EP0097230A2 - Ventilator drive for a cooling plant, especially for rail vehicles - Google Patents

Ventilator drive for a cooling plant, especially for rail vehicles Download PDF

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EP0097230A2
EP0097230A2 EP83103852A EP83103852A EP0097230A2 EP 0097230 A2 EP0097230 A2 EP 0097230A2 EP 83103852 A EP83103852 A EP 83103852A EP 83103852 A EP83103852 A EP 83103852A EP 0097230 A2 EP0097230 A2 EP 0097230A2
Authority
EP
European Patent Office
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valve
control
pilot valve
fan drive
bore
Prior art date
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Application number
EP83103852A
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German (de)
French (fr)
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EP0097230B1 (en
EP0097230A3 (en
Inventor
Franz Pigisch
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Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
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Publication of EP0097230A2 publication Critical patent/EP0097230A2/en
Publication of EP0097230A3 publication Critical patent/EP0097230A3/en
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Publication of EP0097230B1 publication Critical patent/EP0097230B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/04—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
    • F01P7/044—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio using hydraulic drives

Definitions

  • the invention relates to a fan drive, in particular for rail vehicles of the type specified in the preamble of claim 1.
  • control device for hydraulic fan drives
  • the control device consists essentially of a control valve which is connected in parallel to the hydraulic motor.
  • the control valve controls a bypass through which the pressure medium flow acting on the engine can be influenced.
  • the control valve comprises a control piston which delimits a control chamber and is acted upon by a control pressure in the closing direction of the bypass and a pilot valve influencing the control pressure.
  • the pilot valve is operated by an expansion element, which is connected to the cooling water circuit and, depending on the temperature of the cooling water, a more or less large control force exerts in the closing direction on the pilot valve.
  • a hydraulic fan drive system for a cooling system with a pressure control valve connected between the pump and the motor is known.
  • the pressure control valve is controlled as a function of a second pressure medium, namely compressed air, a temperature sensor (wax motor) influenced by the coolant temperature acting on a shut-off element which is connected to the pressure control valve by means of a compressed air line.
  • a second pressure medium namely compressed air
  • a temperature sensor wax motor
  • the use of compressed air as the control means of the valve allows the pressure control valve to be mounted anywhere, regardless of the temperature sensor.
  • DE-OS 24 56 381 describes a control valve for influencing the performance of a pressure medium feed pump.
  • the control valve can be controlled in various ways, for example also electrically, ie by means of an electromagnet.
  • the electromagnet acts on it About a control piston and an intermediate piston, the control valve designed as a reversing valve for a servo piston against the force of a return spring which can be influenced by the servo piston.
  • control valve can be easily integrated into housing parts of the fan motor and a control which can react quickly to small changes in the setpoint is possible.
  • the integration of parts which is facilitated in particular by the fact that only electrical lines have to be laid to control the pilot valve, saves a separate control valve housing and the hydraulic lines and connections required for this. This not only makes installation easier, it also reduces the possibility of leaky connections.
  • the fan drive according to the invention is suitable for various hydrostatic drives, in particular also for fans of electric traction motors. In this way it can be avoided with the regulated fan drive and the sensitive control that the fan is operated unnecessarily or at an unnecessarily high speed, which leads to considerable energy savings.
  • pilot valve is an analog valve and the electromechanical actuator is an electromagnet with a variable stroke.
  • the pilot valve maintains a certain position over a longer period of time and is not constantly forced to perform a large number of switching operations. This not only improves the sensitivity of the control, it also benefits from the valve's increased service life in terms of its tightness.
  • the bore receiving the control piston can, if the motor is provided with a connecting plate, be provided in the connecting plate.
  • the pilot control valve is expediently designed as a seat valve, which has an effective area under pressure in the opening direction.
  • this acts as a check valve which is opened at a certain pressure present on the input side of the valve even when the electromagnet is not activated.
  • a pressure spring acts on the pilot valve, the spring force of which can be adjusted so that a predetermined opening pressure is applied can put.
  • the control chamber be connected to a feed line of the motor via a first throttle and to the pilot valve via a second throttle.
  • the pilot valve can be located coaxially behind the control piston or can be arranged transversely to its direction of movement.
  • an attenuator with a check valve is connected to the control chamber.
  • the control force acting on the check valve in the closing direction can be changed with a time delay depending on the pressure prevailing in the control chamber. So that in the event of a fault in the electrical system, the fan motor is operated regardless of the cooling water temperature in any case, it is advantageous that the pilot valve assumes its closed position when the electromagnet is de-energized.
  • FIG 1 shows a cooler 1 with water boxes 2, 3, to which an axial fan 4 is assigned.
  • the axial fan 4 is located on a shaft 5 of a hydraulic motor 6, for example an axial piston motor, which is connected to a feed line 7 and a return line 8 of a hydraulic circuit.
  • a leak oil line 9 leads to a reservoir 1o, the hydraulic fluid.
  • a spring-loaded check valve 13 is connected in a bypass line 11, 12.
  • the connection with chokes 31 and 41 and the mode of operation of the check valve 13 will be explained in detail later with reference to FIGS. 2-4.
  • a pilot valve 14 is provided which is actuated by a control magnet 15 (electromagnet).
  • the control magnet 15 is connected via a control line 16 to output terminals of an electronic controller 17.
  • a temperature sensor 19 arranged in the water box 3 of the cooler 1 is connected via control lines 18 to input terminals of the controller 17.
  • the temperature sensor 19 has a low electrical resistance, so that a high input signal is input to the electronic controller 17.
  • the control magnet 15, in which the stroke of the magnet armature is dependent on the current strength of the respective current flowing through the coil is excited.
  • the pilot valve 14 is brought into its open position, whereby the pressure forces acting on the check valve 13 are influenced in such a way that the resulting pressure force in the opening direction of the valve overcomes the force of the control spring and thus switches the bypass line 11, 12 through.
  • the fan motor 6 is bridged by the bypass line 11, 12, so that the pressure medium flow in the flow line 7 does not act on the fan motor 6 or only to a very small extent.
  • the input signal at the electronic controller 17 is so low due to the large resistance value of the temperature sensor 19 that no current flows through the coil of the control magnet 15.
  • the pilot valve 14 is completely closed and on both sides of the valve closing member of the check valve 13 builds up (in the closing direction with no time delay) the same pressure, so that the check valve 13 ge is closed. Now that the by p ass effet 11, 12 is shut off, the fan motor 6 is acted upon by the entire flow of pressure medium and the axial fan 4 operated at maximum speed.
  • the axial fan 4 would be assigned to an electric machine.
  • the temperature sensor 19 is then integrated into the motor winding, the respective temperature of the winding as the input variable of the electronic controller 17 determining the position of the pilot valve 14 and thus the fan speed.
  • FIG. 2 shows a motor connection plate 20 provided for constructional reasons of the fan motor (not shown), only that part being shown which contains the arrangement according to the invention.
  • the direction of the pressure medium flow to the motor is indicated by arrows HD and the return flow of the pressure medium from the motor to the pump is indicated by arrows RD.
