Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schaltung mit einem Vorrat an Hydraulikflüssigkeit, welche über eine Pumpe einem Hydraulikverbraucher zur Verfügung gestellt wird, und mit ei¬ nem ein Filtergehäuse und ein Filterelement umfassenden Rück¬ lauffilter zum Filtern der von dem Verbraucher in einer Rück¬ laufleitung rücklaufenden Hydraulikflüssigkeit.

Solche hydraulischen Schaltungen werden in einer Vielzahl von Anwendungen, insbesondere bei hilfskraftbetätigten Maschinen verwendet, einschließlich selbstfahrenden Maschinen, wie z.B. Baumaschinen oder Landmaschinen.

Bei der Inbetriebnahme solcher hydraulischer Schaltungen wur¬ den bislang alle Einzelbestandteile der hydraulischen Schal¬ tung von Hand und separat entlüftet, nachdem zunächst einmal ein Hydraulikvorrat in dem Hydrauliktank eingefüllt war. Dies ist eine arbeitsaufwendige Vorgehensweise, die darüber hinaus beim Anfahren der Anlage wiederholt werden muß, da sich Gas- blasen, die zunächst in Teilen der Schaltung gefangen sind, nur allmählich an den Entlüftungsstellen sammeln und entfernt werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, die Inbetriebnahme der hydraulischen Schaltung und insbesondere der dabei notwendigen Entlüftung zu verein¬ fachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rücklaufleitung vor Eintritt in das Rücklauffilter mit einem ersten Druckhalteventil ausgerüstet wird, welches den Rück¬ lauf der Hydraulikflüssigkeit zum Rücklauffilter erst beim Überschreiten eines vorgegebenen ersten Druckwertes erlaubt, daß die Rücklaufleitung anströmseitig zum ersten Druckhalte¬ ventil mit einer zur Atmosphäre führenden Entlüftungsvorrich¬ tung und mit einer ein zweites Druckhalteventil enthaltenden Bypassleitung verbunden ist, welche in den Vorratstank mün¬ det, wobei das zweite Druckhalteventil erst beim Überschrei¬ ten eines vorgegebenen zweiten Druckwerts öffnet und den Rücklauf der Hydraulikflüssigkeit am Rücklauffilter vorbei zum Hydraulikflüssigkeitsvorrat gestattet, wobei der zweite Druckwert größer ist als der erste Druckwert, und daß die Entlüftungsvorrichtung ein Ausströmen von Gas in die Atmo¬ sphäre erlaubt, jedoch den Austritt von Hydraulikflüssigkeit verhindert.

Mit dieser erfindungsgemäßen hydraulischen Schaltung ist es völlig ausreichend, wenn zunächst die Hydraulikflüssigkeit in den Vorratstank eingefüllt wird und die die Verbraucher ver¬ sorgenden Pumpen in der Schaltung eingeschaltet werden. Die Pumpen fördern zunächst Luft oder in der Schaltung noch vor¬ handenes Gas, danach ein Gemisch aus Luft und Hydraulikflüs¬ sigkeit und schließlich die reine Hydraulikflüssigkeit. Die Luft bzw. das Luft/Hydraulik-Flüssigkeitsgemisch bzw. die Hy¬ draulikflüssigkeit als solche werden nacheinander durch die

