DE4321637A1 - Hydraulischer Antrieb, insbesondere hydraulischer Lüfterantrieb für die Kühlanlage einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Antrieb, insbe­ sondere von einem hydraulischen Lüfterantrieb für die Kühlanlage einer Brennkraftmaschine, der die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 aufweist.

Ein hydraulischer Lüfterantrieb ist z. B. aus der DE 34 07 747 A1 bekannt. Bei dem Lüfterantrieb aus dieser Druckschrift soll ein als Druckbegrenzungsventil aus gebildetes Steuerventil Druck­ mittel zum Stellkolben der Verstellpumpe steuern. Das Schaltsym­ bol für das Druckbegrenzungsventil läßt erkennen, daß sein Schließkörper in Öffnungsrichtung vom Druck eines Druckmittels und in Schließrichtung von einer vorgespannten Druckfeder beauf­ schlagt wird, deren Vorspannung mit Hilfe eines Elektromagneten veränderbar ist. Je größer der durch den Elektromagneten flie­ ßende Strom ist, um so größer ist dessen Kraft und um so stärker wird die Druckfeder vorgespannt, so daß der am Druckbegrenzungs­ ventil eingestellte Druck mit einer Vergrößerung des durch den Elektromagneten fließenden elektrischen Stromes wächst. Wie der Stellkolben der Verstellpumpe mit Hilfe des Druckbegrenzungsven­ tils gesteuert werden soll, geht nicht deutlich aus der genann­ ten Druckschrift hervor.

Ein hydraulischer Lüfterantrieb für die Kühlanlage einer Brenn­ kraftmaschine und mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des An­ spruches 1 ist aus der DE 34 20 519 A1 bekannt. Diese Druck­ schrift zeigt ein Regelventil mit einem Regelkolben, der in sei­ ner Regelstellung einen durch einen Stellkolben begrenzten Druckraum gegen die Druckseite der Pumpe und gegen Tank ab­ sperrt. Durch eine Verschiebung des Regelkolbens in die eine oder in die andere Richtung wird der Druckraum mit der Druck­ seite der Pumpe oder mit dem Tank verbunden und dadurch der Druck in ihm und die Position des Stellkolbens verändert. Ist die einer bestimmten Temperatur des Kühlmittels und einer be­ stimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine entsprechende Position des Stellkolbens erreicht, sperrt der Regelkolben den Druckraum wieder ab. Der Regelkolben wird in Richtung eines höheres Drucks im Druckraum von einer Feder beaufschlagt und ist in Richtung eines niedrigeren Drucks im Druckraum von einem Elektromagneten verschiebbar. Die Feder ist mit dem Stellkolben derart gekop­ pelt, daß sie in der Regelstellung des Regelkolbens um so stär­ ker gespannt ist, je geringer die Fördermenge der Pumpe bei ei­ ner Umdrehung ihres Antriebsteils, das sogenannte Fördervolumen ist. Dies bedeutet aber auch, daß die Magnetkraft und damit der durch den Magneten fließende Strom um so größer sein muß, je kleiner das Fördervolumen ist. Damit ist sichergestellt, daß bei einem Ausfall der den Elektromagneten steuernden Regelelektronik oder des Elektromagneten selbst die Verstellpumpe maximales För­ dervolumen bringt und die Brennkraftmaschine ausreichend gekühlt wird.

Bei dem bekannten Lüfterantrieb muß die Position des Stellkol­ bens in komplizierter Weise auf die den Regelkolben belastende Regelfeder rückgeführt werden. Zudem ist es notwendig, außer der Temperatur des Kühlmittels mit einem Sensor auch die Drehzahl der Brennkraftmaschine und damit der Verstellpumpe oder den Pum­ pendruck zu erfassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Antrieb mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit relativ einfach aufgebauten Komponenten zu verwirklichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen hydraulischen An­ trieb gelöst, der die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1 besitzt und bei dem die Ventilanordnung ein Druckbegren­ zungsventil, dessen Einstellung mit einem Elektromagneten verän­ derbar ist, und ein 3/2-Wegeventil mit einem Regelkolben auf­ weist, der zur Bewegung in die eine Richtung vom Pumpendruck und zur Bewegung in die andere Richtung vom einem zwischen einer Drossel und dem Druckbegrenzungsventil abgegriffenen Steuerdruck und einem ersten Federelement beaufschlagbar ist. Das Druckbe­ grenzungsventil besitzt einen Schließkörper, der in Öffnungs­ richtung vom Steuerdruck und vom Elektromagneten und in Schließ­ richtung von einem zweiten Federelement beaufschlagbar ist. Zur Ventilanordnung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebs gehört also wie bei dem geschilderten Stand der Technik nach der DE 34 20 519 A1 ein 3/2-Wegeventil mit einem Regelkolben. Dieser ist nun jedoch, wie an sich bekannt, im Betrieb zur Bewegung in Richtung kleineres Fördervolumen vom Pumpendruck und zur Bewe­ gung in Richtung größeres Fördervolumen der Verstellpumpe von einem zwischen einer Drossel und dem ebenfalls zur Ventilanord­ nung gehörenden Druckbegrenzungsventil abgegriffenen Steuerdruck beaufschlagt. Außerdem ist er in Richtung größeres Fördervolumen von einem Federelement belastet, dessen Vorspannung allerdings nicht von der Position des Stellkolbens abhängt, sondern ledig­ lich dafür sorgt, daß in der Regelstellung des Regelkolbens je­ weils eine bestimmte Druckdifferenz zwischen dem Pumpendruck und dem Steuerdruck herrscht. Durch die beschriebene Beaufschlagung des Schließkörpers des Druckbegrenzungsventils wird erreicht, daß die Verstellpumpe bei einem Ausfall einer den Elektromagne­ ten steuernden Elektronik oder des Elektromagneten selbst maxi­ males Fördervolumen bringt. Da der Pumpendruck auf den Regelkol­ ben wirkt, ist es nicht notwendig, die Drehzahl der Brennkraft­ maschine oder den Pumpendruck durch Sensoren zu erfassen. Der Regelkolben selbst ist eine Art Sensor für den Pumpendruck.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen hydrauli­ schen Antriebs kann man den Unteransprüchen entnehmen.