  • the arrow Lö indicates that the pilot valve is connected on the outlet side to the leak oil line 9 shown in FIG. 1.
  • connection plate 2o has a bore 21, to which a high-pressure bore 22 and a back-pressure bore 23 are arranged at right angles, but at an axial distance from one another.
  • a 23 S p reng- ring 24 is inserted between the bore 22 and the bore.
  • a control piston 25 sealingly guided in the bore 21, which is essentially cup-shaped and delimits a control chamber 26 with its side facing away from the snap ring 24.
  • a second plate 27 is fastened, which closes the bore 21 and seals it by means of a sealing ring 28.
  • a control spring 29 is supported, which loads the piston 25 against the snap ring 24.
  • In the bottom of the pot-shaped control piston 25 there is a bore into which a screw 3o with an axial throttle bore 31 is turned. Through the throttle bore 31, the high pressure leading left side of the bore 21 is connected to the control chamber 26 arranged in the right part of the bore 21.
  • the second plate 27 has a stepped bore 32 which is arranged coaxially to the bore 21 and whose part facing away from the connecting plate 20 is larger in diameter and provided with a thread 32 '.
  • an insert 33 that receives the pilot valve 34.
  • the insert 33 is screwed with its threaded part 33 'into the thread 32' of the bore 32 and sealed against the second plate 27 by means of a seal 35.
  • the insert 33 has a central, multiply stepped bore 36 which extends over the entire length of the insert 33.
  • the insert 33 protrudes into the control chamber 26, the outer diameter of the insert 32 being dimensioned such that the control spring 29 surrounds the insert 33.
  • the part of the bore 36 facing the control piston 25 is provided with a thread into which a screw 38 is turned to close off a cavity 37 located on the outlet side of the valve 34.
  • the cavity 37 is delimited by a step of the bore 36, which forms a valve seat 39 for the pilot valve 34.
  • the middle part of the bore 36 comprises two sections 4o and 42, the section 4o facing the space 37 being opposite other section 42 is slightly expanded. This expanded section 40 is connected to the control chamber 26 via throttle bores 41.
  • a shaft 43 of a closing member 44 of the pilot valve 34 is sealingly guided.
  • the valve closing member 44 has the shape of a truncated cone and together with the valve seat 39 forms the pilot valve 34.
  • the valve closing member 44 is loaded in the closing direction of the valve by a spring 45 which is supported on the screw 38.
  • An axial bore 46 and a transverse bore 47 in the valve stem 43 connect the cavity 37 to an enlarged section 48 of the stepped bore 36, which in turn is connected to the leakage oil line Lö through openings 49 in the insert 33 and a pressure medium channel 50.
  • the valve stem 43 is attached to the end of an actuating rod 51 of an armature of a control magnet 52, not shown in the drawing.
  • the electronic controller 17 is structurally combined with the control magnet 52.
  • a pressure is applied in the control chamber 26 with a corresponding time delay builds, which corresponds to the pressure prevailing on the left side of the control piston 25. Due to the same pressures and the same pressurized surfaces, the resulting force is the control spring 29, which brings the control piston 25 into contact with the snap ring 24 and thus closes the bypass.
  • the motor is then acted upon by the entire pressure medium flow and the fan is operated at its maximum speed.
  • the coil of the control magnet 52 is excited and the valve closing member 44 is lifted off the valve seat 39.
  • FIG. 3 shows a control valve with an attenuator, in which both the bypass with control piston 25 and the pilot valve 34 are almost identical to the embodiment shown in FIG. 2.
  • the same parts as in Figure 2 are therefore provided with the same reference numerals. To avoid repetition, reference is made in this regard to the description of FIG. 2 and only the differences from FIG. 2 are discussed below.
  • the second plate 27 is in turn arranged on the motor connection plate 20, but the stepped bore 32 does not run coaxially with the bore 21, but transversely to the latter.
  • the control chamber 26 is delimited on the side facing the second plate 27 by an annular element 53 on which the control spring 29 is supported.
  • the ring element 53 is fastened by means of a screw 54 which is screwed into a threaded bore 57 of the second plate 27.
  • the screw 54 has a central bore 55, which is connected via a throttle 56 to the input side of the pilot valve 34.
  • a bore 6o is arranged in the second plate 27 and is closed at its open end by a screw plug 61.
  • a pot-shaped damping piston 62 is guided in the bore 6o and is loaded by a compression spring 63 against the screw plug 61.
  • a valve spring 64 which loads a valve cone 65 of a check valve against a valve seat 66, is arranged concentrically with the compression spring 63 within the damping piston 62.
  • the check valve is located in a damping chamber 67, which is connected via a pressure medium line 5o 'with the back pressure - the bore 23.
  • the side of the damping piston 62 facing the screw plug 61 is connected via a pressure medium line 59 and a throttle 58 the central bore 55 and consequently also connected to the control chamber 26.
  • the cross section of the throttle diaphragm 58 is smaller than that of the throttle 56.
  • an adjusting screw 68 is provided for setting the minimum opening pressure of the check valve.
  • the control behavior of the pilot valve 34 does not change due to the damping member consisting of the damping piston 62 and check valve (valve cone 65 and valve seat 66).
  • the damping element On the control piston 25, which controls the bypass, the damping element only has an influence when the pump starts up and when there are extreme pressure increases on the high pressure side.
  • the cross-section of the throttle 56 In order not to allow these extreme pressure increases to act on the hydraulic motor, the cross-section of the throttle 56 is larger than that of the throttle bore 31. This dimensioning of the throttle cross-sections has the consequence that initially no back pressure can build up in the control chamber 26, but the pressure medium through the only with low force of the spring 64 loaded check valve can escape.
  • FIG. 4 shows a control valve in which the pilot valve is arranged transversely to the direction of movement of the control piston and has a simpler structure than the previously described embodiments.
  • the housing of a motor is designated by 69, in which the bores 21, 22 and 23 already described for FIG. 2 are arranged.
  • a control piston 25 is arranged, which is loaded by a control spring 29 against a snap ring 27 and blocks the bypass between the bores 22 and 23 in its left end position.
  • the control spring 29 is supported on the other side on a perforated plate 7o, which is held by a second snap ring 71.
  • the control chamber 26 is delimited by a screw plug 72 closing the bore 21.
  • a bore 73 which extends transversely to the bore 21 and into which an insert 33 with a thread 33 'is screwed.
  • the insert 33 is essentially similar to that of FIG. 2, but it only extends to the valve seat 39.
  • a tin pot 74 is pushed over the valve-side end of the insert 33, which engages with projections 74 'in corresponding recesses in the insert 33.
  • the shaft 43 is guided in the bore section 42 and extends through the bore section 40 and is designed as a conical valve closing member 44 at its free end.
  • the valve closing member 44 is acted upon by a spring 45 which is supported on the bottom of the tin pot 74.
  • a valve outlet space 76 is thus formed within the tin pot 74, which is connected to the bore 23 carrying the back pressure through openings 77 in the tin pot 74 and its pressure medium channel 78.
  • the advantage of this arrangement is that the force of the spring 45 acting on the valve closing member 44 can be easily adjusted without any pressure test when the pilot valve is being installed.
  • the tin pot in which the spring 55 is located is pushed onto the valve-side end of the insert 33, the force acting on the tin pot 74 being measured.
  • radially inward projections 74 ′ for example by pressing in or reeving, are produced by appropriate tools and engage in recesses 75 of the insert 33. A pressure test to determine the opening pressure and readjustment of the spring are not necessary.
  • the pilot valves 34 are designed as analog valves and are formed by control magnets, the stroke of which is variable as a function of the current intensity acting on the coil of the electromagnet. In this way it is achieved that with a constant cooling water temperature over a long period of time and consequently also a constant fan speed, the pilot valve persists in its position and does not have to perform a large number of switching operations.

