DE19711591A1 - Fluidkühlvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluidkühlvorrichtung als Baueinheit mit einem Motor, der ein Lüfterrad sowie eine Fluidpumpe antreibt, die Fluid aus einem Ölbehälter nimmt und in einen hydraulischen Arbeitskreis fördert, der das Fluid erwärmt, sowie zu einem Wärmetauscher führt, aus dem das Fluid gekühlt in den Ölbehälter zurückkehrt.

Dahingehende Fluidkühlvorrichtungen, die auch als Ölluftkühler bezeichnet werden, lassen sich als kompakte Baueinheiten in Hydraulik- oder Flüssigkeits­ kreisläufe von Anlagen oder Maschinen einbauen. Die Flüssigkeitskühlung ist dabei in der Regel von der Eintrittstemperaturdifferenz zwischen Flüssigkeit und Umgebungsluft, vom Volumenstrom und dem Luftdurchsatz abhängig. Wärme­ probleme, die durch mehrschichtigen Betrieb und höhere Lufttemperatur ent­ stehen, können ebenfalls verhindert werden. Um dahingehende Fluidkühlvor­ richtungen auch für größere hydraulische Arbeitskreise einsetzen zu können, muß der Ölbehälter ein entsprechend groß dimensioniertes Volumen aufwei­ sen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Fluidkühlvorrichtungen dahingehend weiterzuver­ bessern, daß sie nach wie vor kompakt aufbauen und dennoch über einen relativ großvolumigen Flüssigkeits- oder Ölbehälter verfügen. Eine dahinge­ hende Aufgabe löst eine Fluidkühlvorrichtung mit den Merkmalen des An­ spruches 1.

Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 der Ölbe­ hälter wannenförmig ausgebildet ist und mit hochgezogenen Wannenrandern in der Art einer Halbschale zumindest den Motor und die Fluidpumpe teilweise umfaßt, ist ein relativ großvolumig aufbauender Ölbehälter gegeben, der den­ noch platzsparend in Kompaktbauweise Bestandteil der Fluidkühlvorrichtung ist, indem er Teile derselben platzsparend zumindest teilweise umfaßt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fluidkühlvor­ richtung ist zwischen den hoch gezogenen Wannenrändern des Ölbehälters ein Gehäuseteil angeordnet, das das Lüfterrad aufnimmt und einen Luftführungs­ schacht für den Wärmetauscher bildet, durch den das Fluid geführt ist. Vorzugsweise ist dabei in Verlängerung des Gehäuseteils unterhalb des Ölbe­ hälters ein Fußteil angeordnet, das in der Art eines der Befestigung der Vorrichtung dienenden Schuhs ausgebildet ist, dessen Sohlenseite zumindest teilweise über die Sohlenlänge hinaus Befestigungsstege aufweist. Aufgrund des dahingehenden Fußteils ist eine platzsparende sichere Befestigung der gesamten Fluidkühlvorrichtung an feststehenden Bauteilen und Gehäusewänden möglich. Durch die schuhartige Ausgestaltung des Fußteils ist die dahingehende Fixie­ rung darüber hinaus vibrationsarm und die rechts und links an dem Gehäuse­ teil befestigten Baukomponenten der Fluidkühlvorrichtung greifen in der Art einer Waage ausbalanciert an dem Gehäuseteil und mithin an dem Fußteil an.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden wird die Fluidkühlvorrichtung anhand einer Ausführungsform nach der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen in prinzipieller und teilweise nicht maßstäblicher Darstellung die

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf die Fluidkühlvorrichtung;

Fig. 2 und 4 jeweils eine stirnseitige Endansicht;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 5 den in Schaltsymbolen dargestellten Grundaufbau der Fluidkühlvorrichtung.

Die Fluidkühlvorrichtung weist einen Elektromotor 10 auf, der ein Lüfterrad 12 sowie eine Fluidpumpe 14 antreibt. Die Fluidpumpe 14 nimmt Fluid aus einem Ölbehälter 16 und fördert es in einen hydraulischen Arbeitskreis 18, von dem in der Fig. 5 mit den üblichen Kurzbezeichnungen die Anschlüsse für die Hydraulikleitungen dargestellt sind. In dem hydraulischen Arbeitskreis 18 erwärmt sich entsprechend das Fluid und soll von der Fluidkühlvorrichtung auf einen vorgebbaren Temperaturwert rückgekühlt werden. Hierzu dient ein Wär­ metauscher 20, aus dem das Fluid gekühlt in den Ölbehälter 16 zurückkehrt. Die Antriebsrichtung der Fluidpumpe 14 ist in Blickrichtung auf die Fig. 2 gesehen dort mit einem Pfeil 22 angegeben.