Für eine kostengünstige Serienfertigung sind gemäß Anspruch 2 das 3/2-Wegeventil und das Druckbegrenzungsventil zu einer Bau­ einheit zusammengefaßt. Dabei ist es möglich, einen vollständi­ gen Elektromagneten mit einer Wicklung, einem Anker und den Rückschlußteilen des magnetischen Kreises an einem Ventilgehäuse zu befestigen, das mit einer Bohrung ausgestattet ist, in der sich der Regelkolben des 3/2-Wegeventils befindet. Ein höherer Grad der Integration des Wegeventils und des Druckbegrenzungs­ ventils und damit eine weitere Reduzierung der Kosten kann da­ durch erreicht werden, daß, wie in Anspruch 6 angegeben, das Ventilgehäuse, in dem sich der Regelkolben befindet, zugleich auch Teil des Magnetkreises des Elektromagneten ist, daß es ins­ besondere eine Bohrung zur Aufnahme einer Magnetwicklung auf­ weist und als außen an der Wicklung entlanglaufendes magneti­ schen Rückschußteil dient.

Die Ventilanordnung baut nicht hoch, wenn gemäß Anspruch 7 die Achse des Elektromagneten mit der Achse der Bohrung für den Re­ gelkolben fluchtet. Außerdem bietet diese Fluchtung die Möglich­ keit, die Bohrung des Ventilgehäuses für den Regelkolben und die Bohrung für den Elektromagneten bzw. für Teile des Elektromagne­ ten als jeweils zur anderen Bohrung durchgängig herzustellen, wie dies in Anspruch 8 angegeben ist. Dadurch ist z. B. die Her­ stellung einer im Durchmesser gegenüber der den Regelkolben auf­ nehmenden Bohrung größeren Kammer am Ende dieser Bohrung verein­ facht.

In Ventilen mit einem beweglichen Ventilkörper, der von einem Federelement beaufschlagt ist, ist die Vorspannung des Federele­ ments normalerweise justierbar, um Toleranzen in den einzelnen Bauteilen ausgleichen zu können. Besitzt die Ventilanordnung au­ ßerdem einen Elektromagneten, mit dem die auf den Ventilkörper wirkenden Kräfte beeinflußbar sind, und ein Ventilgehäuse, so läßt sich die Vorspannung des Federelements gemäß Anspruch 9 in besonders einfacher Weise dadurch einstellen, daß das Ventilge­ häuse und der Elektromagnet verschieden weit ineinander ge­ schraubt werden. Der Ventilkörper kann z. B. der Schließkörper des zur Ventilanordnung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebs gehörenden Druckbegrenzungsventils sein. Es ist jedoch leicht einsichtig, daß die Ausbildung gemäß Anspruch 9 auch sonst bei Ventilen von Vorteil ist, da keine zusätzliche Stell­ schraube notwendig ist. Das Federelement kann zwischen dem Ven­ tilkörper, insbesondere zwischen einem Schließkörper des Druck­ begrenzungsventils und dem Ventilgehäuse eingespannt sein. Dann ist es besonders günstig, wenn gemäß Anspruch 10 ein vom Ventil­ körper unter der Wirkung des Federelements beaufschlagbarer An­ schlag, insbesondere ein vom Schließkörper beaufschlagbarer Ven­ tilsitz mit dem Elektromagneten relativ zum Ventilgehäuse ver­ schiebbar ist. Es ändert sich dann nämlich nicht die Position des Elektromagneten., insbesondere nicht die Position des Magnet­ ankers relativ zum Ventilkörper. Eine Verstellbarkeit des Ven­ tilsitzes wird mit einer besonders einfachen Konstruktion erhal­ ten, wenn gemäß Anspruch 11 sich der Schließkörper und das Fe­ derelement im wesentlichen auf der einen Seite des Ventilsitzes und der Elektromagnet im wesentlichen auf der anderen Seite des Ventilsitzes befinden. Hier kann ohne weiteres ein stoßender Elektromagnet verwendet werden, bei dem der Magnetanker bzw. ein mit ihm verbundener Stift aus der Wicklung herausfährt. Bei ei­ ner solchen Konstruktion kann außerdem der Ankerraum des Elek­ tromagneten mit einer stromauf des Ventilsitzes gelegenen Druck­ kammer in Verbindung stehen, so daß die Füllung des Ankerraums mit Öl sichergestellt ist.

