Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
HYDRAULIC PREHEATING APPARATUS FOR HYDRAULIC OIL COOLERS IN A LARGE HYDRAULIC EXCAVATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/016668
Kind Code:
A1
Abstract:
An apparatus for preheating hydraulic oil which is located at low temperatures in at least one air-cooled hydraulic oil cooler, wherein at least one hydraulic oil cooler is arranged outside an engine compartment, in particular of a large hydraulic excavator, characterized in that the oil, in particular hot oil, coming from a tank is fed to the inlet box of the hydraulic oil cooler and is passed on via connecting lines and an interposed pressure relief valve or a non-return valve to the outlet box of at least one hydraulic oil cooler, wherein the outlet box and the cold oil located therein can be heated and fed to the tank.

Inventors:
EMMINGER, Reinhard (Gerhard-Hauptmann-Ring 8a, Selm, 59373, DE)
BUSSE, Wilfried (Hugo-Schultz-Straße 18, Bochum, 44789, DE)
Application Number:
EP2011/003823
Publication Date:
February 09, 2012
Filing Date:
July 29, 2011
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BUCYRUS HEX GMBH (Karl-Funke-Straße 36, Dortmund, 44149, DE)
EMMINGER, Reinhard (Gerhard-Hauptmann-Ring 8a, Selm, 59373, DE)
BUSSE, Wilfried (Hugo-Schultz-Straße 18, Bochum, 44789, DE)
International Classes:
F01M5/00; F28F27/00
Attorney, Agent or Firm:
BUCYRUS HEX GMBH (Herr Friedhoff / Abt. 300, Karl-Funke-Straße 36, Dortmund, 44149, DE)
Download PDF:
Claims:
Einrichtung zum Vorwärmen von Hydrauliköl, das sich bei tiefen Temperaturen in mindestens einem luftgekühlten Hydraulikölkühler (7) befindet, wobei mindestens ein Hydraulikölkühler (7) außerhalb eines Motorraums, insbesondere eines Großhydraulikbaggers, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das aus einem Tank (2) kommende, insbesondere heiße Öl, dem Einlasskasten (6) des Hydraulikölkühlers (7) zugeführt und über Verbindungsleitungen (14,15) sowie einem zwischengeschalteten Druckbegrenzungsventil (13) oder einem Rückschlagventil (18) zum Auslasskasten (8) mindestens eines Hydraulikölkühlers (7) weitergeführt wird, wobei der Auslasskasten (8) und das darin befindliche kalte Öl aufwärmbar und dem Tank (2) zuführbar ist.

Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das vom Einlasskasten (6) des Hydraulikölkühlers (7) zum Druckbegrenzungsventil (13), respektive dem Rückschlagventil (18), und von dort zum Auslasskasten (8) des Hydraulikölkühlers (7) strömende Öl von einem niedrigen Temperaturniveau auf ein höheres Temperaturniveau angehoben wird, bevor es in den Auslasskasten (8) des Hydraulikölkühlers (7) gelangt.

Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (13) bei Erreichen eines voreingestellten Ansprechdrucks die Leitung (15) zum Auslasskasten (8) des Hydraulikölkühlers (7) öffnet, wobei der voreingestellte Ansprechdruck unterhalb des zulässigen Betriebsdrucks des Hydraulikölkühlers (7) liegt.

Einrichtung nach einem der Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten des am Druckbegrenzungsventil (13,18) voreingestellten Ansprechdrucks die Leitung (15) zum Auslasskasten (8) des Hydraulikölkühlers (7) verschlossen wird.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des Druckbegrenzungsventils (13) ein federvorgespanntes Rückschlagventil (18) einsetzbar ist.

Description:
Hydraulische Vorwärmeinrichtung für Hydraulikölkühler in einem

Großhydraulikbagger

Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zum Vorwärmen von Hydrauliköl gemäß gattungsbildendem Teil des ersten Anspruchs.

In einem Großhydraulikbagger sind die oben genannten Hydraulikölkühler normalerweise außerhalb des Motorraumes angeordnet. Aufgrund dieser Anordnung besteht beim Einsatz des Baggers in kalter Umgebungsluft das Problem, dass nach Stillstandszeiten, wie z.B. bei der Erstinbetriebnahme des Gerätes oder nach Reparatur - bzw. Wartungsarbeiten das eingesetzte Hydrauliköl bis zum Stockpunkt dickflüssig wird; was in der Folge bei außerhalb des Motorraumes angeordneten Hydraulikölkühlern zu Schäden führt und damit zu Ausfallzeiten des Großhydraulikbaggers.

Ein luftgekühlter Hydraulikölkühler ist vielfach aufgebaut in vom Öl durchflossene Lamellen, von Luft durchströmten Lamellen und zwei Sammelkästen für das ein- und ausfließende Öl.

