DE3600640C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen regelbaren Antrieb eines Lüf
ters, insbesondere für einen Verbrennungsmotor, mit einem
Hydromotor, dessen Abtriebswelle mit der Lüfterwelle verbun
den ist, und mit einer regelbaren, von einem Tank aus mit
Druckmittel versorgten Pumpe, die den Hydromotor antreibt.
Zum Kühlen eines Verbrennungsmotors dient ein Lüfter, der
bei einer einfachen Bauweise über einen Keilriemen von der
Motorwelle bzw. Kurbelwelle aus angetrieben wird. Nachteilig
dabei ist jedoch, daß der Lüfter stets läuft. Teilweise hat
man für eine gewisse Regelung eine Kupplung dazwischen ge
schaltet. Es gibt jedoch Situationen, bei denen der Lüfter
nicht unbedingt in Betrieb sein muß, bzw. bei denen eine
Kühlung durch den Lüfter sogar von Nachteil ist. Dies ist
insbesondere im Anfahrstadium und im Winter der Fall. Außer
dem wird durch einen ständig angetriebenen Lüfter unnötiger
weise Energie verbraucht.
Bekannt ist es deshalb auch bereits, einen Lüfter durch einen
gesonderten Elektroantrieb anzutreiben, wodurch dann der
Lüfter nur bei Bedarf in Betrieb genommen wird. Nachteilig
dabei ist jedoch, daß der gesonderte Elektromotor einen
erhöhten Kosten- und Bauaufwand darstellt.
Ebenso sind bereits hydraulisch angetriebene Lüfter durch
einen Hydromotor und eine Pumpe bekannt (US-PS 32 17 697). Zur Regelung des
Antriebes des Lüfters und zu dessen Stillstand befindet sich
daher hinter der Pumpe auf der Druckseite ein Abschaltven
til, über das das von der Pumpe geförderte Druckmedium, im allgemeinen Öl, im
Kurzschluß wieder zum Tank bzw. vor die Pumpe zurückgeführt
wird. Nachteilig dabei ist, daß die Pumpe stets in Betrieb
ist und damit eine nicht unbedeutende Verlustleistung be
deutet.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
einen regelbaren Antrieb eines Lüfters der eingangs erwähn
ten Art zu schaffen, bei dem die Regelung mit einfachen Mit
teln möglich ist, wobei zur Regelung und insbesondere bei
stillstehendem Lüfter nur ein geringer Energiebedarf notwen
dig sein soll.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Pumpe auf der Saugseite mit einem Förderstromregelventil
versehen ist.
Grundsätzlich sind derartig
sauggeregelte Pumpen bereits bekannt. Man kann jedoch auch
bei einer vollständigen Abregelung die Pumpe nie ganz zum
Stillstand bringen. Der Grund hierfür liegt zum einen in der
notwendigen inneren Schmierung und zum anderen in der Leck
ölförderung.
Das Steuer
glied ist mit dem Förderstromregelventil verbunden oder in die
ses eingebaut und die Verbindungsleitung mündet in den Steuer
bereich des Förderstromregelventiles.
Selbstverständlich kann das Steuerglied jedoch auch separat
von dem Förderstromregelventil angeordnet sein und z. B. das
Druckmedium direkt in den Tank zurückfördern. Aus baulichen
Gründen wird man jedoch im allgemeinen das Steuerglied in
das Förderstromregelventil integrieren.
Wenn das Steuerglied in das Förderstromregelventil eingebaut
ist, kann man es in einfacher Weise mit dem Verstellglied
des Förderstromregelventiles koppeln.
Auf diese Weise ist eine direkte Abhängigkeit von der Stel
lung des Verstellgliedes und damit der Regelung des Förder
stromes zur Pumpe gegeben.
Hierzu kann vorgesehen sein, daß das Steuerglied eine Steu
erkante an dem Verstellglied aufweist, die mit einer fest
stehenden Kante oder Bohrung in dem Förderstromregelventil
zusammenarbeitet. Über Steuerkanten läßt sich auf einfache
Weise eine genaue Regelung erreichen.
Das Förderstromregelventil kann als Drehschieberventil aus
gebildet sein. In diesem Falle bildet ein Drehschieber das
Verstellglied. Statt einem Drehschieber kann jedoch selbst
verständlich im Rahmen der Erfindung im Bedarfsfalle auch
ein Kugelventil oder auch eine andere Ventilart für den
genannten Zweck verwendet werden.
Bei Verwendung eines Drehschieberventiles kann die Steuer
kante des Steuergliedes am Umfang des Drehschiebers angeord
net sein und die Verbindungsleitung ist über Bohrungen oder
Nuten in dem Drehschieber mit dem Steuerbereich des Dreh
schiebers verbunden.
Auf diese Weise ist eine direkte Koppelung gegeben und das
zurückzuführende Druckmedium wird auf einfache Weise direkt
in den Steuerbereich, d. h. zur Saugseite der Pumpe, zurück
geführt.
Eine einfache Ausgestaltung der Steuerkante des Steuerglie
des kann darin bestehen, daß diese durch eine Abflachung in
der Umfangswand des Drehschiebers gebildet ist, die mit
einer Rücklaufbohrung als Verbindungsleitung in der Umfangs
wand des Drehschiebergehäuses zusammenarbeitet.
