EP0142713A2 - Ventilator drive for a cooling plant, especially for rail vehicles - Google Patents

Ventilator drive for a cooling plant, especially for rail vehicles Download PDF

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EP0142713A2
EP0142713A2 EP84112506A EP84112506A EP0142713A2 EP 0142713 A2 EP0142713 A2 EP 0142713A2 EP 84112506 A EP84112506 A EP 84112506A EP 84112506 A EP84112506 A EP 84112506A EP 0142713 A2 EP0142713 A2 EP 0142713A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
valve
fan drive
drive according
pressure
Prior art date
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Granted
Application number
EP84112506A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0142713A3 (en
EP0142713B1 (en
Inventor
Franz Ing. Pigisch (Grad.)
Thomas Klaucke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
Priority to AT84112506T priority Critical patent/ATE36375T1/en
Publication of EP0142713A2 publication Critical patent/EP0142713A2/en
Publication of EP0142713A3 publication Critical patent/EP0142713A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0142713B1 publication Critical patent/EP0142713B1/en
Expired legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/04—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
    • F01P7/044—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio using hydraulic drives

Definitions

  • the invention relates to a fan drive, in particular for cooling systems of rail vehicles of the type specified in the preamble of claim 1.
  • Such a fan drive is the subject of the German patent application P 32 22 851.
  • a sensitive regulation of the fan drive is achieved, in particular through integration of parts and a small number of hydraulic connecting lines, a very simple and reliable construction the fan drive is guaranteed.
  • this adjustable fan drive can be used universally for various arrangements of hydrostatically driven fan wheels.
  • control valve of the fan drive consists of simple parts that are inexpensive to manufacture and easy to assemble and that an extremely small installation space is required due to the arrangement of the pilot valve within the control piston.
  • the control valve enables control that responds quickly to small setpoint changes.
  • the fan drive according to the invention is suitable for various hydrostatic drives, in particular also for fans of electric traction motors. With the regulated fan drive and the sensitive control, it is avoided that the fan is operated unnecessarily or at an unnecessarily high speed, which leads to considerable energy savings.
  • control spring is supported on the insert with its end remote from the control piston. In this way, there is no separate fastening of the insert, which is held on a wall part of the electromechanical actuator due to the spring preload.
  • the control valve controlling the bypass is expediently designed as a seat valve, the one acted upon by a supply pressure
  • the area of the control piston is equal to the area acted upon by the control pressure. This design ensures an extremely short overall length.
  • the control valve controlling the bypass is designed as a slide valve, the surfaces acted upon by the supply pressure and the control pressure likewise being the same. In order to create this area ratio in the slide valve, it is advantageous that the central bore extends over the entire axial length of the control piston and the insert protrudes through this bore.
  • Another important advantage of the invention is that a leak oil line can be dispensed with.
  • the surfaces of the control piston acted upon by a back pressure in the opening or closing direction of the control valve are compensated. Since the pressure medium does not have to escape from the pilot valve into a leakage oil line, but can easily be led into the return line, the control valve is particularly suitable for gear motors or other drives that do not require a leakage oil line, or for the series connection of drives.
  • a control magnet or a stepper motor can be provided as the electromechanical actuator.
  • the use of a stepper motor has the advantage that electrical energy is only required for the change of position.
  • this essentially consists of a valve cone, a valve seat and a valve cone loading spring, and the tip of the valve cone interacts with a ball through which the valve cone can be lifted off the valve seat.
  • the spring force of the spring loading the valve cone of the pilot valve can be adjusted.
  • an adjustment screw can be used for adjustment or a support element that can be inserted in a sliding manner and can be fixed in any position. The latter has the advantage that the force of the spring can be measured when the pilot valve is installed, so that subsequent adjustment is not necessary.
  • control chamber is connected to a feed line of the motor via a first throttle and to the pilot valve via a second throttle.
  • the control piston and the pilot valve can be arranged in a connecting plate of the hydraulic motor. So that in the event of a fault in the electrical system, the fan motor is operated regardless of the cooling water temperature in any case, it is advantageous that the pilot valve assumes its closed position when the electronic circuit or the electromechanical actuator is de-energized.
  • FIG 1 shows a cooler 1 with water boxes 2 and 3, to which an axial fan 4 is assigned.
  • the axial fan 4 is located on a shaft 5 of a hydraulic motor 6, for example a gear motor, which is connected to a supply line 7 carrying high pressure and to a return line 8 carrying a back pressure of a hydraulic circuit.
  • a spring-loaded check valve 13 is connected in a bypass line 11, 12.
  • the connection with chokes 34 and 46 and the operation of the check valve 13 will be explained in detail later with reference to FIGS. 2 to 4.
  • a pilot valve 14 is provided which is actuated by an electromechanical actuator 15.
  • the valves 13 and 14 are connected to the return line 8.
  • the electromechanical actuator 15 is via a control line 16 at the output terminal men of an electronic controller 17 switched.
  • a temperature sensor 19 arranged in the water tank 8 of the cooler 1 is connected to input terminals of the controller 17 via control lines 18.
  • the temperature sensor 19 has a low electrical resistance, so that a high input signal is input to the electronic controller 17.
  • Characterized the pilot valve 14 is brought into its open position, whereby the pressure forces acting on the check valve 13 are influenced such that the resulting pressure force in the opening direction of the valve overcomes the force of the control spring and thus switches the bypass line 11, 12 through.
  • the fan motor 6 is bridged by the bypass line 11, 12, so that the pressure medium flow in the feed line 7 does not act on the fan motor 6 or only to a very small extent.
  • the resistance characteristic of the changes Tem p eraturfactlers 19, resulting in a change in the input of the electronic controller 17 has the consequence. Accordingly, the output signal of the electronic controller 17 also changes, which has an influence on the electromechanical actuator 15. As a result, the pilot valve 14 is set to a smaller passage cross section. This position of the pilot valve 14 affects the pressure conditions at the valve closing member of the check valve 13 so that the passage cross section of the valve 13 is also reduced. Due to the now lower pressure medium flow in the bypass line 11, 12, the proportion of the pressure medium flow acting on the fan motor 6 increases, as a result of which the fan motor 6 drives the axial fan 4 at a corresponding speed.
  • the input signal on the electronic real 17 is so low due to the large resistance value of the temperature sensor 19 that the output signal of the controller brings the electromechanical actuator 15 into an end position by which the pilot valve 14 is completely closed .
  • the same pressure builds up on both sides of the valve closing member of the check valve 13 (in the closing direction with a time delay), so that the check valve 13 is closed. Since the bypass line 11, 12 is now shut off, the fan motor 6 is acted upon by the entire pressure medium flow and the axial fan 4 is operated at maximum speed.
