DE2165674C3 - Umsteuerventil zur hydraulischen Betätigung eines Steuerkreises zur Steuerung hydraulisch angetriebener Kühlgebläse eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umsteuerventil zur hydraulischen Betätigung eines Steuerkreises zur Steuerung hydraulisch angetriebener Kühlgebläse eines Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von der Temperatur einer erwä.-mten Stelle des Motors, z. B. des Zy linderkopfes, bestehend aus zwei Kammern, von denen eine den Zweig des hydraulischen Kreises »Thermoventil-Dosierpumpe« für die Einstellung kleiner Liefermengen und die andere den Zweig Servosteuerung-Hydromotoren betätigt.

Hydraulische. Steuerkreise mit einer Regelpumpe, einem Steuerventil, einem Thermostaten und mindestens einem Hydromotor sind bekannt (Ölhydraulik und Pneumatik 5 [1961], Nr. 9, S. 317 bis 321). Soweit nur ein einziger Kreis zu steuern ist, also nur ein Hydromotor bzw. mehrere parallel geschaltete Hydromotoren zu schalten sind, kann die Regelung praktisch vom Thermoelement aus erfolgen. Sind aber mehrere Kreise unabhängig voneinander zu steuern, so sind besondere Umsteuerventile notwendig. Die bekannten Zweikammer-Ventile ermöglichen aber keine ausreichende Angleichung der Pumpenieistung an den jeweiligen Bedarf in den getrennten Kreisen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Umsteuerventil der eingangs erwähnten Gattung so weiterzubilden, daß eine optimale Regelung und Ausnutzung der Leistung der Pumpe nach dem jeweiligen Bedarf möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die eine Kammer mit einem Schieber ausgestattet ist, der an seiner Oberfläche mit ringförmigen 674

Nuten versehen ist, und der mittels eines Durchflußkanals mit der breiteren mittleren Nut verbundene innere Hohlraum durch ein eingeschraubtes Ende einer Kolbenstange abgeschlossen ist. die mit dem Kolben verbunden ist, der im abgesetzten Teil der Kammer mit einem größeren Durchmesser vorgesehen ist. und daß in der anderen, im Gehäuse unter der Kammer vorgesehene Kammer ein Regelventil angeordnet ist, wobei diese Kammer durch Durchflußkanäle mit dem Hohlraum des Schiebers und zugleich durch einen Kanal mit einem Hohlraum für ein Überdruckventil und der Hohlraum durch einen Kanal mit der Nut des Schiebers und durch den Kanal mit der Kammer des Regelventils verbunden ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Umsteuerventil ist die Erhöhung des Drehmoments der beiden Hydromotoren mit Rücksicht dadurch möglich, daß der maximale Druck ausgenutzt wird, daß die Abmessungen der beiden Hydromotoren kleiner sind, was die Möglichkeit höherer Umdrehungen und kleinerer Trägheits- und Zentrifugalkräfte bietet. Weitere Vorteile bietet eine günstige Regelung der Pumpe und ein wirtschaftlicher Verbrcucri der Leistung nur nach Bedarf der Verbraucher. Entlastung im Druckzweig der Rohrleitung und Herabsetzung der Verluste.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 das Gesamtschema des hydraulischen Kreises und

F i g. 2 einen axialen Schnitt durch das Umsteuerventil gemäß der Erfindung.

Der hydraulische Kreis weist einen Reservebehälter 1, eine Pumpe 2, ein Thermoventil 3, ein Umsteuerventil 4, eine Servosteuerung 5, einen Behälter 6 des Druckmediums, eine Pumpe 7 und Hydromotoren 8. 8' auf.

Das Gehäuse 9 des Umsteuerventils 4 besitzt eine zylindrische Kammer 10, deren Durchmesser am Absatz 11 abgestuft ist. Sie ist mit einem Deckel 12 abgeschlossen. In dieser Kammer 10 ist ein Regelschieber 13 geführt. Unterhalb dieser Kammer 10 ist im Gehäuse 9 eine weitere Kammer 14 vorgesehen, in der das Regelventil 15 angeordnet ist. Der Schiebei 13, der sich im linken Teil der zylindrischen Kammer 10, die gegenüber dem rechten Teil einen kleineren Durchmesser aufweist, befindet, hat im wesentlichen die Form eines hohlen Zylinders, der an einem Ende abgeschlossen ist, in dessen Hohlraum 16 senkrecht zur Längsachse des Schiebers 13 radiale Durchflußöffnungen 17 und 18 führen. Im Hohlraum 16 des Schiebers 13 ist lösbar ein Ende der Kolbenstange 19 befestigt, die mit dem Kolben 20 verbunden ist, der sich im abgesetzten Teil der Kammer 10 mit dem größeren Durchmesser bewegt und in seine rechte Grenzlage durch eine Feder 21 gedrückt wird, die sich ihrerseits gegen die Unterlage 22 abstützt, die auf dem Absatz 11 des zylindrischen Hohlraums 10 anliegt. Der Schieber 13 ist an seinem Umfang mit drei Ringnuten 23, 24, 25 versehen, von denen die mittlere Nut 24 die breiteste ist und durch eine Durchflußöffnung 17 mit dem inneren Hohlraum 16 des Schiebers 13 verbunden ist. Auf beiden Seiten der mittleren Nut 24 sind zwei schmalere Nuten angebracht, von denen die rechte Nut 25 durch eine Durchflußöffnung 18 mit dem inneren Hohlraum 16 des Schiebers 13 verbunden ist. Beide Durchfluööffnungen 17 und 18 sind radial gegenüberliegend angeordnet. Das Gehäuse 9 des Umsteuerventils 4 ist im Bereich der linken schmaleren Nut 23 mit zwei diametral gegenüberlie-

