AT215701B - Regeleinrichtung, insbesondere für Kühlanlagen - Google Patents

Regeleinrichtung, insbesondere für Kühlanlagen

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AT215701B
AT215701B AT29560A AT29560A AT215701B AT 215701 B AT215701 B AT 215701B AT 29560 A AT29560 A AT 29560A AT 29560 A AT29560 A AT 29560A AT 215701 B AT215701 B AT 215701B
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pressure
control
membrane
thermostat
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AT29560A
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Voith Gmbh J M
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Description


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  Regeleinrichtung, insbesondere für Kühlanlagen 
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung einer Zustandsgrösse, beispielsweise der Temperatur oder der Menge eines Mediums, wobei ein auf diese Zustandsgrösse ansprechender 
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 statischer Beeinflussung der   Füllungsregelung   der Strömungskupplung. Meist ist zur Füllungsregelung der Regelkupplung ein Schwenkschöpfrohr vorgesehen, das durch den Hub des Thermostaten unmittelbar oder über mechanische   Übertragungsmittel   gesteuert wird. Derartige Kühleinrichtungen kommen vorzugsweise für Schienentriebfahrzeuge mit Brennkraftmaschinen in Frage. 



   Nachteilig für diese im Prinzip einfache Regelungsart wirken sich der erforderliche grosse Thermostathub und die benötigten grossen Kräfte aus, so dass eine verhältnismässig grosse Temperaturschwankung von beispielsweise   150C   in Kauf genommen werden muss. Ferner ist es nur in den seltensten Fällen möglich, dass der Thermostat mit dem Verstellglied,   z. B.   dem Schöpfrohr der Strömungskupplung, in direkter Steuerverbindung steht ; zur Überbrückung der oftmals grossen Entfernung zwischen der Regelstelle und dem Stellglied bzw. dem das Stellglied betätigenden Arbeitskolben des Thermostaten ist daher eine mit Thermostatflüssigkeit gefüllte Leitung zur Kraftübertragung erforderlich.

   Im Falle einer Beschädigung dieser Leitung müssen diese und ausserdem noch der Thermostat und der Arbeitskolben an das Herstellerwerk zur Reparatur eingeschickt werden. Dies ist auch der Fall, wenn an dem Arbeitskolben Undichtigkeiten auftreten. die vor allem durch die Kraftrückwirkungen auf den Arbeitskolben, z. B. durch das in einen rotierenden Ölring eintauchende Schöpfrohr, hervorgerufen werden. 



   Es ist auch schon eine Temperaturregeleinrichtung für einen Kühlkreislauf bekannt, die über ein in der Kühlmittelleitung angeordnetes, durch Druckluft betätigtes Umsteuerventil eine momentane Umsteuerung des Kühlmittels bewirkt. Eine stetige Regelung kann hiebei jedoch nicht vorgenommen werden. 



   Ausserdem sind auch schon Kühlanlagen mit hydrostatischem Antrieb eines Ventilators bekannt, die aus einer von der Verbrennungskraftmaschine über Keilriemen angetriebenen Druckölpumpe und einem gleichartigen, das Ventilator-Laufrad treibenden Ölmotor bestehen. Durch einen in der Kühlmittelleitung sitzenden Impulsgeber wird die Ventilatordrehzahl mittels eines Bypass (Nebenschluss) im Ölkreislauf des hydrostatischen Getriebes geregelt. Diese Nebenschlussregelung stellt allerdings eine Teine Verlustregelung dar. Ausserdem können hiebei keine schwenkbaren hydrostatischen Einheiten, die mit Hubverstellung arbeiten, verwendet werden, da die zur Verfügung stehenden Regelkräfte nicht genügen, um einen Schwenkmotor zu betätigen. 



   Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die diese Nachteile vorbekannterAusführung vermeidet. Dies erfolgt   erfindungsgemäss   dadurch, dass zur Betätigung des Stellgliedes eine Hilfseinrichtung vorgesehen wird, deren verstellbarer Teil von Druckmittel beaufschlagt wird und mit dem Stellglied in Verbindung steht, und dass in der Druckmittelzuleitung der Hilfseinrichtung ein nach Art eines Druckminderventils ausgebildetes Druckregelventil angeordnet wird, dessen Ventilkörper von dem Impulsgeber betätigt wird, und dass ferner die Hilfseinrichtung derart ausgebildet wird, dass jedem Druckwert des durch das Druckregelventil eingeregelten Druckes des Druckmittels eine andere 

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 Stellung ihres vorzugsweise als federbelasteter Kolben ausgebildeten verstellbaren Teiles entspricht. 