Die Ansprüche 13 bis 15 betreffen besondere konstruktive Ausge­ staltungen der Ventilanordnung gemäß Anspruch 11 oder 12.

Die Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 16 und 17 führen zu be­ sonders einfachen Konstruktionen, wobei insbesondere ein ziehen­ der Elektromagnet von Vorteil ist.

Eine Rücklaufkammer des Druckbegrenzungsventils ist vorzugsweise durch eine innerhalb des Ventilgehäuses verlaufende Bohrung mit einem gemeinsamen Rücklaufanschluß des 3/2-Wegeventils und des Druckbegrenzungsventils verbunden. Dabei läßt sich die Bohrung besonders leicht herstellen, wenn sie von einer axialen Begren­ zungsfläche der Rücklaufkammer ausgeht.

Ein erfindungsgemäßer Lüfterantrieb zur Kühlung einer Brenn­ kraftmaschine sowie verschiedene in einem solchen Lüfterantrieb verwendbare Ventilanordnungen zur Regelung der Verstellpumpe sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 das Schaltbild eines erfindungsgemäßen hydraulischen Lüfterantriebs,

Fig. 2 eine erste Ventilanordnung, die bei einem Lüfterantrieb nach Fig. 1 verwendbar ist und bei der zum Druckbegren­ zungsventil ein stoßender Elektromagnet gehört,

Fig. 3 eine andere Ventilanordnung, zu deren Druckbegrenzungs­ ventil ein ziehender Elektromagnet gehört und

Fig. 4 eine letzte Ventilanordnung, bei der das Ventilgehäuse für den Regelkolben auch im magnetischen Kreis des Elektromagneten des Druckbegrenzungsventils liegt.

Der Lüfterantrieb nach Fig. 1 umfaßt eine Verstellpumpe 10, die über eine Saugleitung 11 aus einem Druckmittelvorratsbehälter 12, kurz Tank genannt, Druckmittel ansaugt und über eine Vor­ laufleitung 13 zu einem Eingang eines Konstantmotors 14 fördert, von dessen Ausgang eine Rücklaufleitung 15 zum Tank 12 führt. Von dem Konstantmotor 14 wird ein Lüfterrad 16 angetrieben, das sich in der Nähe eines Kühlers 17 befindet, durch den ein Kühl­ mittelstrom 18, mit dem eine Brennkraftmaschine gekühlt wird, hindurchfließt. Die Temperatur des Kühlmittelstroms 18 ist von einem Temperatursensor 19 erfaßbar, der ein der Temperatur ent­ sprechendes Spannungssignal an eine Regelelektronik 20 gibt.

Zur Verstellpumpe 10 gehört ein erster Stellzylinder 25, der einen Stellkolben 26 aufweist und dessen kolbenstangenabseitiger Druckraum 27 zur Verringerung des Fördervolumens der Pumpe 10 Druckmittel zugeführt und zur Vergrößerung des Fördervolumens zum Tank 12 hin entlastet wird. Der Stellkolben 28 eines zweiten Stellzylinders 29 hat eine kleinere Wirkfläche als der Stellkol­ ben 26. Der kolbenstangenabseitige Druckraum 30 des Stellzylin­ ders 29 ist vom Pumpendruck beaufschlagt. Außerdem befindet sich in ihm eine Druckfeder 31, die auf den Kolben 28 in dieselbe Richtung wie der Pumpendruck wirkt, nämlich in Richtung einer Vergrößerung des Fördervolumens.

Die Drehzahl des Konstantmotors 14 und damit diejenige des Lüf­ terrads 16 hängt von der Fördermenge der Verstellpumpe 10 ab. Außerdem baut sich zu jeder Drehzahl des Konstantmotors 14 und damit zu jeder Fördermenge ein ganz bestimmter Druck in der Vor­ laufleitung 13 auf. Umgekehrt entspricht einem bestimmten Druck in der Vorlaufleitung 13 eine bestimmte Fördermenge der Pumpe 10 und damit einer bestimmten Drehzahl des Konstantmotors 14, so daß durch eine Veränderung des Druckes in der Vorlaufleitung 13 auch die Drehzahl des Konstantmotors 14 verändert werden kann.

