DE3600640C2 - - Google Patents

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.