Abstract

1. A fan drive for a cooling installation, in particular for rail vehicles, comprising a hydraulic motor and a regulating valve which in dependence on temperature controls a by-pass through which the flow of pressure fluid operating the motor can be influenced, wherein the regulating valve which is acted upon in the closing direction by a control pressure is controllable in dependence on a pilot control valve actuated by means of an electromechanical control member and the regulating valve and the pilot control valve form a structural unit with the housing of the hydraulic motor, characterized in that the by-pass is formed by a bore (21) in the housing (69) of the hydraulic motor (6) and the regulating valve (13) includes a control piston (25) which is arranged in said bore (21) and which delimits a control chamber (26), and that the pilot control valve (34) is an analog valve which is in the form of a seat valve and which in the opening direction has an operative surface which is acted upon by pressure and a spring (45) acts on the pilot control valve (34) in the closing direction, the spring force of said spring being adjustable, and that the electromagnetic control member is a variable-stroke regulating solenoid (15, 52).

Description

Die Erfindung betrifft einen Lüfterantrieb, insbesondere für Schienenfahrzeuge der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a fan drive, in particular for rail vehicles of the type specified in the preamble of claim 1.

Aus der DE-PS 16 28 371 ist eine Regeleinrichtung für hydraulische Lüfterantriebe bekannt, bei der die Regeleinrichtung im wesentlichen aus einem Regelventil besteht, das parallel zu dem Hydromotor geschaltet ist. Das Regelventil steuert in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur einen Bypass, durch den der den Motor beaufschlagende Druckmittelstrom beeinflußbar ist. Das Regelventil umfaßt einen eine Steuerkammer begrenzenden Steuerkolben, der in Schließrichtung des Bypasses von einem Steuerdruck beaufschlagt ist und ein den Steuerdruck beeinflussendes Vorsteuerventil. Das Vorsteuerventil wird von einem Dehnstoffelement betätigt, das in den Kühlwasserkreislauf geschaltet ist und je nach Temperatur des Kühlwassers eine mehr oder weniger große Steuerkraft in Schließrichtung auf das Vorsteuerventil ausübt.From DE-PS 16 28 371 a control device for hydraulic fan drives is known, in which the control device consists essentially of a control valve which is connected in parallel to the hydraulic motor. Depending on the coolant temperature, the control valve controls a bypass through which the pressure medium flow acting on the engine can be influenced. The control valve comprises a control piston which delimits a control chamber and is acted upon by a control pressure in the closing direction of the bypass and a pilot valve influencing the control pressure. The pilot valve is operated by an expansion element, which is connected to the cooling water circuit and, depending on the temperature of the cooling water, a more or less large control force exerts in the closing direction on the pilot valve.

Diese Regeleinrichtung hat sich wegen ihrer großen Funktionssicherheit sehr bewährt. Es ist jedoch bei der bekannten Anordnung notwendig, das Regelventil in den Kühlwasserkreislauf einzuschalten, wodurch eine zusätzliche Leitungsführung des Kühlwasserkreislaufs erforderlich ist. Daher ist das bekannte Regelventil hinsichtlich seiner Anordnung in der Kühlanlage an Einbaubedingungen gebunden, durch die Kombinationsmöglichkeiten mit anderen Aggregaten des hydraulischen Antriebskreislaufs nicht möglich sind. In der bekannten Regeleinrichtung kommt ein Dehnstoffelement zum Einsatz, das bezüglich der Funktion sehr sicher ist. Derartige Dehnstoffregler sind jedoch mit einer gewissen Schaltträgheit behaftet, die auf die Zykluszeit einer Regelung starken Einfluß nimmt.This control device has proven itself very well because of its great functional reliability. However, in the known arrangement it is necessary to switch on the control valve in the cooling water circuit, as a result of which an additional line routing of the cooling water circuit is required. The known control valve is therefore tied to installation conditions with regard to its arrangement in the cooling system, as a result of which combination possibilities with other units of the hydraulic drive circuit are not possible. In the known control device, an expansion element is used which is very reliable with regard to its function. However, such expansion regulators have a certain switching inertia, which has a strong influence on the cycle time of a regulation.

Aus der DE-OS 28 5o 481 ist ein hydraulisches Gebläseantriebssystem für eine Kühlanlage mit einem zwischen Pumpe und Motor geschalteten Drucksteuerventil bekannt. Das Drucksteuerventil wird in Abhängigkeit eines zweiten Druckmediums, nämlich Druckluft, gesteuert, wobei ein von der Kühlmitteltemperatur beeinflußter Temperaturfühler (Wachsmotor) auf ein Absperrorgan einwirkt, das mittels einer Druckluftleitung mit dem Drucksteuerventil verbunden ist. Die Verwendung von Druckluft als Steuermittel des Ventiles gestattet es, das Drucksteuerventil unabhängig vom Temperaturfühler an einem beliebigen Ort zu montieren.From DE-OS 28 5o 481 a hydraulic fan drive system for a cooling system with a pressure control valve connected between the pump and the motor is known. The pressure control valve is controlled as a function of a second pressure medium, namely compressed air, a temperature sensor (wax motor) influenced by the coolant temperature acting on a shut-off element which is connected to the pressure control valve by means of a compressed air line. The use of compressed air as the control means of the valve allows the pressure control valve to be mounted anywhere, regardless of the temperature sensor.

Die DE-OS 24 56 381 beschreibt ein Regelventil zur Beeinflussung der Leistung einer Druckmittelförderpumpe. Das Regelventil kann auf verschiedene Arten, beispielsweise auch elektrisch, d.h. mittels eines Elektromagneten, angesteuert werden. Dabei beaufschlagt der Elektromagnet über einen Stellkolben und einen Zwischenkolben das als Umsteuerventil für einen Servokolben ausgebildete Regelventil gegen die Kraft einer von dem Servokolben beeinflußbaren Rückstellfeder.DE-OS 24 56 381 describes a control valve for influencing the performance of a pressure medium feed pump. The control valve can be controlled in various ways, for example also electrically, ie by means of an electromagnet. The electromagnet acts on it About a control piston and an intermediate piston, the control valve designed as a reversing valve for a servo piston against the force of a return spring which can be influenced by the servo piston.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Lüfterantrieb für eine Kühlanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung derart weiterzubilden, daß ein einfacher Aufbau durch Integration von Teilen und geringerer Anzahl hydraulischer Verbindungsleitungen und eine feinfühligere Regelung erreicht wird. Außerdem soll =:er regelbare Lüfterantrieb für verschiedene Anordnungen hydrostatisch angetriebener Lüfterräder, beispielsweise für Wasserkühler von Brennkraftmaschinen, zur Belüftung von elektrischen Traktionsmotoren, zur Kühlung von Transformatoren usw., universell verwendbar sein.It is therefore the object of the invention to develop a fan drive for a cooling system of the type mentioned in the preamble of claim 1 in such a way that a simple structure is achieved by integrating parts and a smaller number of hydraulic connecting lines and a more sensitive control. In addition, =: he controllable fan drive for various arrangements of hydrostatically driven fan wheels, for example for water coolers of internal combustion engines, for ventilation of electric traction motors, for cooling transformers, etc., should be universally usable.

Diese Aufgabe wird bei einem Lüfterantrieb der bezeichneten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved in a fan drive of the type described by the characterizing features of claim 1.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß das Regelventil sich auf einfache Weise in Gehäuseteile des Lüftermotors integrieren läßt und eine bereits auf geringe Sollwertänderungen schnell reagierende Regelung möglich ist. Durch die Integration von Teilen, die insbesondere dadurch erleichtert wird, daß für die Ansteuerung des Vorsteuerventils lediglich elektrische Leitungen zu verlegen sind, wird ein separates Regelventilgehäuse sowie die dafür erforderlichen hydraulischen Leitungen und Verbindungen eingespart. Dies führt nicht nur zu einer Montageerleichterung, sondern darüber hinaus werden die Möglichkeiten undichter Verbindungen reduziert. Der erfindungsgemäße Lüfterantrieb eignet sich für verschiedene hydrostatische Antriebe, insbesondere auch für Lüfter von elektrischen Traktionsmotoren. Auf diese Weise kann mit dem geregelten Lüfterantrieb und der feinfühligen Regelung vermieden werden, daß der Lüfter unnötig oder mit unnötig hoher Drehzahl betrieben wird, was zu einer erheblichen Energieeinsparung führt.The main advantages of the invention can be seen in the fact that the control valve can be easily integrated into housing parts of the fan motor and a control which can react quickly to small changes in the setpoint is possible. The integration of parts, which is facilitated in particular by the fact that only electrical lines have to be laid to control the pilot valve, saves a separate control valve housing and the hydraulic lines and connections required for this. This not only makes installation easier, it also reduces the possibility of leaky connections. The fan drive according to the invention is suitable for various hydrostatic drives, in particular also for fans of electric traction motors. In this way it can be avoided with the regulated fan drive and the sensitive control that the fan is operated unnecessarily or at an unnecessarily high speed, which leads to considerable energy savings.