  • the axial fan 4 would be assigned to an electric machine.
  • the temperature sensor 19 is then integrated into the motor winding, the respective temperature of the winding as the input variable of the electronic controller 17 determining the position of the pilot valve 14 and thus the fan speed.
  • FIG. 2 shows a connecting plate 20 of a hydraulic motor 21.
  • the connection plate 2o has a bore 22, to which a bore 23 carrying a high pressure HD and a back pressure RD carrying a bore 24 are arranged at right angles, but at an axial distance.
  • the connection of the flow line carrying the high pressure HD is designated 22 a and the connection of the return line carrying the back pressure RD is designated 24 a.
  • a step 25 is provided in the bore 22 between the bore 23 and the bore 24, the inner radius of which serves as the valve seat 26 of the check valve.
  • the control piston 27 has a stepped central bore 29 a, 29 b, wherein the section 29 a is part of the control chamber 28.
  • the radial area delimiting the control chamber 28 is equal to the area of the control piston 27 acted upon by the high pressure HD.
  • an insert piece 3o is pressure-tight g e-guided, ie the control piston 27 is displaceably mounted on the outer surface of the insert piece (3o).
  • the insert 3o has at its end facing away from the control piston 27 a radial collar 31 on which one end of a control spring 32 is supported, the other end of which lies on the gradation of the bore 29a, 29b and thus the control piston 27 against the Valve seat 26 loaded.
  • an axial bore 33 lying outside the bore section 29 b is provided with a throttle 34, through which the part of the bore 22 located in front of the check valve is connected to the control chamber 28.
  • the insert 3o has a central, multiply stepped bore 36 which extends over the entire length of the insert 3o.
  • the right end of the bore 36 in FIG. 2 is provided with a thread 37 into which a hollow screw 38 is turned.
  • a spring 39 is supported on the hollow screw 38 and loads a valve cone 41 against a valve seat 42.
  • the valve cone 41 and valve seat 42 form the essential elements of the pilot valve 14.
  • the tip of the valve cone 41 is supported on a ball 43, which is located on the right side in the bore 36 and in turn interacts with a tappet 44 of a control magnet 45 .
  • the electronic controller 17 is structurally combined with the control magnet 52.
  • the portion of the bore 36 in which the ball 43 is located, and the bore portion 29 a, which is part of the control chamber 28, are connected to one another via a throttle 4G.
  • This throttle 46 has the task of preventing the two spring-supported elements (control piston 27 and valve cone 41) from swinging open.
  • the limited by the insert 27 space of the bore portion 29 b forms a pressure outlet chamber 47 which is connected by a radial bore 48 with the bore 24 carrying the back pressure RD.
  • the control piston 27 is moved in the opening direction of the bypass from this pressure is applied. Due to the throttle bore 34, a corresponding back pressure builds up in the control chamber 28, which corresponds to the pressure prevailing on the right-hand side of the control piston 27. Due to the same pressures and the same pressurized surfaces, the resulting force is the control spring 32, which keeps the control piston 27 in contact with the valve seat 26 and thus the bypass.
  • the hydraulic motor 21 is then acted upon by the entire pressure medium flow and the fan at its maximum speed. operated. On the basis of a corresponding signal from the temperature sensor in the cooling water, the coil of the control magnet 45 is excited and the valve cone 41 is lifted off the valve seat 42 by the ball 43.
  • FIG. 3 shows the arrangement of the check valve 13 and the pilot valve 14 in a housing 50 , which can be structurally combined with a hydraulic motor or can be arranged separately.
  • the housing 50 has a bore 51, to which a bore 52 connected to the high pressure HD and a bore 53 connected to the back pressure RD are arranged at right angles and at an axial distance from one another.
  • a snap ring 54 is inserted in the bore 51 between the bore 52 and the bore 53.
  • the radial area of the control piston 55 delimiting the control chamber 28 is equal to the area acted upon by the high pressure HD.
  • the control piston 55 has a stepped central bore 56 a, 56 b, the section 56 a being part of the control chamber 28.
  • an insert 57 is guided so as to be pressure-tight, ie the control piston 55 is displaceably mounted on the lateral surface of the insert 57.
  • the insert 57 penetrates the entire control piston 55 and protrudes from the high-pressure side.
  • the insert 57 has a radial collar 58, which lies on a housing of a stepping motor 59.
  • On the radial collar 58 is one Supported control spring 32, which is at its other end on the gradation of the bore 56 a, 56 b and thus loaded the control piston 56 against the snap ring 54.
  • an axial bore 33 lying outside the bore section 56 b is provided with a throttle 34, through which the part of the bore 51 located in front of the check valve is connected to the control chamber 28.
  • the parts comprising the pilot valve 14 are of the same design as those in FIG. 2; the reference symbols for identical parts from FIG. 2 have therefore been adopted.
  • a grub screw 6o is rotated, on the side facing the pilot valve 14, a spacer 61 is arranged, on which the spring 39, which loads the valve cone 41, is supported.
  • the spacer 61 is designed so that it allows the passage of the hydraulic fluid to radial openings 62 which open into an annular space 63 on the lateral surface of the insert 57, which in turn is connected to the bore 53 via a radial bore 48 in the control piston 55.
  • the control piston 55 has no surface effectively acted upon by the back pressure.
  • control valve shown in FIG. 3 corresponds to that already described for FIG. 2, since the changes are of a purely constructive nature, namely that the control valve is a slide valve and the electromechanical actuator is a stepper motor 59.
  • FIG. 4 shows an embodiment variant of the pilot valve in FIG. 2.
  • the same reference numerals have been chosen for those parts which correspond to FIG. 2.
  • the end of the insert 3o adjacent to the pressure outlet chamber 47 has only an annular groove 64 instead of a thread.
  • a support element 65 which consists of a tin pot, on the bottom of which the spring 39 is supported.
  • a plurality of openings 66 are arranged in the bottom of the support element 65, the overall cross section of which is larger than that of the pilot valve 14.
  • the support element 65 has on its cylindrical wall 67 a plurality of projections 68 which engage in the groove 64 of the insert piece 3o.
  • the advantage of this arrangement is that the force of the spring 39 acting on the valve cone 41 can be adjusted in a simple manner during the assembly of the pilot valve without any pressure test.
  • the support element 65 is namely moved in the direction of the valve cone 41, whereby the spring 39 is tensioned.
  • the force acting on the support element 65 is measured.
  • radially outward projections 68 for example by shear, are produced by appropriate tools and engage in the groove 64 of the support element 30. A pressure test to determine the opening pressure and readjustment of the spring 39 are not necessary.
  • the pilot valves 14 are designed as analog valves and are operated by the electromechanical actuators (electro magnet 45, stepper motor 59), the armature or. Spindle stroke is variable depending on the respective output signal of the electronic controller 17. In this way it is achieved that if the cooling water temperature remains constant over a long period of time and therefore also the fan speed is kept constant, the pilot valve remains in its position and does not have to carry out a large number of switching operations.

