DE19601376A1 - Meßfühlerschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßfühlerschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Pilotsummen­ ventil sowie ein vorgesteuertes Druckventil gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 10 bzw. 11, die in der Meßfüh­ lerschaltung verwendet werden.

Derartige Meßfühlerschaltungen finden insbesondere An­ wendung bei der Kühlung von Flüssigkeitskreisläufen eines Verbrennungsmotors. Üblicherweise haben Verbrennungsmoto­ ren, wie beispielsweise Dieselmotoren für landwirtschaftli­ che Nutzfahrzeuge, einen Wasser- und einen Öl-Kreislauf, die zur Kühlung und/oder Schmierung des Verbrennungsmotors Verwendung finden. Bei aufgeladenen Dieselmotoren kann des­ weiteren noch ein Ladeluftkühlkreislauf vorgesehen werden, der mit einer erfindungsgemäßen Meßfühlerschaltung zusam­ menwirkt.

Die genannten Fluidkreisläufe werden üblicherweise durch eine Konvektionskühlung gekühlt, wobei neben einer Fahrtwindkühlung auch eine Gebläseluftkühlung Verwendung findet. Bei der letztgenannten Zwangskühlung wird eine Luftströmung über ein Lüfterrad auf Wärmeaustauscher der genannten Fluidkreisläufe gerichtet, so daß durch die Kon­ vektionsströmung ein Wärmeaustausch stattfindet und das Fluid abgekühlt wird. Das Lüfterrad kann direkt auf der Kurbelwelle sitzen oder über Keilriemen und Zahnräder ange­ trieben werden. In letzter Zeit haben sich jedoch Lösungen durchgesetzt, bei denen das Lüfterrad hydrostatisch ange­ trieben wird. Dem hydrostatischen Antrieb ist eine Meßfüh­ lerschaltung zugeordnet, bei der ein Thermoelement die Tem­ peratur des zu kühlenden Mediums erfaßt und ein zur Tempe­ ratur proportionales Signal abgibt.

Bei den Thermofühlern lassen sich prinzipiell zwei Meß­ prinzipien
- elektrische und mechanische Thermofühler -
unterscheiden. Bei den elektrischen Thermofühlern wird eine zur Temperatur proportionale Spannung oder ein Strom­ signal abgegeben, das von einem Mikrokontroller verarbeitet wird. Dieser gibt ein Steuersignal an das Hydrosystem ab, um beispielsweise ein elektroproportionales Ventil oder ei­ ne Regelpumpe zur Volumenstromregelung des Lüfterrades an­ zusteuern, so daß die Kühlleistung funktions- und bedarfs­ gerecht abgegeben wird. In dem Fall, in dem mehrere Kühl­ fluidkreisläufe von einem gemeinsamen Lüfterrad gekühlt werden, werden die Temperatursignale dieser Kreisläufe ei­ nem gemeinsamen Mikrokontroller zugeführt und von diesem anhand vorbestimmter Parameter verarbeitet, so daß eine Überlagerung bzw. Summierung unterschiedlicher Eingangssi­ gnale der Kühlfluidkreisläufe auf einfache Weise möglich ist.

Derartige elektronische Systeme haben in der Regel je­ doch einen sehr komplexen Aufbau und sind nur noch für hochqualifizierte Fachleute zu warten. Insbesondere in dem Fall, in dem der Verbrennungsmotor auch mit vergleichsweise einfachen Mitteln instandzuhalten sein soll, werden daher mechanische Systeme bevorzugt, da diese zum einen einfacher in der Wartung und zum anderen auch weniger anfällig hin­ sichtlich wechselnder Umweltbedingungen, wie beispielsweise Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen etc. sind.

Bei mechanischen Thermofühlern wird in der Regel der Wärmeausdehnungskoeffizient eines Meßmediums ausgenutzt, um eine Volumen- oder Längenänderung herbeizuführen, die pro­ portional zur Temperatur des Kühlfluids erfolgt. So kann beispielsweise ein sogenanntes Dehnstoffelement verwendet werden, bei dem ein wachsartiger Dehnstoff in einem Metall­ gehäuse aufgenommen ist. In den Dehnstoff ragt ein in eine hutartige Gummimembran eingebetteter Stößel, der relativ zum Gehäuse verschiebbar ist. Dabei werden Lösungen verwen­ det, bei der der Stößel eingespannt und das Gehäuse mit Be­ zug zum Stößel verschiebbar ist - oder in kinematischer Um­ kehr - werden Systeme verwendet, bei denen das Gehäuse feststeht und der Stößel mit Bezug zum Gehäuse verschoben wird. Die Bewegung des bewegbaren Bauelementes - d. h. des Stößels oder des Gehäuses erfolgt gegen ein federvorge­ spanntes Ventilglied, das mit dem Stößel verbunden ist. Über das Ventilglied wird ein hydraulischer Steuerdruck verstellt, über den beispielsweise eine Regelpumpe oder ein Druckventil eines hydraulischen Lüftermotors verstellbar ist. Das Druckventil kann beispielsweise ein Druckreduzier­ ventil, eine Druckwaage oder ein Prioritätsventil sein. Bei einem Temperaturanstieg wird die Dehnstoff-Füllung aufge­ schmolzen, wobei das Volumen des Dehnstoffes zunimmt. Dies bewirkt eine Relativverschiebung zwischen Stößel und Ge­ häuse, so daß das Ventilglied betätigt und somit der Hydro­ motor des Lüfterrades angesteuert wird. Bei einem entspre­ chenden Absinken der Temperatur des Kühlfluids wird das Vo­ lumen des Dehnstoffes proportional zur Temperaturerhöhung verringert, so daß das Ventilglied durch die Vorspannung wieder in seine Ausgangsposition zurückkehrt und somit die Drehzahl des Hydromotores und damit des Lüfterrades abge­ senkt wird.