Verbraucher gefördert und gelangen über die Rücklaufleitung zur Entlüftungsvorrichtung. Solange Gasanteile in den geför¬ derten Volumen vorhanden sind, läßt die Entlüftungsvorrich¬ tung diese zur Atmosphäre hin austreten. Das erste und das zweite Druckhalteventil verhindern, daß die zunächst geför¬ derten, gasförmigen Anteile des Fördervolumens über das Rück¬ lauffilter bzw. über die Bypassleitung zum Vorratstank geför¬ dert werden. Dadurch bleibt als einziger Weg für die Gasvolu¬ mina der Weg durch die Entlüftungsvorrichtung. Sobald jedoch die Hydraulikflüssigkeitssäule bei der Entlüftungsvorrichtung ankommt, d.h. wenn alle Gasanteile aus der Hydraulikschaltung bis zur Stelle der Entlüftungsvorrichtung aus der Schaltung ausgetrieben sind, schließt die Entlüftungsvorrichtung die Verbindung zur Atmosphäre. Ein sich in der Hydraulikschaltung aufbauender Hydraulikflüssigkeitsdruck öffnet zuerst das er¬ ste Druckhalteventil und macht damit den Weg frei zum Rück¬ lauffilter. Das zweite Druckhalteventil in der Bypassleitung bleibt in dieser Zeit immer geschlossen. Die Druckwerte, bei denen diese Ventile öffnen, sind beispielsweise um den Faktor 2 oder mehr verschieden. Ein typischer erster Druckwert liegt beispielsweise bei 0,04 bar, während ein typischer zweiter Druckwert bei 2 bis 2,5 bar liegt.

Das zweite Druckhalteventil in seiner Funktion als Druckbe¬ grenzungsventil wird erst dann betätigt, wenn ein Druckan¬ stieg anströmseitig des Rücklauffilters erfolgt, was regelmä¬ ßig auf ein verschmutztes Filterelement hinweist. Um eine Überlastung des Filterelements bzw. der Hydraulikschaltung insgesamt zu vermeiden, ist in diesem Fall vorgesehen, daß das Bypassventil (zweites Druckhalteventil) öffnet und so den Weg für die rückströmende Hydraulikflüssigkeit direkt in den Vorratstank schafft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der hydraulischen Schaltung wird eine Entlüftungsvorrichtung verwendet, welche bei einem Unterdruck in der Schaltung ein Eindringen von Gas in die Schaltung verhindert.

Hiermit kann dann problemlos auch bereits zu Beginn der Inbe¬ triebnahme eine Pumpe in Gang gesetzt werden, welche mit ih¬ rer Saugseite mit der Abstromseite des Rücklauffilters ver¬ bunden ist und die Hydraulikflüssigkeit nicht direkt aus dem Vorratstank entnimmt.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn ab- stromseitig des Rücklauffilters in antiparalleler Schaltung zwei Druckhalteventile angeordnet sind, wobei das erste Druckhalteventil erst bei einem bestimmten abstromseitigen Druck den Weg von Rücklauffilter zum Vorratstank freigibt. Das antiparallel geschaltete Druckhalteventil funktioniert als Nachsaugventil und öffnet bei einem Druckwert, der vor¬ zugsweise deutlich geringer ist als der erste Druckwert (z.B. 0,01 bar), so daß sich in der Anfahrphase die Möglichkeit er¬ gibt, daß auch die mit der Abstromseite des Rücklauffilters verbundene Pumpe Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratstank an¬ saugen kann. Um das Nachsaugventil, die Pumpe und den daran angeschlossenen Verbraucher vor Verschmutzungen zu schützen, wird vorzugsweise dem Nachsaugventil in seiner Verbindungs¬ leitung zum Vorratstank ein Ventilschutzsieb vorgeschaltet.

Vorzugsweise wird die Entlüftungsvorrichtung in einen Ver¬ schluß des Filtergehäuses integriert, so daß praktisch keine zusätzlichen Leitungswege zwischen dem Rücklauffilter und der Entlüftungsvorrichtung existieren, in denen sich gegebenen¬ falls zusätzliche Gasanteile sammeln könnten.

Weiter bevorzugt ist vorgesehen, daß die Entlüftungsvorrich¬ tung und das erste Druckhalteventil baulich eine Einheit bil¬ den, welche nach Abschluß des Entlüftungsvorganges der Schal¬ tung bzw. nach Abschluß der Inbetriebnahme der hydraulischen Schaltung entfernbar ist.