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Abstract

Disclosed is a fan drive, in particular one for cooling installations of rail vehicles. The fan drive comprises a hydraulic motor and a control valve which regulates a bypass as a function of temperature, thus affecting the flow of a pressure medium driving the motor. The control valve comprises a control piston subjected to a control pressure in the direction of closing the bypass, and a counterbalancing pressure in the opposite direction from the source of the pressure medium. The control valve also comprises a control spring which biases the control piston in the direction of closing the valve, and a pilot valve which affects the control pressure. The pilot valve is actuated by an electromechanical servo component. The pilot valve is located in an insert which is arranged within the control piston. A central bore of the control piston is slidingly guided on the convex surface of the insert so as to form a seal.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lüfterantrieb, insbesondere für Kühlanlagen von Schienenfahrzeugen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a fan drive, in particular for cooling systems of rail vehicles of the type specified in the preamble of claim 1.

Ein derartiger Lüfterantrieb ist Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 32 22 851. Mit der in der genannten Patentanmeldung beschriebenen Anlage wird ein feinfühliges Regeln des Lüfterantriebs erreicht, wobei insbesondere durch Integration von Teilen und einer geringen Anzahl hydraulischer Verbindungsleitungen ein sehr einfacher und in der Wirkungsweise sicherer Aufbau des Lüfterantriebs gewährleistet ist. Außerdem ist dieser regelbare Lüiterantrieb für verschiedene Anordnungen hydrostatisch angetriebener Lüfterräder universell verwendbar.Such a fan drive is the subject of the German patent application P 32 22 851. With the system described in the said patent application, a sensitive regulation of the fan drive is achieved, in particular through integration of parts and a small number of hydraulic connecting lines, a very simple and reliable construction the fan drive is guaranteed. In addition, this adjustable fan drive can be used universally for various arrangements of hydrostatically driven fan wheels.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Lüfterantrieb der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung derart weiterzubilden, daß ein aus möglichst wenig und billig herstellbaren Einzelteilen bestehender c und einen geringeren Bauraum benötigender Aufbau erreicht wird. Diese Aufgabe wird bei einem Lüfterantrieb der bezeichneten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.It is the object of the present invention, a fan drive mentioned in the preamble of claim 1 To further develop the genus in such a way that an assembly consisting of as few and inexpensive individual parts as possible and requiring less installation space is achieved. This object is achieved in a fan drive of the type described by the characterizing features of claim 1.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind,darin zu sehen, daß das Regelventil des Lüfterantriebs aus einfachen Teilen, die billig herstellbar und leicht montierbar sind, besteht und daß durch die Anordnung des Vorsteuerventils innerhalb des Steuerkolbens ein äußerst geringer Bauraum benötigt wird. Das Regelventil ermöglicht eine bereits auf geringe Sollwertänderungen schnell reagierende Regelung. Der erfindungsgemäße Lüfterantrieb eignet sich für verschiedene hydrostatische Antriebe, insbesondere auch für Lüfter von elektrischen Traktionsmotoren. Mit dem geregelten Lüfterantrieb und der feinfühligen Regelung wird vermieden, daß der Lüfter unnötig oder mit unnötig hoher Drehzahl betrieben wird, was zu einer erheblichen Energieeinsparung führt.The main advantages of the invention are to be seen in the fact that the control valve of the fan drive consists of simple parts that are inexpensive to manufacture and easy to assemble and that an extremely small installation space is required due to the arrangement of the pilot valve within the control piston. The control valve enables control that responds quickly to small setpoint changes. The fan drive according to the invention is suitable for various hydrostatic drives, in particular also for fans of electric traction motors. With the regulated fan drive and the sensitive control, it is avoided that the fan is operated unnecessarily or at an unnecessarily high speed, which leads to considerable energy savings.

Eine bevorzugte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Steuerfeder mit ihrem dem Steuerkolben entfernt liegenden Ende an dem Einsatzstück abgestützt ist. Auf diese Weise entfällt eine separate Befestigung des Einsatzstückes, das aufgrund der Federvorspannung an einem Wandteil des elektromechanischen Stellgliedes gehalten wird. Das den Bypass steuernde Regelventil ist zweckmäßigerweise als Sitzventil ausgebildet, wobei die von einem Vorlaufdruck beaufschlagte Fläche des Steuerkolbens gleich der vom Steuerdruck beaufschlagten Fläche ist. Durch diese Ausführung wird eine extrem kurze Baulänge erreicht. Eine Ausführungsvariante besteht darin, daß das den Bypass steuernde Regelventil als Schieberventil ausgebildet ist, wobei ebenfalls die vom Vorlaufdruck und vom Steuerdruck beaufschlagten Flächen gleich sind. Um bei dem Schieberventil dieses Flächenverhältnis zu schaffen, ist es von Vorteil, daß sich die zentrale Bohrung über.die gesamte axiale Länge des Steuerkolbens erstreckt und das Einsatzstück durch diese Bohrung ragt.A preferred development of the subject matter of the invention is that the control spring is supported on the insert with its end remote from the control piston. In this way, there is no separate fastening of the insert, which is held on a wall part of the electromechanical actuator due to the spring preload. The control valve controlling the bypass is expediently designed as a seat valve, the one acted upon by a supply pressure The area of the control piston is equal to the area acted upon by the control pressure. This design ensures an extremely short overall length. An embodiment variant is that the control valve controlling the bypass is designed as a slide valve, the surfaces acted upon by the supply pressure and the control pressure likewise being the same. In order to create this area ratio in the slide valve, it is advantageous that the central bore extends over the entire axial length of the control piston and the insert protrudes through this bore.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auf eine Leckölleitung verzichtet werden kann. Zu diesem Zweck sind die von einem Rückdruck in öffnungs- bzw. in Schließrichtung des Regelventils beaufschlagten Flächen des Steuerkolbens kompensiert. Da das Druckmittel vom Vorsteuerventil nicht in eine Leckölleitung entweichen muß, sondern ohne weiteres in die Rücklaufleitung geführt werden kann, ist das Regelventil insbesondere für Zahnradmotoren oder andere Antriebe, die keine Leckölleitung benötigen, oder für die Serienschaltung von Antrieben geeignet.Another important advantage of the invention is that a leak oil line can be dispensed with. For this purpose, the surfaces of the control piston acted upon by a back pressure in the opening or closing direction of the control valve are compensated. Since the pressure medium does not have to escape from the pilot valve into a leakage oil line, but can easily be led into the return line, the control valve is particularly suitable for gear motors or other drives that do not require a leakage oil line, or for the series connection of drives.

Als elektromechanisches Stellglied kann ein Regelmagnet oder ein Schrittmotor vorgesehen sein. Die Verwendung eines Schrittmotors hat den Vorteil, daß lediglich für die Stellungsänderung elektrische Energie benötigt wird.A control magnet or a stepper motor can be provided as the electromechanical actuator. The use of a stepper motor has the advantage that electrical energy is only required for the change of position.

Um einen besonders einfachen Aufbau des Vorsteuerventils zu erreichen, besteht diese im wesentlichen aus einem Ventilkegel, einem Ventilsitz sowie eine den Ventilkegel belastende Feder,und die Spitze des Ventilkegels steht mit einer Kugel in Wechselwirkung, durch die der Ventilkegel vom Ventilsitz abhebbar ist. Damit sich ein vorgegebener öffnungsdruck einstellen läßt, ist die Federkraft der den Ventilkegel des Vorsteuerventils belastenden Feder justierbar. Zur Justierung kann beispielsweise eine Einstellschraube dienen oder ein gleitend einführbares und in einer beliebigen Stellung fixierbares Abstützelement vorgesehen sein. Letzteres hat den Vorteil, daß bei der Montage des Vorsteuerventils die Kraft der Feder meßbar ist und damit eine nachträgliche Justierung entfällt.In order to achieve a particularly simple construction of the pilot valve, this essentially consists of a valve cone, a valve seat and a valve cone loading spring, and the tip of the valve cone interacts with a ball through which the valve cone can be lifted off the valve seat. In order that a predetermined opening pressure can be set, the spring force of the spring loading the valve cone of the pilot valve can be adjusted. For example, an adjustment screw can be used for adjustment or a support element that can be inserted in a sliding manner and can be fixed in any position. The latter has the advantage that the force of the spring can be measured when the pilot valve is installed, so that subsequent adjustment is not necessary.

Um extreme Druckänderungen in der Steuerkammer und daraus resultierende Druckstöße im Lüftermotor zu vermeiden, ist es zweckmäßig, daß die Steuerkammer über eine erste Drossel mit einer Vorlaufleitung des Motors und über eine zweite Drossel mit dem Vorsteuerventil verbunden ist. Um eine möglichst weitgehende Integration zu erreichen, kann der Steuerkolben und das Vorsteuerventil in einer Anschlußplatte des Hydromotors angeordnet sein. Damit im Falle einer Störung der elektrischen Anlage der Lüftermotor unabhängig von der Kühlwassertemperatur auf jeden Fall betrieben wird, ist es von Vorteil, daß das Vorsteuerventil seine Schließstellung einnimmt, wenn die elektronische Schaltung bzw. das elektromechanische Stellglied stromlos ist.In order to avoid extreme pressure changes in the control chamber and resulting pressure surges in the fan motor, it is expedient that the control chamber is connected to a feed line of the motor via a first throttle and to the pilot valve via a second throttle. In order to achieve the greatest possible integration, the control piston and the pilot valve can be arranged in a connecting plate of the hydraulic motor. So that in the event of a fault in the electrical system, the fan motor is operated regardless of the cooling water temperature in any case, it is advantageous that the pilot valve assumes its closed position when the electronic circuit or the electromechanical actuator is de-energized.