Bei einem derartigen System wirkt der mechanische Ther­ mofühler zusammen mit dem Ventilglied praktisch als Pilot­ ventil, über das ein Steuersignal eines Druckventils beein­ flußt wird. Eine Summierung der Thermofühlersignale kann theoretisch durch die Aufschaltung des Steuerdruckes des ersten Kühlfluidkreislaufes auf die Federseite eines zwei­ ten Pilotventils eines zweiten Kühlfluidkreislaufes und ge­ gebenenfalls eine Aufschaltung dieses Druckes auf die Fe­ derseite des Pilotventils eines dritten Kühlfluidkreislau­ fes (Ladeluft) erfolgen.

Eine derartige Lösung erfordert einen erheblichen schaltungstechnischen Aufwand. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die vom Hersteller garantierte Charak­ teristik der Thermofühler nur für eine genau spezifizierte Gegenfeder gilt. Die zusätzliche Druckkraft eines Steuersi­ gnales, das gemäß der vorbeschriebenen Kaskadenschaltung dem Federraum eines nachgeschalteten Thermofühlers aufge­ schaltet wird, kann zu Meßabweichungen führen, die im Ex­ tremfall zu einer mangelnden Kühlung des Kühlfluids und so­ mit zu einer Schädigung des Verbrennungsmotors führen kön­ nen. Bei dieser Kaskadenschaltung kann die aufgeschaltete Druckkraft auf das Pilotventil des zweiten oder dritten Kühlfluidkreislaufes so groß werden, daß der Stößel entge­ gen der Wirkung des Dehnstoffes zurückgedrückt wird, so daß lediglich ein fehlerhaftes oder gar kein Meßsignal abgege­ ben wird.

Demzufolge führt die oben beschriebene Kaskaden- oder Summenschaltung bei mechanischen Thermofühlersystemen zu Meßabweichungen, die bei hochwertigen Verbrennungsmotoren nicht akzeptabel sind. In der Praxis hat es sich sogar ge­ zeigt, daß eine derartige herkömmliche Summenschaltung mit mechanischen Thermofühlerelementen bei bestimmten Betriebs­ bedingungen nicht einsetzbar ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Meßfühlerschaltung und ein Pilotsummenventil sowie ein vorgesteuertes Druckventil für eine derartige Meßfühler­ schaltung zu schaffen, bei denen mit minimalem vorrich­ tungstechnischen Aufwand die Meßgenauigkeit verbessert wird.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Meßfühlerschaltung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, hinsichtlich des Pilotsummenventils durch die Merkmale des Patentanspruchs 10 sowie hinsichtlich des vorgesteuerten Druckventils durch die Merkmale des Patentanspruchs 11 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, die Ausgangssigna­ le mehrerer Sensorelemente hydraulisch über eine allen Sen­ sorelementen gemeinsame Sammelleitung auf ein Summenventil aufzuschalten, über dessen federvorgespanntes Ventilglied ein Steuerdruck veränderbar ist, läßt sich der vorrich­ tungstechnische Aufwand gegenüber herkömmlichen mechani­ schen Lösungen erheblich vereinfachen, da bei diesen jedem Sensorelement ein eigenes Pilotventil zugeordnet war, über das ein Steuerdruck zum jeweils nächsten Pilotventil abge­ geben wurde.

Als Sensorelement werden vorzugsweise mechanisch wir­ kende Thermoelemente beliebiger Bauart eingesetzt, es sind jedoch auch Lösungen vorstellbar, bei denen die Schaltung mit Meßfühlern für andere physikalische Größen, wie bei­ spielsweise Druck Verwendung finden.

