DE19651988B4

DE19651988B4 - Ölverarbeitungsschaltung

Info

Publication number: DE19651988B4
Application number: DE19651988A
Authority: DE
Inventors: Donald L. Coal City Bianchetta
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1995-12-13
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2016-12-14
Also published as: DE19651988A1; JPH09177723A; US5666807A

Abstract

Ölverarbeitungsschaltung (10) mit einer Ölverarbeitungsvorrichtung (13), die mit einem Tank (12) verbunden ist, und mit einer mit der Ölverarbeitungsvorrichtung (13) verbundenen Leitung (16), wobei die Ölverarbeitungsschaltung (10) folgendes aufweist:
Ventilmittel (14), die in der Leitung (16) angeordnet sind, und die offene und geschlossene Positionen besitzen, und die in eine dieser Positionen ansprechend auf den Empfang eines Steuersignals beweglich sind; und
Mittel (34) zum Abfühlen der Temperatur des Öls in der Ölverarbeitungsschaltung (10) und zum Ausgeben des Steuersignals an die Ventilmittel (14), wenn die Öltemperatur auf einer vorbestimmten Temperatur oder auf einer Seite der vorbestimmten Temperatur liegt.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Ölverarbeitungsschaltung mit einer Ölverarbeitungsvorrichtung, die dann blockiert wird, wenn die Temperatur des Öls unter einer vorbestimmten Temperatur liegt.
Das Hydrauliksystem von vielen Maschinen besitzt eine Ölverarbeitungs- bzw. Ölkühlerschaltung, wie beispielsweise einen Ölkühler, um das Öl zu kühlen, welches an einen Hydrauliktank zurückgeleitet wird. Ein auftretendes Problem ist, dass das Öl extrem viskos bei extrem kalten Temperaturen wird, und Ausfälle in dem Kühler auftreten können, und zwar auf Grund von hohen Öldrücken, die durch das Hindurchdrücken des viskosen Öls durch den Kühler erzeugt werden, wenn eine kalte Maschine gestartet wird und dann bei normalen Drehzahlen betrieben wird, bevor das Hydrauliksystem sich ausreichend erwärmt hat. Ein weiteres Problem ist, dass ein Ölkühlungsventilator, der mit dem Ölkühler in manchen Systemen verwendet wird, kontinuierlich läuft, und dass das Öl nicht die normalen Betriebstemperaturen bei kalten Umgebungstemperaturen erreichen kann.
In der DE 36 28 444 A1 wird ein hydrostatischer Antrieb für Nebenaggregate eines Fahrzeugs beschrieben. Dabei sind Konstantpumpen vorgesehen, von denen die eine Druckmittel über ein Stromregelventil ausschließlich zu einem ersten Verbraucher, insbesondere einer hydrostatischen Lenkung, fördert. Die zweite Pumpe versorgt über ein Wegeventil je nach Stellung einen oder einen zweiten Hydromotor, von denen der eine zum Antrieb des Lüfters für den Kühler der Brennkraftmaschine dient, während der andere Hydromotor für den Luftkompressor der Bremsanlage vorgesehen ist. Wenn der Druckluftbehälter dieser Anlage gefüllt ist, werden das Wegeventil und ein Regelventil so eingestellt, dass die zweite Pumpe Druckmittel nur noch zum zweiten Hydromotor fördert, dessen Drehzahl über das Regelventil gesteuert wird.
Die DE 41 35 016 A1 beschreibt ein Verfahren zum Aufwärmen eines Druckmittels in einem hydraulischen Kreislauf. Der hydraulische Kreislauf weist eine hydrostatische Verstellpumpe auf und einen Bedarfsstromregler, der durch ein vom Förderdruck der Verstellpumpe abhängiges erstes Signal und ein vom Verbraucherdruck abhängiges zweites Signal steuerbar ist und einen Druck aufbaut und bei Erreichen eines bestimmten Druckniveaus Druckmittel über ein Druckbegrenzungsventil auf ein niedrigeres Druckniveau bringt. Um den Aufwärmvorgang zu vereinfachen wird die Temperatur des Druckmittels von einem Temperaturfühler fortlaufend gemessen und einem Aufwärmregler übermittelt, der eine Vergleichseinrichtung mit darin gespeichertem Grenztemperaturwert aufweist. Der Aufwärmregler steuert ein Überströmventil, das in eine Förderleitung einer Hilfskonstantpumpe geschaltet ist. Solange die Grenztemperatur noch nicht erreicht ist, verharrt das Überströmventil in seiner Ausgangsstellung, in der der Förderdruck der Hilfskonstantpumpe als drittes Signal dem Bedarfsstromregler zugeführt wird. Bei Erreichen der Grenztemperatur schaltet der Aufwärmregler das Überströmventil in eine Schaltstellung, in der die Weitergabe des dritten Signals unterbrochen ist.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt eine Ölkühlerschaltung vorzusehen, bei der ein Ölfluss durch den Kühler dann verhindert wird, wenn die Öltemperatur auf oder unter einem vorbestimmten Niveau liegt.