Der erfindungsgemäße Lüfterantrieb wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.The fan drive according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

In der Zeichnung zeigt:

  • Figur 1 ein Blockschaltbild eines Regelkreises,
  • Figur 2 eine Motoranschlußplatte mit inte- griertem Regelventil, das als Sitzventil ausgebildet ist,
  • Figur 3 ein Regelventil, das als Schieberventil ausgebildet ist,
  • Figur 4 eine Ausführungsvariante zu Figur 2.
The drawing shows:
  • FIG. 1 shows a block diagram of a control loop,
  • Figure 2 is a motor connection plate with inte- g alumi- control valve which is designed as a seat valve,
  • 3 shows a control valve which is designed as a slide valve,
  • 4 shows a variant of FIG. 2.

Figur 1 zeigt einen Kühler 1 mit Wasserkästen 2 und 3, dem ein Axiallüfter 4 zugeordnet ist. Der Axiallüfter 4 befindet sich auf einer Welle 5 eines Hydromotors 6, beispielsweise eines Zahnradmotors, der an eine den Hochdruck führende Vorlaufleitung 7 und an eine den Rückdruck führende Rücklaufleitung 8 eines hydraulischen Kreises angeschlossen ist. In eine Bypassleitung 11, 12 ist ein federbelastetes Rückschlagventil 13 geschaltet. Die Beschaltung mit Drosseln 34 und 46 und die Wirkungsweise des Rückschlagventils 13 wird später zu Figur 2 bis 4 eingehend erläutert. Zur Ansteuerung des Rückschlagventils 13 ist ein Vorsteuerventil 14 vorgesehen, das von einem elektromechanischen Stellglied 15 betätigt wird. Ausgangsseitig sind die Ventile 13 und 14 an die Rücklaufleitung 8 angeschlossen. Das elektromechanische Stellglied 15 ist über eine Steuerleitung 16 an Ausgangsklemmen eines elektronischen Reglers 17 geschaltet. Ein in dem Wasserkasten 8 des Kühlers 1 angeordneter Temperaturfühler 19 ist über Steuerleitungen 18 an Eingangsklemmen des Reglers 17 geschaltet.Figure 1 shows a cooler 1 with water boxes 2 and 3, to which an axial fan 4 is assigned. The axial fan 4 is located on a shaft 5 of a hydraulic motor 6, for example a gear motor, which is connected to a supply line 7 carrying high pressure and to a return line 8 carrying a back pressure of a hydraulic circuit. A spring-loaded check valve 13 is connected in a bypass line 11, 12. The connection with chokes 34 and 46 and the operation of the check valve 13 will be explained in detail later with reference to FIGS. 2 to 4. To control the check valve 13, a pilot valve 14 is provided which is actuated by an electromechanical actuator 15. On the output side, the valves 13 and 14 are connected to the return line 8. The electromechanical actuator 15 is via a control line 16 at the output terminal men of an electronic controller 17 switched. A temperature sensor 19 arranged in the water tank 8 of the cooler 1 is connected to input terminals of the controller 17 via control lines 18.

Sofern die Temperatur des Kühlwassers im Kühler 1 sehr niedrig ist, hat der Temperaturfühler 19 einen geringen elektrischen Widerstand, so daß dem elektronischen Regler 17 ein hohes Eingangssignal eingegeben wird. Dies führt dazu, daß dem elektromechanischen Stellglied 15 ein entsprechender Strom oder eine Impulsfolge zugeführt wird, um den Anker des elektromechanischen Stellgliedes 15 in eine entsprechende Stellung zu bringen. Dadurch wird das Vorsteuerventil 14 in seine öffnungsstellung gebracht, wodurch die auf das Rückschlagventil 13 einwirkenden Druckkräfte derart beeinflußt werden, daß die resultierende Druckkraft in Öffnungsrichtung des Ventils die Kraft der Steuerfeder überwindet und damit die Bypassleitung 11, 12 durchschaltet. Dadurch wird der Lüftermotor 6 durch die Bypassleitung 11, 12 überbrückt, so daß der Druckmittelstrom in der Vorlaufleitung 7 den Lüftermotor 6 nicht oder in nur sehr geringem Maße beaufschlagt.If the temperature of the cooling water in the cooler 1 is very low, the temperature sensor 19 has a low electrical resistance, so that a high input signal is input to the electronic controller 17. This leads to a corresponding current or a pulse train being supplied to the electromechanical actuator 15 in order to bring the armature of the electromechanical actuator 15 into a corresponding position. Characterized the pilot valve 14 is brought into its open position, whereby the pressure forces acting on the check valve 13 are influenced such that the resulting pressure force in the opening direction of the valve overcomes the force of the control spring and thus switches the bypass line 11, 12 through. As a result, the fan motor 6 is bridged by the bypass line 11, 12, so that the pressure medium flow in the feed line 7 does not act on the fan motor 6 or only to a very small extent.

Mit zunehmender Erwärmung des Kühlwassers ändert sich auch die Widerstandscharakteristik des Temperaturfühlers 19, was eine Änderung in der Eingangsgröße des elektronischen Reglers 17 zur Folge hat. Dementsprechend ändert sich auch das Ausgangssignal des elektronischen Reglers 17, was eine Beeinflussung des elektromechanischen Stellgliedes 15 zur Folge hat. Dadurch wird das Vorsteuerventil 14 auf einen geringeren Durchtrittsquerschnitt eingestellt. Diese Stellung des Vorsteuerventils 14 wirkt sich auf die Druckverhältnisse am Ventilschließglied des Rückschlagventils 13-so aus, daß auch der Durchtrittsquerschnitt des Ventils 13 verringert wird. Aufgrund des nunmehr geringeren Druckmittelstromes in der Bypassleitung 11, 12 erhöht sich der Anteil des den Lüftermotor 6 beaufschlagenden Druckmittelstromes, wodurch der Lüftermotor 6 den Axiallüfter 4 mit entsprechender Drehzahl antreibt.With increasing heating of the cooling water, the resistance characteristic of the changes Tem p eraturfühlers 19, resulting in a change in the input of the electronic controller 17 has the consequence. Accordingly, the output signal of the electronic controller 17 also changes, which has an influence on the electromechanical actuator 15. As a result, the pilot valve 14 is set to a smaller passage cross section. This position of the pilot valve 14 affects the pressure conditions at the valve closing member of the check valve 13 so that the passage cross section of the valve 13 is also reduced. Due to the now lower pressure medium flow in the bypass line 11, 12, the proportion of the pressure medium flow acting on the fan motor 6 increases, as a result of which the fan motor 6 drives the axial fan 4 at a corresponding speed.

Ist ein vorher bestimmter oberer Grenzwert der Kühlwassertemperatur erreicht, so ist aufgrund des großen Widerstandswertes des Temperaturfühlers 19 das Eingangssignal am elektronischen Realer 17 derart gering, daß das Ausgangssignal des Reglers das elektromechanische Stellglied 15 in eine Endstellung bringt, durch die das Vorsteuerventil 14 vollständig geschlossen ist. In diesem Fall baut sich zu beiden Seiten des Ventilschließgliedes des Rückschlagventils 13 (in Schließrichtung mit zeitlicher Verzögerung) gleicher Druck auf, so daß das Rückschlagventil 13 geschlossen ist. Da nunmehr die Bypassleitung 11, 12 abgesperrt ist, wird der Lüftermotor 6 vom gesamten Druckmittelstrom beaufschlagt und der Axiallüfter 4 mit maximaler Drehzahl betrieben.If a predetermined upper limit value of the cooling water temperature is reached, the input signal on the electronic real 17 is so low due to the large resistance value of the temperature sensor 19 that the output signal of the controller brings the electromechanical actuator 15 into an end position by which the pilot valve 14 is completely closed . In this case, the same pressure builds up on both sides of the valve closing member of the check valve 13 (in the closing direction with a time delay), so that the check valve 13 is closed. Since the bypass line 11, 12 is now shut off, the fan motor 6 is acted upon by the entire pressure medium flow and the axial fan 4 is operated at maximum speed.

