DE2943526C2 - Vorrichtung zum Anwärmen der Druckflüssigkeit für die Arbeitshydraulik eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung zum Anwärmen der Druckflüssigkeit für die Arbeitshydraulik eines Kraftfahrzeugs

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anwärmen der Druckflüssigkeit für die Arbeitshydraulik eines Kraftfahrzeugs, insbeson iere eines land- und/ oder bauwirtschaftlich nutzbaren Kraftfahrzeugs, mit einer von einer Druckmittelpump: aus einem Vorratsbehälter mit Druckflüssigkeit versorgten Arbeitshydraulik, wobei in einer sperrbaren Umgehungsleitung hierzu ein Drosselorgan zur Wärmeerzeugung im Druckmittel angeordnet ist und wobei die Anlage ferner für die Abgabe von Wärme aus der Druckflüssigkeit einen Wärmetauscher aufweist.
Hydraulikanlagen von Kraftfahrzeugen genannter Gattung sind, abhängig von den verwendeten hydraulischen Bauelementen, an bestimmte Temperaturbereiche des Druckmittels gebunden. Das trifft besonders für Hydraulikpumpen zu, deren Arbeitsbereich bei Temperaturen zwischen 50 und 80°C liegt. Bei Überschreitung der oberen Temperaturgrenze versagen oft Dichtungen und wegen sinkender Viskosität des Druckmittels steigen die Spaltverluste. Bei Unterschreitung der Temperaturgrenze steigen die Ansaugwiderstände und Kavitationsschäden sind die Folge. Zur Einhaltung der oberen Temperaturgrenze werden daher vielfach Kühler mit thermostatischer Regelung eingesetzt Aber selbst solche Anlagen bieten keine Gewähr für eine schnelle Aufheizung des Druckmittels unter kalten Einsar/.bcdingungen des Kraftfahrzeugs, z. B. bei Außentemperaturen unter 00C.
Ausgehend von dieser Erkenntnis ist es daher Aufgabe der Erfindung, für eine Vorrichtung der eingangs umrissenen Art unter Verwendung möglichst einfacher Mittel ein Drosselorgan zum Anwärmen des Druckmittels zu schaffen, durch das unter weitgehender Beibehaltung der Belastbarkeit der Arbeitshydraulik ein relativ schnelles Aufheizen des Druckmittels gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Drosselorgan ein Dreiwege-Stromregclveniil in Verbindung mit einem Vorspannventil vorgesehen ist, wobei der den Konstantstrom führende Abfluß des Stromregelventils über das Vorspannventil mit dem Rücklauf und der andere Abfluß mit der Versorgungsleitung der Arbeitshydraulik in Verbindung steht.
Durch diese Anordnung fließt der Konstantstem des Dreiwege-Stromregelventils, der gegenüber dem Resistrom sehr klein ist, unter Druck über das Vorspannventil in den unbelasteten Rücklauf. Dabei wird das Druckgefäüc zwischen dem Zulauf und dem Rücklauf zur Wärmeerzeugung im Druckmittel genutzt.
In Weiterbildung der Erfindung ist zur Vermeidung der Überhitzung des Druckmittels 6',c Leitung zwischen dem Dreiwege-Stromregelventil und dem Vorspannventil über ein direkt oder indirekt von der Druckmitteltemperatur geregeltes Wegeventil mit dem Rücklauf verbindbar.
Bei einem Kraftfahrzeug mit einer hydrostatischen Lenkung und mit einem dieser nachgeschalteten Druckmittelkühler ist es im Rahmen der Erfindung zur Temperaturregelung des Druckmittels zweckmäßig, wenn die Abflußscite der Lenkhydraulik durch ein abhängig von der Druckmitteltemperatur geregeltes Wegeventil
so entweder über den Druckmittelkühler oder über das Wegeventil mit dem Rücklauf verbindbar ist, welches den Rücklauf des konstanten Druckmittelstroms hinter dem Dreiwege-Stromregelventil beherrscht
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die gemeinsame Rücklaufleitung für das Druckmittel der hydrostatischen Lenkung und des Konstuntstroms des Dreiwege-Stromregelventils durch ein Wegeventil wahlweise direkt oder über einen als Heizung ausgebildeten Wärmetauscher mit dem Vorratsbehälter für Druckmittel verbindbar.
Für den Betrieb der Anlage bei heißen Außentemperaturen ist es zweckdienlich, wenn in der Druckleitung zur Versorgung der Arbeitshydraulik ein Wegeventil zur Umgehung des Dreiwege-Stromregclventils angcordnet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch darstellt und wird im folgenden weiter beschrieben.