Eine bevorzugte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß das Vorsteuerventil ein Analogventil und das elektromechanische Stellglied ein Elektromagnet mit variablem Hub ist. Auf diese Weise ist es möglich, daß das Vorsteuerventil eine bestimmte Stellung über längere Zeit beibehält und nicht ständig zu einer Vielzahl von Schaltvorgängen gezwungen ist. Dies dient nicht nur der Feinfühligkeit der Regelung, sondern kommt darüber hinaus einer erhöhten Lebensdauer des Ventils hinsichtlich seiner Dichtigkeit zugute. Die den Steuerkolben aufnehmende Bohrung kann, sofern der Motor mit einer Anschlußplatte versehen ist, in der Anschlußplatte vorgesehen werden. Je nach den vorgegebenen Einbauverhältnissen kann es von Vorteil sein, das Steuerventil in einer am Gehäuse oder der Anschlußplatte des Motors befestigten und mit diesem zu einer Baueinheit zusammengefaßten zweiten Platte, anzuordnen.A preferred development of the subject matter of the invention is that the pilot valve is an analog valve and the electromechanical actuator is an electromagnet with a variable stroke. In this way it is possible that the pilot valve maintains a certain position over a longer period of time and is not constantly forced to perform a large number of switching operations. This not only improves the sensitivity of the control, it also benefits from the valve's increased service life in terms of its tightness. The bore receiving the control piston can, if the motor is provided with a connecting plate, be provided in the connecting plate. Depending on the given installation conditions, it may be advantageous to arrange the control valve in a second plate fastened to the housing or the connection plate of the motor and combined with it to form a structural unit.

Zweckmäßigerweise ist das Vorsteuerventil als Sitzventil ausgebildet, das in öffnungsrichtung eine wirksame druckbeaufschlagte Fläche aufweist. Durch diese Ausbildung des Vorsteuerventils wirkt dieses als Rückschlagventil, das bei einem bestimmten eingangsseitig an dem Ventil anstehenden Druck auch bei nicht angesteuertem Elektromagneten geöffnet wird. Auf das Vorsteuerventil wirkt in Schließrichtung eine Druckfeder, deren Federkraft justierbar ist, damit sich ein vorgegebener öffnungsdruck einstellen läßt.The pilot control valve is expediently designed as a seat valve, which has an effective area under pressure in the opening direction. As a result of this design of the pilot valve, this acts as a check valve which is opened at a certain pressure present on the input side of the valve even when the electromagnet is not activated. In the closing direction, a pressure spring acts on the pilot valve, the spring force of which can be adjusted so that a predetermined opening pressure is applied can put.

Um extreme Druckänderungen in der Steuerkammer und daraus resultierende Druckstöße im Lüftermotor zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß die Steuerkammer über eine erste Drossel mit einer Vorlaufleitung des Motors und über eine zweite Drossel mit dem Vorsteuerventil verbunden ist. Je nach den individuellen Raumverhältnissen und der jeweils notwendigen Leitungsführung der hydraulischen Anschlüsse kann das Vorsteuerventil koaxial hinter dem Steuerkolben liegen oder quer zu dessen Bewegungsrichtung angeordnet sein. Zur Vermeidung von hohen Druckstößen, die insbesondere beim Pumpenanlauf auf den Lüftermotor wirken, ist es von Vorteil, daß an die Steuerkammer ein Dämpfungsglied mit einem Rückschlagventil geschaltet ist. In vorteilhafter Ausgestaltung des Dämpfungsgliedes ist die auf das Rückschlagventil in Schließrichtung wirkende Steuerkraft in Abhängigkeit von dem in der Steuerkammer herrschenden Druck mit zeitlicher Verzögerung veränderbar. Damit im Falle einer Störung der elektrischen Anlage der Lüftermotor unabhängig von der Kühlwassertemperatur auf jeden Fall betrieben wird, ist es von Vorteil, daß das Vorsteuerventil seine Schließstellung einnimmt, wenn der Elektromagnet stromlos ist.In order to avoid extreme pressure changes in the control chamber and the resulting pressure surges in the fan motor, it is proposed that the control chamber be connected to a feed line of the motor via a first throttle and to the pilot valve via a second throttle. Depending on the individual spatial conditions and the necessary line routing of the hydraulic connections, the pilot valve can be located coaxially behind the control piston or can be arranged transversely to its direction of movement. To avoid high pressure surges, which act on the fan motor in particular when starting the pump, it is advantageous that an attenuator with a check valve is connected to the control chamber. In an advantageous embodiment of the damping element, the control force acting on the check valve in the closing direction can be changed with a time delay depending on the pressure prevailing in the control chamber. So that in the event of a fault in the electrical system, the fan motor is operated regardless of the cooling water temperature in any case, it is advantageous that the pilot valve assumes its closed position when the electromagnet is de-energized.

Der erfindungsgemäße Lüfterantrieb wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.The fan drive according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

In der Zeichnung zeigt:

  • Figur 1 ein Blockschaltbild eines Regelkreises,
  • Figur 2 eine Motoranschlußplatte mit integriertem Regelventil, wobei der Steuerkolben und das Vorsteuerventil koaxial angeordnet sind,
  • Figur 3 ein Regelventil mit Dämpfungsglied,
  • Figur 4 ein Regelventil mit quer zur Bewegungsrichtung des Steuerkolbens angeordnetem Vorsteuerventil und einfacher Justiermöglichkeit der Feder des Vorsteuerventils.
The drawing shows:
  • FIG. 1 shows a block diagram of a control loop,
  • FIG. 2 shows a motor connection plate with an integrated control valve, the control piston and the pilot valve being arranged coaxially,
  • FIG. 3 shows a control valve with an attenuator,
  • 4 shows a control valve with a pilot valve arranged transversely to the direction of movement of the control piston and a simple possibility of adjusting the spring of the pilot valve.

Figur 1 zeigt einen Kühler 1 mit Wasserkästen 2, 3, dem ein Axiallüfter 4 zugeordnet ist. Der Axiallüfter 4 befindet sich auf einer Welle 5 eines Hydromotors 6, beispielsweise eines Axialkolbenmotors, der an eine Vorlaufleitung 7 und eine Rücklaufleitung 8 eines hydraulischen Kreises angeschlossen ist. Vom Motor 6 führt eine Leckölleitung 9 zu einem Vorratsbehälter 1o der , Hydraulikflüssigkeit. In eine Bypassleitung 11, 12 ist ein federbelastetes Rückschlagventil 13 geschaltet. Die Beschaltung mit Drosseln 31 und 41 und die Wirkungsweise des Rückschlagventils 13 wird später zu Figur 2 - 4 eingehend erläutert. Zur Ansteuerung des Rückschlagventils 13 ist ein Vorsteuerventil 14 vorgesehen, das von einem Regelmagneten 15 (Elektromagnet) betätigt wird. Der Regelmagnet 15 ist über eine Steuerleitung 16 an Ausgangsklemmen eines elektronischen Reglers 17 geschaltet. Ein in dem Wasserkasten 3 des Kühlers 1 angeordneter Temperaturfühler 19 ist über Steuerleitungen 18 an Eingangsklemmen des Reglers 17 geschaltet.Figure 1 shows a cooler 1 with water boxes 2, 3, to which an axial fan 4 is assigned. The axial fan 4 is located on a shaft 5 of a hydraulic motor 6, for example an axial piston motor, which is connected to a feed line 7 and a return line 8 of a hydraulic circuit. From the engine 6, a leak oil line 9 leads to a reservoir 1o, the hydraulic fluid. A spring-loaded check valve 13 is connected in a bypass line 11, 12. The connection with chokes 31 and 41 and the mode of operation of the check valve 13 will be explained in detail later with reference to FIGS. 2-4. To control the check valve 13, a pilot valve 14 is provided which is actuated by a control magnet 15 (electromagnet). The control magnet 15 is connected via a control line 16 to output terminals of an electronic controller 17. A temperature sensor 19 arranged in the water box 3 of the cooler 1 is connected via control lines 18 to input terminals of the controller 17.

