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Title:
HYDRAULIC SYSTEM WITH AT LEAST ONE HYDROSTATIC DISPLACEMENT UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/063826
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hydraulic system with at least one hydrostatic displacement unit (2, 4), a filter unit (6) for filtering the hydraulic oil flowing through the respective displacement unit (2, 4), and a discharge device (10) that filters the leakage oil accumulating at each displacement unit (2, 4) during operation and supplies it to a tank (8). The system is characterized in that the discharge device (10) has a pump device (26) by means of which the leakage oil can be brought to a pressure suitable for feeding to the filter device (6).

Inventors:
WOHLERS ALEXANDER (DE)
OTTO JOHN (DE)
NENNO ALEXANDER (DE)
WILKENDORF WERNER (DE)
LAUER VIKTOR JOSEF (DE)
SANN NORBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/003215
Publication Date:
May 01, 2014
Filing Date:
October 25, 2013
Export Citation:
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Assignee:
HYDAC FILTERTECHNIK GMBH (DE)
International Classes:
F15B21/041
Domestic Patent References:
WO2012091942A12012-07-05
Foreign References:
DE4203062C11993-07-01
DE102009032572A12011-01-13
Other References:
See also references of EP 2912323A1
Attorney, Agent or Firm:
BARTELS UND PARTNER (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

Hydrauliksystem, mit zumindest einer hydrostatischen Verdrängereinheit (2, 4), einer Filtereinrichtung (6) für die Fi lterung des die jeweilige Verdrängereinheit (2, 4) durchströmenden Hydrauliköls und mit einer Abführeinrichtung (10), die das an der jeweil igen Verdrängereinheit (2, 4) im Betrieb anfallende Lecköl filtert und einem Tank (8) zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführeinrichtung (10) eine Pumpeinrichtung (26) aufweist, mittels deren das Lecköl auf ein für das Einspeisen in die Fi ltereinrichtung (6) geeignetes Druckniveau bringbar ist.

Hydrauliksystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Fi ltereinrichtung ein Rücklauffilter (6) vorgesehen ist, das im Hauptrücklauf (1 6) des Systems am Tank (8) angeordnet ist und vorzugsweise ein zwischen Roh-(18) und Reinseite (20) befindliches Bypassventil (22) aufweist.

Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit ihrer Druckseite (28) mit der Rohseite (18) des Rücklauffilters (6) verbundene Pumpeinrichtung (26) über eine Ventilanordnung (32) mit dem Leckölanschluss (12, 14) der jewei ligen Verdrängereinheit (2, 4) in Verbindung ist.

Hydrauliksystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (32) zwischen der Saugseite (30) der Pumpeinrichtung (26) und dem jewei ligen Leckölanschluss (1 2, 14) ein diesen gegen einen gegebenenfalls anstehenden Stördruck absicherndes Rückschlagventi l (34) aufweist. Hydraul iksystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Venti lanordnung (32) einen zwischen Saugseite (30) der Pumpeinrichtung (26) und Tank (8) angeordneten Nach- saugpfad (38) mit einem Filtersieb (40) und einem bei an der Pumpeinrichtung (26) anstehendem, negativen Druckniveau einen Nach- saugstrom ermöglichendes Steuerelement (42) aufweist.

Hydraul iksystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerelement im Nachsaugpfad (38) ein Rückschlagventi l (42) vorgesehen ist.

Hydraul iksystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Venti lanordnung (32) ein Rückschlagventil (36) aufweist, über das der jewei lige Leckölanschluss (1 2, 14) über das Fi ltersieb (40) des Nachsaugpfades (38) zum Tank (8) hin abgesichert ist.

Hydraul iksystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung eine Strahlpumpe (26) aufweist.

Hydrauliksystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlpumpe (26) von einem Druckanschluss (28) des Systems mit Hydraul iköl betreibbar ist, das zusammen mit dem abgeführten Lecköl der Rohseite (18) des Rücklauffi lters (6) zuströmt.

