisher auf dem Markt frei erhältlichen Kühlvorrichtungssysteme beste­ hen jedoch alle entweder aus einer an der Kühleinheit angeflanschten Fil­ tereinheit oder an Kühleinheiten angeschlossene Tankeinheiten, wobei die jeweilige Tankeinheit dann das Filterelement aufnimmt. Die bekannten Kühlvorrichtungen sind also in der Regel aus mehreren Bauteilen zusam­ mengesetzt, wobei die eigenständige Kühleinheit über eine entsprechende Verrohrung mit der eigenständigen Filtereinheit unter Herstellung der Kühl­ vorrichtung miteinander zu verbinden sind. Hierbei ist nicht auszuschlie­ ßen, daß es bei der angesprochenen Verrohrung zu Fehlanschlüssen und mithin zu Fehlerquellen bei der Montage der bekannten Kühlvorrichtungen kommt. Ferner bauen die bekannten Kühlvorrichtungen aufgrund ihrer Tei­ levielfalt konstruktiv groß auf und sind entsprechend schwer, was insbeson­ dere für eine mobile Verwendung nachteilig ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Kühlvorrichtungen dahingehend weiter zu verbes­ sern, daß diese kompakt und leicht in der Bauweise sind und daß mögliche Fehlerquellen bei der Montage weitestgehend vermieden sind. Eine dahin­ gehende Aufgabe löst eine Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des An­ spruches 1.

Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 die Kühleinheit und die Filtereinheit einstückig miteinander verbunden sind und daß die Filtereinheit zusammen mit der Kühleinheit in einem Vorrich­ tungsgehäuse angeordnet ist, ist der bekannte mehrteilige Aufbau vermie­ den und die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung kann bei gleicher Leistung erheblich kompakter und leichter aufbauen. Durch die Integration von Küh­ leinheit und Filtereinheit in einem Vorrichtungsgehäuse kann darüber hin­ aus die übliche Verrohrung entfallen und Fehlerquellen sind derart ausge­ schlossen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvor­ richtung ist die Filtereinheit in Strömungsrichtung des Fluids vor oder hinter der Kühleinheit angeordnet und die Kühleinheit ist als plattenförmiger La­ mellenkühler ausgebildet. Insbesondere bei flach gehaltenen Einbauräumen ist die dahingehende Plattenausgestaltung vorteilhaft und durch die wahl­ weise Anordnung der Filtereinheit im rechten oder linken Wasserkasten der Kühleinheit ist es möglich, die Reihenfolge von Kühleinheit und Filterein­ heit miteinander zu vertauschen, was eine weitgehende Anpassung der Kühlvorrichtung an die Einbauverhältnisse vor Ort erlaubt. Vorzugsweise ist dabei das Vorrichtungsgehäuse aus Blechteilen zusammengesetzt. Besonders bevorzugt ist jedoch die Ausgestaltung als Gußteil, insbesondere als Aluminium-Druckgußteil.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung ist die Filtereinheit zylindrisch ausgebildet und der Fluidzulauf in das Vorrichtungsgehäuse erfolgt im oberen Bereich der Fil­ tereinheit und der Fluidablauf aus der Kühleinheit in ihrem unteren Bereich. Durch die dahingehende Anordnung von Fluidzulauf und -ablauf läßt sich innerhalb der Kühlvorrichtung ein günstiges Durchströmungsverhalten für das Fluid erreichen.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Kühlvorrichtung ist das Filterelement in einem Filtergehäuse auf­ genommen, das integraler Bestandteil des Vorrichtungsgehäuses ist. Das Filtergehäuse läßt sich dabei an die Außenkontur des Filterelementes anpas­ sen, so daß für dieses auch im Außenumfangsbereich eine sichere Abstüt­ zung und Führung innerhalb des Vorrichtungsgehäuses gewährleistet ist. Vorzugsweise sind dabei im Filtergehäuse mindestens zwei Bypass-Ventile angeordnet, die bei unterschiedlichen Volumenströmen ansprechen. So läßt sich beispielsweise eine verbesserte Anpassung an variable Volumenströme von 60 l bis 160 l erreichen mit der Folge, daß eine Kühlvorrichtung in ei­ nem weiten Anwendungsbereich mit unterschiedlichen Größenordnungen an Fluid-Volumenströmen einsetzbar ist, ohne daß konstruktive Änderun­ gen hier notwendig sind.

Als besonders umweltfreundlich hat es sich erwiesen, das Filterelement aus Materialien aufzubauen, die vollständig veraschbar sind, so daß eine rück­ standsfreie Entsorgung weitestgehend erreicht ist.