Ein mechanisch besonders einfach aufgebautes System er­ hält man, wenn das Ventilglied als Stößel ausgeführt ist, an dessen einem Endabschnitt eine Ventilfederanordnung ab­ gestützt ist, über die ein Ventilkörper gegen einen Sitz vorgespannt wird und auf dessen anderen Endabschnitt der Druck in der Sammelleitung wirkt.

Die erfindungsgemäße Meßfühlerschaltung läßt sich wei­ testgehend vorkonfektionieren, wenn an den Endabschnitten der Sammelleitung Membranen zur fluiddichten Absperrung der Sammelleitung angeordnet wird. Damit läßt sich dann die Sammelleitung bereits vor der Montage mit einem Hydraulik­ fluid füllen, wobei die Füllung durch Vorsehen eines Ent­ lüftungsventils in der Sammelleitung erleichtert wird.

Eine besonders kompakte Lösung erhält man, wenn das bei der Meßfühlerschaltung verwendete Summenventil als Pilot- oder Vorsteuerventil eines Druckventils verwendet wird, über das ein Verbraucher, vorzugsweise ein Hydromotor eines Lüfterrades ansteuerbar ist. Das Druckventil kann je nach Anwendungsfall ein Prioritätsventil, ein Druckreduzierven­ til oder eine Druckwaage sein.

Eine besonders einfach montierbare und bei unterschied­ lichen Verbrennungsmotorkonzepten anwendbare Meßfühler­ schaltung erhält man, wenn die Sammelleitung mit elasti­ schen Schläuchen ausgeführt wird, so daß die ansonsten er­ forderlichen aufwendigen Pilotleitungen der vorhandenen Pi­ lotventile der herkömmlichen Lösung eingespart werden kön­ nen. Durch diese Maßnahme gestaltet sich die Leitungsverle­ gung in engen Motorräumen erheblich einfacher und läßt so­ mit dem Hersteller mehr konstruktiven Spielraum.

Die zu den einzelnen Sensorelementen führenden Zweig­ leitungen der Sammelleitung können mit unterschiedlichen Durchmessern ausgeführt werden, so daß eine Gewichtung der einzelnen Kreisläufe durch Wahl des Leitungsquerschnittes möglich ist und somit ein konfektioniertes, auf die jewei­ ligen Einbauverhältnisse abgestimmtes System zur Verfügung gestellt wird. Durch entsprechende Abänderung der Bauele­ mente kann dieses System auf einfache Weise an unterschied­ liche Anforderungen angepaßt werden.

Der vorrichtungstechnische Aufwand der Meßfühlerschal­ tung läßt sich weiter verringern, wenn das Summenventil und das Druckventil in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen werden. Dabei kann das Summenventil beispielsweise als Ein­ bauventilsatz ausgeführt werden, der koaxial zum Steuer­ schieber des Druckventils montiert wird und an dem eine Steuerfeder des Steuerschiebers abgestützt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsge­ mäßen Meßfühleranordnung und des Pilotsummenventil bzw. vorgesteuerten Druckventils für die Meßfühlerschaltung sind Gegenstand der sonstigen Unteransprüche.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltschema einer erfindungsgemäßen Meßfüh­ lerschaltung für zwei Kühlkreisläufe und

Fig. 2 ein vorgesteuertes Druckventil zur Verwendung in einer Meßfühlerschaltung gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Meßfühlerschaltung für zwei Kühl­ kreisläufe A und B dargestellt, wobei der Kühlkreislauf A eine Wasserkühlung und der Kühlkreislauf B eine Ölkühlung eines Verbrennungsmotors, beispielsweise eines Dieselmotors eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges sind. Die ange­ deuteten Kühler der jeweiligen Kühlkreisläufe A, B werden über eine Konvektionskühlung mit einem Lüfterrad 2 gekühlt, das über einen Hydromotor 4 angetrieben wird, der wiederum über eine Pumpe 6 mit Hydraulikfluid versorgt wird. Die An­ steuerung des Hydromotors 4 erfolgt über die Meßfühler­ schaltung, die im folgenden näher erläutert wird.

Die in Fig. 1 dargestellte Meßfühlerschaltung hat ein Sensorelement 8, dessen Meßkopf 16 in das Kühlfluid des je­ weiligen Kühlkreislaufes (Wasser, Öl, Luft) eintaucht. Das Sensorelement 8 ist über eine Sammelleitung 10 mit einem Summenventil 12 verbunden, von dem ein Steuerdruck abgege­ ben wird, über das ein Druckventil 14 ansteuerbar ist. Über das Druckventil 14 erfolgt die Versorgung des Hydromotors 4 mit dem Hydraulikfluid aus der Pumpe 6.