Im Falle einer Verwendung des Lüfterantriebs für einen elektrischen Traktionsmotor wäre der Axiallüfter 4 einer elektrischen Maschine zugeordnet. Der Temperaturfühler 19 ist dann in die Motorwicklung eingebunden, wobei die jeweilige Temperatur der Wicklung als Eingangsgröße des elektronischen Reglers 17 die Stellung des Vorsteuerventils 14 und somit die Lüfterdrehzahl bestimmt.If the fan drive were used for an electric traction motor, the axial fan 4 would be assigned to an electric machine. The temperature sensor 19 is then integrated into the motor winding, the respective temperature of the winding as the input variable of the electronic controller 17 determining the position of the pilot valve 14 and thus the fan speed.

In Figur 2 ist eine Anschlußplatte 2o eines Hydromotors 21 dargestellt. Die Anschlußplatte 2o weist eine Bohrung 22 auf, zu der rechtwinklig, aber in axialem Abstand, eine Hochdruck HD führende Bohrung 23 und eine Rückdruck RD führende Bohrung 24 angeordnet sind. Der den Hochdruck HD führende Anschluß der Vorlaufleitung ist mit 22 a und der den Rückdruck RD führende Anschluß der Rücklaufleitung ist mit 24 a bezeichnet. In der Bohrung 22 ist zwischen der Bohrung 23 und der Bohrung 24 eine Stufe 25 vorgesehen, deren innerer Radius als Ventilsitz 26 des Rückschlagventils dient. An dem Ventilsitz 26 liegt ein in der Bohrung 22 dichtend geführter Steuerkolben 27, der im wesentlichen topfförmig ausgebildet ist und mit seiner dem Ventilsitz 26 abgewandten Seite eine Steuerkammer 28 begrenzt.FIG. 2 shows a connecting plate 20 of a hydraulic motor 21. The connection plate 2o has a bore 22, to which a bore 23 carrying a high pressure HD and a back pressure RD carrying a bore 24 are arranged at right angles, but at an axial distance. The connection of the flow line carrying the high pressure HD is designated 22 a and the connection of the return line carrying the back pressure RD is designated 24 a. A step 25 is provided in the bore 22 between the bore 23 and the bore 24, the inner radius of which serves as the valve seat 26 of the check valve. On the valve seat 26 there is a control piston 27 sealingly guided in the bore 22, which is essentially cup-shaped and delimits a control chamber 28 with its side facing away from the valve seat 26.

Der Steuerkolben 27 weist eine abgestufte zentrische Bohrung 29 a, 29 b auf, wobei der Abschnitt 29 a Teil des Steuerraumes 28 ist. Die den Steuerraum 28 begrenzende radiale Fläche ist gleich der vom Hochdruck HD beaufschlagten Fläche des Steuerkolbens 27. In dem Bohrungsabschnitt 29 b ist ein Einsatzstück 3o druckmitteldicht ge-führt, d. h. der Steuerkolben 27 ist auf der Mantelfläche des Einsatzstückes (3o) verschiebbar gelagert. Das Einsatzstück 3o weist an seinem dem Steuerkolben 27 abgewandten Ende einen radialen Bund 31 auf, an dem ein Ende einer Steuerfeder 32 abgestützt ist, die mit ihrem anderen Ende an der Abstufung der Bohrung 29 a, 29 b liegt und somit den Steuerkolben 27 gegen den Ventilsitz 26 belastet. In dem Steuerkolben 27 ist eine außerhalb des Bohrungsabschnitts 29 b liegende axiale Bohrung 33 mit einer Drossel 34 vorgesehen, durch die der vor dem Rückschlagventil liegende Teil der Bohrung 22 mit dem Steuerraum 28 verbunden ist.The control piston 27 has a stepped central bore 29 a, 29 b, wherein the section 29 a is part of the control chamber 28. The radial area delimiting the control chamber 28 is equal to the area of the control piston 27 acted upon by the high pressure HD. In the bore section 29 b, an insert piece 3o is pressure-tight g e-guided, ie the control piston 27 is displaceably mounted on the outer surface of the insert piece (3o). The insert 3o has at its end facing away from the control piston 27 a radial collar 31 on which one end of a control spring 32 is supported, the other end of which lies on the gradation of the bore 29a, 29b and thus the control piston 27 against the Valve seat 26 loaded. In the control piston 27, an axial bore 33 lying outside the bore section 29 b is provided with a throttle 34, through which the part of the bore 22 located in front of the check valve is connected to the control chamber 28.

Das Einsatzstück 3o weist eine zentrale, mehrfach abgestufte Bohrung 36 auf, die über die gesamte Länge des Einsatzstückes 3o reicht. Das in Figur 2 rechte Ende der Bohrung 36 ist mit einem Gewinde 37 versehen, in das eine Hohlschraube 38 gedreht ist. An der Hohlschraube 38 ist eine Feder 39 abgestützt, die einen Ventilkegel 41 gegen einen Ventilsitz 42 belastet. Der Ventilkegel 41 und Ventilsitz 42 bilden die wesentlichen Elemente des Vorsteuerventils 14. Die Spitze des Ventilkegels 41 stützt sich an einer Kugel 43 ab, die sich auf der rechten Seite in der Bohrung 36 befindet und ihrerseits mit einem Stössel 44 eines Regelmagneten 45 in Wechselwirkung steht. Mit dem Regelmagneten 52 ist baulich vereinigt der elektronische Regler 17.The insert 3o has a central, multiply stepped bore 36 which extends over the entire length of the insert 3o. The right end of the bore 36 in FIG. 2 is provided with a thread 37 into which a hollow screw 38 is turned. A spring 39 is supported on the hollow screw 38 and loads a valve cone 41 against a valve seat 42. The valve cone 41 and valve seat 42 form the essential elements of the pilot valve 14. The tip of the valve cone 41 is supported on a ball 43, which is located on the right side in the bore 36 and in turn interacts with a tappet 44 of a control magnet 45 . The electronic controller 17 is structurally combined with the control magnet 52.

Der Abschnitt der Bohrung 36, in dem sich die Kugel 43 befindet, und der Bohrungsabschnitt 29 a, der Bestandteil des Steuerraumes 28 ist, sind über eine Drossel 4G miteinander verbunden. Diese Drossel 46 hat die Aufgabe, ein Aufschwingen der beiden federnd abgestützten Elemente (Steuerkolben 27 und Ventilkegel 41) zu vermeiden. Der von dem Einsatzstück 27 begrenzte Raum des Bohrungsabschnitts 29 b bildet eine Druckauslaßkammer 47, die durch eine radiale Bohrung 48 mit der den Rückdruck RD führenden Bohrung 24 in Verbindung steht.The portion of the bore 36 in which the ball 43 is located, and the bore portion 29 a, which is part of the control chamber 28, are connected to one another via a throttle 4G. This throttle 46 has the task of preventing the two spring-supported elements (control piston 27 and valve cone 41) from swinging open. The limited by the insert 27 space of the bore portion 29 b forms a pressure outlet chamber 47 which is connected by a radial bore 48 with the bore 24 carrying the back pressure RD.

Die Wirkungsweise des in Figur 2 dargestellten Regelventils wird nachfolgend beschrieben, wobei die beweglichen Teile des Regelventils die Stellung im druck- und stromlosen Zustand der Gesamtanlage einnehmen.The mode of operation of the control valve shown in FIG. 2 is described below, the moving parts of the control valve taking up the position in the pressureless and de-energized state of the overall system.