Erfindungsgemäß ist eine Ölverarbeitungsschaltung gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die einzige Figur ist eine schematische Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Eine Ölverarbeitungsschaltung 10, wie beispielsweise eine Ölkühlerschaltung, ist zwischen einem Hydrauliksystem 11 und einem Tank 12 angeordnet und besitzt einen Ölkühler 13, der mit dem Tank 12 verbunden ist. Elektromagnetische Ventilmittel 14 sind in einer Leitung 16 angeordnet, die das Hydrauliksystem 11 mit dem Ölkühler 13 verbinden, und die Ventilmittel 14 besitzen offene und geschlossene Positionen. Die Ventilmittel 14 sind in eine der Positionen ansprechend auf den Empfang eines Steuersignals beweglich. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Ventilmittel 14 ein pilot- bzw. vorsteuerbetriebenes Ventil 17 auf, welches in der Leitung 16 angeordnet ist. Das Ventil 17 ist mit einem Ende 18 mit der Leitung 16 stromaufwärts des Ventils 17 durch eine Zumeßöffnung 19 verbunden, und ist mit einem anderen Ende 20 mit der Leitung 16 stromabwärts des Ventils 17 verbunden. Das Ventil 17 ist zwischen offenen und geschlossenen Positionen beweglich und ist in die geschlossene Position durch eine Feder 21 vorgespannt, die am Ende 20 angeordnet ist. Ein elektromagnetisches Pilot- bzw. Vorsteuerventil 22 mit zwei Positionen ist mit dem Ende 18 des Ventils 17 verbunden und ist in die gezeigte geschlossene Position durch eine Feder 23 vorgespannt. Das Vorsteuerventil 22 wird nach rechts bewegt, um das Ende 18 mit dem Tank 12 ansprechend auf den Empfang eines Steuersignals zu verbinden, so daß das Ventil 17 in die geschlossene (gezeigte) Position vorgespannt wird.
Temperaturabfühlmittel 34 sind vorgesehen, um die Öltemperatur in der Schaltung 10 abzufühlen und um ein Temperatursignal auszugeben, wenn die Öltemperatur auf einer vorbestimmten Temperatur oder auf einer Seite der vorbestimmten Temperatur liegt. Die Temperaturabfühlmittel 34 in diesem Ausführungsbeispiel sind ein Temperatursensor 36, der die Temperatur in einer Ansaugleitung 35 der Pumpe abfühlt, und ein Temperatursignal durch eine Leitung 37 ausgibt, wenn die Öltemperatur auf oder unter einer vorbestimmten Temperatur liegt.
Steuermittel 38 sind vorgesehen, um das Befehlssignal zu verarbeiten, um das Steuersignal ansprechend auf das Befehlssignal zu erzeugen, und um das Steuersignal an das Vorsteuerventil 22 der Ventilmittel 14 auszugeben. Die Steuermittel 38 in diesem Ausführungsbeispiel weisen eine Steuervorrichtung 39 auf, die mit dem Temperatursensor 36 durch die elektrische Leitung 37 und mit dem Vorsteuerventil 22 durch eine Leitung 41 verbunden ist.
Eine Bypass-Leitung 42 verbindet die Leitung 16 mit dem Tank 12 und besitzt ein Bypass-Ventil 43, welches darin angeordnet ist, um Öl um den Ölkühler 13 herum durch die Bypass-Leitung zu leiten, wenn die Ventilmittel 14 in ihrer geschlossenen Position sind. Das Bypass-Ventil 43 in diesem Ausführungsbeispiel ist ein Rückschlagventil 43 mit einer Feder 44, die das Ventil 43 in die geschlossene Position vorspannt, wobei die Vorspannung der Feder ausgewählt ist, um das Rückschlagventil 43 in der geschlossenen Position zu halten, wenn das vorsteuerbetriebene Ventil 17 in seiner offenen Position ist.