Die Pumpe 6 kann eine Konstantpumpe oder eine Regelpum­ pe sein, je nach Pumpenkonzept kann das Druckventil ein Druckreduzierventil, ein Prioritätsventil oder eine Druck­ waage sein. Da entsprechende Schaltungskonzepte bereits hinlänglich bekannt sind, soll auf eine detaillierte Be­ schreibung der Pumpensteuerung bzw. der Ansteuerung des Hy­ dromotors 4 unter Hinweis auf die vorhandene Fachliteratur verzichtet werden.

Das in Fig. 1 dargestellte Sensorelement ist als Dehn­ stoffelement mit der eingangs beschriebenen Dehnstoff-Fül­ lung ausgeführt. Das Sensorselement 8 ist in eine Wandung des Kühlmittelkreislaufes des ersten Kühlkreislaufes A ein­ geschraubt und ragt mit dem wärmeleitfähigen Meßkopf 16 in das Kühlfluid hinein. Wie bereits eingangs erwähnt, sind auf dem Markt eine Vielzahl von Thermosensorelementen be­ kannt, so daß hier nur beispielhaft auf einige konstruktive Einzelheiten eingegangen wird. Selbstverständlich sind auch andere mechanisch wirkende Bauarten einsetzbar.

Das gezeigte Ausführungsbeispiel hat eine Befestigungs­ buchse 18, die in einer Durchgangsbohrung einer Wandung eingeschraubt ist. In die Befestigungsbuchse 18 ist ein Ge­ häuseteil 20 eingefügt, das mit einem Befestigungsabschnitt 22 aus der Wandung herausragt.

In einem zum Kühlfluid hinweisenden buchsenförmigen Ab­ schnitt des Gehäuseteils 20 ist ein Meßgehäuse 24 einge­ schraubt, das an seinem in Fig. 1 unteren Abschnitt den Meßkopf 16 trägt und dessen anderer Endabschnitt mit einem Außengewinde versehen ist, der in eine Buchse des Gehäuse­ teils 20 eingeschraubt ist. Zwischen diesem Endabschnitt des Meßgehäuses 24 und der benachbarten Innenstirnfläche des Gehäuseteils 20 ist eine Membran 26 eingespannt, die sich in den Innenraum 29 des Meßgehäuses 24 hineinwölbt. Dieser Innenraum 29 ist einerseits von den Innenumfangswan­ dungen des Meßgehäuses 24 und andererseits von der Membrane 26 begrenzt und mit dem Dehnstoff gefüllt, dessen Volumen­ änderung in den vorbestimmten Temperaturbereichen propor­ tional zur Temperaturänderung erfolgt. Der Befestigungsab­ schnitt 22 ist mit einer Axialbohrung 27 versehen, die in einen Befestigungsflansch (nicht gezeigt) mündet, an den mittels einer Überwurfmutter 28 die Sammelleitung 10 befe­ stigt ist. Die Axialbohrung 27 mündet in einen Raum 30, der im wesentlichen von derjenigen Großfläche der Membran 26 begrenzt ist, die von dem Innenraum 29 abgewandt ist.

Wie desweiteren aus Fig. 1 hervorgeht, ist im Befesti­ gungsabschnitt 22 des Gehäuseteils 20 ein Entlüftungsventil 32 vorgesehen, über das der Raum 30 und damit auch die Axialbohrung 27 und die angeschlossene Sammelleitung 10 bei der Befüllung des Systems entlüftet werden können. Hinsic­ htlich des Aufbaus des Entlüftungsventils 32 sei wiederum auf die Fachliteratur verwiesen.

Die Sammelleitung 10 besteht aus elastischen Hydraulik­ schläuchen, die mittels Überwurfmuttern (beispielsweise 28) an den jeweiligen zugeordneten Sensorelementen befestigt werden. Dabei hat die Sammelleitung 10 mehrere Zweigleitun­ gen, von denen im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Zweig­ leitung 34 zum Sensorelement 8 des Kühlkreislaufes A ge­ führt ist. Eine weitere Zweigleitung 36 führt zu einem wei­ teren Sensorelement (nicht gezeigt), über das die Tempera­ tur des zweiten Kühlkreislaufes B erfaßbar ist. Die Zweig­ leitungen 34, 36 sind beispielsweise über ein T-Stück mit der gemeinsamen Sammelleitung 10 verbunden. Zur Gewichtung der einzelnen Kreisläufe können die Zweigleitungen 34, 36 mit unterschiedlichen Leitungsquerschnitten ausgeführt wer­ den, so daß beispielsweise durch Wahl eines größeren Lei­ tungsquerschnitts einem der Kreisläufe eine höhere Priori­ tät zugeordnet werden kann.