Sofern die Temperatur des Kühlwassers im Kühler 1 sehr niedrig ist, hat der Temperaturfühler 19 einen geringen elektrischen Widerstand, sodaß dem elektronischen Regler 17 ein hohes Eingangssignal eingegeben wird. Dies führt dazu, daß dem Regelmagneten 15, bei dem der Hub des Magnetankers abhängig ist von der Stromstärke des jeweils durch die Spule fließenden Stromes, erregt wird. Dadurch wird das Vorsteuerventil 14 in seine öffnungsstellung gebracht, wodurch die auf das Rückschlagventil 13 einwirkenden Druckkräfte derart beeinflußt werden, daß die resultierende Druckkraft in öffnungsrichtung des Ventils die Kraft der Steuerfeder überwindet und damit die Bypassleitung 11, 12 durchschaltet. Dadurch wird der Lüftermotor 6 durch die Bypassleitung 11, 12 überbrückt, sodaß der Druckmittelstrom in der Vorlaufleitung 7 den Liiftermotor 6 nicht oder nur in sehr geringem Maße beaufschlagt.If the temperature of the cooling water in the cooler 1 is very low, the temperature sensor 19 has a low electrical resistance, so that a high input signal is input to the electronic controller 17. This leads to the fact that the control magnet 15, in which the stroke of the magnet armature is dependent on the current strength of the respective current flowing through the coil is excited. Characterized the pilot valve 14 is brought into its open position, whereby the pressure forces acting on the check valve 13 are influenced in such a way that the resulting pressure force in the opening direction of the valve overcomes the force of the control spring and thus switches the bypass line 11, 12 through. As a result, the fan motor 6 is bridged by the bypass line 11, 12, so that the pressure medium flow in the flow line 7 does not act on the fan motor 6 or only to a very small extent.

Mit zunehmender Erwärmung des Kühlwassers ändert sich auch die Widerstandscharakteristik des Temperaturfühlers 19, was eine Änderung der Eingangsgröße des elektronischen Reglers 17 zur Folge hat. Entsprechend geringer ist auch der Strom, der durch die Spule des Regelmagneten 15 fließt, wodurch das Vorsteuerventil 14 auf einen geringeren Durchtrittsquerschnitt eingestellt wird. Diese Stellung des Vorsteuerventils 14 wirkt sich auf die Druckverhältnisse am Ventilschließglied des Rückschlagventils 13 so aus, daß auch der Durchtrittsquerschnitt des Ventils 13 verringert wird. Aufgrund des nunmehr geringeren Druckmittelstromes in der Bypassleitung 11, 12 erhöht sich der Anteil des den Lüftermotor 6 beaufschlagenden Druckmittelstromes, wodurch der Lüftermotor 6 den Axiallüfter 4 mit entsprechender Drehzahl antreibt.With increasing heating of the cooling water, the resistance characteristic of the changes Tem p eraturfühlers 19, resulting in a change in the input size of the electronic controller 17 has the consequence. The current that flows through the coil of the control magnet 15 is also correspondingly lower, as a result of which the pilot valve 14 is set to a smaller passage cross section. This position of the pilot valve 14 has an effect on the pressure conditions at the valve closing member of the check valve 13 such that the passage cross section of the valve 13 is also reduced. Due to the now lower pressure medium flow in the bypass line 11, 12, the proportion of the pressure medium flow acting on the fan motor 6 increases, as a result of which the fan motor 6 drives the axial fan 4 at a corresponding speed.

Ist ein vorher bestimmter oberer Grenzwert der Kühlwassertemperatur erreicht, so ist aufgrund des großen Widerstandswertes des Temperaturfühlers 19 das Eingangssignal am elektronischen Regler 17 derart gering, daß kein Strom durch die Spule des Regelmagneten 15 fließt. In diesem Fall ist das Vorsteuerventil 14 vollständig geschlossen und zu beiden Seiten des Ventilschließgliedes des Rückschlagventils 13 baut sich (in Schließrichtung nit zeitlicher Verzögerung) gleicher Druck auf, so daß das Rückschlagventil 13 geschlossen ist. Da nunmehr die Bypassleitung 11, 12 abgesperrt ist, wird der Lüftermotor 6 vom gesamten Druckmittelstrom beaufschlagt und der Axiallüfter 4 mit maximaler Drehzahl betrieben.If a predetermined upper limit value of the cooling water temperature is reached, the input signal at the electronic controller 17 is so low due to the large resistance value of the temperature sensor 19 that no current flows through the coil of the control magnet 15. In this case, the pilot valve 14 is completely closed and on both sides of the valve closing member of the check valve 13 builds up (in the closing direction with no time delay) the same pressure, so that the check valve 13 ge is closed. Now that the by p assleitung 11, 12 is shut off, the fan motor 6 is acted upon by the entire flow of pressure medium and the axial fan 4 operated at maximum speed.

Im Falle einer Verwendung des Lüfterantriebs für einen elektrischen Traktionsmotor wäre der Axiallüfter 4 einer elektrischen Maschine zugeordnet. Der Temperaturfühler 19 ist dann in die Motorwicklung eingebunden, wobei die jeweilige Temperatur der Wicklung als Eingangsgröße des elektronischen Reglers 17 die Stellung des Vorsteuerventils 14 und somit die Lüfterdrehzahl bestimmt.If the fan drive were used for an electric traction motor, the axial fan 4 would be assigned to an electric machine. The temperature sensor 19 is then integrated into the motor winding, the respective temperature of the winding as the input variable of the electronic controller 17 determining the position of the pilot valve 14 and thus the fan speed.

In Figur 2 ist eine aus konstruktiven Gründen des nicht dargestellten Lüftermotors vorgesehene Motoranschlußplatte 2o gezeigt, wobei nur derjenige Teil dargestellt ist, der die erfindungsgemäße Anordnung beinhaltet. Mit Pfeilen HD ist die Richtung des Druckmittelstromes zum Motor und mit Pfeilen RD der Rückstrom des Druckmittels vom Motor zur Pumpe angedeutet. Mit dem Pfeil Lö ist angedeutet, daß das Vorsteuerventil ausgangsseitig mit der in Figur 1 dargestellten Leckölleitung 9 verbunden ist.FIG. 2 shows a motor connection plate 20 provided for constructional reasons of the fan motor (not shown), only that part being shown which contains the arrangement according to the invention. The direction of the pressure medium flow to the motor is indicated by arrows HD and the return flow of the pressure medium from the motor to the pump is indicated by arrows RD. The arrow Lö indicates that the pilot valve is connected on the outlet side to the leak oil line 9 shown in FIG. 1.

Die Anschlußplatte 2o weist eine Bohrung 21 auf, zu der recktwinkelig, aber in axialem Abstand zueinander, eine Hochdruck führende Bohrung 22 und eine Rückdruck führende Bohrung 23 angeordnet sind. In der Bohrung 21 ist zwischen der Bohrung 22 und der Bohrung 23 ein Spreng- ring 24 eingesetzt. An der den Rückdruck führenden Bohrung 23 zugewandten Seite des Sprengrings 24 liegt ein in der Bohrung 21 dichtend geführter Steuerkolben 25, der im wesentlichen topfförmig ausgebildet ist und mit seiner dem Sprengring 24 abgewandten Seite eine Steuerkammer 26 begrenzt.The connection plate 2o has a bore 21, to which a high-pressure bore 22 and a back-pressure bore 23 are arranged at right angles, but at an axial distance from one another. In the bore 21 a 23 S p reng- ring 24 is inserted between the bore 22 and the bore. On the side of the snap ring 24 facing the back pressure leading bore 23 is a control piston 25 sealingly guided in the bore 21, which is essentially cup-shaped and delimits a control chamber 26 with its side facing away from the snap ring 24.

Auf der - in der Zeichnung gesehen - rechten Seite der Anschlußplatte 2o ist eine zweite Platte 27 befestigt, die die Bohrung 21 verschließt und mittels eines Dichtungsringes 28 abdichtet. An der zweiten Platte 27 ist eine Steuerfeder 29 abgestützt, die den Steqerkolben 25 gegen den Sprengring 24 belastet. Im Boden des topfförmigen Steuerkolbens 25 befindet sich eine Bohrung, in die eine Schraube 3o mit axialer Drosselbohrung 31 gedreht ist. Durch die Drosselbohrung 31 ist die den Hochdruck führende linke Seite der Bohrung 21 mit der im rechten Teil der Bohrung 21 angeordneten Steuerkammer 26 verbunden.On the right side of the connection plate 20 as seen in the drawing, a second plate 27 is fastened, which closes the bore 21 and seals it by means of a sealing ring 28. On the second plate 27, a control spring 29 is supported, which loads the piston 25 against the snap ring 24. In the bottom of the pot-shaped control piston 25 there is a bore into which a screw 3o with an axial throttle bore 31 is turned. Through the throttle bore 31, the high pressure leading left side of the bore 21 is connected to the control chamber 26 arranged in the right part of the bore 21.