Alternativ können die Ventilmittel 14 ein elektromagnetisch betätigtes Ventil aufweisen, welches direkt mit der Steuervorrichtung 39 verbunden ist.
Im Betrieb fühlt der Temperatursensor 36 die Temperatur des Öls in der Ansaugleitung 35 ab und leitet ein Temperatursignal an die Steuervorrichtung 39. Die Steuervorrichtung 39 verarbeitet das Temperatursignal, erzeugt das Steuersignal ansprechend darauf, dass die Tem peratur auf oder unter einer vorbestimmten Temperatur ist, und gibt das Steuersignal an das Elektromagnetventil (Vorsteuerventil) 22 aus. Das Steuersignal erregt das Elektromagnetventil (Vorsteuerventil) 22, was bewirkt, daß es sich nach rechts in die offene Position bewegt, wobei es das Ende 18 des vorsteuerbetriebenen Ventils 17 zum Tank 12 öffnet. Dies verhindert einen Druckaufbau am Ende 18 und das vorsteuerbetriebene Ventil 17 wird durch die Feder 21 in die gezeigte geschlossene Position gedrückt, wodurch der Ölfluß durch den Kühler 13 blockiert wird. Wenn das vorsteuerbetriebene Ventil 17 in der geschlossenen gezeigten Position ist, geht Öl vom Hydrauliksystem 11 durch das Rückschlagventil 43 in den Hydrauliktank 12.
Wenn die Öltemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet, hört die Steuervorrichtung 39 auf, das Steuersignal an das Elektromagnetventil 22 auszugeben, wodurch es der Feder 33 gestattet wird, das Elektromagnetventil 22 in die gezeigte geschlossene Position vorzuspannen, was eine Verbindung vom Ende 18 zum Tank 12 blockiert. Dies gestattet es, dass das Strömungsmittel in der Leitung 16 Druck am Ende 18 erzeugt, um die Vorspannung der Feder 21 zu überwinden, so dass das vorsteuerbetriebene Ventil 17 in die offene Position bewegt wird, wodurch es Strömungsmittel durch den Kühler 13 leitet. In diesem Ausführungsbeispiel öffnet das Ventil 17 bei einem niedrigeren Druck als das Rückschlagventil 43.
Im Hinblick auf das Obige ist es offensichtlich, dass die Struktur der vorliegende Erfindung eine verbesserte Ölkühlerschaltung vorsieht, bei der ein Ölfluß an den Ölkühler abgeschaltet wird, wenn die Temperatur des Öls unter einer vorbestimmten Temperatur ist. Dies wird durch Vorsehen von elektromagnetischen Ventilmitteln stromaufwärts des Ölkühlers durchgeführt, und durch Bewegen der Ventilmittel in eine geschlossene Position, wenn die Temperatur unter eine vorbestimmte Temperatur abfällt. Ein Bypass-Ventil leitet Öl um den Kühler herum, wenn die Ventilmittel in der geschlossenen Position sind. Dies blockiert den Fluß von hoch-viskosem Öl durch den Kühler bei niedrigen Umgebungstemperaturen. Darüberhinaus gestattet dies, dass das Hydrauliksystem normale Betriebstemperaturen bei kalten Umgebungstemperaturen erreicht.
Andere Aspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung können aus einem Studium der Zeichnung, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.
Zusammenfassend kann man Folgendes sagen: Ölkühler werden allgemein bei Hydrauliksystemen verwendet, um Öl unter normalen Betriebszuständen unterhalb einer vorgewählten Temperatur zu halten. Die vorliegende Ölkühlerschaltung weist ein vorsteuerbetriebenes Ventil auf, welches in einer Leitung angeordnet ist, die das Hydrauliksystem mit dem Kühler verbindet, und ein elektromagnetisches Vorsteuerventil, welches mit einem Ende desvorsteuerbetriebenen Ventils verbunden ist. Das Vorsteuerventil ist in seiner geschlossenen Position federvorgespannt, wenn die Temperatur des Öls über einer vorbestimmten Temperatur ist, und wird in eine offene Position bewegt, wenn die Öltemperatur auf oder unter der vorbestimmten Temperatur ist. Das Ende wird in der offenen Position des Vorsteuerventils an einen Tank entlüftet, so dass das vorsteuerbetriebene Ventil in der geschlossenen Position gehalten wird, um kaltes, viskoses Öl davon abzuhalten, durch den Ölkühler geleitet zu werden, wenn die Öltemperatur unterhalb der vorbestimmten Temperatur ist.