Als Druckregler ist auf die Verstellpumpe 10 eine Ventilanord­ nung 35 aufgebaut, die ein 3/2-Wegeventil 36 mit einem Regelkol­ ben 37 und ein direktgesteuertes Proportional-Druckbegrenzungs­ ventil 38 mit einem Schließkörper 39 umfaßt. Die drei Anschlüsse des Wegeventils 36 sind ein Pumpenanschluß P, der intern inner­ halb der Ventilanordnung 35 und der Pumpe 10 mit der Druckseite der Pumpe verbunden ist, ein Tankanschluß T, der intern zu einem Leckölanschluß der Pumpe führt, und ein Verbraucheranschluß A, der mit dem Druckraum 27 des ersten Stellzylinders 25 verbunden ist. In der Regelstellung sperrt der Regelkolben 37 den Verbrau­ cheranschluß A mit Nullüberdeckung oder geringer positiver Über­ deckung gegen den Pumpenanschluß P und den Tankanschluß T ab. In die eine Verstellrichtung, die zu einem Verbinden des Verbrau­ cheranschlusses A mit dem Tankanschluß T führt, belastet eine Druckfeder 34 den Regelkolben 37. Außerdem ist der Regelkolben in dieser Richtung von einem Steuerdruck beaufschlagbar. In die entgegengesetzte Verstellrichtung, die zu einer Verbindung des Verbraucheranschlusses A mit dem Pumpenanschluß P führt, ist der Regelkolben 37 vom Pumpendruck beaufschlagbar. Eine Drossel 41 ist auf der einen Seite an den Pumpenanschluß P und auf der an­ deren Seite an das Druckbegrenzungsventil 38 angeschlossen, des­ sen Ausgang mit dem Tankanschluß T des Druckreglers 35 verbunden ist. Zwischen der Drossel 41 und dem Druckbegrenzungsventil 38 wird der Steuerdruck für den Regelkolben 37 abgegriffen. Er ent­ spricht dem Druck, auf den das Druckbegrenzungsventil einge­ stellt ist.

Auf den Schließkörper 39 des Druckbegrenzungsventils 38 wirkt in Öffnungsrichtung eine von einem Elektromagneten 42 ausgeübte Kraft, die von dem durch den Elektromagneten fließenden Strom abhängt, und eine vom Steuerdruck erzeugte Kraft. In Schließ­ richtung ist der Schließkörper 39 von einer justierbaren Druck­ feder 43 belastet. Der Elektromagnet 42 ist über ein elektri­ sches Kabel 44 mit der Regelelektronik 20 verbunden, die je nach Temperatur des Kühlmittels ein bestimmtes Steuersignal an den Elektromagneten legt.

Im ausgeregelten Zustand besteht am Regelkolben 37 ein Gleichge­ wicht zwischen der vom Pumpendruck erzeugten Kraft und der Summe der vom Steuerdruck erzeugten Kraft und der Kraft der Feder 34. Je niedriger der Steuerdruck ist, je niedriger also der am Druckbegrenzungsventil 38 eingestellte Druck ist, um so niedri­ ger ist der Pumpendruck und damit die Drehzahl des Konstantmo­ tors 14. Am Druckbegrenzungsventil besteht ein Gleichgewicht zwischen der Kraft der Feder 43 und der Summe der vom Steuer­ druck erzeugten Kraft und der Magnetkraft. Dies bedeutet, daß der Steuerdruck um so niedriger ist je höher die Magnetkraft, je größer also das von der Regelelektronik 20 kommende Steuersignal ist. Bei voll ausgesteuertem Elektromagnet 42 ist deshalb der Konstantmotor 14 in Ruhe oder hat eine sehr geringe Drehzahl. Ist der Elektromagnet 42 dagegen ausgeschaltet, so ist der Steu­ erdruck und mit ihm der Pumpendruck maximal. Der Konstantmotor 14 dreht mit maximaler Drehzahl. Somit ist auch dann, wenn die Regelelektronik 20 oder auch nur der Elektromagnet 42 ausfällt, gewährleistet, daß die Brennkraftmaschine gekühlt wird und kei­ nen Schaden nimmt.

Der Druckregler 35 nach Fig. 2 besitzt ein Ventilgehäuse 50 mit den Anschlüssen P, A und T sowie einer durchgehenden Bohrung 51, die auf der einen Seite durch eine Verschlußschraube 52 ver­ schlossen ist. Die Bohrung 51 besitzt mehrere Bohrungsab­ schnitte, die sich in ihrer Länge und in ihrem Durchmesser von­ einander unterscheiden. Im Bohrungsabschnitt 53 mit dem gering­ sten Durchmesser ist mit Hilfe dreier Ringbunde der Regelkolben 37 des 3/2-Wegeventils 36 geführt. In der Regelstellung des Re­ gelkolbens 37 überdeckt der mittlere Ringbund 54 eine zum Ver­ braucheranschluß A führende Querbohrung 55. Bei einer Verschie­ bung des Regelkolbens 37 in Richtung auf die Verschlußschraube 52 zu werden der Anschluß A und der Anschluß T und bei einer Verschiebung von der Verschlußschraube 52 weg der Anschluß A und der Anschluß P miteinander verbunden. In den Regelkolben 37 ist eine Längsbohrung 56 eingebracht, die in jeder Position des Re­ gelkolbens 37 über eine Querbohrung 57 mit dem Druckanschluß P verbunden ist. Zur Verschlußschraube 52 hin mündet die Längsboh­ rung 56 in einen Druckraum 58, in dem somit der Druck am Druck­ anschluß P herrscht, der den Regelkolben 37 in Richtung von der Verschlußschraube 52 weg, also in Richtung einer Verbindung zwi­ schen den Anschlüssen A und P beaufschlagt. Am anderen Ende des Regelkolbens 37 gelangt die Längsbohrung 56 über die Drossel 41 in einen Steuerdruckraum 60, der innerhalb eines Abschnitts 61 der Bohrung 51 gebildet ist, der einen größeren Durchmesser als der Bohrungsabschnitt 53 besitzt und der in einer radialen Stufe in den Bohrungsabschnitt 53 übergeht. In dem Steuerdruckraum 60 herrscht im Betrieb ein durch das Druckbegrenzungsventil 38 ein­ stellbarer Steuerdruck, der den Regelkolben 37 in Richtung auf die Verschlußschraube 52 zu, also in Richtung einer Verbindung zwischen den Anschlüssen A und T beaufschlagt. In dieselbe Rich­ tung ist der Regelkolben 37 von der Druckfeder 34 belastet, die in dem Druckraum 58 untergebracht ist, den Regelkolben 37 umgibt und sich an einer Stufe des Ventilgehäuses 50 und einem Flansch 63 des Ventilkolbens 37 abstützt.