Die zweite Platte 27 weist eine koaxial zur Bohrung 21 angeordnete abgestufte Bohrung 32 auf, deren der Anschlußplatte 2o abgewandter Teil im Durchmesser größer und mit einem Gewinde 32' versehen ist. In der Bohrung 32 befindet sich ein Einsatzstück 33, daß das Vorsteuerventil 34 aufnimmt. Das Einsatzstück 33 ist mit seinem Gewindeteil 33' in das Gewinde 32' der Bohrung 32 geschraubt und mittels einer Dichtung 35 gegen die zweite Platte 27 abgedichtet. Das Einsatzstück 33 weist eine zentrale, mehrfach abgestufte Bohrung 36 auf, die über die gesamte Länge des Einsatzstückes 33 reicht. Das Einsatzstück 33 ragt in die Steuerkammer 26, wobei der Außendurchmesser des Einsatzstückes 32 so bemessen ist, daß die Steuerfeder 29 das Einsatzstück 33 umgibt.The second plate 27 has a stepped bore 32 which is arranged coaxially to the bore 21 and whose part facing away from the connecting plate 20 is larger in diameter and provided with a thread 32 '. In the bore 32 there is an insert 33 that receives the pilot valve 34. The insert 33 is screwed with its threaded part 33 'into the thread 32' of the bore 32 and sealed against the second plate 27 by means of a seal 35. The insert 33 has a central, multiply stepped bore 36 which extends over the entire length of the insert 33. The insert 33 protrudes into the control chamber 26, the outer diameter of the insert 32 being dimensioned such that the control spring 29 surrounds the insert 33.

Der dem Steuerkolben 25 zugewandte Teil der Bohrung 36 ist mit einem Gewinde versehen, in das zum Abschluß eines ausgangsseitig des Ventils 34 gelegenen Hohlraums 37 eine Schraube 38 gedreht ist. Der Hohlraum 37 wird von einer Stufe der Bohrung 36 begrenzt, die einen Ventilsitz 39 für das Vorsteuerventil 34 bildet. Der mittlere Teil der Bohrung 36 umfaßt zwei Abschnitte 4o und 42, wobei der dem Raum 37 zugewandte Abschnitt 4o gegenüber dem anderen Abschnitt 42 geringfügig erweitert ist. Dieser erweiterte Abschnitt 4o ist über Drosselbohrungen 41 mit dem Steuerraum 26 verbunden. In dem Abschnitt 42 der Bohrung 36 ist ein Schaft 43 eines Schließgliedes 44 des Vorsteuerventils 34 dichtend geführt. Das Ventilschließglied 44 hat die Form eines Kegelstumpfes und bildet gemeinsam mit dem Ventilsitz 39 das Vorsteuerventil 34. Das Ventilschließglied 44 wird von einer Feder 45, die sich an der Schraube 38 abstützt, in Schließrichtung des Ventils belastet. Eine axiale Bohrung 46 sowie eine Querbohrung 47 im Ventilschaft 43 verbinden den Hohlraum 37 mit einem erweiterten Abschnitt 48 der abgestuften Bohrung 36, der seinerseits durch öffnungen 49 in dem Einsatzstück 33 und einen Druckmittelkanal 5o mit der Leckölleitung Lö verbunden ist. Der Ventilschaft 43 ist am Ende einer Betätigungsstange 51 eines in der Zeichnung nicht dargestellten Ankers eines Regelmagneten 52 befestigt. Mit dem Regelmagneten 52 ist baulich vereinigt der elektronische Regler 17.The part of the bore 36 facing the control piston 25 is provided with a thread into which a screw 38 is turned to close off a cavity 37 located on the outlet side of the valve 34. The cavity 37 is delimited by a step of the bore 36, which forms a valve seat 39 for the pilot valve 34. The middle part of the bore 36 comprises two sections 4o and 42, the section 4o facing the space 37 being opposite other section 42 is slightly expanded. This expanded section 40 is connected to the control chamber 26 via throttle bores 41. In the section 42 of the bore 36, a shaft 43 of a closing member 44 of the pilot valve 34 is sealingly guided. The valve closing member 44 has the shape of a truncated cone and together with the valve seat 39 forms the pilot valve 34. The valve closing member 44 is loaded in the closing direction of the valve by a spring 45 which is supported on the screw 38. An axial bore 46 and a transverse bore 47 in the valve stem 43 connect the cavity 37 to an enlarged section 48 of the stepped bore 36, which in turn is connected to the leakage oil line Lö through openings 49 in the insert 33 and a pressure medium channel 50. The valve stem 43 is attached to the end of an actuating rod 51 of an armature of a control magnet 52, not shown in the drawing. The electronic controller 17 is structurally combined with the control magnet 52.

Die Wirkungsweise des in Figur 2 dargestellten Regelventils wird nachfolgend beschrieben, wobei die beweglichen Teile des Regelventils die Stellung im druck- und stromlosen Zustand der Gesamtanlage einnehmen.The mode of operation of the control valve shown in FIG. 2 is described below, the moving parts of the control valve taking up the position in the pressureless and de-energized state of the overall system.

Wird der Bohrung 21 der Pumpendruck zugeführt, so wird der Steuerkolben 25 in öffnungsrichtung des Bypasses von diesem Druck beaufschlagt. Da sich aufgrund der Drosselbohrung 31 in der Steuerkammer 26 nur sehr langsam ein entsprechender Gegendruck aufbauen kann, muß zur öffnung des Bypasses zunächst nur die Vorspannkraft der Steuerfeder 29 überwunden werden. Somit wird dem Hydromotor zunächst durch die Bohrung 22 nur ein Teil des gesamten Druckmittelstromes zugeführt.If the pump pressure is supplied to the bore 21, the control piston 25 is acted upon by this pressure in the opening direction of the bypass. Since a corresponding counter pressure can only build up very slowly due to the throttle bore 31 in the control chamber 26, only the pretensioning force of the control spring 29 has to be overcome in order to open the bypass. Thus, only a part of the total pressure medium flow is initially fed to the hydraulic motor through the bore 22.

Durch die Drosselbohrung 31 wird mit entsprechender zeitlicher Verzögerung in der Steuerkammer 26 ein Druck aufgebaut, der dem auf der linken Seite des Steuerkolbens 25 herrschenden Druck entspricht. Aufgrund gleicher Drücke und gleicher druckbeaufschlagter Flächen wirkt als resultierende Kraft die Steuerfeder 29, die den Steuerkolben 25 zur Anlage an dem Sprengring 24 bringt und damit den Bypass verschließt. Der Motor wird dann vom gesamten Druckmittelstrom beaufschlagt und der Lüfter mit seiner maximalen Drehzahl betrieben. Aufgrund eines entsprechenden Signals des Temperaturfühlers im Kühlwasser wird die Spule des Regelmagneten 52 erregt und das Ventilschließglied 44 vom Ventilsitz 39 abgehoben. Durch das geöffnete Vorsteuerventil 34 kann Druckmittel aus der Steuerkammer 26 in den Hohlraum 37 und von dort durch die Bohrungen 46, 47 und den Druckmittelkanal 5o in die Leckölleitung Lö entweichen. Die Verringerung des Druckes in der Steuerkammer 26 hat zur Folge, daß der Steuerkolben 25 gegen die Steuerfeder 29 verschoben wird und damit den Bypass zwischen den Bohrungen 22 und 23 öffnet. Wie weit der Durchtrittsquerschnitt des Bypasses geöffnet wird, ist abhängig vom öffnungsquerschnitt des Vorsteuerventils 34, das den Druckabbau in der Steuerkammer 26 beeinflußt.Through the throttle bore 31, a pressure is applied in the control chamber 26 with a corresponding time delay builds, which corresponds to the pressure prevailing on the left side of the control piston 25. Due to the same pressures and the same pressurized surfaces, the resulting force is the control spring 29, which brings the control piston 25 into contact with the snap ring 24 and thus closes the bypass. The motor is then acted upon by the entire pressure medium flow and the fan is operated at its maximum speed. On the basis of a corresponding signal from the temperature sensor in the cooling water, the coil of the control magnet 52 is excited and the valve closing member 44 is lifted off the valve seat 39. Through the opened pilot valve 34, pressure medium can escape from the control chamber 26 into the cavity 37 and from there through the bores 46, 47 and the pressure medium channel 50 into the leak oil line Lö. The reduction in the pressure in the control chamber 26 has the consequence that the control piston 25 is displaced against the control spring 29 and thus opens the B yp ass between the bores 22 and 23. How far the passage cross section of the bypass is opened depends on the opening cross section of the pilot valve 34, which influences the pressure reduction in the control chamber 26.

