DE60104096T2 - Rückführeinrichtung für lecköl eines hydraulikmotors - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Leckageölrückführeinrichtung für einen Hydraulikmotor zum Rückführen des aus dem Arbeitsdruckraum eines Motors in ein Motorgehäuse ausgetretenen Öls aus dem Gehäuse zurück in eine Rückführleitung des Motors (beispielsweise DE-A-43 04 403).
• Die in den Druck- und Rückführleitungen großer Hydraulikmotoren vorkommende Drücke sind vergleichsweise hoch: Auf der Zuführseite beispielsweise 150 bis 350 bar und sogar auf der Rückführseite höher als zugelassene Gehäusedrücke, oftmals bis zu mehreren Dutzend Bar. Kurzfristig kann sogar der Rückführleitungsdruck auf über 150 bar ansteigen (beispielsweise wenn die Laufrichtung gewechselt wird). Mit solch hohen Drücken ist es unvermeidlich, dass in dem Motor eine interne Leckage aus dem Arbeitsdruckraum des Motors in das Motorgehäuse auftritt. Dieses Leckageöl wird zu Schmierzwecken genützt, jedoch muss überflüssiges Öl aus dem Gehäuse entfernt werden und in den Kreislauf zurückgeführt werden. Motoren verwenden Hydrauliköl zur Schmierung über Schmiermittelleitungen, die ausgehend von der Zuleitungsstelle zu den Schmierstellen angeordnet sind. Beispielsweise kann die Schmierung der Kurbelwellenlager und der Kolbenbolzenlager mit internen Abflussleitungen ausgehend von der Zuleitungsstelle ausgerüstet sein, wobei der Motor infolgedessen auch durch die Gleitlagerdichtungen dieser Leitungen leckt. Aus diesem Grund sind die größeren Hydraulikmotoren mit einer separaten Abflussleitung zum Transportieren des Leckageöls in den Kreislauf über einen Tank ausgerüstet. Da der Motor am Ende langer Schläuchen angeordnet sein kann, verursacht die Konstruktion einer separaten Abflussleitung zusätzliche Kosten, wobei außerdem die Gehäuseöle generell im ungefilterten Zustand in den Tank transportiert werden, um keinen Gegendruck in der Abflussleitung zu erzeugen. Das Leckageöl transportiert Verschmutzungen aus dem Motor in das Gehäuse und infolgedessen über die Abflussleitung in den Tank. Dies wiederum führt zu einer schnelleren Abnutzung des Systems, zu mehr Betriebsstörungen und zu einer verkürzten Standzeit der Anlage.
• Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Leckageölrückführeinrichtung für einen Hydraulikmotor bereitzustellen, die nicht durch die oben genannten Probleme behindert wird.
• Diese Aufgabe wird durch die Erfindung auf der Basis der in dem beigefügten Anspruch 1 genannten kennzeichnenden Merkmale gelöst. Die abhängigen Ansprüche offenbaren bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
• Die Erfindung wird nun genauer anhand der beigefügten Zeichnung, die einen Hydraulikplan für eine Einrichtung gemäß der Erfindung zeigt, beschrieben.
• Ein Hydraulikmotor 1 ist mit Druck- und Rückführleitungen 2 ausgestattet, die sich gegenseitig abwechseln, abhängig von der Laufrichtung, in welcher der Motor 1 betrieben wird. Der Motor 1 ist mit einem Gehäuse ausgestattet, das schematisch durch einen Block 12 dargestellt ist. Der Motor 1 ist mit seiner Welle 3 zum Antrieb einer Rückführpumpe 5 verbunden, deren Saugseite 7 mit einem Gehäuseraum 12' der Rückführpumpe 5 verbunden ist, der im Flüssigkeitsaustausch mit einem Gehäuseraum 12 des Motors 1 über Durchflusskanäle 13 steht. Die Durchflusskanäle 13 können als Bohrungen zwischen den Gehäuseelementen 12 und 12' konstruiert sein oder wahlweise unter Verwendung von extern zu den Gehäuseelementen liegenden Schläuchen.