Damit läßt sich ein Zustand der hydraulischen Schaltung her¬ stellen, wie er üblicherweise für den Normalbetrieb existiert und der zusätzliche Fließwiderstand für die Hydraulikflüssig¬ keit in Form des ersten Druckhalteventils fällt für den Nor¬ malbetrieb weg.

Besonders bevorzugt ist es, die bauliche Einheit aus Entlüf¬ tungsvorrichtung und erstem Druckhalteventil in den Verschluß des Filtergehäuses zu integrieren, so daß die bauliche Ein¬ heit insgesamt nach Abschluß des Einfahrvorganges entfernt und durch einen normalen Verschluß oder Deckel des Filterge¬ häuses für den Normalbetrieb ersetzt wird.

Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Entlüftungsvorrich¬ tung selber permanent gasdicht verschließbar ist, so daß nach Abschluß des Einfahrvorganges und der vollständigen Entlüf¬ tung der hydraulischen Schaltung die Entlüftungsvorrichtung permanent gasdicht für den Normalbetrieb verschlossen wird.

Sollte sich die Notwendigkeit ergeben, die Hydraulikflüssig¬ keit auszutauschen oder aus sonstigen Gründen die Notwendig¬ keit bestehen, das System bzw. die hydraulische Schaltung er¬ neut zu entlüften, kann die Entlüftungsvorrichtung wieder ge öffnet werden, und der Entlüftungsvorgang durchgeführt werden wie oben beschrieben.

Diese und weitere Vorteile der Erfindung sind im folgenden

anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen im ein¬ zelnen:

Fig. 1 Ein Blockschema einer erfindungsgemäßen hydrauli¬ schen Schaltung;

Fig. 2 eine Schnittansicht durch ein Rücklauffilter mit einer Entlüftungsvorrichtung in einer erfindungsge¬ mäßen hydraulischen Schaltung;

Fig. 3 Filter und Entlüftungsvorrichtung aus Fig. 2 in ei¬ nem weiteren Betriebszustand;

Fig. 4 Filter gemäß Fig. 2 in einem weiteren Betriebszu¬ stand.

Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeich¬ nete hydraulische Schaltung mit einem Vorratstank 12 für Hy¬ draulikflüssigkeit, Pumpen 14 und 16, welche zwei Verbraucher 18 und 20 mit Hydraulikflüssigkeit versorgen. Dabei ist die Pumpe 14 über eine Saugleitung 22 direkt mit dem Hydraulik- flüssigkeitsvorratstank 12 verbunden.

Abstromseitig der Verbraucher 18 und 20 wird die rücklaufende Hydraulikflüssigkeit in einer gemeinsamen Rücklaufleitung 24 zusammengefaßt, welche zu einem Rücklauffilter 26 führt, wel¬ ches in der Regel ein austauschbares Filterelement 28 umfaßt. Abstromseitig ist das Rücklauffilter 26 mit einer Rücklauf- leitung 30 mit dem Vorratstank 12 verbunden. Von der Rück¬ laufleitung 30 zweigt eine Saugleitung 32 für die Versorgung der Pumpe 16 mit Hydraulikflüssigkeit ab. Stromabwärts von dieser Verzweigung ist ein Doppel-Druckhalteventil in anti¬ paralleler Schaltung in die Rücklaufleitung 30 integriert,

wobei das Doppel-Druckhalteventil zum einen ein Druckbegren¬ zungsventil 36 und ein Nachsaugventil 38 umfaßt. Das Druckbe¬ grenzungsventil 36 öffnet, wenn über die Pumpe 16 weniger Hy¬ draulikflüssigkeit angefordert wird als über die Rücklauflei¬ tung 24 zum Rücklauffilter 26 gelangt und läßt so den Über¬ schuß an Hydraulikflüssigkeit zum Vorratstank 12 durch.