Da durch die Drosselbohrung 31 ständig Druckmittel von der Hochdruckseite in die Steuerkammer 26 nachgeführt wird, muß, um den Steuerkolben 25 in einer bestimmten Regelstellung zu halten, eine entsprechende Druckmittelmenge durch das Vorsteuerventil 34 abgeführt werden. Wird der Regelmagnet 52 stromlos, was bei hohen Kühlwassertem- peraturen oder im Falle einer Störung der elektrischen Anlage eintritt, so bewegt die Feder 45 das Ventilschließglied 44 gegen den Ventilsitz 39 und schließt damit das Vorsteuerventil 34. Dadurch wird der Druck in der Steuerkammer 26 auf seinem höchsten Wert und der Steuerkolben 25 in Schließposition gehalten.Since pressure medium from the high-pressure side is continuously fed into the control chamber 26 through the throttle bore 31, a corresponding quantity of pressure medium must be discharged through the pilot valve 34 in order to keep the control piston 25 in a specific control position. When the control solenoid 52 de-energized, which at high Kühlwassertem- eraturen p or occurs in the event of a failure of the electrical system, thus moving the spring 45 the valve closure member 44 against the valve seat 39 and thus closes the pilot valve 34. Thereby, the pressure in the control chamber 26 held at its highest value and the spool 25 in the closed position.

In Figur 3 ist ein Regelventil mit Dämpfungsglied dargestellt, bei dem sowohl der Bypass mit Steuerkolben 25 als auch das Vorsteuerventil 34 fast identisch mit der in Figur 2 gezeigten Ausführung sind. Gleiche Teile, wie in Figur 2, sind daher mit den selben Bezugszeichen versehen. Um Wiederholungen zu vermeiden wird diesbezüglich auf die Beschreibung zu Figur 2 verwiesen und nachfolgend lediglich auf die Unterschiede zur Figur 2 eingegangen.FIG. 3 shows a control valve with an attenuator, in which both the bypass with control piston 25 and the pilot valve 34 are almost identical to the embodiment shown in FIG. 2. The same parts as in Figure 2 are therefore provided with the same reference numerals. To avoid repetition, reference is made in this regard to the description of FIG. 2 and only the differences from FIG. 2 are discussed below.

Die zweite Platte 27 ist wiederum an der Motoranschlußplatte 2o angeordnet, wobei jedoch die abgestufte Bohrung 32 nicht koaxial mit der Bohrung 21, sondern quer zu dieser verläuft. Die Steuerkammer 26 wird auf der der zweiten Platte 27 zugewandten Seite durch ein Ringelement 53 begrenzt, an dem sich die Steuerfeder 29 abstützt. Das Ringelement 53 ist mittels einer Schraube 54, die in eine Gewindebohrung 57 der zweiten Platte 27 geschraub ist, befestigt. Die Schraube 54 hat eine zentrale Bohrung 55, die über eine Drossel 56 mit der Eingangsseite des Vorsteuerventils 34 in Verbindung steht.The second plate 27 is in turn arranged on the motor connection plate 20, but the stepped bore 32 does not run coaxially with the bore 21, but transversely to the latter. The control chamber 26 is delimited on the side facing the second plate 27 by an annular element 53 on which the control spring 29 is supported. The ring element 53 is fastened by means of a screw 54 which is screwed into a threaded bore 57 of the second plate 27. The screw 54 has a central bore 55, which is connected via a throttle 56 to the input side of the pilot valve 34.

Dem Vorsteuerventil 34 gegenüberliegend ist in der zweiten Platte 27 eine Bohrung 6o angeordnet, die an ihrem offenen Ende durch eine Verschlußschraube 61 verschlossen ist. In der Bohrung 6o ist ein topfförmiger Dämpfungskolben 62 geführt, der durch eine Druckfeder 63 gegen die Verschlußschraube 61 belastet ist. Innerhalb des Dämpfungskolbens 62 ist konzentrisch zur Druckfeder 63 eine Ventilfeder 64 angeordnet, die einen Ventilkegel 65 eines Rückschlagventils gegen einen Ventilsitz 66 belastet. Das Rückschlagventil befindet sich in einer Dämpfungskammer 67, die über eine Druckmittelleitung 5o' mit der den Rückdruck führen - den Bohrung 23 in Verbindung steht. Die der Verschlußschraube 61 zugewandte Seite des Dämpfungskolbens 62 ist über eine Druckmittelleitung 59 und einer Drossel 58 mit der zentralen Bohrung 55 und folglich auch mit der Steuerkammer 26 verbunden. Der Querschnitt der Drosselblende 58 ist geringer als derjenige der Drossel 56. Im Dämpfungskolben 62 ist eine Justierschraube 68 zum Einstellen des minimalen öffnungsdruckes des Rückschlagventils vorgesehen.Opposite the pilot valve 34, a bore 6o is arranged in the second plate 27 and is closed at its open end by a screw plug 61. A pot-shaped damping piston 62 is guided in the bore 6o and is loaded by a compression spring 63 against the screw plug 61. A valve spring 64, which loads a valve cone 65 of a check valve against a valve seat 66, is arranged concentrically with the compression spring 63 within the damping piston 62. The check valve is located in a damping chamber 67, which is connected via a pressure medium line 5o 'with the back pressure - the bore 23. The side of the damping piston 62 facing the screw plug 61 is connected via a pressure medium line 59 and a throttle 58 the central bore 55 and consequently also connected to the control chamber 26. The cross section of the throttle diaphragm 58 is smaller than that of the throttle 56. In the damping piston 62, an adjusting screw 68 is provided for setting the minimum opening pressure of the check valve.

Das Regelverhalten des Vorsteuerventils 34 ändert sich durch das aus Dämpfungskolben 62 und Rückschlagventil (Ventilkegel 65 und Ventilsitz 66) bestehende Dämpfungsglied nicht. Auf den Steuerkolben 25, der den Bypass steuert, hat das Dämpfungsglied lediglich beim Pumpenanlauf und bei extremen hochdruckseitigen Druckanstiegen Einfluß. Um diese extremen Druckanstiege nicht auf den Hydromotor wirken zu lassen, ist der Querschnitt der Drossel 56 größer als derjenigen der Drosselbohrung 31. Diese Bemessung der Drosselquerschnitte hat zur Folge, daß sich zunächst in dem Steuerraum 26 kein Gegendruck aufbauen kann, sondern das Druckmittel durch das nur mit geringer Kraft der Feder 64 belastete Rückschlagventil entweichen kann.The control behavior of the pilot valve 34 does not change due to the damping member consisting of the damping piston 62 and check valve (valve cone 65 and valve seat 66). On the control piston 25, which controls the bypass, the damping element only has an influence when the pump starts up and when there are extreme pressure increases on the high pressure side. In order not to allow these extreme pressure increases to act on the hydraulic motor, the cross-section of the throttle 56 is larger than that of the throttle bore 31. This dimensioning of the throttle cross-sections has the consequence that initially no back pressure can build up in the control chamber 26, but the pressure medium through the only with low force of the spring 64 loaded check valve can escape.