Die gezeigte Hydraulikanlage hat zwei Druckmittelpunipen ί und 2, von denen erstere zur Versorgung einer Arbeitshydraulik 3 und letztere zur Versorgung einer hydrostatischen Lenkung 4 mit Druckmittel dient. Die Druckmittclpumpe 1 steht saugseitig durch eine Leitung 5 mit einem Druckmittelvorratsbehälter 6 sowie druckscitig durch eine Leitung 7 und ein Wegeventil 8 mit einem Dreiwege-Stromregelventil 9 in Verbindung. Das Dreiwege-Stromregelventil 9 ist so ausgebildet, daß es einen sehr kleinen Konstantstrom und einen belastbaren Reststrom aufweist. Der Reststrom gelangt vom Dreiwege-Stromregelventil 9 durch eine Leitung 11 in eine einerseits mit dem Wegeventil 8 und andererseits mit der Arbeitshydraulik 3 verbundene Leitung 12. Die den Konstantstrom des Dreiwege-Stromregelventils 9 führende Leitung 14 ist sowohl mit einem Vorspannventil 15 als auch mit einem Wegeventil 16 verbunden, welches in einer Richtung durch eine Feder 17 und in der anderen Richtung durch Beaufschlagung mit Steuerdruck an seiner Stirnseite 18 betätigt wird
Von der hydrostatischen Lenkung 4, deren Druckmittelpumpe 2 saugseitig durch eine Leitung 10 mit dem Vorratsbehälter 6 in Verbindung steht, führt abflußseitig eine Leitung 19 über einen Thermostat 21 zu einem von diesem zusammen mit einer Feder 22 geregelten Wegeventil 23. Von hier führt eine Leitung 19a zu dem Wegeventil 16, das seinerseits durch eine Leitung 20 und einen Filter 24 mit einem von Hand umschaltbaren Wegeventil 25 verbunden ist Vom Wegeventil 23 geht ferner eine Leitung 26 aus, in die ein Druckmittelkühler 28 eingeschaltet ist und die zwischen dem Wegeventil 16 und dem Filter 24 in einer Abzweigung 29 an die Leitung 20 angeschlossen ist Das Wegeventil 25 weist abfiußseitig zwei Leitungen 30 und 31 auf, von denen erslcrc an eine die Arbeitshydraulik 3 mit dem Vorratsbehalter 6 verbindende Rücklaufleitung 32 angeschlossen ist. während die Leitung 31 zu einem ais Heizung ausgebildeten Wärmetauscher 33 und von hier rücklaufseitig zum Vorratsbehälter 6 führt. An der von der Druckmittelpumpe 1 ausgehenden Leitung 7 ist zur Überwachung der Betriebstemperatur ein Thermometer 34 angeordnet.
Beim Betrieb der Hydraulikanlage werden beide Druckmittelpumpen 1 und 2 ständig angetrieben. Bei der gezeigten Schaltstellung des Wegeventils 8 gelangt die gesamte Fördermenge der Drupkmittelpumpe 1 zum Drciwegc-Stromregelventil 9, von dem ein sehr geringer Konstantstrom in die Leitung 14 abgezweigt wird. Der belastbare Reststrom des Druckmittels gelangt vom Dreiwege-Stromregelventil 9 durch die Leitungen 11,12 zur Arbeitshydraulik 3 und strömt schließlich von hier durch die Leitung 32 zum Vorratsbehälter 6 zurück.
Das von der Druckmittelpumpe 2 geförderte Druckmittel dient zur Betätigung der hydrostatischen Lenkung 4. Dabei gelangt das von der hydrostatischen Lenkung 4 durch die Leitung 19 abströmende Druckmittel durch den Thermostat 21 sowie die beiden Wegeventile 23 und 16 zum Wegeventil 25 und von hier durch die Leitung 31 zur Heizung 33. Das Druckmittel durchströmt die Heizung 33 unter Abgabe von Wärmeenergie und gelangt schließlich zum Vorratsbehälter 6 zurück.
Der vom Dreiwege-Stromregelventil 9 in die Leitung 14 gelangende konstante Druckmittelstrom ist bei der gezeigten Stellung des Wegeventils 16 gezwungen, durch das Vorspannventil 15 zu der im wesentlichen unbelasteten Leitung 20 weiterzuströmen. Dabei wird das bestehende Druckgefälle zwischen der Leitung 7 und der Abflußseite des Vorspaninventils 15 bzw. der Leitung 11 zur Wärmeerzeugung im durchströmenden Druckmittel genutzt.