genden Durchflußöffnungen 26 und 27 ausgestattet, die mit Hilfe von Rohrleitungen 64 und 65 mit den Hydromotoren 8,8' verbunden sind.

Die Kammer 14 für das Regelventil 15 hat ebenfalls einen Absatz 28 und ist in einen linken .Kammerteil 29 s mit einem kleineren Durchmesser und in einen rechten Kammerteil 30 geteilt, in der sich das Regelventil 15 selbst befindet, an dessen linker Stirnfläche eine Membrane 34 anliegt, die sich gegen den Absau 28 abstützt. In dem Kammerteil 30 ist eine öffnung 31 sowie eine iu Ablauföffni-ng 32 vorgesehen. Im Schieberkörper des Regelventils 15 sind Durchflußöffnungen 33 ausgeführt. Der Kammerteil 29 ist durch Durchflußkanaäle 35 und 36 und durch die öffnung 18 mit dem Hohlraum 16 des Schiebers 13 bzw. mit der Umfangs-Ringnut 24 verbunden. Der Kammerteil 29 ist weiter mit Hilfe eines Kanals 37 mit dem Hohlraum 38 verbunden, in dem sich ein Überdruckventil 41 befindet, dessen Kammer mit einem Kanal 42 mit der ringförmigen Nut 24 am Umfang des Schiebers 13 verbunden ist. Der Hohlraum 38 ist durch den Absatz 39 in zwei Teile geteilt. Im oberen Teil des Hohlraums 38 ist ein Rohr 40 angebracht, das einen Anschlag und eine Leitung für das Überdruckventil 41 bildet. Der untere Teil des Hohlraums 38 ist mit einer Aussparung 43 versehen, die eine Stützfläche für die Feder 44 bildet.

Das erfindungsgemäße Umsteuerventil arbeitet in dem in F i g. 1 dargestellten hydraulischen Steuerkreis wie folgt:

30 I. Bei Einschaltung der selbständigen Servosteuerung

Aus dem Vorratsbehälter 1 wird das Öl durch die Pumpe 2 über die Rohrleitung 59 angesaugt. Die Pumpe 2 ist in diesem Fall in der Eingangslage eingestellt. d. h. für die kleine Lieferung des Öls. Aus der Pumpe 2 strömt das Drücköl durch die Rohrleitung 57 in das Umsteuerventil 4, dort in die ringförmige Nut 24 am Umfang des Regelschiebers 13. Von da strömt es weiter durch den Kanal 17 in den Hohlraum 16, aus dem es durch weitere Durchflußkanäle 18 und 35 in das Regelventil 15 strömt. Es gelangt in den rechten Kammerteil 30 der Kammer 14 und durch die Öffnung 31 und die Rohrleitung 62 in die Servosteuerung 5.

Der Rückstrom des Öls von der Servosteuerung 5 erfolgt durch die Rohrleitung 60 zur Pun,pe 2 und von dort über die Leitung 63 in den Behälter 1, wohin auch das öl von der Pumpe 7 über die Rohrleitung 70 geleitet wird.

Durch diesen Kreis wird erzielt, daß die Pumpe bei einer kleinen Leistung mit einer minimalen ölmenge im Kreis arbeitet, wodurch die Verluste ebenfalls auf einen minimalen Wert herabgesetzt werden. Der Zweig für beide Hydromotoren ist völlig entlastet. Das Regelventil 15 der Servosteuerung ist so gestaltet, daß bei einem Anstieg des Drucks über die zulässige Grenze das überflüssige öl aus der Kammer 14, das hierher /.. B. infolge der ein wenig erhöhten Lieferung der Pumpe 2 strömt und das durch die öffnungen 26 nicht hindurchgehen kann, mit Hilfe der Membrane 34 das ganze Ventil 15 in die rechte Grenzlage verdrängt und durch die öffnung 32 im Umsteuerventil 4 in die Rohrleitung 61 abfließt, von wo es über das Verteilerglied 75 und 76 zurück in den Behälter 1 strömt.

