DE3420519C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Verstellpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Derartige Verstellpumpen bzw. von ihnen versorgte hydrostatische Antriebe können z. B. nach bestimmten Programmen gesteuert werden, beispielsweise auf konstante Geschwindigkeit, optimalen Kraftstoffverbrauch oder andere. Damit ist der Betrieb auf eine bestimmte Weise festgelegt, die nicht mehr veränderbar ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Verstellpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß sie ebenfalls für einen bestimmten Verwendungszweck geeignet ist, relativ einfach gebaut ist und ein Größtmaß an Zuverlässigkeit bietet. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Regler für eine verstellbare Radialkolbenpumpe mit zugehöriger Regelelektronik,

Fig. 2 ein Blockschaltbild,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 ein weiteres Blockschaltbild und

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 ist mit 10 eine verstellbare Radialkolbenpumpe bezeichnet, deren Hubring 11 zwecks Änderung des Kolbenhubs mit Hilfe zweier druckbeaufschlagter Stellkolben 12, 13 gegenüber einem Rotor 14 verschiebbar ist. In dem auf einem feststehenden Steuerzapfen 15 angeordneten Rotor 14 sind Kolben 16 sternförmig angeordnet, die an der Innenseite des Hubrings 11 gleiten.

Der Stellkolben 13 hat einen kleineren Durchmesser als der Stellkolben 12 und ist dauern vom Druck beaufschlagt, während der Druckraum 17 am Stellkolben 12 durch einen koaxial zu diesem in einem Pumpenregler 18 angeordneten Steuerschieber 19 mit Druckmittel beaufschlagbar oder zu einem Behälter 20 entlastbar ist. Auf den Steuerschieber 19 wirkt eine Regelfeder 21 ein, und zwar entgegen der Stellkraft aus einem Elektromagneten 22. Der Stößel 23 des Elektromagneten 22 wirkt auf den einen Arm eines Winkelhebels 25 ein, der im Reglergehäuse 24 schwenkbar gelagert ist. Der zweite Arm des Winkelhebels greift praktisch spielfrei in eine Nut 26 des Steuerschiebers 19. Letzterer gleitet in einer Gehäusebohrung 27 des Regelgehäuses 24, die durch eine Verschlußschraube 28 verschlossen ist. Am Steuerschieber 19 ist ein Bund 30 ausgebildet, der in Neutralstellung des Steuerschiebers einen im Reglergehäuse 24 ausgebildeten Kanal 31 gerade versperrt, der über eine ebenfalls am Steuerschieber ausgebildete Ringnut 32 mit einem Kanal 33 in Verbindung gebracht werden kann, der zur Hochdruckseite der Pumpe führt. Links vom Bund 30 des Steuerschiebers 19 ist eine zweite Ringnut 34 ausgebildet, die mit einem den Winkelhebel 25 aufnehmenden Hohlraum 35 in Verbindung gebracht werden kann. Der Hohlraum 35 ist über einen Kanal 36 mit dem Behälter 20 verbunden.

Am Boden des hohlen Stellkolbens 12 liegt eine Scheibe 37 an, in deren mittiger Bohrung das eine kolbenartige Ende 38′ einer Verstellstange befestigt ist, deren anderes, ebenfalls kolbenartiges Ende 38″ im Steuerschieber gleitend gelagert ist. An den beiden einander zugewandten Stirnseiten 39 und 39′ der kolbenartige Teile 38, 38″ liegen Federteller 40, 41 an, zwischen denen sich die Regelfeder 21 erstreckt. Damit ist der Steuerschieber 19 elastisch mit dem Stellkolben 12 verbunden.

Der Elektromagnet 22 wird angesteuert über einen Ausgang 40 einer Regelelektronik 41, der über Eingänge 42 bis 45 folgende Werte eingegeben werden: Über 42 die Temperatur an der Brennkraftmaschine über einen dort angebrachten Temperatursensor 42′, über 43 die Drehzahl der Brennkraftmaschine über einen beliebigen Drehzahlgeber 43′, über 45 die Temperatur der in einer Leitung 46 fließenden Temperatur der Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine, und zwar über einen Temperatursensor 45′, und über 44 die Sollwert-Temperatur der Kühlflüssigkeit. Diese Parameter werden in der Regelelektronik 41 verarbeitet; diese steuert den Elektromagneten 22 so, daß dieser über den Winkelhebel 25 entgegen der Kraft der Regelfeder 21 den Steuerschieber entsprechend verstellt. Am Winkelhebel 25 findet ein Kraftvergleich zwischen der Regelfeder 21 und dem Elektromagneten 22 statt. Überwiegt die Kraft der Regelfeder 21 die Magnetkraft, so wird der Steuerschieber 19 in Richtung der Federkraft verstellt, wobei Verbindung hergestellt wird vom Kanal 33 zum Kanal 31. Nun kann unter Hochdruck stehendes Druckmittel in den Druckraum 17 einströmen und den Stellkolben 12 so verstellen, daß die Fördermenge der Pumpe größer wird.

Überwiegt demgegenüber die Magnetkraft die Kraft der Reglerfeder 21, dann wird der Steuerschieber so eingestellt, daß Verbindung hergestellt ist vom Druckraum 17 über den Kanal 31 zum drucklosen Raum 35. Der Druckraum 17 wird nun entlastet und der stets von der Hochdruckseite beaufschlagte Kolben 13 stellt die Pumpe auf kleinere Fördermenge ein. Der Zweck ist, eine erforderliche Drehzahl des Hydromotors 49 und damit des Lüfters 50 trotz wechselnder Antriebsdrehzahl der Pumpen (z. B. durch Dieselmotor) zu erreichen. Der Förderstrom der Pumpe 10 wird dem jeweils erforderlichen Bedarf angepaßt. Herrscht Kräftegleichgewicht, dann verdeckt der Bund 30 des Steuerschiebers die Mündung des Kanals 31.