   Weiterhin ist es zweckmässig, die Regeleinrichtung so auszubilden, dass   derImpulsgeber und das Druc'-   regelventil unmittelbar nebeneinander angeordnet und vorzugsweise zu einer Baueinheit vereinigt si
Gemäss der Erfindung wird ferner das Druckregelventil vorteilhaft so ausgebildet, dass es drei bewegliche   Ventilkörper   aufweist, von denen der erste vom Impulsgeber und der dritte über die Membran des Druckregelventils vom gesteuerten Druck gesteuert wird, während der zweite Ventilkörper in der Richtung vom dritten weg kraftschlüssig mit dem ersten verbunden und in der andernRichtung mit.

   dem ersten, nämlich in seiner dem dritten zugewendeten Endstellung oder mit dem dritten, nämlich in allen seinen übrigen Stellungen formschlüssig verbunden ist, wobei der erste Ventilkörper zusammen mit dem zweiten den Durchlass von der Druckquelle zur Hilfseinrichtung und der dritte zusammen mit dem zweiten eine Entlastungsöffnung im Druckraum des Druckregelventils steuert. 



   Bei der erfindungsgemässen Ausführung ist es nunmehr möglich, selbst mit kleinsten Impulsen des Impulsgebers,   z. B.   mit den kleinen Impulsen eines Thermostaten in einer Kühlmittelleitung, beliebig grosse Verstellkräfte und Verstellwege zu erzeugen. So kann beispielsweise schon bei Temperaturdifferenzen von weniger als   3 C   der gesamte Regelbereich eines Aggregates,   z. B.   einer Strömungskupplung, durchschritten werden. 



   Dadurch, dass der Impulsgeber (Thermostat) und das Druckregelventil mechanisch unmittelbar miteinander verbunden sind, entfallen die langen   störanfälligen Leitungen   zwischen Impulsgeber und Arbeitskolben. An Stelle des sonst gebräuchlichen und teuren Thermostaten mit Arbeitskolben und den dazugehörigen langen Thermostatleitungen kann gemäss der Erfindung nunmehr ein kleiner und billiger Thermostat, z. B. ein Wachsthermostat, verwendet werden. Ausserdem entfallen auch die bereits erwähnten Kraftrückwirkungen auf den Thermostaten. 



   Bei hydrostatischen Antrieben, besonders bei solchen mit schwenkbaren hydrostatischen Einheiten, ist die   erfindungsgemässe   Regelungsart ebenfalls vorteilhaft anwendbar, da dann eine verlustlose Regelung möglich ist. Hiebei ist nämlich der Arbeitshub der Ölpumpe oder des Ölmotors über das Servogerät verstellbar, da letzteres entsprechend dimensioniert werden und daher beliebig grosse   Kräfte   erzeugen kann. Bei den bekannten Ausführungen ist dagegen eine derartige verlustlose Regelung wegen der nur geringen Steuerkräfte nicht möglich. 



   Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Fig. 1 und 2 näher beschrieben. 



  Fig. 1 zeigt das Schema einer erfindungsgemäss ausgebildeten Regeleinrichtung. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das zugehörige Druckregelventil und die Hilfseinrichtung. 



   Nach Fig. 1 ist in   einer Kühlmittelleitung   3 zwischen einer Brennkraftmaschine l und einem Kühler 2 ein Thermostat 4 dem zu kühlenden Medium ausgesetzt und mit dem Druckregelventil 5 verbunden. Eine Druckmittelzuleitung 6 führt von einer nicht gezeigten Druckmittelquelle zum Druckregelventil 5. Ein Servogerät 8 ist durch eine Leitung 7 an das Druckregelventil 5 angeschlossen ; das Schwenkschöpfrohr 9 einer regelbaren hydraulischen Kupplung 10, die die Triebverbindung zwischen dem Motor 1 und einem Lüfter 11 bewirkt, wird durch das Servogerät 8   betätigt.   