Die gemeinsame Sammelleitung 10 ist wiederum über eine Überwurfmutter 38 an einen Sammelleitungsanschluß 40 des Summenventils 12 befestigt. Dieses hat ein Ventilgehäuse 42 in dem desweiteren ein Steueranschluß X_St ausgebildet ist, der mit einer Steuerseite des Druckventils 14 verbunden ist. Im Ventilgehäuse 42 ist desweiteren ein Tankanschluß T ausgebildet, über den der Steueranschluß X_St mit dem Tank verbunden werden kann, so daß der Druck an der Steuerseite des Druckventils 14 abgebaut wird.

In einen radial erweiteren Teil einer Ventilbohrung 44 des Ventilgehäuses 42 ist eine Befestigungsbuchse 46 einge­ schraubt, von deren Innenbohrung ein Gehäuseteil 48 aufge­ nommen ist, an dem der Sammelleitungsanschluß 40 ausgebil­ det ist. Das Gehäuseteil 48 wird von einer Axialbohrung durchsetzt, die koaxial zur Ventilbohrung 44 ausgebildet ist. In den vom Sammelleitungsanschluß 40 entfernten Endab­ schnitt des Gehäuseteils 48 ist eine Führungsbuchse 50 ein­ geschraubt, in der ein Stößel 52 axial bewegbar geführt ist.

Zwischen dem in Fig. 1 unteren Endabschnitt der Füh­ rungsbuchse 50 und einer Radialstufe der Axialbohrung des Gehäuseteils 48 ist eine Membran 54 oder ein anderer ela­ stischer Körper eingespannt, an dem der Stößel 52 mittelbar oder unmittelbar abgestützt ist. Die Membranen 54, 26 etc. bilden praktisch fluiddichte Abschlüsse der Sammelleitung 10 und der von dieser abzweigenden Zweigleitung 34, 36 . . ., so daß kein Hydraulikfluid aus der Sammelleitung 10 austre­ ten kann.

Der Raum der Axialbohrung zwischen dem Sammelleitungs­ anschluß 40 und der Membran 54 kann über ein Entlüftungs­ ventil 56 entlüftet werden.

An dem von der Membran 54 entfernten Endabschnitt des Stößels 52 ist ein Federteller angeordnet, an dem eine Ven­ tilfeder 58 abgestützt ist, die einen Ventilkörper 60 gegen einen Ventilsitz vorspannt über den der Anschluß X_St geöff­ net oder geschlossen werden kann. Die Öffnungsbewegung des Ventilkörpers 60 erfolgt über eine weitere Ventilfeder 62, die den Ventilkörper 60 in Öffnungsrichtung vorspannt und die an einer Radialschulter des Ventilgehäuses 42 abge­ stützt ist.

Der Tankanschluß T mündet in den Federraum der weiteren Ventilfeder 62.

Im Ausgangszustand, das heißt beispielsweise nach dem Einbau der Meßfühlerschaltung oder bei kalten Kühlfluid­ kreisläufen ist die Sammelleitung 10 vollständig mit Fluid gefüllt, der Feststoff im Innenraum 29 nimmt sein Minimal­ volumen ein und der Ventilkörper 60 ist durch die Wirkung der weiteren Ventilfeder 62 von seinem Ventilsitz abgeho­ ben, so daß das Steueröl an der Federseite des Druckventils 14 zum Tank T hin entspannt ist. In diesem Betriebszustand wird der Hydromotor 4 nicht oder nur minimal mit Hydraulik­ fluid von der Pumpe 6 her versorgt.

Beim Ansteigen der Temperatur im Kühlfluidkreislauf wird der Dehnstoff im Innenraum 29 aufgeschmolzen, so daß die Membran 26 in der Darstellung nach Fig. 1 nach oben ver­ formt und das Öl in der Zweigleitung 34 um einen entspre­ chenden Volumenanteil verdrängt wird. Diese Volumenänderung wird über die Sammelleitung 10 auf die Membran 54 übertra­ gen, die nach oben (Fig. 1) hin verformt wird, so daß der Stößel 52 eine Axialbewegung in Richtung zum Ventilkörper 60 durchführt. Diese Axialbewegung wird über die Ventilfe­ der 58 auf den Ventilkörper 60 übertragen, so daß die Ver­ bindung zwischen dem Tankanschluß T und dem Steueranschluß X_St zugesteuert wird und somit der Druck an der Federseite des Druckventils 14 ansteigt, so daß die Verbindung zwi­ schen der Pumpe 6 und dem Hydromotor 4 aufgesteuert wird, bis sich ein Gleichgewicht an den beiden Steuerseiten des Steuerschiebers (nicht gezeigt) des Druckventils 14 ein­ stellt. Bei einem maximalen Druckanstieg ist die Verbindung zwischen dem Steueranschluß X_St und dem Tankanschluß T un­ terbrochen, so daß der maximale Steuerdruck an der Feder­ seite des Druckventils 14 anliegt und die maximale Kühllei­ stung erzielbar ist. Beim Abkühlen des Kühlkreislaufes mit einer entsprechenden Volumenänderung des Dehnstoffes wird der Stößel 52 wieder in Axialrichtung nach unten (Fig. 1) bewegt, so daß der Ventilkörper 60 die Verbindung zwischen dem Steueranschluß X_St und dem Tankanschluß T aufsteuert, so daß die Federseite des Druckventils 14 entlastet wird.

