DE3840023A1

DE3840023A1 - HYDROSTATIC DRIVE FOR THE FAN OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: DE3840023A1
Application number: DE3840023A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dipl Ing Olbrich; Uwe Dipl Ing Altmann; Hayno Dipl Ing Rustige
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-11-26
Filing date: 1988-11-26
Publication date: 1990-05-31
Also published as: EP0371260A3; EP0371260A2; EP0371260B1; DE58900357D1

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem hydrostatischen Antrieb nach der Gattung des Hauptanspruchs. Wenn bei einer derartigen Einrichtung die Kühlflüssigkeit noch kalt ist, soll der Lüfter seine niedrigste Drehzahl erreichen, bei erwärmter Kühlflüssigkeit seine maximale Drehzahl. Bei bekannten Einrichtungen wird dies durch verstellbare Hydromotoren oder Hydropumpen oder Stromregelventile erreicht. Verstellbare Hydromaschinen sind teuer, bei Stromregelventilen ent steht in einem Teil des Betriebszustandes ein stetiger Energiever lust.The invention is based on a hydrostatic drive according to the Genus of the main claim. If at such a facility the coolant is still cold, the fan should be at its lowest Speed, with the coolant heated to its maximum Rotational speed. In known devices, this is done by adjustable Hydraulic motors or hydraulic pumps or flow control valves reached. Adjustable hydraulic machines are expensive, ent with flow control valves there is a constant energy supply in part of the operating state lust.

Advantages of the invention

Der erfindungsgemäße hydrostatische Antrieb mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Einrichtung preiswert ist und nur sehr geringe Verlustleistung mit sich bringt.
The hydrostatic drive according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the device is inexpensive and has only very low power dissipation.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung wiedergegeben. Letztere zeigt in Fig. 1 einen hydrostatischen Antrieb für den Lüfter einer Brennkraft maschine in schematischer Darstellung, in Fig. 2 ein Aggregat dieser Einrichtung.An embodiment of the invention is shown in the following description and drawing. The latter shows in Fig. 1 a hydrostatic drive for the fan of an internal combustion engine in a schematic representation, in Fig. 2 an aggregate of this device.

Description of the invention example

In Fig. 1 ist mit 1 eine Zahnradpumpe bezeichnet, die von einer Brennkraftmaschine 2 angetrieben ist und über eine Saugleitung 3 Druckmittel aus einem Behälter 4 ansaugt; in der Saugleitung ist eine Saugdrossel 5 angeordnet. An die Pumpe 1 ist eine Förderleitung 6 angeschlossen, die zu einem Zahnradmotor 7 führt, dessen Drehzahl veränderbar ist; auf dessen Verstelleinrichtung 20 ist weiter unten eingegangen.In Fig. 1, 1 denotes a gear pump, which is driven by an internal combustion engine 2 and 3 sucks pressure medium from a container 4 via a suction line; A suction throttle 5 is arranged in the suction line. A pump line 6 is connected to the pump 1 , which leads to a gear motor 7 , the speed of which can be varied; its adjusting device 20 has been discussed further below.