Description:
Hydraul iksystem mit zumindest einer hydrostatischen Verdrängereinheit

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem, mit zumindest einer hydrostatischen Verdrängereinheit, einer Filtereinrichtung für die Fi lterung des die jewei l ige Verdrängereinheit durchströmenden Hydrauliköls und mit einer Abführeinrichtung, die das an der jewei ligen Verdrängereinheit im Betrieb anfal lende Lecköl filtert und einem Tank zuführt.

Funktionsbedingt weisen hydrostatische Verdrängereinheiten, wie Axialkolbenmaschinen, an den im G leitkontakt befindl ichen Maschinenelementen eine gewisse Menge an Leckage auf. Der sich aus diesen Leckagen zusam- mensetzende Leckagevolumenstrom sammelt sich im Maschinengehäuse an und wird in der Regel über ein Leckölfi lter in den dem betreffenden Hydrauliksystem zugehörigen Tank abgeleitet, wobei meist für jede hydrostatische Verdrängereinheit ein separater Leckölfilter vorgesehen ist. Um sicherzustel len, dass sich kein nennenswerter Staudruck im Maschinengehäuse aufbaut, der den vom Maschinenhersteller vorgegebenen zulässigen Gehäusedruck übersteigen würde, können die Leckölfi lter ledigl ich als Schutzfi lter mit einer sehr geringen Fi lterfeinheit ausgelegt werden. Daher werden Lecköle, die einen hohen Gehalt an Feinstverschmutzungen aufweisen, nur unzureichend gefi ltert, wodurch die Systemreinheit beeinträchtigt wi rd. Zudem ist die Benutzung gesonderter Leckölfilter für mehrere hydrostatische Einheiten aufwendig und daher mit nicht unwesentl ichen Kosten verbunden. Im Hinbl ick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Hydraul iksystem zur Verfügung zu stellen, bei dem die Abfuhr anfallender Lecköle in besonders vortei lhafter Weise erfolgt. Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein Hydrauliksystem gelöst, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Die Erfindung sieht demgemäß vor, dass die Abführeinrichtung für anfallendes Lecköl eine Pumpeinrichtung aufweist, mittels deren das Lecköl auf ein für das Einspeisen in die Filtereinrichtung geeignetes Druckniveau . bringbar ist. Durch das Vorhandensein einer Pumpeinrichtung eröffnet sich die vorteilhafte Möglichkeit, das im System vorhandene Hauptfi lter, das auf die für den Betrieb des Systems optimale Fi lterfeinheit ausgelegt ist, auch für das Fi ltern des Leckölstroms auszunutzen. Eigene Leckölfi lter, die als ein Schutzfilter geringer Filterfeinheit auszulegen sind, um keinen unzulässigen Druckanstieg in den Gehäusen der den Leckölstrom erzeugenden Maschinen zu verursachen, kommen in Wegfall.

Das mittels der Pumpeinrichtung erzeugte Druckniveau des Lecköls ermög- licht dessen Einspeisung in das Hauptfilter des Systems, selbst wenn sich an diesem ein gewisser Staudruck aufbaut, der je nach Verschmutzungsgrad des Filters und der Betriebstemperatur des Hydraul iköls ein N iveau von einigen Bar aufweisen kann und in der Höhe erst durch den Öffnungsdruck des am Hauptfilter üblicherweise befindlichen Bypassventils l imitiert ist. In vortei lhafter Weise können in Verbindung mit einer Pumpeinrichtung mehrere, Lecköl erzeugende hydrostatische Einrichtungen mit der Pumpeinrichtung in Verbindung sein, so dass keine separaten Leckölfi lter erforderlich sind. Insbesondere bei Hydrauliksystemen in mobi len Arbeitsmaschinen kann mit Vortei l als Filtereinrichtung ein Rücklauffi lter vorgesehen sein, das im Hauptrücklauf des Systems am Tank angeordnet ist. Vorzugsweise kann ein zwischen Roh- und Reinseite befindliches Bypassventil im Hauptrücklauf vorhanden sein; die erfindungsgemäße Lösung ist aber auch für Systeme tauglich ohne ein solches Rückschlagventi l.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die mit ihrer Druckseite mit der Rohseite des Rücklauffi lters verbundene Pumpeinrichtung über eine Venti lanordnung mit dem Leckölanschluss der jewei ligen Verdrängereinheit in Verbindung. Letztere kann als Sicherheitsschaltung ausgelegt sein, die gegebenenfal ls auftretende Störeinflüsse von Pumpeinrichtung zu Leckölanschl üssen oder von diesen zur Pumpeinrichtung unterbindet.