Das antiparallelgeschaltete Nachsaugventil 38 öffnet, wenn die Menge an über die Rücklaufleitung 24 gelieferte Hydrau¬ likflüssigkeit für die Versorgung des Verbrauchers 20 nicht ausreicht. Dabei strömt Hydraulikflüssigkeit direkt aus dem Tank über eine Zweigleitung 40, welche ein Ventilschutzsieb 42 beinhaltet, über das Nachsaugventil und die Saugleitung 32 zur Pumpe 16.

Anströmseitig zum Rücklauffilter 26 umfaßt die Rücklauflei¬ tung 24 ein Druckhalteventil 44. Stromauf von dem Druckhalte¬ ventil 44 zweigt von der Rücklaufleitung 24 eine Stichleitung 46 ab, welche zu einer Entlüftungsvorrichtung 48 führt, die so ausgebildet ist, daß sie einerseits bei einem Unterdruck in der Hydraulikschaltung kein Gas in das System eindringen läßt, andererseits bei Überdruck in der Hydraulikschaltung Gasanteile aus der Schaltung austreten läßt. Soweit Hydrau¬ likflüssigkeit in die Entlüftungsvorrichtung 48 eintritt, schließt die Entlüftungsvorrichtung den zur Atmosphäre anson¬ sten offenen Auslaß und verhindert ein Austreten von Hydrau¬ likflüssigkeit.

Ebenfalls stromauf von dem Druckhalteventil 44 zweigt von der Rücklaufleitung 24 eine Bypassleitung 50 ab, welche ein Druckbegrenzungsventil 52 in der Funktion eines Bypassventi- les enthält. Dieses Druckbegrenzungsventil 52 öffnet einen Weg von der Rücklaufleitung 24 über die Bypassleitung 50 zum

Tank 12, wenn ein Druckanstieg auf der Anströmseite des Rück¬ lauffilters 26 über die festgelegten Normalwerte hinaus er¬ folgt, so daß eine Beschädigung der hydraulischen Schaltung insbesondere auch des Rücklauffilters bzw. dessen Filterele¬ mentes 28 vermieden wird.

Der Verschmutzungsgrad des Filterelementes läßt sich anhand zweier Druckmeßgeräte 54, 55 überprüfen, welche zusammen eine Anzeige über den Druckabfall über das Filterelement liefern, ein Wert, der bei einem verschmutzten Filterelement stark an¬ steigt und ein Anzeichen für den notwendigen Wechsel des Fil¬ terelements liefert.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen hydraulischen Schal¬ tung gemäß Fig. 1 wird anhand der Fig. 2 bis 4 im folgenden noch näher erläutert, wobei die Fig. 2 bis 4 jeweils ver¬ schiedene Betriebszustände der hydraulischen Schaltung 10 der Fig. 1 zeigen.

Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen die hydraulische Schaltung 10 mit einer detaillierten Darstellung des Rücklauffilters 26 (Dar¬ stellung in Schnittansieht) zur Erläuterung der Funktionswei¬ se der Schaltung. Fig. 2 enthält dabei die erste Phase bei der Inbetriebnahme der hydraulischen Schaltung 10, in der der Entlüftungsvorgang beginnt. Beim Starten der Anlage entsteht in der Saugleitung der Pumpe 16 (Saugleitung 32) ein Unter¬ druck. Bei diesen Bedingungen öffnet das Nachsaugventil 38 (Arbeitspunkt ca. 0,01 bar) und läßt Hydraulikflüssigkeit aus dem Tank 12 über die Zweigleitung 40, das Ventilschutzsieb 42 in einen Raum zwischen dem Gehäuse 27 des Rücklauffilters 26 und dem Filterelement 28 eintreten (vergl. die Pfeile in der Figur), wobei die Hydraulikflüssigkeit, die Reinseite des Rücklauffilters 26 füllt und bis zu einem Auslaß 56 ansteigt,

von dem es dann in die Saugleitung 32 und von dort zum Pumpe 16 gelangt. Die von der Pumpe 16 zunächst geförderte Luft ge¬ langt über den zugehörigen Verbraucher 20 und die Rücklauf¬ leitung 24 zu einem Einlaß 58 des Gehäuses 27 (auch Filter¬ kopf genannt) des Rücklauffilters 26, von dem aus sich die Bypassleitung 50 mit dem Druckbegrenzungsventil 52 in Rich¬ tung zum Tank 12 verzweigt.