Claims

Ölverarbeitungsschaltung (10) mit einer Ölverarbeitungsvorrichtung (13), die mit einem Tank (12) verbunden ist, und mit einer mit der Ölverarbeitungsvorrichtung (13) verbundenen Leitung (16), wobei die Ölverarbeitungsschaltung (10) folgendes aufweist: Ventilmittel (14), die in der Leitung (16) angeordnet sind, und die offene und geschlossene Positionen besitzen, und die in eine dieser Positionen ansprechend auf den Empfang eines Steuersignals beweglich sind; und Mittel (34) zum Abfühlen der Temperatur des Öls in der Ölverarbeitungsschaltung (10) und zum Ausgeben des Steuersignals an die Ventilmittel (14), wenn die Öltemperatur auf einer vorbestimmten Temperatur oder auf einer Seite der vorbestimmten Temperatur liegt.
Ölverarbeitungsschaltung (10) nach Anspruch 1, wobei die Temperaturabfühlmittel (34) einen Temperatursensor (36) zur Ausgabe eines Temperaturssignals aufweisen, wenn die Öltemperatur auf oder auf einer Seite der vorbestimmten Temperatur liegt, und Steuermittel (38) zum Empfang und zur Verarbeitung des Temperatursignals, um das Steuersignal ansprechend auf das Temperatursignal zu erzeugen, und um das Steuersignal an die Ventilmittel (14) auszugeben.
Ölverarbeitungsschaltung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ventilmittel (14) Folgendes aufweisen: ein vorsteuerbetriebenes Ventil (17), welches in der Leitung (16) angeordnet ist und zwischen offenen und geschlossenen Positionen beweglich ist, und ein elektromagnetisches Vorsteuerventil (22), welches mit dem vorsteuerbetriebenen Ventil (17) und den Temperaturabfühlmitteln (34) verbunden ist, und in eine Position beweglich ist, die die erwähnte eine Position der Ventilmittel (14) ansprechend auf den Empfang des Steuersignals von den Temperaturabfühlmitteln (34) einstellt.
Ölverarbeitungsschaltung (10) nach Anspruch 3, wobei die erwähnte eine Position der Ventilmittel (14) die geschlossene Position ist.
Ölverarbeitungsschaltung (10) nach Anspruch 1, wobei die Ölverarbeitungsvorrichtung (13) ein Ölkühler (13) ist.
Ölverarbeitungsschaltung (10) nach Anspruch 1, mit einer Bypass-Leitung (42), die die Leitung (16) mit dem Tank (12) verbindet, und mit einem in der Bypass-Leitung (42) angeordnetem Bypass-Ventil (43), welches Öl dann durch die Bypass-Leitung (42) leitet, wenn die Ventilmittel (14) in ihrer geschlossenen Position sind.