Diesbezüglich kann bei vortei lhaften Ausführungsbeispielen die Venti lanordnung zwischen der Saugseite der Pumpeinrichtung und dem jeweiligen Leckölanschluss ein diesen gegen einen gegebenenfal ls anstehenden Stördruck absicherndes Rückschlagventi l aufweisen.

Des Weiteren kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass die Venti lanordnung einen zwischen Saugseite der Pumpeinrichtung und Tank angeordneten Nachsaugpfad mit einem Fi ltersieb und einem bei an der Pumpeinrichtung anstehendem negativen Druckniveau einen Nach- saugstrom ermöglichenden Steuerelement aufweist. Als solches kann vorzugsweise ein Rückschlagventil vorgesehen sein, jedoch könnte im Nachsaugpfad auch eine Blende, eine Drossel oder eine Rohrleitung mit entspre- chend kleinem Querschnitt vorgesehen sein.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist die Ventilanordnung weiterhin ein Rückschlagventil auf, über das der jewei l ige Leckölanschluss über das im Nachsaugpfad befindl iche Fi ltersieb zum Tank hin abgesichert ist. In besonders vorteilhafter Weise kann als Pumpeinrichtung eine Strahlpumpe vorgesehen sein. Eine solche kann von einem Druckanschl uss des Systems mit Hydraul iköl betrieben sein, das zusammen mit dem abgeführten Lecköl der Rohseite des Rücklauffilters zuströmt.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestel lten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.

Von einem Hydrauliksystem, beispielsweise bei einer mobi len Arbeitsgerät- schaft, zeigt die einzige Figur in Symboldarstellung lediglich zwei Axialkolbenmaschinen in Form einer verstel lbaren Hydropumpe 2 und eines Hydromotors 4, ein im Hauptrücklaufvolumenstrom angeordnetes Rücklauffilter 6 sowie einen dem Rücklauffilter 6 zugeordneten Tank 8, der das als Arbeits- fluid dienende Hydraul iköl bevorratet. Beim erfindungsgemäßen Hydraul ik- System ist der Rücklauffi lter 6 auch Bestandteil einer Abführeinrichtung 10, mittels deren das an Leckölanschl üssen 1 2 und 14 der Hydropumpe 2 bzw. des Hydromotors 4 anfallende Lecköl gefi ltert zum Tank 8 abführbar ist. Die übrigen Komponenten des Hydraul iksystems wie Arbeitszyl inder mit zugehörigen Steuerventilen sowie die zu deren Steuerung und/oder Betäti- gung vorgesehenen Steuer- und Bedienelemente sind nicht dargestel lt, da sie in üblicher, dem Stand der Technik entsprechender Weise ausgebi ldet sein können. Bei einem beispielsweise bei mobilen Arbeitsgeräten vorgesehenen Hydrauliksystem ist der Rücklauffilter 6 vorzugsweise am Tank 8 angebracht oder als In-Tank-Filter in diesen eingebaut.