Eine Pumpe, die gut für den genannten Zweck geeignet ist,
ist z. B. eine Kolbenpumpe. Selbstverständlich sind im Rahmen
der Erfindung jedoch auch noch andere Pumpen hierfür
möglich.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin,
daß das Förderstromregelventil mit einer Regelelektronik
verbunden ist, durch die in Abhängigkeit von den Temperatur
werten des zu kühlenden Teiles und der Drehzahlen des Lüf
ters das Verstellglied des Förderstromregelventiles ein
stellbar ist.
Durch diese erfindungsgemäße Regelelektronik kann die Lüf
terdrehzahl optimal gesteuert werden. So kann z. B. für eine
bestimmte Temperatur mit einer genau dazu passenden Drehzahl
der Lüfter betrieben werden. Insbesondere kann bei niederen
Drehzahlen des Verbrennungsmotores auch mit niederen Dreh
zahlen des Lüfters gefahren werden, was z. B. eine Geräusch
reduzierung bringt.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung prin
zipmäßig anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 das hydraulische Schaltbild des erfindungsgemäßen
regelbaren Antriebs eines Lüfters;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Förderstromregelventil;
Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III durch das
Förderstromregelventil nach der Fig. 2.
Ein Lüfter 1 ist über seine Lüfterwelle 2 mit einem Hydromo
tor 3 verbunden. Der Hydromotor 3 kann von beliebiger be
kannter Bauart sein. Über eine Druckleitung 4 wird der Hy
dromotor 3 mit Druckmedium, im allgemeinen Öl, von einer
Pumpe 5 aus versorgt. Über eine Rücklaufleitung 6 wird das
Druckmittel zu einem Tank 7 zurückgeleitet, von wo aus es
über eine Saugleitung 8 A und 8 B über ein Förderstromregel
ventil 9 wieder der Eingangsseite der Pumpe 5 zugeführt
wird. Die Pumpe 5 ist als Kolbenpumpe ausgebildet und för
dert mit entsprechendem Druck über die Druckleitung 4 das
Druckmittel zu dem Hydromotor 3, wodurch der Lüfter 1 in Ab
hängigkeit von dem Druck des Druckmittels und dessen Förder
menge entsprechend angetrieben wird.
Das Förderstromregelventil 9 ist als Drehschieberventil aus
gebildet, dessen Funktion nachfolgend anhand der Fig. 2
und 3 näher erläutert wird.
In der in der Fig. 1 dargestellten Position befindet sich
das Förderstromregelventil in der Förderstellung, wobei über
ein entsprechendes Regelglied eine Regelung des Förderstro
mes möglich ist. Wird das Förderstromregelventil auf Mini
malförderung gestellt, wird es in der Fig. 1 nach rechts
umgeschaltet. In diesem Falle wird eine Rücklaufleitung 10,
welche von der Druckleitung 4 hinter der Pumpe 5 abzweigt
über ein Steuerglied 11 mit dem Steuerbereich, d. h. mit der
Saugleitung 8 A verbunden. Dies bedeutet, bei Nullstellung
der Pumpe, d. h. bei einer Leerlaufförderung wird das durch
die Pumpe 5 geförderte Druckmittel über die Leitung 10 abge
leitet und der Hydromotor 3 wird in diesem Falle nicht mehr
mit Druckmittel versorgt, wodurch der Lüfter steht.
Zur genauen Drehzahlregelung des Lüfters 1 dient eine Regel
elektronik 12, deren Ausgangssignale das Förderstromregel
ventil 9 entsprechend steuern. Die zur Regelung erforderli
chen Werte werden von einem Drehzahlsensor 13, der die Dreh
zahl des Lüfters 1 mißt, und einer Temperaturmeßeinrichtung
an dem Verbrennungsmotor 14 ermittelt.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Regelung
eines Lüfters für einen Verbrennungsmotor beschränkt; viel
mehr läßt sich auf die erfindungsgemäße Weise jeder Lüfter
regeln, der vom Stillstand bis zur maximalen Drehzahl in Ab
hängigkeit von irgendwelchen Erfordernissen geregelt werden
soll.
Der Aufbau des als Drehschieber ausgebildeten Förderstromre
gelventiles 9 ist aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich. Selbst
verständlich handelt es sich dabei jedoch nur um eine mög
liche Ausführungsform.
Das Steuerstromregelventil 9 weist ein Drehschiebergehäuse
15 auf, in dessem Inneren ein Drehschieber 16 angeordnet
ist. Über eine Steuerwelle 17 kann der Drehschieber 16 ent
sprechend verdreht werden. Das vordere Ende des Drehschie
bers 16 weist eine schräge Fläche 18 auf, die - je nach
Stellung - eine Auslaßöffnung 19 in dem Drehschiebergehäuse
15 freigibt oder - wie in der Fig. 2 dargestellt - absperrt.
Eine Einlaßöffnung 24 ist mit der Saugleitung 8 A verbunden,
während die Auslaßöffnung 19 mit der zur Pumpe 5 führenden
Saugleitung 8 B verbunden ist.