Zur Verbesserung der Kühlleistung ist an die Kühleinheit, insbesondere an eine Stirnseite derselben, eine Motor-Lüftereinheit angeschlossen, die den möglichen Luftdurchsatz im Lamellenkühler erhöht und somit zu verbesser­ ten Kühlergebnissen führt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung ist das Filtergehäuse von einem Abschlußdeckel ver­ schließbar, wobei am Filtergehäuse eine Anschlußstelle für eine Ver­ schmutzungsanzeige vorgesehen ist. Für die zuletzt genannte Verschmut­ zungsanzeige läßt sich eine Aussage über den Verschmutzungsgrad des Filterelementes treffen, das im zugesetzten Zustand und mithin verschmutzt gegen ein neues auszutauschen ist. Der dahingehende Austausch erfolgt montagefreundlich und rasch über den genannten oberen Abschlußdeckel am Filtergehäuse. Für eine ortsfeste Montage der Kühlvorrichtung, auch im Mobilbereich, weist diese Festlegeteile auf, die eine lösbare Verbindung mit ortsfesten Komponenten an Maschinen und Vorrichtungen sowie Fahrzeu­ gen erlauben.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die

Fig. 1 bis 3 die Kühlvorrichtung ohne Motor-Lüftereinheit von der Stirnansicht, der Draufsicht und der Seitenansicht;

Fig. 4 teilweise im Schnitt, teilweise in Ansicht dargestellt in Stirnansicht eine erste Ausführungsform der Kühlvor­ richtung;

Fig. 5 eine Schaltdarstellung für die Lösung nach der Fig. 4;

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, sofern sie sich von der vorausgegan­ genen ersten Ausführungsform unterscheidet.

Die Kühlvorrichtung weist eine von einem zu kühlenden Fluid, insbesonde­ re Hydrauliköl, durchströmbare Kühleinheit 10 auf sowie eine Filtereinheit 12 für die Filtration des dahingehenden Fluids. Wie insbesondere die Fig. 1 und 2 sowie die Fig. 4 zeigen, sind die Kühleinheit 10 und die Filtereinheit 12 einstückig miteinander verbunden, wobei die Filtereinheit 12 zusammen mit der Kühleinheit 10 in einem Vorrichtungsgehäuse 14 angeordnet sind. Gemäß den nach der Zeichnung dargestellten beiden Ausführungsformen ist die Filtereinheit 12 in Strömungsrichtung des Fluids vor der Kühleinheit 10 angeordnet. Die Filtereinheit 12 kann aber auch gemäß einer nicht dar­ gestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung in Strömungsrichtung des Fluids hinter der Kühleinheit 10 und einstückig mit dieser verbunden innerhalb des Vorrichtungsgehäuses 14 angeordnet sein.

Ferner ist gemäß der Darstellung nach den Fig. 1 und 4 die Kühleinheit 10 als plattenförmiger Lamellenkühler ausgeführt. Zur Kühlluftführung weist der Plattenkühler zick-zack-förmig aufgefaltete Lamellen 16 auf, die zwi­ schen sich Fluid-Leitkanäle 18 begrenzen, die dem Transport des zu küh­ lenden Fluids dienen. Die Luftführungsrichtung durch die Kühleinheit 10 verläuft senkrecht zu der Bildebene der Fig. 1 bzw. 4 und die Fluid- Transportrichtung quer dazu, also in der Bildebene. Ferner münden die übereinander angeordneten Fluid-Leitkanäle 18 beidseitig in Fluid- Sammelräume 20, 22. Der Aufbau dahingehender Lamellenkühler ist allge­ mein üblich, so daß an dieser Stelle hierauf nicht mehr näher eingegangen wird. Das Vorrichtungsgehäuse 18 selbst ist in der vorliegenden Ausfüh­ rungsform als Aluminiumgußteil hergestellt; es ließe sich jedoch auch aus Blechteilen kastenförmig zusammensetzen und zu einem Gehäuse über Schweißnahtverbindungen zusammenfügen.