Wird der Bohrung 22 der Pumpendruck zugeführt, so wird der Steuerkolben 27 in öffnungsrichtung des Bypasses von diesem Druck beaufschlagt. Aufgrund der Drosselbohrung 34 baut sich in der Steuerkammer 28 ein entsprechender Gegendruck auf, der dem auf der rechten Seite des Steuerkolbens 27 herrschenden Druck entspricht. Aufgrund gleicher Drücke und gleicher druckbeaufschlagter Flächen wirkt als resultierende Kraft die Steuerfeder 32, die den Steuerkolben 27 in Anlage an dem Ventilsitz 26 und damit den Bypass verschlossen hält. Der Hydromotor 21 wird dann vom gesamten Druckmittelstrom beaufschlagt und der Lüfter mit seiner maximalen Drehzahl. betrieben. Aufgrund eines entsprechenden Signals des Temperaturfühlers im Kühlwasser wird die Spule des Regelmagneten 45 erregt und der Ventilkegel 41 durch die Kugel 43 vom Ventilsitz 42 abgehoben. Durch das geöffnete Vorsteuerventil 14 kann Druckmittel aus der Steuerkammer 28 in den Auslaßraum 47 und von dort durch die Bohrung 48 in den Rücklaufanschluß 24 a entweichen. Die Verringerung des Druckes in der Steuerkammer 28 hat zur Folge, daß der Steuerkolben 27 gegen die Steuerfeder 32 verschoben wird und damit den Bypass zwischen den Bohrungen 23 und 24 öffnet. Wie weit der Durchtrittsquerschnitt des Bypasses geöffnet wird, ist abhängig von dem öffnungsquerschnitt des Vorsteuerventils 14, das den Druckabbau in der Steuerkammer 28 beeinflußt.If the pump pressure is supplied to the bore 22, the control piston 27 is moved in the opening direction of the bypass from this pressure is applied. Due to the throttle bore 34, a corresponding back pressure builds up in the control chamber 28, which corresponds to the pressure prevailing on the right-hand side of the control piston 27. Due to the same pressures and the same pressurized surfaces, the resulting force is the control spring 32, which keeps the control piston 27 in contact with the valve seat 26 and thus the bypass. The hydraulic motor 21 is then acted upon by the entire pressure medium flow and the fan at its maximum speed. operated. On the basis of a corresponding signal from the temperature sensor in the cooling water, the coil of the control magnet 45 is excited and the valve cone 41 is lifted off the valve seat 42 by the ball 43. Through the opened pilot valve 14, pressure medium can escape from the control chamber 28 into the outlet space 47 and from there through the bore 48 into the return port 24 a. The reduction in the pressure in the control chamber 28 has the consequence that the control piston 27 is displaced against the control spring 32 and thus opens the bypass between the bores 23 and 24. How far the passage cross section of the bypass is opened depends on the opening cross section of the pilot valve 14, which influences the pressure reduction in the control chamber 28.

Da durch die Drosselbohrung 34 ständig Druckmittel von der Hochdruckseite in die Steuerkammer 28 nachgeführt wird, muß - um den Steuerkolben 27 in einer bestimmten Regelstellung zu halten - eine entsprechende Druckmittelmenge durch das Vorsteuerventil 14 abgeführt werden. Wird der Regelmagnet 45 stromlos, was bei hohen Kühlwassertemperaturen oder im Falle einer Störung der elektrischen Anlage eintritt, so bewegt die Feder 39 den Ventilkegel 41 gegen den Ventilsitz 42 und schließt damit das Vorsteuerventil 14. Dadurch wird der Druck in der Steuerkammer 28 auf seinem höchsten Wert und der Steuerkolben 27 in Schließposition gehalten.Since pressure medium is continuously fed into the control chamber 28 from the high-pressure side through the throttle bore 34, a corresponding quantity of pressure medium must be discharged through the pilot valve 14 in order to keep the control piston 27 in a specific control position. If the control magnet 45 is de-energized, which occurs at high cooling water temperatures or in the event of a fault in the electrical system occurs, the spring 39 moves the valve cone 41 against the valve seat 42 and thus closes the pilot valve 14. As a result, the pressure in the control chamber 28 is kept at its highest value and the control piston 27 in the closed position.

Figur 3 zeigt die Anordnung des Rückschlagventils 13 und des Vorsteuerventils 14 in einem Gehäuse 50, das sowohl mit einem Hydromotor baulich vereinigt als auch separat angeordnet werden kann. Das Gehäuse 5o weist eine Bohrung 51 auf, zu der rechtwinklig und in axialem Abstand zueinander eine an den Hochdruck HD angeschlossene Bohrung 52 und eine an den Rückdruck RD angeschlossene Bohrung 53 angeordnet sind. In der Bohrung 51 ist zwischen der Bohrung 52 und der Bohrung 53 ein Sprengring 54 eingesetzt. An der der Bohrung 53 zugewandten Seite des Sprengringes 54 liegt ein in der Bohrung 51 dichtend geführter Steuerkolben 53, der im wesentlichen ringförmig ausaebildet ist und mit seiner dem Sprengring 54 abgewandten Seite eine Steuerkammer 28 begrenzt. Die den Steuerraum 28 begrenzende radiale Fläche des Steuerkolbens 55 ist gleich der vom Hochdruck HD beaufschlagten Fläche.Figure 3 shows the arrangement of the check valve 13 and the pilot valve 14 in a housing 50 , which can be structurally combined with a hydraulic motor or can be arranged separately. The housing 50 has a bore 51, to which a bore 52 connected to the high pressure HD and a bore 53 connected to the back pressure RD are arranged at right angles and at an axial distance from one another. A snap ring 54 is inserted in the bore 51 between the bore 52 and the bore 53. On the side of the snap ring 54 facing the bore 53 there is a control piston 53, which is sealingly guided in the bore 51 and is essentially annular and delimits a control chamber 28 with its side facing away from the snap ring 54. The radial area of the control piston 55 delimiting the control chamber 28 is equal to the area acted upon by the high pressure HD.

Der Steuerkolben 55 weist eine abgestufte zentrische Bohrung 56 a, 56 b auf, wobei der Abschnitt 56 a ein Teil des Steuerraumes 28 ist. In dem Bohrungsabschnitt 56 b ist ein Einsatzstück 57 druckmitteldicht geführt, d.h. der Steuerkolben 55 ist auf der Mantelfläche des Einsatzstückes 57 verschiebbar gelagert. Das Einsatzstück 57 durchdringt den gesamten Steuerkolben 55 und ragt hochdruckseitig aus diesem hervor. An seinem dem Steuerkolben 55 abgewandten Ende weist das Einsatzstück 57 einen radialen Bund 58 auf, der an einem Gehäuse eines Schrittmotors 59 liegt. An dem radialen Bund 58 ist eine Steuerfeder 32 abgestützt, die mit ihrem anderen Ende an der Abstufung der Bohrung 56 a, 56 b liegt und somit den Steuerkolben 56 gegen den Sprengring 54 belastet. In dem Steuerkolben 55 ist eine außerhalb des Bohrungsabschnitts 56 b liegende axiale Bohrung 33 mit einer Drossel 34 vorgesehen, durch die der vor dem Rückschlagventil liegende Teil der Bohrung 51 mit dem Steuerraum 28 verbunden ist.The control piston 55 has a stepped central bore 56 a, 56 b, the section 56 a being part of the control chamber 28. In the bore section 56 b, an insert 57 is guided so as to be pressure-tight, ie the control piston 55 is displaceably mounted on the lateral surface of the insert 57. The insert 57 penetrates the entire control piston 55 and protrudes from the high-pressure side. At its end facing away from the control piston 55, the insert 57 has a radial collar 58, which lies on a housing of a stepping motor 59. On the radial collar 58 is one Supported control spring 32, which is at its other end on the gradation of the bore 56 a, 56 b and thus loaded the control piston 56 against the snap ring 54. In the control piston 55, an axial bore 33 lying outside the bore section 56 b is provided with a throttle 34, through which the part of the bore 51 located in front of the check valve is connected to the control chamber 28.