Wird nun ein Großhydraulikbagger aus dem Stillstand bei niedrigen Temperaturen in Betrieb genommen, werden nach dem Starten der Motoren die Hydraulikpumpen langsam warmgefahren. Gleichzeitig wird das Öl im Hydrauliktank, in den Leitungen innerhalb des Pumpenraumes und in den Hauptkomponenten erwärmt, wobei das Öl im Hydrauliktank schnell auf Betriebstemperatur erhitzt wird. Wenn das im Hydrauliktank befindliche Öl seine Betriebstemperatur erreicht hat, steuert der im Öltank montierte Temperaturfühler den Lüfterantrieb des Hydraulikölkühlers sowie die Kühlölpumpe an. Durch die engen Lamellen im Hydraulikölkühler und den Einbau des Kühlers außerhalb des Motorraums hat das im Ölkühler befindliche Hydrauliköl noch keine oder eine noch nicht ausreichende Temperaturerhöhung erfahren. Durch die nun eingetretene Situation, dass das Öl im Hydrauliktank eine Temperatur erreicht hat, die eine Kühlung des Öls erforderlich macht, das in den Lamellen des Ölkühlers befindliche

BESTÄTIGUNGSKOPIE Öl aber noch kalt ist und nicht schnell genug ausgespült werden kann, kann der im System vorherrschende Staudruck den Berstdruck des Kühlers überschreiten und damit zu Schäden am Hydraulikölkühler führen.

Die Ein- und Auslasskästen der weiter oben beschriebenen Hydraulikölkühler weisen erfahrungsgemäß jeweils einen Anschluss auf. Das zu kühlende Öl wird in den Einlasskasten geleitet, wo es von dort vertikal durch die Lamellen des Hydraulikölkühlers zum Auslasskasten strömt. Das in den Auslasskasten einfließende Öl wird über den Auslassanschluss dem Hydrauliktank zugeführt. Die Lamellen des Hydraulikölkühlers werden im Betrieb horizontal durch Luft umströmt.

Die DE 197 50 814 A1 offenbart einen Wärmetauscher, insbesondere Ölkühler des Typs mit mindestens zwei voneinander getrennten Strömungskanälen für verschiedene Medien, die von Kanälen für den Zu- und Abfluss eines Mediums durchbrochen sind und mit entsprechenden Anschlüssen an diesen Kanälen mit den Kanälen für das andere Medium sowie mit einem zum Wärmetauscher hin abgedichteten Deckel, der einen Strömungskanal ausbildet und der mindestens ein Regelventil einschließt, mit dem die temperaturabhängige Durchströmung regelbar ist.

Der DE 699 21 618 T2 ist ein Kühl- und Heizsystem für eine Maschine, wie z.B. einen Radlader oder Radkipper, zu entnehmen, mit einer Hauptleitung, die so angeordnet ist, dass sie ein Fluid enthält, einem ersten Wärmetauscher, der mit der Hauptleitung verbunden ist, und einem Ladeluftkühler zum Abkühlen verdichteter Ladeluft für eine Verbrennungskraftmaschine, die in der Maschine angeordnet ist, wobei der Ladeluftkühler mit der Hauptleitung verbunden ist, wobei ein zweiter Wärmetauscher mit der Hauptleitung stromabwärts des Ladeluftkühlers verbunden ist, mit welchem zweiten Wärmetauscher eine Leitung für hydraulische Flüssigkeit verbunden ist, so dass Wärme zwischen dem Fluid in der Hauptleitung und der hydraulischen Flüssigkeit in der Leitung für hydraulische Flüssigkeit übertragen werden kann. Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Umströmen das in den Lamellen des Hydraulikölkühlers, insbesondere eines Großhydraulikbaggers, befindliche starre Hydrauliköl schnell zu erwärmen, um den vorgenannten Schadensfall zu verhindern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das aus einem Tank kommende, insbesondere heiße Öl, dem Einlasskasten des Hydraulikölkühlers zugeführt und über Verbindungsleitungen sowie einem zwischengeschalteten Druckbegrenzungsventil oder einem Rückschlagventil zum Auslasskasten mindestens eines Hydraulikölkühlers weitergeführt wird, wobei der Auslasskasten und das darin befindliche kalte Öl aufwärmbar und dem Tank zuführbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Anmeldungsgegenstands sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das über den ersten Anschluss in den Einlasskasten mit dem Betriebsdruck beaufschlagte einfließende vorgewärmte Öl wird, wenn das in den Lamellen des Ölkühlers befindliche Öl noch kalt ist, durch den Einlasskasten an den Ölkühlerlamellen vorbei zum zweiten Anschluss des Einlasskastens und weiter in die Verbindungsleitung zum Auslasskasten geführt. In dieser Leitung ist ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen. Der Druckanschluss dieses Ventils ist über die Leitung mit dem Einlasskasten verbunden, der Tankanschluss ist über eine weitere Leitung mit dem Auslasskasten des Hydraulikölkühlers verbunden.