Die bisher beschriebenen Bauteile gehören zu dem 3/2-Wegeventil 36. Das Ventilgehäuse 50 ist jedoch zugleich auch Teil des Druckbegrenzungsventils 38, dessen in nicht näher dargestellter Weise vollständig mit einem Wicklung, einem Magnetanker und Rückschlußteilen des Magnetkreises ausgestatteter Elektromagnet 42 in zwei weitere Abschnitte 71 und 72 der Bohrung 51 einge­ setzt ist. An den Bohrungsabschnitt 61 schließt sich der Boh­ rungsabschnitt 71 an, dem wiederum der Bohrungsabschnitt 72 folgt. Der Durchmesser des Bohrungsabschnitts 71 ist größer als der Durchmesser des Bohrungsabschnitts 61 und der Durchmesser des Bohrungsabschnitts 72 größer als der Durchmesser des Boh­ rungsabschnitts 71, wobei der Bohrungsabschnitt 72 noch eine ko­ nische Stufe aufweist, die sich am einen Ende eines Innengewin­ des befindet.

Ein entsprechendes Außengewinde befindet sich an einem Polstück 73, das mit einem Abschnitt geringeren Durchmessers auch in den Bohrungsabschnitt 71 hineinragt. Es hat sowohl von der Stufe zwischen den beiden Bohrungsabschnitten 71 und 72 als auch von der Stufe zwischen den Bohrungsabschnitten 61 und 71 einen Ab­ stand. Zentral besitzt es eine axiale Bohrung mit drei Abschnit­ ten verschiedenen Durchmessers. In den mittleren Bohrungsab­ schnitt 74 ist ein Ventilsitz 75 soweit eingepreßt, daß er mit einem Außenflansch auf der Stufe zwischen dem Bohrungsabschnitt 74 und dem Bohrungsabschnitt 76 aufliegt, der einen größeren Durchmesser als der Bohrungsabschnitt 74 besitzt und zum Boden des Abschnitts 71 der Bohrung 51 hin offen ist. In den Abschnitt 61 der Bohrung 51 ist vom Abschnitt 71 aus ein Verschlußstopfen 77 eingesetzt, der den Steuerdruckraum 60 von einer Rücklaufkam­ mer 78 des Druckbegrenzungsventils 38 trennt, die zwischen dem Verschlußstopfen 77 und dem Ventilsitz 75 liegt. Von der Rück­ laufkammer 78 aus gesehen jenseits des Ventilsitzes 75 befindet sich eine Druckkammer 79 des Druckbegrenzungsventils 38, die über eine Querbohrung 80 im Polstück 73, den Ringraum zwischen dem Polstück 73 und dem Boden des Bohrungsabschnitts 72, eine parallel zur Bohrung 51 in das Ventilgehäuse 50 eingebrachte Längsbohrung 81 des Ventilgehäuses 50, die vom Boden des Boh­ rungsabschnitts 72 ausgeht, und eine Querbohrung 70 im Ventilge­ häuse 50 mit dem Steuerdruckraum 60 verbunden ist.

Von der Rücklaufkammer 78 aus wird ein Schließkegel 39 von einer Druckfeder 43, die zwischen dem Schließkegel 39 und dem Ver­ schlußstopfen 77 eingespannt ist, auf den Ventilsitz 75 ge­ drückt. In Gegenrichtung wird der Schließkegel von dem Druck in der Druckkammer 79, der dem Steuerdruck entspricht, und von ei­ nem Stößel 84 des Elektromagneten 42 beaufschlagt, der in dem Polstück 73 geführt ist und in die Druckkammer 79 hineinragt. Wenn der Elektromagnet 42 bestromt wird, wirkt auf den Magnetan­ ker eine Kraft, die den Stößel 84 aus dem Elektromagneten her­ ausdrückt. Es handelt sich also um einen sogenannten stoßenden Elektromagneten.

Parallel zu einem den Stößel 84 aufnehmenden Bohrungsabschnitt besitzt das Polstück 73 eine weitere Bohrung 85, über die der Ankerraum des Elektromagneten 42 mit der Druckkammer 79 verbun­ den ist. Dadurch ist sichergestellt, daß der Innenraum des Elek­ tromagneten sicher mit Hydrauliköl gefüllt ist und die Bewegung des Magnetankers gedämpft wird.