• Alternativ kann die Rückführpumpe 5 in dem Gehäuse 12 angeordnet sein, wobei in diesem Fall nur eine Druckleitung 6 mit ihren Ventilen als Bohrung zu einer Niederdruckleitung konstruiert werden muss. Da an den Dichtungen zwischen den bewegten Teilen des Motors 1 ein hoher Druck, beispielsweise in der Größe von 100 bar, herrscht, leckt der Arbeitsdruckraum des Motors 1 Öl in das Motorgehäuse 12. Öl wird auch unter Druck ausgebracht, um Lager zu verschieben, von wo aus es teilweise durch die Dichtungen in das Gehäuse 12 sickert. Das Leckageöl muss kontinuierlich aus dem Gehäuse 12 abgeführt werden, um den Gehäusedruck nicht übermäßig hoch werden zu lassen und um ein Explodieren des Gehäuses zu verhindern. Unter Berücksichtigung struktureller Dimensionen ist 3 bis 5 bar ein geeignetes oberes Limit für den Gehäusedruck. Auf der anderen Seite muss das in das Gehäuse 12 gesickerte Öl einen geringen Druck aufweisen, um zu ermöglichen, dass das Öl die Schmierstellen, wie die Lager, durchdringt.
• Gemäß der Erfindung kann der in den Gehäuseräumen 12 und 12' herrschende Leckageöldruck in einem geeigneten Bereich durch ein weiter unten beschriebenes System aufrechterhalten werden.
• Die Ausgangsseite 6 der Rückführpumpe 5 ist über Rückschlagventile 4 mit den Druck- und Rückführleitungen 2 des Motors 1 verbunden, so dass eine Durchflussverbindung von der Rückführpumpe 5 mit einer Rückführleitung, die einen niedrigeren Druck aufweist, zu jeder bestimmten Zeit hergestellt ist. Zusätzlich ist die Ausgangsseite 6 über ein Druckproportionalventil 8 und einen Durchflusskanal 9 mit dem Gehäuseraum 12' der Rückführpumpe 5 verbunden, in dem derselbe Druck wie in dem Gehäuseraum 12 herrscht, da die Gehäuseräume 12' und 12 in einem Flüssigkeitsaustausch miteinander stehen. Das Druckproportionalventil 8 ist so eingerichtet, dass seine Be triebskontrolle von dem Druckverhältnis zwischen dem Gehäusedruck an der einen Seite und dem Druck an der Ausgangsseite 6 der Rückführpumpe 5 ausgeübt wird. Das Druckproportionalventil 8 weist ein Flächenverhältnis auf, das beispielsweise ungefähr 20 oder ungefähr 50 sein kann, wobei ein Gehäusedruck von 0 bis 2 bar einem Druck von 0 bis 40 bar oder 0 bis 100 bar in der Pumpe 5 entspricht. Fällt der Druck, der in den Gehäusen 12 und 12' herrscht, unter einen bestimmten Druckwert oder nähert sich der Druck 0 bar, schaltet das Druckproportionalventil den Volumenfluss der Rückführpumpe 5 auf freie Zirkulation, d. h. zurück zu dem Gehäuse 12'. Eine Folge davon ist, dass die Rückführpumpe 5 nicht das Gehäuse 12, 12' entleert oder einen negativen Druck darin aufbaut, sondern dass ein bestimmter niedriger Öldruck darin bestehen bleibt. Das Druckproportionalventil 8 wird nicht bei einer Lösung benötigt, die entwickelt wurde, um ein entleertes Gehäuse 12, 12' oder einen negativen Druck in dem Gehäuseraum zu ermöglichen. Die Rückführpumpe 5 weist einen sehr geringen Volumenstrom auf, der gerade höher ist als eine zulässige Ölleckage des Motors 1 (unter der Voraussetzung, dass die Dichtungen intakt sind). Falls der Motor 1 beispielsweise als ein Ergebnis von starker Abnützung oder Beschädigung der Dichtungen eine Ölleckage entwickelt, die den Volumenstrom der Rückführpumpe 5 übersteigt, beginnt der Druck in den Gehäuseräumen 12 und 12' zu steigen, bis er einen maximalen Gehäusedruckwert (beispielsweise 3 bis 5 bar) erreicht, der durch ein Druckentlastungsventil 11 hergestellt wird. Falls festgestellt wird, dass das Druckentlastungsventil 11 Öl durchlässt, ist es Zeit für eine Wartung und eine Reparatur des Motors 1. Das Druckentlastungsventil 11 kann auch funktionell so gestaltet sein, dass es einen Alarm auslöst.