Beim Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur des Druckmittels, beispielsweise bei Abschaltung der Heizung 33 mittels des Wegeventils 25, wird das Wegeventil 23 durch die Wirkung des Thermostats 21 umgeschaltet, so daß das von der hydrostatischen Lenkung abfließende Druckmittel durch die Leitung .26 und den Kühler 28 zum Wegeventil 25 bzw. zum Vorratsbehälter 6 gelangt Beim Durchströmen des Kühlers 28 wird durch Abgabe von Wärme an die Umluft die Temperatur des Druckmittels vermindert Außerdem fällt beim Umschalten des Wegeventils; 23 der Steuerdruck an der Stirnseite des Wegeventils 16 ab, so daß die Feder 17 das Ventil in die andere Schaltstellung versetzt Der vom Dreiwege-Stromregelventil 9 durch die Leitung 14 geleitete Konstantstrom fließt nun nicht mehr durch das Vorspannventil 15 sondern durch das Wegeventil 16 in die Leitung 20 und v:vx hier zum Vorratsbehälter 6. Eine zusätzliche Erwärmung des Druckmittels erfolgt bei dieser Schaltung nicht mehr. Sobald jedoch das Druckmittel eine vorbestimmte Temperatur unterschreitet, wird über den Thermostat 21 das Wegeventil 23 .,aid abhängig davon auclii das Wegeventil 16 erneut umgeschaltet, so daß der vom Dreiwege-Stromregelventil 9 abgezweigte Konstantstrom wieder über das Vorspannventil 15 strömt und dieser Teilförderstrom der Pumpe 1 abgeheizt wird. Auch in diesem Betriebszustand ist der vom Dreiwege-Stromregelventil 9 durch die Leitung 11 abfließende Reststrom voll belastbar. Die Arbeitshydraulik 3 bleibt funktionsfähig. Das Thermometer 34 dient zur Überwachung der Temperatur, um beispielsweise beim Versagen des Thermostats 21 den Fahrer auf steigende Druckmitteltemperaturen aufmerksam zu machen. Der Gesamtförderstrom der Pumpe 1 kann durch Umschalten di;s Dreiwegeventils 8 der Arbeitshydraulik 3 zugeführt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Anwärmen der Druckflüssigkeit für die Arbeitshydraulik eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines land- und/oder bauwirtschaftlich nutzbaren Kraftfahrzeugs, mit einer von einer Druckmittelpumpe aus einem Vorratsbehälter mit Druckflüssigkeit versorgten Arbeitshydraulik, wobei in einer sperrbaren Umgehungsleitung hierzu ein Drosselorgan zur Wärmeerzeugung im Druckmittel angeordnet ist und wobei die Anlage ferner für die Abgabe von Wärme aus der Druckflüssigkeit einen Wärmetauscher aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselorgan ein Dreiwege-Stromregelventil (9) in Verbindung mit einem Vorspannventil (15) vorgesehen ist, wobei der den Konstantstrom führende Abfluß (14) des Stromregelventils (9) über das Vorspannventil (15) mit dem Rücklauf (6) uBtr der andere Abfluß (11) mit der Versorgungsleitung (12) der Arbeitshydraulik (3) in Verbindung steht
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (14) zwischen dem Dreiwege-Stromregelventil (9) und dem Vorspannventil
(15) über ein direkt oder indirekt von der Druckmitteltemperatur geregeltes Wegeventil (16) mit dem Rücklauf (6) verbindbar ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei für das Kraftfahrzeug eine hydrostatische Lenkung m» einem dieser nachgeschalteten Druckmittelkühler ausgestaltet ist, -iadurch gekennzeichnet, daß die AbfSußsene (19) der Lenkhydraulik durch ein abhängig von der Dr^kmitteltemperatur geregeltes Wegeventil (23) entweder über einen Druckmitielkühler (28) oder über das Wegeventil
(16) mit dem Rücklauf (6) verbindbar ist, welches den Verlauf des konstanten Druckmittelstroms hinter dem Dreiwege-Stromregelveni.il (9) beherrscht.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Rücklaufleitung (31) für das Druckmittel der hydrostatischen Lenkung (4) und des Konstantstroms des Dreiwege-Stromrei'elventil (9) durch ein Wegeventil (25) wahlweise direkt oder über einen als Heizung ausgebildeten Wärmetauscher (33) mit dem Vorratsbehälter (6) für Diuckmittel verbindbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn2eichnet, daß in der Druckleitung (7) zur Versorgung der Arbeitshydraulik (3) ein Wegeventil (8) zur Umgehung des Dreiwege-Stromregelventils (9) angeordnet ist.
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