Vom Boden des Abschnitts 71 der Bohrung 51 geht eine weitere parallel zur Bohrung 51 verlaufende Längsbohrung aus, die mit der Bezugszahl 86 versehen ist und die die Rücklaufkammer 78 mit einer zwischen dem Abschnitt 53 der Bohrung 51 und dem Tankan­ schluß T verlaufenden Querbohrung 87 verbindet.

Von besonderem Vorteil bei der Ventilanordnung nach Fig. 2 ist, daß die Druckfeder 43 dadurch justiert werden kann, daß der Elektromagnet 42 verschieden weit in das Ventilgehäuse 50 einge­ schraubt wird. Eine zusätzliche Stellschraube ist nicht notwen­ dig. Da sich der Ventilsitz 75 am Polstück 73 befindet, macht der Ventilsitz 75 die Bewegung des Elektromagneten mit, so daß sich die Zuordnung zwischen dem Ventilsitz 75 und dem Anker des Magneten durch die Justage nicht verändert. Es verändert sich lediglich der Abstand zwischen dem Verschlußstopfen 77 und dem Ventilsitz 75 und damit die Vorspannung der Druckfeder 43.

Bei einem bestimmten Steuersignal für den Elektromagneten 42 halten sich am Schließkegel 39 die Kraft der Druckfeder 43 und die Summe der vom Steuerdruck erzeugten Kraft und der Magnet­ kraft das Gleichgewicht. Der zum Halten dieses Gleichgewichts notwendige Druck ist der Steuerdruck, der im Steuerdruckraum 60 ansteht und zusammen mit der Druckfeder 34 den Regelkolben 37 in Richtung auf die Verschlußschraube 52 zu beaufschlagt. In Gegen­ richtung wirkt der Pumpendruck, der sich so einstellt, daß auch am Regelkolben 37 ein Kräftegleichgewicht herrscht. Steigt die Drehzahl der Pumpe 10 an, so erhöht sich der Pumpendruck, das Gleichgewicht am Regelkolben 37 wird gestört, und die Anschlüsse A und P werden miteinander verbunden. Dadurch gelangt Druckmit­ tel in den Druckraum 27 des Stellzylinders 25, so daß die Pumpe 10 auf kleineres Fördervolumen zurückgeschwenkt wird, das zusam­ men mit der vergrößerten Drehzahl dieselbe Fördermenge pro Zeiteinheit wie bei der vorherigen niedrigeren Drehzahl bringt. Ändert sich die Temperatur des Kühlmittels, so ändert sich das von der Regelelektronik kommende Steuersignal für den Elektroma­ gneten 42, so daß das Kräftegleichgewicht am Schließkegel 39 bei einem anderen Steuerdruck erreicht wird. Dementsprechend ist auch ein anderer Pumpendruck notwendig, um am Regelkolben 37 ein Kräftegleichgewicht auf einem anderen Niveau zu schaffen. Der Pumpendruck verändert sich entsprechend dem Steuerdruck.

Die Ventilanordnung nach Fig. 3 unterscheidet sich von derjeni­ gen nach Fig. 2 im wesentlichen im Hinblick auf die Ausbildung des Druckbegrenzungsventils 38, die hauptsächlich dadurch be­ dingt ist, daß nun anstelle eines stoßenden Elektromagneten ein ziehender Elektromagnet 42 benutzt ist. Der Steuerdruckraum 60 ist durch einen Ventilsitz 75 des Druckbegrenzungsventils 38 ab­ gegrenzt, der als Platte mit einer zentralen Bohrung ausgebildet ist und auf einer Außenseite des Ventilgehäuses 50 aufliegt. Der Elektromagnet 90 ist unter Zwischenlage der Platte 75 ebenfalls an das Ventilgehäuse 50 außen angebaut. Er besitzt einen Flachanker 92, der mit einem Schließkegel 39 von einer Druckfe­ der 43 gegen den Ventilsitz 75 gedrückt wird. Das Gehäuse 94 des Elektromagneten 90 ist aus einem nichtmagnetisierbaren Material, z. B. Aluminium oder Messing gefertigt und besitzt eine Trennwand 95, die einen Raum für eine Wicklung 96 und einen Eisenkern 97 und einen Raum 78 zur Aufnahme des Flachankers 92 trennt. Dieser Raum ist zugleich auch die Rücklaufkammer des Druckbegrenzungs­ ventils 38, die sich, nur durch den Ventilsitz 75 getrennt, un­ mittelbar an den Steuerdruckraum 60 des 3/2-Wegeventils 36 an­ schließt und die wie bei der Ausführung nach Fig. 2 durch einen Kanal 86, der durch die Platte 75 und das Ventilgehäuse 50 hin­ durchführt, mit dem Tankanschluß T verbunden ist.

Hinsichtlich des Wegeventils 36 besteht zu der Ausführung nach Fig. 2 ein Unterschied darin, daß die Druckfeder 34 nun im Steuerdruckraum 60 angeordnet und zwischen dem Regelkolben 37 und dem Ventilsitz 75 eingespannt ist.