Wie insbesondere die Fig. 1 zeigt, ist der Ölbehälter 16 wannenförmig aus­ gebildet und mit hochgezogenen Wannenrändern 24 in der Art einer Halb­ schale ausgebildet. Diese umfaßt zumindest teilweise von der Unterseite her den Motor 10 sowie die Fluidpumpe 14. Zwischen den hochgezogenen Wan­ nenrändern 24 des Ölbehälters 16 ist ein Gehäuseteil 26 angeordnet, das das Lüfterrad 12 aufnimmt und einen Luftführungsschacht 28 für den Wärmetau­ scher 20 bildet, durch den das Fluid geführt ist.

In Verlängerung des Gehäuseteils 26 ist unterhalb des Ölbehälters 16 ein Fußteil 30 angeordnet, das in der Art einer der Befestigung der Vorrichtung dienenden Schuhs 32 ausgebildet ist, dessen Sohlenseite 34 zumindest teil­ weise über die Sohlenlänge hinaus zwei in Längsrichtung der Fluidkühlvor­ richtung einander gegenüberliegende Befestigungsstege 36 aufweist. Der in Rede stehende Befestigungsschuh 32 ist, wie dies insbesondere die Fig. 1 und 3 zeigen, hohlkastenartig ausgebildet und die Schuhspitze 18 zeigt in Richtung des Motors 10.

Der Ölbehälter 16 ist im Bereich des Motors 10 im wannenartigen Querschnitt unterhalb desselben kleiner dimensioniert als der vergleichbare Querschnitts­ bereich des Ölbehälters 16, der unterhalb der Fluidpumpe 14 angeordnet ist. Dadurch ergibt sich ein Kammersystem des Ölbehälters 16 mit unterschied­ lichen Querschnittsbereichen. Das Lüfterrad 12 ist von einer Antriebswelle 40 durchgriffen oder mit dieser auf Stoß fest verbunden, die in der Art einer Hohlwelle die Abtriebswelle 42 des Motors 10 umfaßt sowie die Antriebsachse 44 der Fluidpumpe 14 antreibt. Die dahingehende Achs- und Wellenanordnung ist koaxial zu einer Längsachse 46 der Fluidkühlvorrichtung orientiert. Die genauen Verhältnisse ergeben sich insbesondere aus der Schnittdarstellung nach der Fig. 3.

Des weiteren ist der hydraulische Arbeitskreis 18 mit einem Hydrospeicher 48, beispielsweise in Form eines Membranspeichers, der Kühlvorrichtung fluidfüh­ rend in Verbindung, der eine Absicherung des Druck- oder Arbeitskreises gegen Druckschwankungen erlaubt und Fluidmengenverluste ausgleichen kann. Der einfacheren Darstellung wegen ist der dahingehende Hydrospeicher 48 in der Fig. 3 weggelassen. Die in den Hydrospeicher 48 mündende Versorgungsleitung 50 des Wärmetauschers 20 mündet auch in den Teil des Ölbehälters 16, der unterhalb des Motors 10 angeordnet ist, wobei eine zur Fluidpumpe 14 füh­ rende Zuführleitung 52 in den unterhalb von ihr angeordneten Ölbehälter 16 mündet. Des weiteren weist die Fluidkühlvorrichtung zur Drucküberwachung ein übliches Manometer 54, zur Filtrierung des Fluids mindestens eine Fil­ tereinheit 56 sowie für eine Füllstandskontrolle des Ölbehälters 16 mindestens eine dahingehende Anzeigeeinrichtung 58 auf. Im übrigen ist der Ölbehälter 16 mit einem Einfüllfilter 60 für das Fluid versehen.