   Im Gehäuse 12 des Druckregelventils 5 ist, wie die Fig. 2 zeigt, der Thermostat 4 eingesetzt. Der Druckstift 13 des Thermostaten 4 ist mit einem ersten Ventilkörper 14, welcher mit Bohrungen 27 versehen ist, kraftschlüssig verbunden. In diesem ersten Ventilkörper 14 ist eine Feder 26 und ein weiterer zweiter Ventilkörper 15 angeordnet. Der erste Ventilkörper 14 grenzt mit seiner oberen Stirnseite an einen Druckraum 16, der durch das Gehäuse 12 des Druckregelventils 5 und eine Membran 17 gebildet wird. Die Membran 17 ist mit einem dritten Ventilkörper 20 verbunden und kann durch eine Feder 18 mit Verstellschraube 19 vorgespannt werden. Vom Druckraum 16 führt eine Leitung 7 zum Servogerät 8. 



   Die Wirkungsweise der beschriebenen Regeleinrichtung ist folgende :
Steigt die Temperatur der in der Kühlmittelleitung 3 befindlichen   Kühlflüssigkeit,   so bewegt der Druckstift 13 des Thermostaten 4 den ersten Ventilkörper 14 nach oben und gibt somit den Durchgang zwischen dem ersten Ventilkörper 14 und dem am dritten Ventilkörper 20 anliegenden zweiten Ventilkörper 15 frei. Das Druckmedium, das von der Druckmittelquelle über die Leitung 6 zugeführt wird, kann nun durch die Bohrungen 27 im ersten Ventilkörper 14 und die Ringöffnung zwischen 14 und 15 in den Druckraum 16 einströmen. Im Druckraum 16 baut sich ein Druck auf, der auf die Membran 17 drückt und damit der Vorspannung der Feder 18 entgegenwirkt.

   Sobald diese Vorspannung der Feder 18 überwunden ist, wird die Membran 17 und der mit dieser starr verbundene dritte Ventilkörper 20 nach oben bewegt, bis der zweite Ventilkörper 15 wieder an dem ersten zum Anliegen kommt und die Ringöffnung zwischen diesen beiden Ventilkörpern wieder schliesst. In dieser Lage ist Gleichgewicht zwischen dem auf die Membran 17 wirkenden Druck und der Feder- und Membranspannung hergestellt. Der im Druckraum 16 

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 aufgebaute Druck wirkt über die Leitung 7 auf den durch eine Feder 24 belasteten Kolben 23 des Servogeräts 8. Durch die mit dem Kolben 23 verbundene Kolbenstange 25 kann somit das Schwenkschöpfrohr 9 der Flüssigkeitskupplung 10 verstellt und damit die Drehzahl des Lüfters 11 geändert werden. 



   Sinkt die Temperatur des Kühlmediums In der Kühlmittelleitung 3, so wird durch den Druckstift 13 des Thermostaten 4 der mit diesem in Steuerverbindung stehende erste Ventilkörper 14 nach unten bewegt ; der Ringraum zwischen dem ersten Ventilkörper 14 und dem zweiten Ventilkörper 15 bleibt dabei geschlossen, während die Auslassöffnung am Ventilkörper 20 freigegeben wird. Der im Druckraum 16 herrschende Druck kann sich jetzt durch den dritten Ventilkörper 20 in den durch die Bohrung 22 mit der Atmosphäre verbundenen überdrucklosen Raum 21 entspannen. Die Feder 18 bewirkt entsprechend ihrer Vorspannung eine Verschiebung der Membran 17 und des mit ihr verbundenen dritten Ventilkörpers 20 nach unten.

   Dies geschieht so lange, bis der Durchlass zwischen dem dritten Ventilkörper 20 und dem zweiten Ventilkörper 15 wieder geschlossen ist und sich im Druckraum 16 ein Druck einstellt, der der Feder- und Membranspannung gerade das Gleichgewicht hält. 



   Die Membran 17 kann auch durch einen verschiebbaren Kolben ersetzt werden, ohne dass eine   mande   rung in der Funktion der Regeleinrichtung eintritt. 



   Die Steifigkeit der Feder 18 bzw. die durch die Einstellschraube 19 eingestellte Vorspannung dieser Feder 18 ist ein Mass dafür, welcher Druck sich im Druckraum 16 des Regelventils 5 dem jeweiligen Thermostathub entsprechend selbsttätig einregelt. Es ist somit möglich, durch Verstellen der Feder 18 den Bereich der im Druckraum 16 sich einstellenden Drucke zwischen den Extremwerten 0 und dem vorhandenen Speisedruck der Leitung 6 zu verschieben. 