Auch bei der Ausführung nach Fig. 3 wirken auf den Schließkegel 39 in Schließrichtung die Kraft der Druckfeder 43 und in Öff­ nungsrichtung der im Steuerdruckraum 60 herrschende Steuerdruck und die Magnetkraft. Die Funktionsweise des Druckreglers nach Fig. 3 ist deshalb dieselbe wie diejenige des Druckreglers nach Fig. 2.

Die Ausführung nach Fig. 4 ähnelt stark derjenigen nach Fig. 3 und weist ebenfalls einen ziehenden Magneten 42 auf, der die hinsichtlich der Baugröße und der Herstellung der Ventilanord­ nung vorteilhafte unmittelbar benachbarte Anordnung des Steuer­ druckraums 60 und der Rücklaufkammer 78 ermöglicht, wobei Steu­ erdruckraum 60 und Rücklaufkammer 78 nur durch den Ventilsitz 75 voneinander getrennt sind.

Der Integrationsgrad des Druckreglers 35 nach Fig. 4 ist höher als bei den beiden Ausführungen nach den Fig. 2 und 3. Das Ventilgehäuse 50 ist nämlich zugleich magnetisches Rückschluß­ teil für den Elektromagneten 42. Es besitzt eine durchgehende Bohrung 51, die weitgehend derjenigen der Ausführung nach Fig. 2 entspricht und einen Abschnitt 53 zur Aufnahme des Regelkol­ bens 37, einen Abschnitt 61 zur Bildung des Steuerdruckraums 60 und einen Abschnitt 72 aufweist. Im letzteren Abschnitt ist die Wicklung 96 des Elektromagneten 42 eingesetzt. Zwischen den Boh­ rungsabschnitten 61 und 72 sind nun zwei weitere Abschnitte vor­ handen, die auf den Außendurchmesser des Ventilsitzes 75 und auf den Außendurchmesser eines Polschuhs 98 abgestimmt sind, der in das Innere der Wicklung 96 hineingreift. Ein weitere Polschuh 99 befindet sich innerhalb der Wicklung 96 und ist vom Polschuh 98 durch nichtmagnetisierbares Material getrennt. Axial zwischen dem Ventilsitz 75 und dem Polschuh 99 befindet sich der Magne­ tanker 100, der als Tauchanker ausgebildet ist und von einer Druckfeder 43 in Richtung auf den Ventilsitz 75 zu gedrückt wird. In den Magnetanker 100 ist ein Schließkegel 39 eingesetzt, der mit dem Ventilsitz 75 zusammenwirkt. Der Steuerdruck im Steuerdruckraum 60 und die Magnetkraft suchen den Schließkegel 39 vom Ventilsitz 75 abzuheben, während die Druckfeder 43 den Schließkegel 39 auf den Ventilsitz zu drücken sucht. Das Ventil­ gehäuse 50 überragt die Wicklung 96 und ist hinter dieser umge­ bördelt. Damit sind alle Teile des Druckbegrenzungsventils 38 auf einfache Weise sicher im Ventilgehäuse 50 gehalten. Eine zwischen der Wicklung 96 und dem umgebördelten Material des Ven­ tilgehäuses 50 befindliche Platte 101 schließt den magnetischen Kreis zwischen dem Polschuh 99 und dem Ventilgehäuse 50.

Claims (20)

1. Hydraulischer Antrieb, insbesondere hydraulischer Lüf­ terantrieb für die Kühlanlage einer Brennkraftmaschine, mit ei­ ner Verstellpumpe (10) und mit einer einen Elektromagneten (42) enthaltenden, einen Stellkolben (26) der Verstellpumpe (10) steuernden Ventilanordnung (35), wobei der Stellkolben (26) in Abhängigkeit von der Höhe das durch den Elektromagneten (42) fließenden elektrischen Stromes verschiedene Positionen einnimmt und die Verstellpumpe (10) bei einer Verringerung des elektri­ schen Stromes in Richtung größeres Fördervolumen verstellbar ist und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (35) ein Druckbegrenzungsventil (38), dessen Einstellung mit dem Elektromagneten (42) veränderbar ist, und ein 3/2-Wegeventil (36) mit einem Regelkolben (37) aufweist, der zur Bewegung in Richtung kleineres Fördervolumen vom Pumpendruck und zur Bewe­ gung in Richtung größeres Fördervolumen von einem zwischen einer Drossel (41) und dem Druckbegrenzungsventil (38) abgegriffenen Steuerdruck und einem ersten Federelement (34) beaufschlagbar ist, und daß das Druckbegrenzungsventil (38) einen Schließkörper (39) besitzt, der in Öffnungsrichtung vom Steuerdruck und vom Elektromagneten (42) und in Schließrichtung von einem zweiten Federelement (43) beaufschlagbar ist.

2. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das 3/2-Wegeventil (36) und das Druckbegrenzungs­ ventil (38) zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind.

3. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Regelkolben (37) in einer Bohrung (53) eines Ventilgehäuses (50) befindet, an dem der Elektromagnet (42) befestigt ist.

4. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Elektromagnet (42) in eine Bohrung (71, 72) des Ventilgehäuses (50) eingesetzt ist.

5. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bauteil (73) des Elektromagneten (42) und das Ventilgehäuse (50) ineinandergeschraubt sind, daß insbe­ sondere der vollständige Elektromagnet (42) in eine Bohrung (71, 72) des Ventilgehäuses (50) eingeschraubt ist.

6. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Regelkolben (37) in einer Bohrung (52) eines Ventilgehäuses (50) befindet und daß das Ventilgehäuse (50) eine Bohrung (72) zur Aufnahme einer Magnetwicklung (96) aufweist und als außen an der Magnetwicklung (96) entlanglaufen­ des magnetisches Rückschlußteil dient.

7. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Elektromagneten (42) mit der Achse der Bohrung (53) für den Regelkolben (37) fluch­ tet.

8. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bohrung (53) des Ventilgehäuses (50) für den Regelkolben (37) und die Bohrung (71, 72) für den Elektromagne­ ten (42) bzw. für Teile (96, 98) des Elektromagneten (42) als jeweils zur anderen Bohrung durchgängig hergestellt sind.

9. Hydraulischer Antrieb, insbesondere nach einem vorherge­ henden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (35) einen Elektromagneten (42) und ein Ventilgehäuse (50) auf­ weist, die ineinandergeschraubt sind, und daß ein Ventilkörper (39) der Ventilanordnung (35) von einem Federelement (43) beauf­ schlagt ist, dessen Vorspannung durch verschieden weites Inein­ anderschrauben von Elektromagnet (42) und Ventilgehäuse (50) einstellbar ist.

10. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Federelement (43) zwischen dem Ventilkörper (39), insbesondere zwischen einem Schließkörper (39) des Druck­ begrenzungsventils (38), und dem Ventilgehäuse (50) eingespannt ist und daß ein vom Ventilkörper (39) unter der Wirkung des Fe­ derelementes (43) beaufschlagbarer Anschlag, insbesondere ein vom Schließkörper (39) beaufschlagbarer Ventilsitz (75), mit dem Elektromagneten (42) relativ zum Ventilgehäuse (50) verschiebbar ist.

11. Hydraulischer Antrieb, insbesondere nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schließkörper (39) und das Federelement (43) im wesentlichen auf der einen Seite des Ven­ tilsitzes (75) und der Elektromagnet (42) im wesentlichen auf der anderen Seite des Ventilsitzes (75) befinden.

12. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Bauteil (73) des Elektromagneten (42) eine stromauf des Ventilsitzes (75) gelegene Druckkammer (79) auf­ weist, die mit einem Ankerraum des Elektromagneten (42) in Ver­ bindung steht und der direkt ohne Durchgang durch den Ankerraum Druckmittel zuführbar ist, und daß eine stromab und federseitig des Ventilsitzes (75) befindliche Rücklaufkammer (78) mit einem Rücklaufanschluß (T) verbunden ist.

13. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Federelement (43) auf derselben Seite des Ventilsitzes (75) wie der Regelkolben (37) befindet, daß ein Bauteil (73) des Elektromagneten (42) eine stromauf des Ventilsitzes (75) gelegene Druckkammer (79) aufweist, die über eine Querbohrung (80) in dem Bauteil (73) sowie einen Kanal (81, 70) im Ventilgehäuse (50) mit einem Steuerdruckraum (60) am Re­ gelkolben (37) verbunden ist und daß eine stromab und federsei­ tig des Ventilsitzes (75) befindliche und gegen den Steuerdruck­ raum (60) abgeschottete Rücklaufkammer (78) mit einem Rücklauf­ anschluß (T) verbunden ist.

14. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steuerdruckraum (60) und die Rücklaufkammer (78) durch ein Trennelement (77) gegeneinander abgeschottet sind, das in eine Bohrung (51) des Ventilgehäuses (50) einge­ setzt ist, die den Regelkolben (37) und den Elektromagneten (42) bzw. Teile des Elektromagneten (42) aufnimmt.

15. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich das den Schließkörper (39) belastende Federe­ lement (43) an dem Trennelement (77) abstützt.

16. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar zwischen einem Steuer­ druckraum (60) am Regelkolben (37) und einer in axialer Richtung folgenden Rücklaufkammer (78) ein Ventilsitz (75) angeordnet ist, der von der dem Regelkolben (37) abgelegenen Seite aus von einem Schließkörper (39) beaufschlagbar ist.

17. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilsitz (75) in eine Bohrung (51) des Ven­ tilgehäuses (50) eingesetzt ist, die den Regelkolben (37) und den Elektromagneten (42) bzw. Teile (96, 98) des Elektromagneten (42) aufnimmt.

18. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rücklaufkammer (78) des Druck­ begrenzungsventils (38) durch eine innerhalb des Ventilgehäuses (50) verlaufende Bohrung (86), deren Richtung eine Komponente in Achsrichtung des Regelkolbens (37) aufweist, mit einem gemeinsa­ men Rücklaufanschluß (T) des 3/2-Wegeventils (36) und des Druck­ begrenzungsventils (38) verbunden ist.

19. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bohrung (86), über die die Rücklaufkammer (78) mit dem Rücklaufanschluß (T) verbunden ist, von einer axialen Begrenzungsfläche der Rücklaufkammer (78) ausgeht.

20. Hydraulischer Antrieb nach einem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse zum Pum­ pengehäuse gehört.