Die Filtereinheit 12 ist zylindrisch ausgebildet und der Fluidzulauf 24 in das Vorrichtungsgehäuse 14 erfolgt im oberen Randbereich der Filtereinheit 12, wobei der Fluidablauf 26 aus der Kühleinheit 10 in ihrem unteren Bereich über den Fluid-Sammelraum 22 erfolgt. In Blickrichtung auf die Fig. 1 und 4 gesehen erfolgt also die grobe Durchströmungsrichtung von links oben nach rechts unten. Das eigentliche Filterelement 28, das aus üblichen Filtra­ tionsmaterialien besteht und beispielsweise als plissierte, hohlzylindrische Filtermatte ein mittiges Stützrohr 30 umgibt, ist in einem Filtergehäuse 32 aufgenommen, das integraler Bestandteil des Vorrichtungsgehäuses 14 ins­ besondere in Form eines Gußteiles ist. Das austauschbare Filterelement 28 dient dabei der Abfiltration von Verschmutzungen aus dem Fluid, das über den Fluidzulauf 24 zuführbar ist. Durch die Abfiltrierung von Verschmut­ zungen aus dem Fluid über das Filterelement 28 ist gewährleistet, daß das abgereinigte Fluid die Kühleinheit 10 durchläuft und dann nicht dort derart Ablagerungen bilden kann, die den Betrieb der gesamten Kühlvorrichtung gefährden könnten.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 4 begrenzt das Filtergehäuse 32 zur Kühleinheit 10 hin den Fluid-Sammelraum 20 und ist im Querschnitt im wesentlichen L-förmig ausgebildet, ebenso wie der angrenzende Bereich des Fluid-Sammelraumes 20. Letzterer erstreckt sich, ebenso wie der Fluid- Sammelraum 22, über die gesamte Höhe der gesamten Vorrichtung bzw. der Kühleinheit 10. Das eigentliche Filterelement 28 steht auf dem Boden 34 des integrierten Filtergehäuses 32 auf, wobei der Boden über eine mitti­ ge Durchflußausnehmung (nicht gezeigt) verfügt, so daß eine fluidführende Verbindung zwischen dem Inneren des Filterelementes 28 und dem Fluid- Sammelraum 20 gegeben ist. Des weiteren wird das Filterelement 28 von dem verschmutzten Fluid von außen nach innen durchströmt und das derart abgereinigte Fluid wird über die Durchlaßöffnung im Boden 34 und den Fluid-Sammelraum 20 an die Kühleinheit 10 weitergeleitet. Um einen un­ gestörten Filtrationsbetrieb sicherstellen zu können, ist das Filterelement 28 von dem Filtergehäuse 32 mit einem radialen Abstand umfaßt, so daß das Filterelement 28 von dem verschmutzten Fluid, das über den Fluidzulauf 24 in die Vorrichtung zugeführt wird, umfangsseitig umspült werden kann.

In Blickrichtung auf die Fig. 4 gesehen sind im oberen Bereich des Filterge­ häuses 32 und diametral gegenüberliegend zu dem Fluidzulauf 24 in der Wand des Filtergehäuses 32 übereinanderliegend zwei Bypass-Ventile 36 angeordnet mit einander entsprechender Öffnungs- und Schließcharakteri­ stik. Die Bypass-Ventile 36 dienen dazu, daß bei vollständig zugesetztem Filterelement 28 der Kühlbetrieb nicht unterbrochen wird, sondern in einer Art Notversorgung nach wie vor die Versorgung der Kühleinheit 10 mit zu kühlendem Fluid sichergestellt wird. Durch die Verwendung der beiden Bypass-Ventile 36 ist es möglich, mit nur einer Kühlvorrichtung einen grö­ ßeren Bereich an Volumenstrommengen abzudecken, beispielsweise einen Bereich von 60 l bis 160 l, wobei bei niedrigen Volumenströmen dann nur ein Bypass-Ventil 36 anspricht und bei anderen Anwendungen mit höheren Volumenströmen beide Bypass-Ventile 36 benötigt werden, sofern das Fil­ terelement 28 vollständig zugesetzt ist.

Auf seiner Oberseite mündet das Filterelement 28 in zwei Aufnahmezargen 38, die die Entnahme des Filterelementes 28 von Hand erleichtern. Das Filterelement 28 besteht vorzugsweise aus Materialien, die vollständig ve­ raschbar sind, so daß sich das zugesetzte und verbrauchte Filterelement 28 nahezu rückstandsfrei entsorgen läßt. Für einen wirksamen Kühlbetrieb ist des weiteren vorgesehen, daß an eine Stirnseite der Kühleinheit 10 eine Motor-Lüftereinheit (nicht dargestellt) angeschlossen ist, die dazu dient, den Luftstrom über die Kühllamellen 16 zu führen und derart das erwärmte Fluid in den Fluid-Leitkanälen 18 auf einen vorgebbaren Wert herabzuküh­ len. Im Bereich von Betonpumpen, wo derartige Kühlvorrichtungen Ver­ wendung finden, wird dabei das Fluid beispielsweise von 80°C auf 60°C abgekühlt. Auf seiner Oberseite ist das Filtergehäuse 32 von einem Ab­ schlußdeckel 40 verschließbar, der über eine Schraubverbindung 42 an dem oberen Öffnungsrand des zylindrischen Filtergehäuses 32 festlegbar ist.