In Fig. 2 ist eine Variante eines Druckventils darge­ stellt, bei dem Druckventil 14 und Summenventil 12 zu einer Einheit mit einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefaßt sind.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Druckventil 14 als Prioritätsventil ausgeführt, über das die Aufteilung des von einer Verstellpumpe 6 geförderten Hydraulikfluid­ stroms auf den bevorzugten Verbraucher - das heißt, den Hy­ dromotor 4 - und/oder einen nachgeordneten Verbraucher - bei­ spielsweise Wegeventile oder ein Hubwerk - erfolgt.

Das Prioritätsventil 14 hat eine Ventilbohrung 66 in der ein Steuerschieber 68 axial bewegbar geführt ist und der über eine Steuerfeder 64 in seine dargestellte Grund­ stellung vorgespannt ist. In dieser Grundstellung ist ein Pumpenanschluß P des vorgesteuerten Druckventils 14 mit ei­ nem Anschluß A verbunden, an den der Hydromotor 2 ange­ schlossen ist. Die Verbindung zwischen dem Pumpenanschluß P und einem weiteren Arbeitsanschluß B ist in der Grundposi­ tion des Steuerschiebers 68 unterbrochen, wobei am Arbeits­ anschluß B der weitere Verbraucher angeschlossen ist. Das heißt, in der gezeigten Grundposition wird lediglich der Hydromotor 2 mit dem Hydraulikfluid aus der Regelpumpe 6 versorgt. Der Druck am Arbeitsanschluß A ist über eine Steuerleitung 70 zur in Fig. 2 linken Stirnfläche des Steu­ erschiebers 68 geführt. Vom Arbeitsanschluß A ist desweite­ ren noch eine Leitung 72 über eine Düse 74 zum Federraum des Druckventils 14 geführt, in dem die Steuerfeder 64 auf­ genommen ist, die an der in Fig. 2 rechten Stirnfläche des Steuerschiebers 68 angreift. Der andere Endabschnitt der Steuerfeder 64 ist an der Stirnfläche eines Einbauventil­ satzes abgestützt, der in die radial erweiterte Ventilboh­ rung 66 eingeschraubt ist. Das Ventilgehäuse hat desweite­ ren einen Steueranschluß X_L, der mit dem Federraum verbun­ den ist und von dem eine Steuerleitung zur Regelpumpe 6 führt.

Dieser Einbauventilsatz enthält das Summenventil 12, über das der Federraum des Proportionalventils 14 mit dem Tankanschluß T verbunden ist. An dem in Fig. 2 rechten End­ abschnitt der Ventilanordnung ist ein Steueranschluß X_s ausgebildet, der dem Sammelleitungsanschluß 40 aus Fig. 1 entspricht und an dem die zu den Sensorelementen 8 der ver­ schiedenen Kühlfluidkreisläufe führende Sammelleitung 10 angeschlossen ist.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Summenventil 12 als Einbauventilsatz in Form einer Einschraubpatrone ausgeführt, wobei die Einschraubpatrone im wesentlichen diejenigen Bauelemente enthält, wie sie im Zusammenhang mit dem Summenventil 12 in Fig. 1 beschrieben wurde.

Der Tankanschluß T ist über eine Durchgangsbohrung im gemeinsamen Ventilgehäuse des Prioritätsventils 14 und im Ventilgehäuse 42 des Summenventils 12 mit dem Federraum der weiteren Ventilfeder 62 verbunden, über die der Ventilkör­ per 60 in Richtung seiner Öffnungsstellung vorgespannt ist. An der von der weiteren Ventilfeder 62 abgewandten Seite des Ventilkörpers 60 greift die vorbeschriebenen Ventilfe­ der 58 an, die an dem Stößel 52 abgestützt ist, der durch die Volumenänderung des Hydraulikfluids in der Sammellei­ tung 10 axial verschiebbar ist. Zur Befüllung der Sammel­ leitung 10 oder genauer gesagt des Raumes zwischen den Mem­ branen 54 und 26 ist die Einschraubpatrone mit dem Entlüf­ tungsventil 56 versehen, so daß eine vollständige Füllung des Leitungssystems gewährleistet ist.