Zum besseren Verständnis wird anhand der Schaltplandarstellung nach der Fig. 5 die Funktion der Fluidkühlvorrichtung näher erläutert. Nach Inbetrieb­ nahme des Elektromotors 10 treibt dieser über die Achsanordnung 42, 44 so­ wohl die Fluidpumpe 14 als auch das Lüfterrad 12 gleichsinnig an. Die Fluid­ pumpe 14 entnimmt über die Zuführleitung 52 Fluid, insbesondere Hydraulik­ öl, aus dem Ölbehälter 16 und fördert dieses über die Filtereinheit 56 in Richtung des Anschlusses P des hydraulischen Arbeitskreises 18. Das Mano­ meter 54 überwacht dabei den Druck im hydraulischen Arbeitskreis 18 und der Hydrospeicher 48 gleicht Druckschwankungen im System aus. Das sich im hy­ draulischen Arbeitskreis 18 erwärmte Fluid kehrt über die Anschlußstelle T zurück in die Fluidkühlvorrichtung und gelangt über die Versorgungsleitung 50 in den Wärmetauscher 20 und von dort entsprechend gekühlt in Rückführung in den Ölbehälter 16 für einen erneuten Umlauf. Sowohl die Luftkühlvor­ richtung als auch der hydraulische Arbeitskreis können mit weiteren Nutz­ anschlüssen A, B, M, MS, T1 und P1 versehen sein. Drosseleinrichtungen sowie Druckbegrenzungsventile üblicher Bauart sichern den hydraulischen Kreis gegen Überlastung ab.

Mit der vorstehend beschriebenen Fluidkühlvorrichtung lassen sich bei ausge­ sprochen kompakter Bauweise hohe Fluidmengen in dem wannenförmigen Öl­ behälter bevorraten und über das Fußteil der Kühlvorrichtung läßt sich dennoch ein sicherer vibrationsarmer Stand im Betrieb der Vorrichtung er­ reichen.

Claims (10)

1. Fluidkühlvorrichtung als Baueinheit mit einem Motor (10), der ein Lüfterrad (12) sowie eine Fluidpumpe (14) antreibt, die Fluid aus einem Ölbehälter (16) nimmt und in einen hydraulischen Arbeitskreis (18) fördert, der das Fluid erwärmt, sowie zu einem Wärmetauscher (20) führt, aus dem das Fluid gekühlt in den Ölbehälter (16) zurückkehrt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölbehälter (16) wannenförmig ausgebildet ist und mit hochgezogenen Wannenrändern (24) in der Art einer Halbschale zumindest den Motor (10) und die Fluidpumpe (14) teilweise umfaßt.

2. Fluidkühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den hochgezogenen Wannenrändern (24) des Ölbehälters (16) ein Gehäuseteil (26) angeordnet ist, das das Lüfterrad (12) aufnimmt und einen Luftführungsschacht (28) für den Wärmetauscher (20) bildet, durch den das Fluid geführt ist.

3. Fluidkühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Verlängerung des Gehäuseteils (26) unterhalb des Ölbehälters (16) ein Fußteil (30) angeordnet ist, das in der Art eines der Befestigung der Vorrichtung dienenden Schuhs (32) ausgebildet ist, dessen Sohlenseite (34) zumindest teilweise über die Sohlenlänge hinaus Befestigungsstege (36) aufweist.

4. Fluidkühlvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsschuh (32) hohlkastenartig ausgebildet ist und mit der Schuhspitze (38) in Richtung des Motors (10) zeigt.

5. Fluidkühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölbehälter (16) im Bereich des Motors (10) im wannenartigen Querschnitt unterhalb desselben kleiner dimensioniert ist als der vergleichbare Bereich des Ölbehälters (16), der unterhalb der Fluidpumpe (14) angeordnet ist.

6. Fluidkühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (12) von einer Antriebswelle (40) durchgriffen ist, die in der Art einer Hohlwelle die Abtriebswelle (42) des Motors (10) umfaßt sowie die Antriebsachse (44) der Fluidpumpe (14).

7. Fluidkühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Arbeitskreis (18) mit einem Hydrospeicher (48) der Kühlvorrichtung fluidführend in Verbindung steht.

8. Fluidkühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Hydrospeicher (48) mündende Versorgungsleitung (50) des Wärmetauschers (20) auch in den Teil des Ölbehälters (16) mündet, der unterhalb des Motors (10) angeordnet ist, und daß die zur Fluidpumpe (14) führende Zuführleitung (52) in den unterhalb von ihr angeordneten Ölbehälter (16) mündet.

9. Fluidkühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Drucküberwachung ein Manometer (54), zur Filtrierung des Fluids mindestens eine Filtereinheit (56) sowie für eine Füllstandskontrolle des Ölbehälters (16) mindestens eine dahingehende Anzeigeeinrichtung (58) aufweist.

10. Fluidkühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölbehälter (16) mit einem Einfüllfilter (60) für das Fluid versehen ist.