DE2542042C2

DE2542042C2 - Druckbegrenzungsventil für eine Druckschmiervorrichtung, insbesondere einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2542042C2
Application number: DE19752542042
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dipl.-Ing. 7441 Raidwangen Dahm
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1975-09-20
Filing date: 1975-09-20
Publication date: 1985-06-13
Also published as: DE2542042A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckbegrenzungsventil nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Es ist ein Druckbegrenzungsventil dieser Art bekannt (DE-PS 7 10 328), bei dem der Regelkolben mit seiner geschlossenen Stirnfläche als Sitzventil auf die in einer zur Kolbenachse senkrechten Ebene liegende Abstromöffnung arbeitet. Die federnden Mittel in Form einer Schraubenfeder stützen sich an einem Widerlager ab, das in seinem Abstand zur Abstromöffnung entweder willkürlich von Hand oder thermostatisch über eine Druckmittelkraft einstellbar angeordnet ist, um die Federvorspannung für den Soll-Wert für niedrigere Betriebstemperaturen erhöhen zu können.

Es sind Druekbegrcnzungsvcntilc anderer Art bekannt (DE-OS 15 7b 373), die nur so lange befriedigend arbeiten, wie das Schmiermiiicl unter den normalen Betriebstemperaturen steht. Da sich die Viskosität des Schmiermittels mit der Temperatur stark ändert, können diese Ventile bei Kälte auch bei vollständigem Öffnen der Abstromöffnung einen starken Druckanstieg infolge der hohen Viskosität nicht vermeiden, weil bei diesen Maßnahmen zur Einstellung auf einen Soll-Wert für niedrige Betriebstemperaturen nicht getroffen sind.

Zwar könnte man die Abregelfunktion dieser Ventile durcb entsprechend große Abströmquerschnitte so auslegen, daß auch bei Kälte ein Druckanstieg weitgehend vermieden wird. Dies wäre jedoch mit dem Nachteil verbunden, daß das kalte und zähe Schmiermittel beim Anlaufen der Maschine nicht rechtzeitig zu den einzelnen Schmierstellen gelangen kann.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesentlichen darin, ein Druckbegrenzungsventil der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß unter Vermeidung eines zu starken Druckanstiegs die Versorgung der Schmierstellen beim Anlaufen der kalten Maschine bei niedrigen Außentemperaturen sichergestellt ist, ohne daß es hierfür einer willkürlichen oder thermostatisch über Druckkräfte bewirkten Verlagerung de^r Widerlagers für die federnden Mittel bedarf. Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Das Druckbegrenzungsventil nach der Erfindung stellt beim Kaltstartvorgang einen etwas erhöhten Schmiermitteldruck ein. durch den sichergestellt ist. daß

jo das kalte Schmiermittel trotz seiner hohen Viskosität in kurzer Zeit zu den Schmierstellen gedrückt wird. Der Sollwert für niedrige Betriebstemperaturen ist beim jeweiligen Anwendungsfall unschwer versuchsmäßig zu ermitteln. Dabei muß selbstverständlich darauf geachtet werden, daß der höhere Sollwert noch unter den in bezug auf die Festigkeit druckempfindlicher Aggregate der Druckschmicrvorrichtung kritischen Werten bleibt. LJm den Gesamthub des Regelkolbens klein zu halten, ist es bei dem Druckbegrenzungsventil nach der Erfin· dung vorteilhaft, daß die Federkraft der federnden Mittel in dem Hubbereich für niedrige Betriebstemperaturen in prhöhtem Maße über dem Hub des Regelkolbens ansteigt. Zur Verwirklichung einer solchen Ventilcharakteristik kann beispielsweise eine Ventilfeder mit progressiver Federkennung dienen. Um auch einfache Ventilfedern mit linearer Federkennung verwenden zu können, ist es bei dem Druckbegrenzungsventil nach der Erfindung zweckmäßig, daß ausschließlich in dem Hubbereich für niedrige Betriebstemperaturen auf den Regelkolben arbeitende federnde Mittel vorgesehen sind.