• Die Rückführpumpe 5 kann von einer Bauart sein, bei der die Flussrichtung sich nicht ändert, auch wenn die Antriebswelle ihre Laufrichtung ändert (beispielsweise eine Kolbenpumpe mit Rückstellfeder). Eine andere Pumpenbauart, wie eine Zahnradpumpe oder ähnliches, kann geeignet sein, wobei die Pumpe als Antwort auf ein Umdrehen der Laufrichtung automatisch auch die Pumprichtung umdrehen würde, was in dem Hydraulikplan berücksichtigt werden sollte. Die Saugseite sollte mit einem zusätzlichen Rückschlagventil ausgerüstet sein, um das Pumpen von Leckageöl in das Gehäuse zu verhindern.

Claims (5)

1. Leckageölrückführeinrichtung für einen Hydraulikmotor zum Rückführen eines aus dem Arbeitsdruckraum eines Motors (1) in ein Motorgehäuse (12) ausgetretenen Öls von dem Gehäuse (12) zurück zu einer Rückführleitung (2) des Motors (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Saugseite (7) einer von einer Welle (3) des Motors (1) angetriebenen Rückführpumpe (5) mit dem Gehäuse (12) oder einem damit in einem Flüssigkeitsaustausch stehenden Gehäuseraum (12') verbunden ist und deren Ausgangsseite (6) über Rückschlagventile (4) mit einer Druck- und einer Rückführleitung (2) des Motors (1) so verbunden ist, dass immer eine Durchflussverbindung mit der einen niedrigeren Druck aufweisenden Leitung (2) hergestellt ist.
2. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsseite (6) der Schmierölrückführpumpe (5) über ein Druckproportionalventil (8) mit dem Gehäuse (12) oder dem Gehäuseraum (12') verbunden ist, und dass das Druckproportionalventil (8) eingerichtet ist, um seine Kontrollbefehle aus dem Druckverhältnis zwischen dem Gehäusedruck und dem Druck auf der Ausgangsseite (6) der Rückführpumpe (5) zu empfangen, so dass, falls der Gehäusedruck unter einen gegebenen Druckwert abfällt oder sich dem Druck 0 bar annähert, das Druckproportionalventil (8) den Volumenfluss der Rückführpumpe (5) auf einen Entladekreislauf schaltet, d. h. zurück zu dem Gehäuse (12) oder dem Gehäuseraum (12').
3. Einrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckproportionalventil (8) ein Flächenverhältnis aufweist, das etwa 20 oder etwa 50 ist, wobei ein Gehäuse druck von 0 bis 2 bar einem Druck von 0 bis 40 bar oder 0 bis 100 bar an der Pumpe (5) entspricht.
4. Einrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch das Vorhandensein eines Druckentlastungsventils (11) zum Begrenzen des maximalen Drucks in dem Gehäuse (12, 12') knapp höher als der Gehäusedruck, bei dem das Druckproportionalventil (8) die Rückführpumpe (5) auf den Entladekreislauf umschaltet.
5. Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseräume (12, 12') des Motors (1) oder der Pumpe und der Rückführpumpe (5) in Flüssigkeitsaustausch miteinander stehen und die Saugseite (7) der Rückführpumpe (5) mit dem Gehäuseraum (12') der Rückführpumpe (5) verbunden ist.