II. Bei Einschaltung der Servoschaltung 5 sowie der beiden Hydromotoren 8,8'

Bei Einschaltung der Hydromotoren 8, 8', die z. B. zum Antrieb der Kühlventilatoren dienen, wird das Tliermoventil 3 benützt. Bei einer erhöhten Temperatur auf der durch den Fühler abgetasteten Stelle, z. B. auf dem Zylinderkopf des Motors (nicht eingezeichnet), vergrößert sich das Volumen der dehnbaren Flüssigkeil im Fühler des Thermoventüs 3, und dabei wird der Durchfluß des Druckmediums, das durch die Pumpe 7 gefördert wird, freigegeben. Die Pumpe beginnt mit der Lieferung des Mediums aus dem Behälter 6 über das Verteilerglied 77 und die Rohrleitung 56 in das Thermoventil 3. Das Druckmedium strömt dann durch die Rohrleitung 54 zum Betätigungszylinder der Pumpe 2. wo es den Rotor in seine zweite Lage verstellt (nicht eingezeichnet), d. h. für eine größere — gegebenenfalls maximale — Lieferung, so daß die Pumpe 2 eine Menge Öl zu liefern beginnt, die sowohl für die Ttätigkeit der Servosteuerung 5 als auch für die Tätigkeit der beiden Hydromotoren 8, 8' ausreicht und die beiden Kühlventilatoren in Betrieb setzt. Die Zuleitung des Öls zu den Hydromotoren 8, 8' wird dadurch ermöglicht, daß durch die Rohrleitung 54 gleichzeitig das öl über das T-Stück 71 und die Rohrleitung 58 in das Umsteuerventil 4 strömt, wo es den Regelschieber 13 in seine linke Grenzlage verstellt, so daß durch die ringförmige Nut 24 die beiden Öffnungen 26, 27 des Umsteuerveniils 4 verbunden werden, wodurch der Kreis für die beiden Hydromotoren 8, 8' geschaltet wird, wobei das Druckmedium gleichzeitig durch die öffnung 18 des Schiebers 13 und durch den Durchflußkanal 3G über die Kammer 14 durch das Ventil 15 in die Rohrleitung 62 für die Servosteuerung 5 strömt.

In dieser Stellung des Schiebers 13 wird der Durchflußkanal 35 überdeckt, damit es nicht zum Entweichen einer größeren Menge Öls über die Kammer 14 in die Abflußrohrleilung61 kommt.

In dem Zeilraum, in dem der Schieber des Thermoventils 3 den Durchgang des Drucköls für die Betätigung der Arbeitszylinder der Pumpe 2 und für die Umstellung des Schiebers freigibt, wird gleichzeitig die Abflußleitung 51 abgeschlossen, so daß es nicht zum Entweichen des Öls kommt. Das Öl, das durch die Undichtheit der Kolben in den Hydromotoren 8, 8' entweicht, wird durch die Rohrleitung 66 über die T-Stücke 71 bis 76 in den Behälter 1 abgeleitet.

Falls es zur Abkühlung des Motors über die zulässige Grenze kommt, verringert sich das Volumen des Fühlers des Thermoelements und die Zuleitung des Drucköls von der Pumpe 7 wird geschlossen, so daß das öl durch die Abflußrohrleitung 51 in den Behälter 6 strömt. Gleichzeitig wird der Schieber 13 im Umsieuerventil 4 unter dem Druck der Feder 21 in seine rechte Grenzlage verschoben und drückt das öl in die Rohrlc'tung 58, die zum Thermoventil 3 und von da in die Abflußrohrleitung 51 und zurück in den Behälter 6 führt

Gleichzeitig dehnt sich die Rückholfeder im Betätigungszylinder der Regelpumpe 2 und verdrängt das öl über die Rohrleitung 54, die zum Thermoventil 3 führt, und von da zurück durch die Rohrleitung 51 in den Behälter 6.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

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   Umsteuerventil zur hydraulischen Betätigung eines Steuerkreises zur Steuerung hydraulisch angctriebener Kühlgeblase eines Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von der Temperatur einer erwärmten Stelle des Motors, z. B. des Zylinderkopfes, bestehend aus zwei Kammern, von denen eine den Zweig des hydraulischen Kreises »Thermoventil-Dosierpumpe« für die Einstellung kleiner Liefermengen und die andere den Zweig Servosteuerung-Hydromo'.oren betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kammer (10) mit einem Schieber (13) ausgestattet ist. der an seiner Oberflüehe mit ringförmigen Nuten (23, 24, 25) versehen ist. und der mittels eines Durchfkißkanals (17) mit der breiteren mittleren Nut (24) verbundene innere Hohlraum (16) durch ein eingeschraubtes Ende einer Kolbenstange (19) abgeschlossen ist. die mit dem Kolben (20) verbunden ist. der im abgesetzten Teil der Kammer (10) mit einem größeren Durchmesser vorgesehen ist, und daß in der anderen, im Gehäuse (9) unter der Kammer (10) vorgesehene Kammer (14) ein Regelventil (15) angeordnet ist. wobei diese Kammer (14) durch Durchflußkanäle (35. 36) mit dem Hohlraum (16) des Schiebers (13) und zugleich durch einen Kanal (37) mit einem Hohlraum (38) für ein Überdruckventil (41) und der Hohlraum (38) durch einen Kanal (42) mit der Nut (24) des Schiebers (13) und durch den Kanal (37) mit der Kammer (14) des Regelventils (15) verbunden ist.