Das Steuerglied 11 zur Verbindung der Rücklaufleitung 10 mit
der Saugleitung 8 A bzw. 8 B ist ebenfalls in dem Förderstrom
regelventil 9 angeordnet. Es weist eine Rücklauföffnung 20
in dem Drehschiebergehäuse 15 auf, die mit einer Steuerkante
21, welche als Abflachung in dem Drehschieber 16 ausgebilcdet
ist, zusammenarbeitet. Die Abflachung 21 kann auf einfache
Weise durch ein Abfräsen der Umfangswand des Drehschiebers
16 in einem Teilbereich erreicht werden. Von der Steuerkante
21 bzw. Abflachung aus führt eine radiale Bohrung 22 zur
Längsachse des Drehschiebers 16, von wo aus eine Längsboh
rung 23 aus weiter zur Schrägfläche 18 führt. In der in den
Fig. 2 und 3 gewählten Darstellung ist auf diese Weise eine
Verbindung zwischen der Rücklaufleitung 10 und dem Steuerbe
reich 24 des Förderstromregelventiles 9 gegeben. Wie er
sichtlich, ist in diesem Falle die Auslaßöffnung 19 abge
sperrt und das trotzdem durch die Saugleitung 8 B und die
Pumpe 5 geförderte Lecköl wird damit über die Rücklauflei
tung 10 zurückgefördert.
Zum Betrieb des Lüfters 1 ist es lediglich erforderlich, die
Steuerwelle 17 des Drehschiebers 16 entsprechend zu betäti
gen. Während der Verdrehung der Steuerwelle 17 und damit des
Drehschiebers 16 wird die Auslaßöffnung 19 freigegeben, wäh
rend gleichzeitig die Steuerkante 21 die Rücklauföffnung 20
überfährt und damit schließt. Auf diese Weise erfolgt über
die beiden Bohrungen 22 und 23 als Verbindungsleitungen kei
ne Rückförderung des Druckmittels mehr. Bei dem dargestell
ten Förderstromregelventil kann die Drehzahlregelung des
Lüfters 1 stufenlos erfolgen.
Claims (7)
1. Regelbarer Antrieb eines Lüfters, insbesondere für einen
Verbrennungsmotor, mit einem Hydromotor (3), dessen Abtriebs
welle mit der Lüfterwelle (2) verbunden ist, und mit einer
regelbaren, von einem Tank (7) aus mit Druckmittel versorg
ten Pumpe (5), die den Hydromotor (3) antreibt, wobei auf
der Druckseite hinter oder an der Pumpe (5) eine Rücklauf
leitung (10) angeordnet ist, die zu einem Steuerglied (11)
zurückführt, das je nach Schaltstellung eine Verbindungs
leitung (22, 23) zur Saugseite der Pumpe (5) sperrt oder
freigibt, wobei die Freigabe mit der Minimalförderung
(Nullstellung) der Pumpe (5) gekoppelt ist,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Pumpe (5) auf der Saugseite mit einem Förderstrom regelventil (9 ) versehen ist,
- - daß das Steuerglied (11) mit dem Förderstromregelventil (9) verbunden oder in dieses eingebaut ist und die Verbindungs leitung (22, 23) in den Steuerbereich (24) des Förderstrom regelventiles (9) mündet, und
- - daß das Steuerglied (11) mit dem Verstellglied (16) des Förderstromregelventiles (9) gekoppelt ist.
2. Regelbarer Antrieb eines Lüfters nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steuerglied (11) eine Steuerkante (21) an dem
Verstell
glied (16) aufweist, die mit einer feststehenden Kante oder
Bohrung (20) in dem Förderstromregelventil (9) zusammenar
beitet.
3. Regelbarer Antrieb eines Lüfters nach einem der Ansprüche
1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Förderstromregelventil (9) als Drehschieberventil aus
gebildet ist.
4. Regelbarer Antrieb eines Lüfters nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerkante (21) am Umfang des Drehschiebers (16) als
Verstellglied angeordnet ist und die Verbindungsleitung über
Bohrungen oder Nuten (22, 23) in dem Drehschieber (16) mit
dem Steuerbereich (24) des Drehschiebers (16) verbunden ist.
5. Regelbarer Antrieb eines Lüfters nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerkante durch eine Abflachung (21) in der Umfangs
wand des Drehschiebers (16) gebildet ist, die mit einer Rück
laufbohrung (20) in der Umfangswand des Drehschiebergehäuses
(15) zusammenarbeitet.
6. Regelbarer Antrieb eines Lüfters nach einem der Ansprüche
1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Pumpe als Kolbenpumpe (5) ausgebildet ist.
7. Regelbarer Antrieb eines Lüfters nach einem der Ansprüche
1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Förderstromregelventil (9) mit einer Regelelektronik
(12) verbunden ist, durch die in Abhängigkeit von den Tempe
raturwerten des zu kühlenden Teiles (14) und der Drehzahlen
des Lüfters (1) das Verstellglied (16) des Förderstromregel
ventiles (9) einstellbar ist.
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