An den Auslaß des Zahnradmotors 7 ist eine Leitung 8 angeschlossen, welche in eine Rückleitung 9 mündet, die durch einen Wärmetauscher 10 verläuft und dann zum Behälter führt. Der Zahnradmotor 7 treibt über eine Welle 35 das Lüfterrad 11 der Brennkraftmaschine an. Der Wärmetauscher steht mit dem Kühler 12 der Brennkraftmaschine in Wirkverbindung. Durch den Kühler 12 verläuft eine Leitung 13, in die auch der Thermostat 14 eines Thermostatventils 15 eindringt. In der Leitung 13 fließt die Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine. Das Thermostatventil 15 hat zwei Schaltstellungen I und II. Auf dieses wirkt entgegen dem Thermostat 14 eine Druckfeder 16 ein. An das Thermostatventil 15 ist eine Leitung 17 angeschlossen, die von einer Leitung 18 ausgeht und zum Behälter 4 führt. Die Leitung 18 steht einerseits mit der Verstelleinrichtung 20 des Zahnradmotors 7 in Verbindung, andererseits mit einem Entlastungsventil 21; die Leitung 18 mündet ebenfalls in die Leitung 9. Zwischen der Mündungsstelle der Leitung 17 in die Leitung 18 und dem Entlastungsventil 21 ist eine Blende 22 angeordnet. At the outlet of the gear motor 7 , a line 8 is connected, which opens into a return line 9 , which runs through a heat exchanger 10 and then leads to the container. The gear motor 7 drives the fan wheel 11 of the internal combustion engine via a shaft 35 . The heat exchanger is operatively connected to the cooler 12 of the internal combustion engine. A line 13 runs through the cooler 12 , into which the thermostat 14 of a thermostatic valve 15 also penetrates. The coolant of the internal combustion engine flows in line 13 . The thermostatic valve 15 has two switch positions I and II. A compression spring 16 acts on this counter to the thermostat 14 . A line 17 is connected to the thermostatic valve 15 , starting from a line 18 and leading to the container 4 . The line 18 is connected on the one hand to the adjusting device 20 of the gear motor 7 , and on the other hand to a relief valve 21 ; line 18 also opens into line 9 . An orifice 22 is arranged between the point where the line 17 opens into the line 18 and the relief valve 21 .

Das Entlastungsventil 21 hat eine Druckbetätigungseinrichtung 23, an die eine Leitung 24 mündet, welche von der Leitung 6 ausgeht. Ent gegen der Druckbetätigungseinrichtung 23 wirkt auf das Entlastungs ventil 21 eine Druckfeder 25 ein. Das Entlastungsventil 21 weist zwei Schaltstellungen I und II auf.The relief valve 21 has a pressure actuating device 23 , to which a line 24 opens, which starts from the line 6 . Ent against the pressure actuator 23 acts on the relief valve 21, a compression spring 25 . The relief valve 21 has two switching positions I and II.

Von der Förderleitung 6 geht weiterhin eine Leitung 27 aus, welche in die Leitung 18 mündet, und zwar vor der Verstelleinrichtung 20 des Zahnradmotors 7; in der Leitung 27 ist eine Blende 28 angeord net. An die Förderleitung 6 ist noch eine Leitung 29 angeschlossen, in der ein Druckbegrenzungsventil 38 angeordnet ist, dessen Auslaß ebenfalls in die Leitung 9 mündet.From the delivery line 6 continues a line 27 , which opens into the line 18 , in front of the adjusting device 20 of the gear motor 7 ; in the line 27 , an aperture 28 is net angeord. A line 29 is also connected to the delivery line 6 , in which a pressure relief valve 38 is arranged, the outlet of which also opens into line 9 .

Der Zahnradmotor 7 ist in Fig. 2 etwas vereinfacht dargestellt. Er weist ein Gehäuse 30 auf, das beidseitig durch Deckel 31, 32 ver schlossen ist. Im Gehäuseinnenraum kämmen zwei Zahnräder 33, 34 im Außeneingriff miteinander. Die nicht weiter bezeichneten Wellen zapfen der Zahnräder sind in den Deckeln gelagert, es können jedoch auch - wie bekannt - besondere Lagerkörper hierfür vorgesehen sein. Lediglich die Abtriebswelle 35 des Zahnradmotors ragt über den Deckeln 31 hinaus; auf ihm ist das Lüfterrad 11 befestigt. Zwischen den Zahnradseitenflächen und dem Deckel 32 ist ein Zwischenraum 39 gebildet, in welchem eine druckbeaufschlagbare (gesteuerte) Dicht platte 36 mit axialem Spiel angeordnet ist. Diese entspricht der symbolisch dargestellten Verstelleinrichtung 20 nach Fig. 1. Durch den Deckel 32 dringt eine Bohrung 37, an welche die Leitung 18 ange schlossen ist.The gear motor 7 is shown somewhat simplified in FIG. 2. It has a housing 30 which is closed on both sides by covers 31 , 32 . In the interior of the housing, two toothed wheels 33 , 34 mesh with one another in external engagement. The shafts of the gearwheels, which are not further specified, are mounted in the covers, but it is also possible, as is known, for special bearing bodies to be provided for this. Only the output shaft 35 of the gear motor protrudes beyond the covers 31 ; the fan wheel 11 is attached to it. Between the gear side surfaces and the cover 32 , an intermediate space 39 is formed, in which a pressurizable (controlled) sealing plate 36 is arranged with axial play. This corresponds to the symbolically represented adjusting device 20 according to FIG. 1. Through the cover 32 penetrates a bore 37 to which the line 18 is closed.