Die das Vorsteuerventil 14 umfassenden Teile sind gleich ausgeführt wie diejenigen in Figur 2; es wurden daher die Bezugszeichen für gleiche Teile aus Figur 2 übernommen. In das Gewinde 37 ist eine Madenschraube 6o gedreht, auf deren dem Vorsteuerventil 14 zugewandten Seite ein Distanzstück 61 angeordnet ist, an dem sich die Feder 39, die den Ventilkegel 41 belastet, abstützt. Das Distanzstück 61 ist so ausgeführt, daß es den Durchtritt der Hydraulikflüssigkeit zu radialen Öffnungen 62 gestattet, welche in einem Ringraum 63 an der Mantelfläche des Einsatzstückes 57 münden, welcher wiederum über eine radiale Bohrung 48 im Steuerkolben 55 mit der Bohrung 53 in Verbindung steht. Wie aus Figur 3 zu sehen ist, weist der Steuerkolben 55 keine vom Rückdruck wirksam beaufschlagte Fläche auf.The parts comprising the pilot valve 14 are of the same design as those in FIG. 2; the reference symbols for identical parts from FIG. 2 have therefore been adopted. In the thread 37, a grub screw 6o is rotated, on the side facing the pilot valve 14, a spacer 61 is arranged, on which the spring 39, which loads the valve cone 41, is supported. The spacer 61 is designed so that it allows the passage of the hydraulic fluid to radial openings 62 which open into an annular space 63 on the lateral surface of the insert 57, which in turn is connected to the bore 53 via a radial bore 48 in the control piston 55. As can be seen from FIG. 3, the control piston 55 has no surface effectively acted upon by the back pressure.

Die Wirkungsweise des in Figur 3 dargestellten Regelventils entspricht derjenigen, wie sie zu Figur 2 bereits beschrieben ist, da die Änderungen rein konstruktiver Art sind, nämlich daß das Regelventil ein Schieberventil und das elektromechanische Stellglied ein Schrittmotor 59 ist.The mode of operation of the control valve shown in FIG. 3 corresponds to that already described for FIG. 2, since the changes are of a purely constructive nature, namely that the control valve is a slide valve and the electromechanical actuator is a stepper motor 59.

In Figur 4 ist eine Ausführungsvariante des Vorsteuerventils in Figur 2 gezeigt. Für diejenigen Teile, die mit Figur 2 übereinstimmen, sind gleiche Bezugszeichen gewählt. Das der Druckauslaßkammer 47 benachbarte Ende des Einsatzstückes 3o weist an Stelle eines Gewindes lediglich eine ringförmige Nut 64 auf. In dem Einsatzstück 3o befindet sich ein Abstützelement 65, das aus einem Blechtopf besteht, an dessen Boden die Feder 39 abgestützt ist. Im Boden des Abstützelementes 65 sind mehrere Öffnungen 66 angeordnet, deren Gesamtquerschnitt größer ist als der des Vorsteuerventils 14. Das Abstützelement 65 weist an seiner zylindrischen Wand 67 mehrere Vorsprünge 68 auf, die in die Nut 64 des Einsatzstückes 3o greifen.FIG. 4 shows an embodiment variant of the pilot valve in FIG. 2. The same reference numerals have been chosen for those parts which correspond to FIG. 2. The end of the insert 3o adjacent to the pressure outlet chamber 47 has only an annular groove 64 instead of a thread. In the insert 3o there is a support element 65, which consists of a tin pot, on the bottom of which the spring 39 is supported. A plurality of openings 66 are arranged in the bottom of the support element 65, the overall cross section of which is larger than that of the pilot valve 14. The support element 65 has on its cylindrical wall 67 a plurality of projections 68 which engage in the groove 64 of the insert piece 3o.

Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Kraft der den Ventilkegel 41 beaufschlagenden Feder 39 bei der Montage des Vorsteuerventils ohne jegliche Druckprüfung auf einfache Weise eingestellt werden kann. Dazu wird nämlich das Abstützelement 65 in Richtung auf den Ventilkegel 41 verschoben, wodurch die Feder 39 gespannt wird. Dabei wird die auf das Abstützelement 65 wirkende Kraft gemessen. Ist die gewünschte Vorspannung der Feder 39 erreicht, so werden durch entsprechende Werkzeuge radial nach außen gerichtete Vorsprünge 68 - beispielsweise durch Scherung - erzeugt, die in die Nut 64 des Abstützelementes 3o greifen. Eine Druckprüfung zur Ermittlung des öffnungsdruckes und ein Nachjustieren der Feder 39 sind nicht erforderlich.The advantage of this arrangement is that the force of the spring 39 acting on the valve cone 41 can be adjusted in a simple manner during the assembly of the pilot valve without any pressure test. For this purpose, the support element 65 is namely moved in the direction of the valve cone 41, whereby the spring 39 is tensioned. The force acting on the support element 65 is measured. Once the desired preload of the spring 39 has been reached, radially outward projections 68, for example by shear, are produced by appropriate tools and engage in the groove 64 of the support element 30. A pressure test to determine the opening pressure and readjustment of the spring 39 are not necessary.

In allen beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Vorsteuerventile 14 als Analogventile ausgebildet und werden von den elektromechanischen Stellgliedern (Elektromagnet 45, Schrittmotor 59), deren Anker-bzw. Spindelhub in Abhängigkeit des jeweiligen Ausgangssignals des elektronischen Reglers 17 variabel ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß bei über längere Zeit konstanter Kühlwassertemperatur und demnach auch konstant zu hal- tender Lüfterdrehzahl das Vorsteuerventil in seiner Lage beharrt und nicht eine Vielzahl von Schaltvorgängen durchführen muß.In all of the exemplary embodiments described, the pilot valves 14 are designed as analog valves and are operated by the electromechanical actuators (electro magnet 45, stepper motor 59), the armature or. Spindle stroke is variable depending on the respective output signal of the electronic controller 17. In this way it is achieved that if the cooling water temperature remains constant over a long period of time and therefore also the fan speed is kept constant, the pilot valve remains in its position and does not have to carry out a large number of switching operations.

BezugszahlenlisteList of reference numbers

  • 1 Kühler1 cooler
  • 2 Wasserkasten2 water boxes
  • 3 Wasserkasten3 water tanks
  • 4 Axiallüfter4 axial fans
  • 5 Welle5 wave
  • 6 Hydromotor6 hydraulic motor
  • 7 Vorlaufleitung7 flow line
  • 8 Rücklaufleitung8 return line
  • 99
  • 1o1o
  • 11 Bypassleitung11 bypass line
  • 12 Bypassleitung12 bypass line
  • 13 Rückschlagventil13 check valve
  • 14 Vorsteuerventil14 pilot valve
  • 15 Stellglied15 actuator
  • 16 Steuerleitung16 control line
  • 17 elektron. Regler17 electron. Regulator
  • 18 Steuerleitung18 control line
  • 19 Temperaturfühler19 temperature sensors
  • 2o Anschlußplatte2o connection plate
  • 21 Hydromotor21 hydraulic motor
  • 22 Bohrung22 hole
  • 23 Bohrung HD23 HD bore
  • 24 Bohrung RD24 hole RD
  • 25 Stufe25 level
  • 26 Ventilsitz26 valve seat
  • 27 Steuerkolben27 control piston
  • 28 Steuerkammer28 control chamber
  • 29 a Bohrung29 a hole
  • 29 b Bohrung29 b hole
  • 3o Einsatzstück3o insert
  • 31 Drossel31 throttle
  • 32 Steuerfeder32 control spring
  • 33 Bohrung33 hole
  • 34 Drossel34 throttle
  • 3535
  • 36 Bohrung36 hole
  • 37 Gewinde37 threads
  • 38 Hohlschraube38 banjo bolt
  • 39 Feder39 spring
  • 4o4o
  • 41 Ventilkegel41 valve cone
  • 42 Ventilsitz42 valve seat
  • 43 Kugel43 bullet
  • 44 Stössel44 plungers
  • 45 Elektromagnet45 electromagnet
  • 46 Drossel46 throttle
  • 47 Druckauslaßkammer47 pressure outlet chamber
  • 48 radiale Bohrung48 radial bore
  • 4949
  • 5o Gehäuse5o housing
  • 51 Bohrung51 hole
  • 52 Bohrung52 hole
  • 53 Bohrung53 hole
  • 54 Sprengring54 snap ring
  • 55 Steuerkolben55 control pistons
  • 56 a Bohrung56 a hole
  • 56 b Bohrung56 b hole
  • 57 Einsatzstück57 insert
  • 58 radialer Bund58 radial collar
  • 59 Schrittmotor59 stepper motor
  • 60 Madenschraube60 grub screw
  • 61 Distanzstück61 spacer
  • 62 öffnung62 opening
  • 63 Ringraum63 annulus
  • 64 Nut64 groove
  • 65 Abstützelement65 support element
  • 66 öffnung66 opening
  • 67 zylindrische Wand67 cylindrical wall
  • 68 Vorsprünge68 tabs