Fließt nun das unter Druck stehende vorgewärmte Öl über den ersten Anschluss in den Einlasskasten des Hydraulikölkühlers, baut sich bei kaltem Öl, das sich in den Lamellen des Hydraulikölkühlers befindet, ein Druck auf, da das kalte Öl nicht sofort aus den Lamellen herausgedrückt werden kann. Über den zweiten Anschluss des Einlasskastens wird nun das im Einlasskasten befindliche vorgewärmte Öl über den zweiten Anschluss dem Druckbegrenzungsventil zugeführt. Bei Überschreiten eines voreingestellten Drucks im Druckbegrenzungsventil, der unterhalb des maximalen Betriebsdrucks des Hydraulikölkühlers liegt, öffnet das Ventil und gibt den Durchfluss des vom Einlasskasten strömenden Öls zum Auslasskasten frei. Beim Durchströmen des Druckbegrenzungsventils wird das Öl weiter aufgewärmt und neuerungsgemäß dem ersten Anschluss des Auslasskastens zugeführt. Über den zweiten Anschluss wird das Öl aus dem Auslasskasten dem Tank zugeführt.

Das warme Öl aus dem Hydrauliktank steht somit unter Druck am Anschluss des Einlasskastens des Hydraulikölkühlers an. Gleichzeitig wird durch die zuvor beschriebene Einrichtung Hydrauliköl weiter aufgeheizt und steht im Auslasskasten des Hydraulikkühlers an. Der Kühler wird dadurch soweit aufgewärmt, dass mit dem anstehenden Druck die noch verstopften Lamellen frei gespült werden können. In der Folge sinkt der Staudruck im System und das Druckbegrenzungsventil schließt. Der Hydraulikölkühler arbeitet nun im Normalzustand.

An Stelle des Druckbegrenzungsventils kann auch ein insbesondere federvorgespanntes Rückschlagventil eingesetzt werden.

Der Neuerungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 Heutige Ausführung (Stand der Technik);

Figur 2 Darstellung der Vorwärmung mit einem Druckbegrenzungsventil;

Figur 3 Darstellung der Vorwärmung mit einem federvorgespannten

Rückschlagventil.

Figur 1 zeigt als Prinzipskizze den Stand der Technik. Über einen Temperaturfühler 1 , der im Tank 2 angeordnet ist sowie einer nicht weiter dargestellten Regelelektronik 3 wird mittels einer Förderpumpe 4 über ein Regelventil 5 Hydrauliköl aus dem Tank 2 in den Einlasskasten 6 des Hydraulikölkühlers 7 geleitet. Das Hydrauliköl baut in den Lamellen 7' des Hydraulikölkühlers 7 einen Druck auf und drückt das dort vorhandene kalte Öl in den Auslasskasten 8 des Hydraulikölkühlers 7, von wo es über die Leitung 9 zum Tank 2 geführt wird.

Figur 2 zeigt als Prinzipskizze die erfindungsgemäße Einrichtung zum Vorwärmen von kaltem, in den Lamellen7' eines Hydraulikölkühlers 7 vorhandenen Hydrauliköls. Gleiche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen versehen. Erkennbar ist der Hydraulikölkühler 7 mit dem Einlass- 6 und Auslasskasten 8, ein Druckbegrenzungsventil 13 sowie die Verbindungsleitungen 14,15 vom Einlasskasten 6 zum Druckbegrenzungsventil 13 und vom Druckbegrenzungsventil 13 zum Auslasskasten 8. Über einen Temperaturfühler 1 , der im Tank 2 angeordnet ist sowie eine nicht weiter dargestellte Regelelektronik 3 wird mittels einer Förderpumpe 4 über ein Regelventil 5 Öl aus dem Hydrauliktank 2 dem Anschluss 10 des Einlasskastens 6 des Hydraulikölkühlers 7 zugeführt. Bei kaltem Öl und Überschreitung des am Druckbegrenzungsventil 13 eingestellten Druckes fließt das im Einlasskasten 6 vorhandene Öl über den Anschluss 1 1 des Einlasskastens 6 über die Leitung 14 zum Druckbegrenzungsventil 13 und von dort weiter über die Leitung 15 zum Anschluss 16 des Auslasskastens 8 des Hydraulikölkühlers 7. Das erwärmte Öl wird über den Anschluss 17 des Auslasskastens 8 des Hydraulikölkühlers 7 wieder über die Leitung 9 dem Tank 2 zugeführt.

Figur 3 zeigt als Prinzipskizze die erfindungsgemäße Einrichtung zum Vorwärmen von kaltem, in den Lamellen 7' eines Hydraulikölkühlers 7 vorhandenen Hydrauliköl, wobei an Stelle des Druckbegrenzungsventils 13 hier ein federvorgespanntes Rückschlagventil 18 zum Einsatz gelangt. Die Funktion entspricht hierbei derjenigen der Figur 2. Bezugszeichenliste

1 Temperaturfühler

2 Tank

3 Regelelektronik

4 Förderpumpe

5 Regelventil

6 Einlasskasten des Hydraulikölkühlers

Hydraulikölkühler

' Lamellen

Auslasskasten des Hydraulikölkühlers

Leitung

10 Anschluss des Einlasskastens

1 1 Anschluss des Einlasskastens

13 Druckbegrenzungsventil

4 Verbindungsleitung

5 Verbindungsleitung

6 Anschluss des Auslasskastens 7 Anschluss des Auslasskastens 8 federvorgespanntes Rückschlagventil