Die gezeigte Variante ermöglicht es beispielsweise, daß die Meßfühlerschaltung mit den Sensorelementen 8 und der Einbaupatrone 12 bereits vollständig mit Hydraulikfluid ge­ füllt ausgeliefert wird, so daß zur Montage lediglich noch die Einbaupatrone und die Thermoelemente eingeschraubt wer­ den müssen. Die Entlüftungsventile 56 und 32 ermöglichen es jedoch auch, daß die Sammelleitung 10 erst nach der Montage der Sensorelemente 8 und des Summenventils 12 befestigt und anschließend mit Öl gefüllt werden. Diese unterschiedlichen Montage- und Einbauvarianten erlauben auch nachträgliche Änderungen der Leitungsverlegung, so daß die Meßfühleran­ ordnung auf einfache Weise an unterschiedliche Konstruktio­ nen oder nachträgliche Konstruktionsänderungen anpaßbar ist. Dies wäre bei den herkömmlichen Systemen mit festen Leitungen oder bei elektronischen Systemen nur mit erheb­ lich größerem Aufwand möglich.

Wie bereits erwähnt, wird der Einbau erleichtert, indem die Endabschnitte der Sammelleitung 10, 34, 36 etc. mittels Überwurfmuttern an den sonstigen Ventil- und Sensorelemen­ ten befestigt werden.

Bei einem Ansteigen der Temperatur im Kühlfluidkreis­ lauf wird über die Sammelleitung 10 - wie bereits vorste­ hend erwähnt - der Stößel 52 mit einem Druck beaufschlagt, so daß er den Ventilkörper in Richtung zu seinem Ventilsitz bewegt, so daß der Zulauf zum Tank T zugesteuert wird und der Druck im Federraum der Steuerfeder 64 ansteigt, wobei der Druck am Anschluß A über die Leitung 72 und die Düse 74 zum Federraum geführt ist.

Durch den ansteigenden Druck im Federraum und somit auch am Steueranschluß X_L wird ein Signal an die Regelpumpe 6 weitergeleitet, so daß deren Förderleistung erhöht wird und die Drehzahl des Lüfterrades ansteigt. Die maximale Kühlleistung wird erreicht, wenn die Verbindung zwischen dem Federraum und dem Tankanschluß T über den Ventilkörper 60 geschlossen ist und somit der Druck im Federraum sein Maximum annimmt. In diesem Fall ist der Steuerschieber 68 in seine in Fig. 2 gezeigte linke Endstellung vorgespannt, in der die Verbindung von P nach A vollständig aufgesteuert ist. Wenn der Ventilkörper 60 aufgrund einer Volumenverrin­ gerung des Dehnstoffes im Sensorelement 8 die Verbindung zum Tankanschluß T aufsteuert, wird der Druck im Federraum der Steuerfeder 64 abgesenkt, so daß die Druckdifferenz zwischen der linken und der rechten Stirnseite des Steuer­ schiebers 68 ansteigt, bis dieser gegen die Vorspannung der Steuerfeder 64 in der Darstellung nach Fig. 2 nach rechts verschoben wird, so daß der Anschluß zum weiteren Verbrau­ cher B aufgesteuert wird, während die Verbindung zum bevor­ zugten Verbraucher, das heißt dem Hydromotor 2 abgedrosselt wird, bis sich ein Kräftegleichgewicht an den Stirnseiten des Steuerschiebers 68 einstellt. Umgekehrt wird bei einer Druckerhöhung am Anschluß X_S der Zulauf zum nachgeschalte­ ten Verbraucher angedrosselt, so daß stets eine hinrei­ chende Versorgung des Hydromotors 2 mit Hydraulikfluid aus der Regelpumpe 6 gewährleistet ist.

Durch die Erfindung wird eine Meßfühlerschaltung mit einem Pilotsummenventil und einem vorgesteuerten Druckven­ til zur Verfügung gestellt, bei denen die Ausgangssignale mechanischer Sensorelemente über eine Summenleitung auf das gemeinsame Pilotsummenventil aufschaltbar sind, über das wiederum das Druckventil ansteuerbar ist, um einen Verbrau­ cher entsprechend der Ausgangssignale der Sensorelemente anzusteuern. Da mehreren (n) Sensorelementen 8 (n < 1) ein gemeinsames Summenventil zugeordnet ist, läßt sich die An­ zahl der Bauelemente gegenüber bekannten Lösungen bei einer Erhöhung der Meßgenauigkeit verringern. Die Verwendung von Schläuchen für die Verbindungsleitungen zwischen den Senso­ relementen und dem gemeinsamen Summenventil ermöglicht eine äußerst flexible Anpassung an unterschiedliche Anwendungs­ fälle und eine einfache Verlegung der Bauelemente.