   Die Erfindung gemäss der vorstehenden Ausführung ist nicht nur bei Kühlsystem anwendbar, sondern es ist auch möglich, den Thermostaten, beispielsweise durch einen Staudruckmesser oder ein ähnliches Gerät, zu ersetzen, um Geschwindigkeit und/oder Menge eines strömenden Mediums zu regeln. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Regeleinrichtung zur Regelung einer Zustandsgrösse (Temperatur, Menge od. dgl.) mit einem auf   den Wert der Zustandsgrösse ansprechenden Impulsgeber   und einem von   dem Impulsgeber gesteuerten Stell-   glied zur Beeinflussung der Zustandsgrösse, insbesondere für Kühlanlagen mit einem über eine füllungsgeregelte Strömungskupplung angetriebenen Kühlerventilator und thermostatischer Beeinflussung der Füllungsregelung dieser Strömungskupplung (Thermostat als Impulsgeber und beispielsweise Verstellschöpfrohr der Strömungskupplung als Stellglied), dadurch gekennzeichnet, dass zur Betätigung des Stellgliedes (9) eine Hilfseinrichtung (8) vorgesehen ist, deren verstellbarer Teil (23) von Druckmittel beaufschlagt wird und mit dem Stellglied (S) in Verbindung steht,

   und dass in der Druckmittelzuleitung (6, 7) der Hilfseinrichtung (8) ein nach Art eines Druckminderventils ausgebildetes Druckregelventil (5) angeordnet ist, dessen Ventilkörper (14) von dem Impulsgeber (4) betätigt wird, und dass ferner die Hilfseinrichtung (8) derart ausgebildet ist, dass jedem Druckwert des durch das Druckregelventil   (5)   eingeregelten Druckes des Druckmittels eine andere Stellung ihres vorzugsweise als federbelasteter Kolben (23) ausgebildeten verstellbaren Teils entspricht.

Claims (1)

  1. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgeber (4) und das Druckregelventil (5) unmittelbar nebeneinander angeordnet und vorzugsweise zu einer Baueinheit vereinigt sind.
    3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelventil (5) drei bewegliche Ventilkörper (14. 15, 20) aufweist, von denen der erste (14) vom Impulsgeber (4) und der dritte (20) über eine Membran (17) bzw. einen Kolben des Druckregelventils (5) vom gesteuerten Druck desDruckregelventils gesteuert wird, während der zweite Ventilkörper (15) in der Richtung vom dritten (20) weg kraftschlüssig mit dem ersten) 14) verbunden und in der andern Richtung mit dem ersten (14), nämlich in seiner dem dritten zugewendetenEndstellung oder mit dem dritten (20), nämlich in allen seinen übrigen Stellungen formschlüssig verbunden ist, wobei der erste (14) zusammen mit dem zweiten (15) den Durchlass von der Druckquelle zur Hilfseinrichtung (8) und der dritte (20)
    zusammen mit dem zweiten (15) eine Entlastungsöffnung (22) im Druckraum (16) des Druckregelventils (5) steuert.
    4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilkörper (14) als Hohlkörper, vorzugsweise als Büchse ausgebildet und mit seinem Innenraum vorzugsweise durch seitliche Öffnungen (27) an die Druckmittelzuleitung (6) angeschlossen und ausserdem auf der dem Druckraum (16) des Druckregelventils (5) zugeordneten Seite mit einer Steueröffnung (28) versehen ist, dass ferner der zweite Ventilkörper (15) als ein imInnern des ersten Ventilkörpers (14) angeordnetes Ventilblättchen aus- <Desc/Clms Page number 4> gebildet ist, und dass schliesslich der dritte Ventilkörper (20) als eine mit der Membran (17) bzw.
    mit dem Kolben des Druckregelventils (5) fest verbundene Hülse ausgebildet ist, deren Inneres mit der Atmosphäre in Verbindung steht und deren der Membran abgewendetes, offenes Stirnende durch den zweiten Ventilkörper (Ventilblättchen 15) verschlossen wird.
    5. Regeleinrichtung nachAnspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Druck im Druckraum (16) entgegenwirkende Vorspannung der Membran (17) in an sich bekannter Weise einstellbar ist, vorzugsweise durch eine auf die Membran (17) einwirkende, in ihrer Vorspannung änderbare Feder (18).
AT29560A 1959-02-19 1960-01-16 Regeleinrichtung, insbesondere für Kühlanlagen AT215701B (de)

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