Nach Anlassen der Brennkraftmaschine 2 fördert die Pumpe 1 Druck mittel zum Zahnradmotor 7. Bei niedrigem Druck fließt ein Steueröl strom über die Leitungen 27, 18 und die dort angeordneten Blenden 28, 22 sowie über das Entlastungsventil 21, das sich nun in seiner Schaltstellung I befindet, in die Leitung 9 und weiter zum Behälter. Da die Temperatur der Kühlflüssigkeit noch niedrig ist, ist das Thermostatventil 15 in seiner Schaltstellung I. Das heißt aber auch, daß der Druck in Bohrung 37 des Zahnradmotors (welche an die Leitung 18 angeschlossen ist) gering ist, so daß die Dichtplatte 36 nicht an die Zahnradseitenflächen angedrückt wird. Dies bedeutet, daß das dem Zahnradmotor 7 zugeführte Druckmittel größtenteils zwischen der abgehobenen Dichtplatte und den Zahnradseitenflächen unmittelbar von der Druckseite zur Auslaßseite fließt (by-pass). Das hat zur Folge, daß sich die Abtriebswelle 35 nur langsam dreht und damit auch das Lüfterrad 11. Der Zahnradmotor hat seine minimale Drehzahl erreicht, und er läuft leicht an.After starting the internal combustion engine 2 , the pump 1 conveys pressure medium to the gear motor 7 . At low pressure, a control oil stream flows through the lines 27 , 18 and the orifices 28 , 22 arranged there and via the relief valve 21 , which is now in its switching position I, in the line 9 and on to the container. Since the temperature of the cooling liquid is still low, the thermostatic valve 15 is in its switching position I. But this also means that the pressure in bore 37 of the gear motor (which is connected to line 18 ) is low, so that the sealing plate 36 does not come on the gear side surfaces is pressed. This means that the pressure medium fed to the gear motor 7 largely flows directly between the lifted sealing plate and the gear side surfaces from the pressure side to the outlet side (by-pass). The result of this is that the output shaft 35 rotates only slowly and thus also the fan wheel 11 . The gear motor has reached its minimum speed and it starts up easily.

Steigt der Druck durch zunehmende Drehzahl der Brennkraftmaschine an, so wird das Entlastungsventil 21 durch den auch in der Leitung 24 ansteigenden Druck in seine Sperrstellung II geschaltet.If the pressure rises due to the increasing speed of the internal combustion engine, the relief valve 21 is switched into its blocking position II by the pressure also rising in the line 24 .