Claims (13)

1. Meßfühlerschaltung mit einem Sensorelement zur Erfas­ sung eines Meßwertes, das einen in Abhängigkeit vom Meßwert verstellbares Übertragungselement (52) aufweist, dessen Be­ wegung auf einen Ventilglied (52, 60) der Meßfühlerschal­ tung übertragbar ist, um einen hydraulischen Steuerdruck für einen Verbraucher (4) zu verändern, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Sensorelemente (8) über eine Sammelleitung (10, 34, 36) hydraulisch mit einem Sammelleitungsanschluß (40) eines Summenventils (12) verbunden sind, in dem das Ventilglied (52, 60) geführt ist, das, vorzugsweise gegen Vorspannung, durch den Fluiddruck in der Sammelleitung (10, 34, 36) ver­ schiebbar ist.

2. Meßfühlerschaltung nach Patentanspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Sensorelement (8) ein Thermoelement ist und der Verbraucher ein Hydromotor (4) für ein Lüfter­ rad (2) eines Verbrennungsmotors ist.

3. Meßfühlerschaltung nach einem der vorhergehenden Pa­ tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied einen Stößel (52) hat, an dessen einem Endabschnitt eine Ventilfederanordnung (58) abgestützt ist, über die ein Ven­ tilkörper (60) vorgespannt ist und daß der andere Endab­ schnitt des Stößels (52) mit dem Druck in der Sammelleitung (10, 34, 36) beaufschlagbar ist.

4. Meßfühlerschaltung nach einem der vorhergehenden Pa­ tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Endab­ schnitten der Sammelleitung (10, 34, 36) jeweils eine Mem­ bran (26, 54) angeordnet ist, über die ein Drucksignal vom Sensorelement (8) auf das Fluid in der Sammelleitung (10, 34, 36) bzw. von diesem auf das Ventilglied (52) übertrag­ bar ist.

5. Meßfühlerschaltung nach einem der vorhergehenden Pa­ tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sammel­ leitung (10, 34, 36), vorzugsweise an jedem sensorelement­ seitigen und summenventilseitigen Endabschnitt, ein Entlüf­ tungsventil (32, 56) vorgesehen ist.

6. Meßfühlerschaltung nach einem der vorhergehenden Pa­ tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Summenventil (12) ein Vorsteuerventil eines Druckventils (14), bei­ spielsweise eines Prioritätsventils eine Prioschaltung, ei­ nes Druckreduzierventils oder einer Druckwaage ist, über das der Verbraucher (4) ansteuerbar ist, wobei ein Steuer­ druck an einer Steuerseite des Druckventils (14) zu einem Tank (T) hin entlastbar ist.

7. Meßfühlerschaltung nach einem der vorhergehenden Pa­ tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellei­ tung (10, 34, 36) Schläuche hat, an deren Endabschnitte Schlauchverbindungen (38) angeordnet sind.

8. Meßfühlerschaltung nach einem der vorhergehenden Pa­ tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellei­ tung (10) Zweigleitungen (34, 36) hat, die mit jeweils ei­ nem Sensorelement (8) verbunden sind und die unterschiedli­ che Nennweiten aufweisen können.

9. Meßfühlerschaltung nach einem der vorhergehenden Pa­ tentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sensorele­ mente (8) einem Summenventil (12) zugeordnet sind, wobei das erste Sensorelement einem Kühlwasserkreislauf (A) und das zweite Element einem Ölkreislauf (B) zugeordnet ist.

10. Pilotsummenventil für eine Meßfühlerschaltung nach ei­ nem der vorhergehenden Patentansprüche, das über einen Sam­ melleitungsanschluß (40) mit Hydraulikfluid beaufschlagbar ist, der auf einen Endabschnitt eines Stößels (52) wirkt, an dessen anderen Endabschnitt über eine Federanordnung (58) ein Ventilkörper (60) abgestützt ist, über den ein Steueranschluß (X_ST) mit einem Tankanschluß (T) verbindbar ist.

11. Vorgesteuertes Druckventil für eine Meßfühlerschaltung nach einem der Patentansprüche 1-10, mit einem Steuerschie­ ber (68) über den ein Pumpenanschluß (P) mit einem Verbrau­ cheranschluß (A) verbindbar ist und der über ein Vorsteuer­ ventil (14) mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerventil ein Summen­ ventil (12) gemäß Patentanspruch 10 ist.

12. Vorgesteuertes Druckventil nach Patentanspruch 11, da­ durch gekennzeichnet, daß das Summenventil (12) als Einbau­ ventilsatz ausgeführt ist, der etwa koaxial zum Ventil­ schieber (68) in einem gemeinsamen Ventilgehäuse (42) auf­ genommen ist, in dem zumindest ein Pumpenanschluß (P), der Verbraucheranschluß (A) und der Tankanschluß (T) ausgebil­ det sind.

13. Vorgesteuertes Druckventil nach Patentanspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß am Einbauventilsatz eine auf den Steuerschieber (68) wirkende Steuerfeder (64) des Druckven­ tils (14) abgestützt ist.