In Fig. 2 ist das Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 dargestellt. Die Pumpe 10 fördert über eine Leitung 48 Druckmittel zum Hydromotor 49, der den Lüfter 50 antreibt. Dieser liefert Kühlluft zum Wärmetauscher 51, durch den die Leitung 46 geführt ist. Die Pumpe 10 ist von der Brennkraftmaschine 52 abgetrieben, die z. B. einen Drehzahlregler 53 aufweist. Zweckmäßigerweise ist der Elektromagnet 22 als Proportionalmagnet ausgebildet. Im übrigen sind im Blockschaltbild nach Fig. 2 gleiche Teile wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit denselben Ziffern bezeichnet. Die Kreise im Blockschaltbild stellen Summationspunkte dar.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß hier der Regelelektronik 41 anstelle der Drehzahl der Brennkraftmaschine nun über eine elektrische Leitung 56 ein Signal über den Förderdruck der Pumpe 10 geliefert wird. Dazu ist ein Drucksensor 57 vorgesehen, der am Reglergehäuse 24 befestigt ist und über einen mit dem Kanal 33 verbundenen Kanal 33′ in Verbindung steht. Das zugehörige Blockschaltbild ist in Fig. 4 dargestellt, in der nur die abweichenden Ziffern eingezeichnet sind.

Durch die Regelelektronik 41 ist dafür gesorgt, daß die erforderliche Drehzahl des Lüfters auch bei wechselnden Antriebsdrehzahlen der Pumpe 10 erreicht wird. Der Förderstrom der Pumpe wird dem jeweils erforderlichen Bedarf durch Änderung des Fördervolumens angepaßt. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird die Lüfterdrehzahl über Temperatursensoren an der Brennkraftmaschine und im Kühlmittelflüssigkeitskreislauf und einem Drehzahlpotentiometer an der Brennkraftmaschine geregelt. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird die Drehzahl des Lüfters mit Hilfe von Temperatursensoren an der Brennkraftmaschine und dem Kühlflüssigkeitkreislauf und dem Drucksensor 57 geregelt. Außerdem ergibt sich mit der oben beschriebenen Anordnung eine energieverlustarme Steuerung und eine stetige, temperaturabhängige Drehzahländerung des Lüfters bei geringster Geräuschbelästigung, da keine schlagartige Drehzahlerhöhung des Lüfters erfolgt. Die Kühlflüsigkeitstemperatur wird bei geringer Hysterese durch den Temperatursensor an der Brennkraftmaschine genau eingehalten. Über eine Verstellschraube am Elektromagneten 22 ist eine Notfunktion möglich.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 wirkt die Regelelektronik auf den Elektromagneten 61 eines Druckventils 62 bzw. wieder auf die Verstelleinrichtung der Pumpe.

Der Regelelektronik werden wiederum die Drehzahl der Brennkraftmaschine und deren Temperatur eingegeben. Durch einen Funktionsbildner 63 kann der Regelelektronik eine lineare oder progressive oder degressive Kennlinie eingegeben werden. Insbesondere wird über den Drehzahlsensor eine Durchflußkennlinienkorrektur des verstellbaren Druckventils 62 erreicht. Über den Drehzahlsensor und die Regelelektronik wird die Drehzahl des Lüfters in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine geregelt. Primären Einfluß auf die Lüfterdrehzahl hat jedoch die Temperaturregelung. Als weitere Vorstufe ist der Einbau eines zweiten Temperaturfühlers möglich, wobei der erste am Zylinder der Brennkraftmaschine sitzt, der zweite im Kühlmittelkreis. Damit erreicht man eine erhöhte Sicherheit, da ein Fühler ausfallen kann.

Claims (5)

1. Verstellpumpe (10) mit mittels Elektromagneten (82) betätigtem, von einer Regelelektronik angesteuertem Verstellregler (18) für den hydrostatischen Antrieb eines Kühllüfters (50) einer Brennkraftmaschine, der mit einem Wärmetauscher in Wirkverbindung steht, welcher von der auf konstanter Temperatur zu haltenden Kühlflüssigkeit einer Brennkraftmaschine durchströmt ist, wobei der Elektromagnet auf einen Steuerschieber (19) der Verstellpumpe einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelelektronik der Temperatur-Sollwert der Kühlflüssigkeit, die Temperatur der Brennkraftmaschine und mindestens der Temperatur-Istwert der Kühlflüssigkeit eingespeist werden.

2. Verstellpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelelektronik auch ein Wert über den Förderdruck der Pumpe eingespeist wird.

3. Verstellpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelelektronik auch ein Wert über die Drehzahl der Brennkraftmaschine eingespeist wird.

4. Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Verstellregler (18) derselben ein mit dem Steuerschieber (19) in Wirkverbindung stehender zweiarmer Hebel (25) angeordnet ist, auf den einerseits der Elektromagnet einwirkt, andererseits eine auf den Steuerschieber einwirkende Regelfeder (21).

5. Verstellpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelektronik einen Funktionsbildner aufweist, mit dessen Hilfe lineare, progressive oder degressive Kennlinien möglich sind.