Zur Verbesserung der Abregelfunktion bei kaltem öl und lieferen Außentemperaturen ist bei dem Druckbegrenzungsventil nach der Erfindung weiterhin vorgesehen, daß die Abstromöffnung einen relativ weiten Abschnitt tür den Hubbereich für niedrige Betriebstemperaturen und einen engeren Abschnitt für den Hubbereich für normale Betriebstemperaturen aufweist.

Wie das Druckbegrenzungsventil nach der Erfindung im einzelnen ausgebildet sein kann, ist im folgenden

bo anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. In der Zeichnung bedeutet F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines Druckbegrenzungsventil gemäß der Erfindung.

Fig. 2 die Abstromöffnung des Druckbegrenzungs-

b5 ventiles von F i g. 1, in Abwicklung dargestellt, und Fig.3 ein Diagramm der Federkennung der federnden Mittel des Druckbegrenzungsventiles von F i g. I. Bei der zeichnerischen Darstellung des Dmckbegren-

zungsventiles sind nur die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Einzelheiten berücksichtigt.

Das Druckbegrenzungsventil weist ein zylindrisches Ventilgehäuse 10 auf. das an einem Ende durch eine Gehäu.sestirnwand !1 verschlossen ist. An seinem anderen Ende ist das Ventilgehäuse 10 mit einem Druckanschluß 12 verschen, der mit einer innu-cn Zylinderkammer 13 des Ventilgehäuses 10 in offener Verbindung steht In die über ihren Druckanschluß 12 unter den Förderdruck einer Schmiermittel-Druckpumpe seubare Ventilkammer 13 ist ein topfförmiger Ventilkolben 14 verschiebbar eingesetzt, dessen geschlossene Stirnseite eine Druckfläche 15 bildet Der Rand der Druckfläche 15 arbeitet als Steuerkante 16, die den freien Abströmquerschnitt 17 einer Abströmöffnung 18 einstellt. Die Abströmöffnung 18 verbindet die Ventilkammer 13 mit einer nicht mehr dargestellten, im wesentlichen druckentlasteten Kammer oder Leitung, die an die Saugseite der Schmiermittel-Druckpumpe angeschlossen sein kann. Eine an ihrem einen Ende an der Gehäusestirnwand 11 abgestützte weite Ventilfeder 19 ist an ihrem anderen F.nde ständig am Ventilkolben 14 abgestützt und sucht letzteren in eine strichpunktiert angedeutete Ruhestellung 20 zu verschieben, in der die Abströmöffnung 18 abgesperrt ist. Die weite Ventilfeder 19 ist an dem weiten Abschnitt eines im Durchmesser abgestuften Führungszapfens 21 zentriert, der an der Gehäusestirnwand 11 koaxial zur Gehäuselängsachse angeordnet bzw. befestigt ist. Der enge Abschnitt des Führungszapfens 21 dient zur Zentrierung einer zuschaltbaren engen Ventilfeder 22, die sich an ihrem einen Ende über den Führungszapfen 21 an der Gehäusestirnwand 11 abstützt.

In dem Diagramm der F i g. 3 ist über dem Hub H des Regelkolbens 14 die Gesamt-Rückstellkraft Pi aufgetragen, die von den Ventilfedern 19 und 22 auf den Regelkolben 14 ausgeübt wird.