Da das Druckbegrenzungsventil 52 einen Arbeitspunkt von ca. 2,5 bar aufweist, bleibt dieses zunächst geschlossen, so daß das von der Pumpe 16 geförderte Gasvolumen nicht zum Vorrats¬ tank 12 gelangen kann. Das Druckhalteventil 44, das im oberen Bereich des Filterelements 28 angeordnet ist und dessen Ein¬ gangsseite zunächst verschlossen hält, weist einen Arbeits¬ punkt von ca. 0,4 bar auf. Solange Luft über den Eingang 58 in das Rücklauffilter 26 einströmt, bleibt das Druckhalteven¬ til 44 zunächst noch geschlossen, da die Entlüftungsvorrich¬ tung 48, welche mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung steht, dem eintretenden bzw. durch sie hindurchtretenden Gas praktisch keinen Widerstand entgegensetzt. Die Entlüftungs¬ vorrichtung 48 ist dabei in einem Deckel 60 des Filtergehäu¬ ses 27 angeordnet, wobei der Deckel das obere offene Ende des Gehäuses 27 dichtend verschließt.

In dem Raum unterhalb des Deckels 60 und oberhalb des Filter¬ elements 28 ist ein Einlaufstutzen 62 angeordnet, welcher die Funktion hat, das Luft/Hydraulikflüssigkeits-Gemisch, das ge¬ fördert wird bevor die reine Hydraulikflüssigkeit über die Rücklaufleitung 24 in das Filtergehäuse eintritt, zu trennen, so daß über die EntlüftungsVorrichtung 48 lediglich die Gas¬ bestandteile zur Atmosphäre hin abgegeben werden. Der Ein¬ laufstutzen 62 weist dabei eine im wesentlichen zylindrische Form auf und beinhaltet Prallflächen für die Flüssigkeitsan-

teile in dem Luft-Flüssigkeits-Gemisch. Die Gasanteile stei¬ gen nach oben zum Deckel 60 und werden über die Entlüftungs¬ vorrichtung 48 zur Atmosphäre hin abgegeben, während sich die Flüssigkeitsanteile in dem Zulaufstutzen zu dem Druckhalte¬ ventil 44 sammeln. Sobald der Arbeitspunkt für das Druckhal¬ teventil 44 erreicht ist, öffnet dieses und läßt die Hydrau¬ likflüssigkeit in das Innere 64 des Filterelements 28 eintre¬ ten.

Im Innern des Filterelements 68 verdrängt die Hydraulikflüs¬ sigkeit zunächst das dort noch vorhandene Gasvolumen in dem Zwischenraum zwischen dem Filterelement 28 und dem Gehäuse 27, welches dann ebenfalls über die Pumpe 16, den Verbraucher 20 in die Rücklaufleitung 24 befördert wird, von der es dann über den Einlaß 58 zum Einfüllstutzen 62 gelangt, wo die Gasanteile wiederum über die Entlüftungsvorrichtung 48 zur Atmosphäre hin abgegeben werden.

Weniger kompliziert verläuft die Anlaufphase für die Pumpe 14, die bereits nach kurzer Zeit Hydraulikflüssigkeit aus dem Tank 12 über die Saugleitung 22 zieht. Die zunächst vorhande¬ nen Gasanteile werden über den Verbraucher 18 zur Rücklauf- leitung 24 gefördert und gelangen von dort in gleicher Weise wie zuvor beschrieben über den Einfüllstutzen 62 zur Entlüf¬ tungsvorrichtung 48 und zur umgebenden Atmosphäre.