Der Hauptrücklaufvolumenstrom gelangt über eine Rücklaufleitung 1 6 zur Rohseite 18 des Rücklauffilters 6. Zwischen Rohseite 18 und Reinseite 20, die mit dem Tank 8 verbunden ist, befindet sich ein übl iches Bypassventil 22, dessen Öffnungsdruck auf die Höhe des am Rücklauffilter 6 zulässigen Staudrucks abgestimmt ist, der einig Bar betragen kann. Das an der Einspeisestelle an der Rohseite18 des Rücklauffilters 6 anstehende Druckniveau kann daher höher sein als der zulässige Gehäusedruck an den Leckölanschlüssen 1 2, 14 von Hydropumpe 2 bzw. Hydromotor 4. Um dessen ungeachtet eine sichere Einspeisung des über die Lecköl leitung 24 der Abführeinrichtung 10 zuströmenden Lecköls zu ermögl ichen, weist die Ab- führeinrichtung 10 eine das Lecköl auf das Druckniveau der Rohseite 1 8 des Rücklauffi lters 1 6 anhebende Pumpeinrichtung auf, die beim vorliegenden Beispiel durch eine Strahlpumpe 26 gebi ldet ist. Dieser wi rd im Betrieb als Treibmittel Hydraul iköl von einem Druckanschluss des Systems über eine Treibmittelleitung 28 zugeführt und nach Durchströmen der Strahlpumpe 26 über eine Speiseleitung 28 in die Rohseite 1 8 des Rücklauffilters 6 zusammen mit dem Hauptrücklaufvolumenstrom eingespeist. An dem saugseitigen Anschluss 30 der Strahlpumpe 26 ist eine Ventilanordnung 32 angeschlossen, über die der saugseitige Anschl uss 30 der Strahlpumpe 26 mit der Leckölleitung 24 verbindbar ist. Die Venti lanordnung 32 weist im Leitungszweig zwischen Sauganschl uss 30 der Strahlpumpe 26 und der Leckölleitung 24 ein Rückschlagventil 34 auf, das die Leckölan- schlüsse 12, 14 und damit die Maschinengehäuse von Hydropumpe 2 und Hydromotor 4 gegen einen in einem Störfal l an der Strahlpumpe 26 auftretenden überhöhten Druck sichert. Das Rückschlagventil 34 ist auf einen Öffnungsdruck von etwa 0,5 bar eingestellt, was einem zulässigen Gehäusedruck an den Leckölanschlüssen 1 2, 14 entspricht. Außerdem weist die Venti lanordnung 32 als Sicherheitsventil ein Rückschlagventil 36 auf, das die Leckölleitung 24 über ein Siebfilter 40 zum Tank 8 hin absichert. Das Rückschlagventil 36 ist auf einen Öffnungsdruck von etwa 0,8 bar einge- stel lt.

Um eine sichere Abfuhr der Lecköle sicher zu stel len, muss gegenüber dem Leckölvolumenstrom die Förderleistung der Strahlpumpe 26 höher ausgelegt sein. Um einen entsprechenden Differenzvolumenstrom zur Verfügung zu stellen, weist die Ventilanordnung 32 einen Nachsaugpfad 38 auf, der als Nachsaugventil ein Rückschlagventil 42 aufweist, das zwischen dem Sauganschuss 30 der Strahlpumpe 26 und dem Siebfi lter 40 eingefügt ist. Anstel le des als Steuerelement des Nachsaugpfades 38 vorgesehenen Rückschlagventils 42 könnte ein andersartiges, einen Strömungswiderstand darstellendes Steuerelement vorgesehen sein, beispielsweise eine Blende, eine Drossel oder eine Rohrleistung mit klein dimensioniertem Querschnitt. Durch Betrieb der Pumpeinrichtung, im folgenden Fal le der Strahlpumpe 26, lässt sich das Druckniveau des Leckölstromes von einem in der Leckölleitung 24 herrschenden niedrigen Druckniveau, das einem niedrigen Gehäusedruck der angeschlossenen Verdrängereinheiten entspricht, auf ein in der Speiseleitung 28 an der Druckseite der Strahlpumpe 26 herrschendes Druckniveau bringen, bei dem der Leckölstrom zusammen mit dem aus der Strahlpumpe 26 austretenden Treibmittelstrom in die Rohseite 18 des als Hauptarbeitsfilter dienenden Rücklauffilters 6 einspeisbar ist. Der Leckölstrom wird somit durch ein auf optimale Fi lterfeinheit ausgelegtes Filter ge- leitet, so dass auch Feinstverschmutzungen des Lecköls mit kleinen Partikeln ausreichend gefiltert werden und eine hohe Systemreinheit gewährleistet ist.

Die Erfindung eröffnet auch die Möglichkeit, die Abführeinrichtung 10 der- art zu benutzen, dass die Gehäuse von Axialkolbenmaschinen vol lständig trockengelegt und/oder Planschverluste auf ein sehr geringes Maß reduziert werden können.