Die Funktion des Druckbegrenzungsventiles ist nachstehend anhand der F i g. 2 beschrieben:

In dem Hubbereich 23 des Regelkclbens 14 für normale Betriebstemperaturen des Schmiermittels (etwa zwischen +20⁰C und +130⁰C) ist lediglich die weite Ventilfeder 19 mit der Federkennung 24 (F i g. 3) an dem Regelkolben 14 abgestützt. In diesem Hubbereich 23 arbeitet die Steuerkante 16 mit einem relativ engen Ab· schnitt 25 der Abströmöffnung 18 so zusammen, daß bei sich ändernder Drehzahl der Schmiermittel-Druckpumpe — was an s'ch eine Änderung des Förderdruckes nach sich ziehen würde — der freie Durchtrittsquerschnitt 17 der Abströmöffnung 18 so verändert wird, daß der Druck in der Zylinderkammer 13 sich auf den niedrigeren konstanten Sollwert einstellt.

An den Hubbereich 23 für normale Betriebstemperaturen schließt sich ein Hubbereich 27 des Regelkolbens 14 für nied. ige Schmiermitteltemperaturen an. in dem die Abströmöffnung 18 erweitert ist (Abschnitt 29). In dem Hubbereich 27 ist auch die enge Ventilfeder 22 mit der Federkennung 26 am Regelkolben 14 abgestützt, wodurch die Rückstellkraft den Verlauf 28 über dem Hub H in diesem Bereich aufweist. Die Federkennung t>o 28 ist so auf den weiten Abschnitt 29 der Abströmöffnung 18 abgestimmt, daß sowohl bei als auch nach dem Anlaufen der kalten Maschine und tiefen Schmiermitteltemperaturen (etwa zwischen +1O⁰C und —20°C) die Steuerkante 16 den Abschnitt 29 zusätzlich zum Abschnitt 25 so weit öffnet, daß sich der Druck in der Zylinderkammer 1 und damit der Förderdruck der Schmiermittel-Druckpumpe auf einen höheren konstanten Sollwert einstellt Mit der Erwärmung des Schmiermittels nimmt dessen Viskosität und damit der Druck in der Zylinderkammer 13 ab, wodurch die Steuerkante 16 unter dem Einfluß der Ventilfedern 19 und 22 wieder in den Hubbereich 23 verlagert wird und dann auf den niedrigeren Sollwert einregelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckbegrenzungsventil für eine Druckschrr,»enwriehtung, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mn einem in einer Zylinderkammer verschiebbar angeordneten und den freien Durchtrittsquerschnitt einer Abströmöffnung der über einen Druckanschluß unter den Förderdruck einer Schmiermitteldruckpumpe setzbaren Zylinderkammer einstellenden Regelkolben, der eine vom Druck der Zylinderkammer beaufschlagbare Kolbendruckfläche aufweist und an den Kolbendruckkräften entgegenwirkenden federnden Mitteln abstützbar ist, und bei dem in einem Hubbereich des Regelkolbens für normale (höhere) Betriebstemperaturen des Schmiermittels die Abstimmung zwischen der Fexlerkennung der federnden Mittel und dem Durchtrittsquerschnitt der Abströmöffnung so getroffen ist. daß sich der Druck in der Zylinderkammer wenigstens annähernd auf einen konstanten Soll-Wert einstellt, und bei dem sich der Druck in der Zylinderkammer bei niedrigen Betriebstemperaturen infolge höherer Federkräfte der federnden Mittel wenigstens annähernd auf einen über dem Soll-Wert für normale Betriebstemperaturen liegenden Soll-Wer: für niedrige Betriebstemperaturen einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkolben (14) einen Hubbereich (27) für niedrige Betriebstemperaturen aufweist, in dem die Federkraft der federnden Mittel (19, 22) in höherem Maße über dem Hub (H) des Regelkolbens (14) ansteigt als in dem Hubbereich (23) für normale Betriebstemperaturen, und daß die Abströmöffnung (18) quer zur Hubrichtung gemessen in dem Hubbereich für niedrige Betriebstemperaturen eine größere Weite aufweist, als in dem Hubbereich für normale Betriebstemperaturen.

2. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich in dem Hubbereich (27) für niedrige Betriebstemperaturen auf den Regelkolben (14) arbeilende federnde Mittel (Ventilfeder 22) vorgesehen sind.