Im rechten Winkel und in derselben Bezugsebene ist neben dem Fluidzu­ lauf 24 im Filtergehäuse 32 eine Anschlußstelle 44 für eine Verschmut­ zungsanzeige (nicht dargestellt) vorgesehen. Über die Anschlußstelle 44 läßt sich beispielsweise mittels eines elektrischen Verbindungskabels 46 die Verschmutzungsanzeige (nicht dargestellt) anschließen, die eine Aussage über den Verschmutzungsgrad des Filterelementes 28 erlaubt. Bei der Aus­ führungsform nach der Fig. 6 ist das Stützrohr 30 modular über einzelne Kunststoff-Stützrohrsegmente aufgebaut und am Boden 34 ist das Filterele­ ment 28 in einer Elementaufnahme 48 des Filtergehäuses 32 geführt.

Wie insbesondere die Draufsicht nach der Fig. 2 zeigt, schließen sowohl die Kühleinheit 10 als auch die zylindrische Filtereinheit 12 auf ihrer Rückseite 50 im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene ab und senkrecht hierzu ist die Anschlußstelle 44 für die Verschmutzungsanzeige am Filtergehäuse 32 angeordnet. Der Fluidzulauf 24 sowie der Fluidablauf 26 liegen wieder­ um in einer gemeinsamen Ebene parallel zu der Rückseite 50 der gemein­ samen Abschlußwand. An den freien Stirnseiten oben und unten ist des weiteren an der Kühleinheit 10 ein stegartiges Festlegeteil 52 angeordnet, mit dem es möglich ist, beispielsweise über eine nicht näher dargestellte Schraubverbindung die Kühlvorrichtung an ortsfesten Bauteilen, auch bei einer mobilen Anwendung, festzulegen.

Dadurch, daß, wie aufgezeigt, der Filtertopf mit dem Filterelement 28 inte­ graler Bestandteil des Kühlers in Form der Kühleinheit 10 ist, ist eine kom­ pakte und leichte Bauweise erreicht und aufgrund der internen Fluidführung über die Fluid-Sammelräume 20 und die Fluid-Leitkanäle 18 ist weitestge­ hend eine aufwendige Verrohrung vermieden und Fehlerquellen bei der Montage und bei der Wartung der Kühlvorrichtung ausgeschlossen. Auf­ grund der mehrfach vorhandenen Bypass-Ventile 36 ist eine verbesserte Anpassung an variable Volumenströme, insbesondere von 60 l bis 160 l Durchlaufmenge, erreicht. Die Kühlvorrichtung ist im Hinblick auf die op­ timierte Recycelfähigkeit umweltfreundlich.

Claims (10)

1. Kühlvorrichtung mit einer von einem zu kühlenden Fluid, insbesondere Hydrauliköl, durchströmbaren Kühleinheit (10) und mit einer Filterein­ heit (12) für die Filtration des Fluids, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinheit (10) und die Filtereinheit (12) einstückig miteinander ver­ bunden sind und daß die Filtereinheit (12) zusammen mit der Kühlein­ heit (10) in einem Vorrichtungsgehäuse (14) angeordnet ist.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit (12) in Strömungsrichtung des Fluids vor oder hinter der Kühleinheit (10) angeordnet ist und die Kühleinheit (10) ein plattenför­ miger Lamellenkühler ist.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorrichtungsgehäuse (14) aus Blechteilen zusammengesetzt oder ein Gußteil ist.

4. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Filtereinheit (12) zylindrisch ausgebildet ist und der Fluidzulauf (24) in das Vorrichtungsgehäuse (14) im oberen Bereich der Filtereinheit (12) erfolgt und der Fluidablauf (26) aus der Kühleinheit (10) in ihrem unteren Bereich.

5. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Filterelement (28) in einem Filtergehäuse (32) aufge­ nommen ist, das integraler Bestandteil des Vorrichtungsgehäuses (14) ist.

6. Kühlvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Filtergehäuse (32) mindestens zwei Bypass-Ventile (36) angeordnet sind, die bei unterschiedlichen Volumenströmen ansprechen.

7. Kühlvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (28) aus Materialien besteht, die vollständig ver­ aschbar sind und daß die Durchströmung des Filterelementes (28) von außen nach innen erfolgt.

8. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an die Kühleinheit (10), insbesondere an eine Stirnseite derselben, eine Motor-Lüftereinheit angeschlossen ist.

9. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Filtergehäuse (32) von einem Abschlußdeckel (40) verschließbar ist und daß am Filtergehäuse (32) eine Anschlußstelle (44) für eine Verschmutzungsanzeige vorgesehen ist.

10. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kühleinheit (10) mit Festlegeteilen (52) versehen ist für eine ortsfeste Montage.