Wenn die Kühlflüssigkeit sich erwärmt, wird das Thermostatventil 25 durch den Thermostaten 14 nach und nach in seine Schaltstellung II verstellt. Das bedeutet, daß über die Leitungen 6, 27, 18 weniger Druckmittel zum Rücklauf 17 fließt, so daß der Druck in der Leitung 18 ansteigt und damit auch in der Bohrung 37. Nun wird die Dicht platte 36 bei sich weiter schließendem Thermostatventil 15 mehr und mehr an die Zahnradseitenflächen angedrückt, so daß immer weniger Druckmittel entlang der Zahnradseitenflächen im by-pass von der Druckseite zur Auslaßseite des Zahnradmotors fließen kann. Dadurch erhöht sich die Drehzahl der Zahnräder und damit der Welle 35. Ist die richtige Kühlflüssigkeitstemperatur erreicht, dann ist das Thermostatventil 15 ganz geschlossen, und die Dichtplatte 36 wird nun mit einer solchen Überschußkraft an die Zahnradseitenflächen gedrückt, daß überhaupt kein Druckmittel mehr von der Druckseite entlang der Dichtplatte zur Auslaßseite fließen kann. Damit hat auch das Lüfterrad 11 seine maximale Drehzahl erreicht, und dies bedeutet maximale Kühlleistung. When the coolant heats up, the thermostat valve 25 is gradually adjusted to its switching position II by the thermostat 14 . This means that less pressure medium flows to the return 17 via the lines 6 , 27 , 18 , so that the pressure in the line 18 rises and thus also in the bore 37 . Now the sealing plate 36 is pressed more and more to the gear side surfaces with the thermostatic valve 15 closing, so that less and less pressure medium can flow along the gear side surfaces in the by-pass from the pressure side to the outlet side of the gear motor. This increases the speed of the gears and thus the shaft 35 . When the correct coolant temperature has been reached, the thermostatic valve 15 is completely closed and the sealing plate 36 is now pressed against the gear side surfaces with such an excess force that no pressure medium can flow at all from the pressure side along the sealing plate to the outlet side. The fan wheel 11 has thus also reached its maximum speed, and this means maximum cooling capacity.

Durch das Druckbegrenzungsventil 38 wird die Hydraulikanlage gesichert bzw. die maximale Drehzahl des Lüfterrads begrenzt. Daraus erkennt man, daß auf einfachste Weise eine Drehzahlregelung des Lüfterrads 11 erreicht wird. Es sei noch bemerkt, daß Zahnradmotoren mit derartiger Steuerung der Dichtplatten bekannt sind, jedoch nicht im Zusammenhang mit der beschriebenen Einrichtung.The hydraulic system is secured or the maximum speed of the fan wheel is limited by the pressure limiting valve 38 . From this it can be seen that speed control of the fan wheel 11 is achieved in the simplest way. It should also be noted that gear motors with such control of the sealing plates are known, but not in connection with the device described.

Befindet sich das Thermostatventil in Sperrstellung II und wird nun die Brennkraftmaschine abgeschaltet, so wird auch gleichzeitig die Dichtplatte 36 am Zahnradmotor entlastet. Damit kann also Druck mittel wieder entlang der abgehobenen Dichtplatte zur Auslaßseite strömen. Wird die Brennkraftmaschine jetzt wieder zugeschaltet und befindet sich das Thermostatventil 15 noch in Sperrstellung II, so ist ein einwandfreies Anlaufen des Zahnradmotors über das geöffnete Entlastungsventil 21 möglich, das erst nach einem bestimmten Druck aufbau in der Leitung 6 schließt.If the thermostatic valve is in blocking position II and the internal combustion engine is now switched off, the sealing plate 36 on the gear motor is also relieved at the same time. So that pressure medium can flow again along the lifted sealing plate to the outlet side. If the internal combustion engine is now switched on again and the thermostatic valve 15 is still in the locked position II, then the gear motor can be started properly via the open relief valve 21 , which only builds up after a certain pressure in line 6 closes.

Es ist natürlich möglich, auch auf der anderen Seite der Zahnräder eine der Dichtplatte 36 entsprechende Dichtplatte (gesteuert oder ungesteuert) anzuordnen.Of course, it is also possible to arrange a sealing plate (controlled or uncontrolled) corresponding to the sealing plate 36 on the other side of the gearwheels.

Claims

1. Hydrostatic drive for the fan ( 11 ) of an internal combustion engine ( 2 ), the hydraulic motor ( 7 ) being a gear motor which has an axially movable sealing plate ( 36 ) which bears against the side surfaces of the gears on at least one side thereof , characterized in that the sealing plate can be acted upon or relieved by a pressure predetermined by a thermostatic valve ( 15 ), that the expansion element ( 14 ) of the thermostatic valve lies in the coolant flow of the internal combustion engine and that one emanating from the delivery line ( 6 ) of the hydraulic pump ( 1 ) and a throttle ( 28 ) containing line connection via the thermostatic valve to the container.

2. Drive according to claim 1, characterized in that the thermostatic valve ( 15 ) is preceded by a relief valve ( 21 ) which is controlled by the pressure prevailing in the delivery line.