Aufgrund der Trennfunktion der Entlüftungsvorrichtung 48, die zwischen Gas- und Flüssigkeitsanteilen unterscheidet und le¬ diglich Gasanteile durchläßt, ist es möglich, den AnlaufVor¬ gang automatisch zu betreiben, so daß keine Entlüftung der Pumpen, der Verbraucher, der Filtergehäuse etc. von Hand mehr vorgenommen werden müssen.

Fig. 3 zeigt eine direkt auf den Entlüftungsvorgang folgende Phase, bei der das Innere des Filtergehäuses 27 mit Hydrau¬ likflüssigkeit gefüllt ist und ausreichend Druck im Filterge¬ häuse 27 vorhanden ist, so daß das Nachsaugventil 38 ge¬ schlossen gehalten wird. Der über die Rücklaufleitung 24 zu¬ rückfließende Strom an Hydraulikflüssigkeit tritt in den Ein¬ laufstutzen 62 ein und wird dort zum Druckhalteventil 44 ge¬ lenkt, welches öffnet und den Strom an Hydraulikflüssigkeit in das Innere 64 des Filterelements 28 austreten läßt. Die über das Filterelement 28 gefilterte Hydraulikflüssigkeit schließlich sammelt sich im Zwischenraum zwischen dem Filter¬ element 28 und der Gehäusewandung des Gehäuses 27 und fließt über den Auslaß 56, die Saugleitung 32 zur Pumpe 16.

Für den Folgebetrieb kann der Deckel 60 ebenso wie der Ein¬ laufstutzen 62 ausgetauscht werden, welchletzterer das Druck¬ halteventil 44 mit beinhaltet. Der Einlaufstutzen 62 wird da¬ bei durch einen Einlaufstutzen 66 ersetzt, welcher ähnlich ausgebildet ist wie der Einlaufstutzen 62, jedoch an seinem unteren, in das Innere 64 des Filterelements 28 reichenden Ende einen freien Querschnitt aufweist anstelle des beim Ein¬ füllstutzen 62 dort befestigten Druckhalteventils 44. Anstel¬ le des Deckels 60 der eine Entlüftungsvorrichtung integriert enthält, wird ein einfacher Verschluß 68 auf das obere Ende des Gehäuses 27 aufgeschraubt. Durch das Auswechseln des Ein¬ laufstutzens 62 durch den vereinfachten Einlaufstutzen 66 wird der Strömungswiderstand für die rücklaufende Hydraulik¬ flüssigkeit im Filtergehäuse 27 minimiert.

Laufen die beiden Pumpen 14 und 16 parallel, so ist der rück¬ fließende Volumenstrom über die Rücklaufleitung QI + QII grö¬ ßer als der von der Pumpe 16 von der Reinseite des Rücklauf- filters 26 abgenommene Volumenstrom QI, so daß sich über den

im Filtergehäuse 27 aufbauende Hydraulikflüssigkeitsdruck das Druckbegrenzungsventil 36 öffnet und so für einen Volumen¬ strom QII einen Durchtritt aus dem Gehäuse 27 des Rücklauf¬ filters 27 zum Vorratstank 12 schafft.

Das Druckbegrenzungsventil 52 arbeitet erst, wenn eingangs- seitig des Filtergehäuses 27 (Eingang 58) ein Druckanstieg aufgrund eines verschmutzten Filterelements 28 erfolgt, der den Arbeitspunkt des Druckbegrenzungsventils 52 übersteigt. Dieses öffnet dann, um eine Beschädigung der hydraulischen Schaltung und insbesondere auch des Filterelements 28 zu ver¬ meiden, und läßt den Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit di¬ rekt in den Vorratstank 12 eintreten, ohne daß die Hydraulik¬ flüssigkeit das Filterelement 28 passieren muß.