Claims (16)

. Lüfterantrieb, insbesondere für Kühlanlagen von Schienenfahrzeugen, bestehend aus einem Hydromotor und einem Regelventil, welches in Abhängigkeit von der Temperatur einen Bypass steuert, durch den der den Motor beaufschlagende Druckmittelstrom beeinflußbar ist, wobei das Regelventil einen eine Steuerkammer begrenzenden und mit einer zentrischen Bohrung versehenen Steuerkolben, der in Schließrichtung des Bypasses von einem Steuerdruck und einer Steuerfeder beaufschlagt ist und ein den Steuerdruck beeinflussendes, in einem Einsatzstück angeordnetes Vorsteuerventil umfaßt, welches durch ein elektromechanisches Stellglied betätigt wird, dadurch gekennzeichnet , daß das in dem Einsatzstück (30, 57) befindliche Vorsteuerventil (14) innerhalb des Steuerkolbens (27, 55) angeordnet und der Steuerkolben (27, 55) mit seiner zentralen Bohrung (29 b, 56 b) auf der Mantelfläche des Einsatzstückes (3o, 57) dichtend geführt ist.. Fan drive, in particular for cooling systems of rail vehicles, consisting of a hydraulic motor and a control valve which controls a bypass as a function of the temperature, through which the pressure medium flow acting on the motor can be influenced, the control valve defining a control piston which delimits a control chamber and is provided with a central bore , which is acted upon in the closing direction of the bypass by a control pressure and a control spring and comprises a pilot valve which influences the control pressure and is arranged in an insert, which is actuated by an electromechanical actuator, characterized in that the pilot valve located in the insert (30, 57) (14) arranged within the control piston (27, 55) and the control piston (27, 55) with its central bore (29 b, 56 b) on the outer surface of the insert (3o, 57) is sealingly guided. 2. Lüfterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerfeder (32) mit ihrem dem Steuerkolben (57, 55) entfernt liegenden Ende an dem Einsatzstück (3o, 57) abgestützt ist.2. Fan drive according to claim 1, characterized in that the control spring (32) with its control piston (57, 55) remote end is supported on the insert (3o, 57). 3. Lüfterantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Bypass steuernde Regelventil (Steuerkolben 27, Ventilsitz 26) als Sitzventil ausgebildet ist, wobei die von einem Vorlaufdruck (HD) beaufschlagte Fläche gleich der vom Steuerdruck beaufschlagten Fläche ist.3. Fan drive according to claim 1 or 2, characterized in that the the B ypass controlling control valve (control piston valve seat 26 27) is designed as a seat valve, said acted upon by a forward pressure (HD) area equal to that acted upon by the control pressure surface. 4. Lüfterantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Bvnass steuernde Regelventil als Schieberventil (Steuerkolben 55) ausgebildet ist, wobei die von einem Vorlaufdruck (HD) beaufschlagte Fläche gleich der vom Steuerdruck beaufschlagten Fläche ist.4. Fan drive according to claim 1 or 2, characterized in that the Bvnass controlling control valve is designed as a slide valve (control piston 55), wherein the area acted upon by a supply pressure (HD) is equal to the area acted upon by the control pressure. 5. Lüfterantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Bohrung (56 a, 56 b) sich über die gesamte axiale Länge des Steuerkolbens (55) erstreckt und das Einsatzstück (57) durch diese Bohrung ragt.5. Fan drive according to claim 4, characterized in that the central bore (56 a, 56 b) extends over the entire axial length of the control piston (55) and the insert (57) protrudes through this bore. 6. Lüfterantrieb nach einem der Ansprüche 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Rückdruck (RD) in öffnungs- bzw. in Schließrichtung des Regelventils beaufschlagten Flächen des Steuerkolbens (27, 55) kompensiert sind.6. Fan drive according to one of claims 3-5, characterized in that the areas of the control piston (27, 55) acted upon by a back pressure (RD) in the opening or closing direction of the control valve. 7. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromechanische Stellglied (15) ein Regelmagnet (45) ist.7. Fan drive according to one of the preceding claims, characterized in that the electromechanical actuator (15) is a control magnet (45). 8. Lüfterantrieb nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet , daß das elektromechanische Stellglied (15) ein Schrittmotor (59) ist.8. Fan drive according to one of claims 1-6, characterized in that the electromechanical actuator (15) is a stepper motor (59). 9. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerventil als Analogventil ausgebildet ist, das im wesentlichen einen Ventilkegel (41), einen Ventilsitz (42) sowie eine den Ventilkegel (41) gegen den Ventilsitz (42) belastende Feder (39) umfaßt und die Spitze des Ventilkegels (41) mit einer Kugel (43) in Wechselwirkung steht, durch die der Ventilkegel (41) vom Ventilsitz (42) abhebbar ist.9. Fan drive according to one of the preceding claims, characterized in that the pilot valve is designed as an analog valve which essentially comprises a valve cone (41), a valve seat (42) and a valve cone (41) against the valve seat (42) loading spring ( 39) and the tip of the valve cone (41) interacts with a ball (43) through which the valve cone (41) can be lifted off the valve seat (42). 10. Lüfterantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft der Feder (39) justierbar ist.1 0 . Fan drive according to claim 9, characterized in that the spring force of the spring (39) is adjustable. 11. Lüfterantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justierung eine Einstellschraube (38, 60) dient.11. Fan drive according to claim 1 0 , characterized in that an adjustment screw (38, 6 0 ) is used for adjustment. 12. Lüfterantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justierung der Feder ein gleitend einführbares und in einer beliebigen Stellung fixierbares Abstützelement (65) vorgesehen ist.12. Fan drive according to claim 1 0 , characterized in that a slidably insertable and fixable in any position supporting element (65) is provided for adjusting the spring. 13. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerkammer (28) über eine erste Drossel (34) mit einer Vorlaufleitung (7) des Motors und über eine zweite Drossel (46), deren Querschnitt größer als derjenige der ersten Drossel (34) ist, mit dem Vorsteuerventil (14) in Verbindung steht.13. Fan drive according to one of the preceding claims, characterized in that the control chamber (28) via a first throttle (34) with a feed line (7) of the motor and a second throttle (46), the cross section of which is larger than that of the first throttle (34) is connected to the pilot valve (14). 14. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerkolben (27, 55) und das Vorsteuerventil (14) in einer Anschlußplatte (20) oder Abdeckplatte des Hydromotors (6, 21) angeordnet ist.14. Fan drive according to one of the preceding claims, characterized in that the control piston (27, 55) and the pilot valve (14) in a connecting plate (20) or cover plate of the hydraulic motor (6, 21) is arranged. 15. Lüfterantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Hydromotor (21) ein Zahnradmotor ist.15. Fan drive according to claim 14, characterized in that the hydraulic motor (21) is a gear motor. 16. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Vorsteuerventil (14) im stromlosen Zustand der elektrischen Schaltung (17) seine Schließstellung einnimmt.16. Fan drive according to one of the preceding claims, characterized in that the pilot valve (14) assumes its closed position in the de-energized state of the electrical circuit (17).
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