Durch die Drossel 58, deren Querschnitt vergleichsweise sehr gering ist, und die Leitung 59 gelangt Druckmittel auf die der Verschlußschraube 61 zugewandten Seite des Dämpfungskolbens 62. Mit ansteigendem Druck wird der Dämpfungskolben 62 entgegen der Kraft der Druckfeder 63 bewegt und erhöht somit auch die auf das Rückschlagventil wirkende vorspannkraft der Feder 64. Die auf das Rückschlagventil wirkende Schließkraft ist bei vollständig gespannter Druckfeder 63 so groß, daß das Rückschlagventil auch bei hohen Drücken in der Bohrung 32 in seiner Schließstellung gehalten wird. In Verbindung mit dem geringen Durchtrittsquerschnitt der Drossel 58 wirkt der Dämpfungs- kolben 62 als Zeitglied, d. h. die jeweils aktuellen Druckänderungen in der Steuerkammer 26 wirken sich auf den öff- nungsdruck des Rückschlagventils mit zeitlicher Verzögerung aus.Through the throttle 58, the cross section of which is comparatively very small, and the line 59, pressure medium reaches the side of the damping piston 62 facing the locking screw 61. With increasing pressure, the damping piston 62 is moved against the force of the compression spring 63 and thus also increases the pressure on the Check valve biasing force of spring 64. The closing force acting on the check valve is so great when the compression spring 63 is fully tensioned that the check valve is held in its closed position in the bore 32 even at high pressures. In combination with the low passage cross section of the throttle 58 of the DAEM acts p fungs- piston 62 as a timer, the current pressure changes in the control chamber 26 that affect the öf f- pressure of the check valve with a time delay.

In Figur 4 ist ein Regelventil gezeigt, bei dem quer zur Bewegungsrichtung des Steuerkolbens das Vorsteuerventil angeordnet ist, das gegenüber den zuvor beschriebenen Ausführungen einen einfacheren Aufbau aufweist. Mit 69 ist das Gehäuse eines Motors bezeichnet, in dem die bereits zu Figur 2 beschriebenen Bohrungen 21, 22 und 23 angeordnet sind. In der Bohrung 21 ist ein Steuerkolben 25 angeordnet, der durch eine Steuerfeder 29 gegen einen Sprengring 27 belastet ist und in seiner linken Endlage den Bypass zwischen den Bohrungen 22 und 23 sperrt. Die Steuerfeder 29 ist auf der anderen Seite an einer Lochplatte 7o abgestützt, die durch einen zweiten Sprengring 71 gehalten wird. Die Steuerkammer 26 wird durch eine die Bohrung 21 verschließende Verschlußschraube 72 begrenzt.FIG. 4 shows a control valve in which the pilot valve is arranged transversely to the direction of movement of the control piston and has a simpler structure than the previously described embodiments. The housing of a motor is designated by 69, in which the bores 21, 22 and 23 already described for FIG. 2 are arranged. In the bore 21, a control piston 25 is arranged, which is loaded by a control spring 29 against a snap ring 27 and blocks the bypass between the bores 22 and 23 in its left end position. The control spring 29 is supported on the other side on a perforated plate 7o, which is held by a second snap ring 71. The control chamber 26 is delimited by a screw plug 72 closing the bore 21.

In dem Gehäuse 69 ist eine quer zur Bohrung 21 verlaufende Bohrung 73 vorgesehen, in die ein Einsatzstück 33 mit Gewinde 33' geschraubt ist. Das Einsatzstück 33 ähnelt im wesentlichen demjenigen der Figur 2, es erstreckt sich jedoch lediglich bis zum Ventilsitz 39.Provided in the housing 69 is a bore 73 which extends transversely to the bore 21 and into which an insert 33 with a thread 33 'is screwed. The insert 33 is essentially similar to that of FIG. 2, but it only extends to the valve seat 39.

Über das ventilseitige Ende des Einsatzstückes 33 ist ein Blechtopf 74 geschoben, der mit Vorsprüngen 74' in entsprechende Vertiefungen des Einsatzstückes 33 greift. In dem Bohrungsabschnitt 42 ist der Schaft 43 geführt, der durch den Bohrungsabschnitt 4o reicht und an seinem freien Ende als kegliges Ventilschließglied 44 ausgebildet ist. Das Ventilschließglied 44 wird von einer Feder 45 beaufschlagt, die sich am Boden des Blechtopfes 74 abstützt. Innerhalb des Blechtopfes 74 wird somit ein Ventilauslaßraum 76 gebildet, der durch öffnungen 77 im Blechtopf 74 und seinem Druckmittelkanal 78 mit der den Rückdruck führenden Bohrung 23 in Verbindung steht.A tin pot 74 is pushed over the valve-side end of the insert 33, which engages with projections 74 'in corresponding recesses in the insert 33. The shaft 43 is guided in the bore section 42 and extends through the bore section 40 and is designed as a conical valve closing member 44 at its free end. The valve closing member 44 is acted upon by a spring 45 which is supported on the bottom of the tin pot 74. A valve outlet space 76 is thus formed within the tin pot 74, which is connected to the bore 23 carrying the back pressure through openings 77 in the tin pot 74 and its pressure medium channel 78.

Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Kraft der das Ventilschließglied 44 beaufschlagenden Feder 45 bei der Montage des Vorsteuerventils ohne jegliche Druckprüfung auf einfache Weise eingestellt werden kann. Dazu wird nämlich der Blechtopf, in dem sich die Feder 55 befindet, auf das ventilseitige Ende des Einsatzstückes 33 geschoben, wobei die auf den Blechtopf 74 wirkende Kraft gemessen wird. Ist die gewünschte Vorspannung der Feder 45 erreicht, so werden durch entsprechende Werkzeuge radial nach innen gerichtete Vorsprünge 74', beispielsweise durch Eindrücken oder Einscheren, erzeugt, die in Vertiefungen 75 des Einsatzstückes 33 greifen. Eine Druckprüfung zur Ermittlung des öffnungsdruckes und ein Nachjustieren der Feder sind nicht erforderlich.The advantage of this arrangement is that the force of the spring 45 acting on the valve closing member 44 can be easily adjusted without any pressure test when the pilot valve is being installed. For this purpose, the tin pot in which the spring 55 is located is pushed onto the valve-side end of the insert 33, the force acting on the tin pot 74 being measured. Once the desired preload of the spring 45 has been reached, radially inward projections 74 ′, for example by pressing in or reeving, are produced by appropriate tools and engage in recesses 75 of the insert 33. A pressure test to determine the opening pressure and readjustment of the spring are not necessary.

In allen beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Vorsteuerventile 34 als Analogventile ausgebildet und werden von Regelmagneten, deren Hub in Abhängigkeit von der jeweils die Spule des Elektromagneten beaufschlagenden Stromstärke variabel ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß bei über längere Zeit konstanter Kühlwassertemeratur und demnach auch konstant zu haltender Lüfterdrehzahl das Vorsteuerventil in seiner Lage beharrt und nicht eine Vielzahl von Schaltvorgängen durchführen muß.In all of the exemplary embodiments described, the pilot valves 34 are designed as analog valves and are formed by control magnets, the stroke of which is variable as a function of the current intensity acting on the coil of the electromagnet. In this way it is achieved that with a constant cooling water temperature over a long period of time and consequently also a constant fan speed, the pilot valve persists in its position and does not have to perform a large number of switching operations.

Claims (12)

1. Lüfterantrieb für eine Kühlanlage, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bestehend aus einem Hydromotor und einem Regelventil, welches in Abhängigkeit von der Temperatur einen Bypass steuert, durch den der den Motor beaufschlagende Druckmittelstrom beeinflußbar ist, wobei das Regelventil einen eine Steuerkammer begrenzenden Steuerkolben, der in Schließrichtung des Bypasses von einem Steuerdruck beaufschlagt ist und ein den Steuerdruck beeinflussendes Vorsteuerventil umfaßt, dadurch gekennzeichnet , daß der Bypass durch eine Bohrung (21) im Gehäuse (69) des Hydromotors (6) gebildet und in dieser Bohrung (21) der Steuerkolben (25) angeordnet ist, daß das Vorsteuerventil (34) mit dem Gehäuse (69) des Hydromotors (6) eine Baueinheit bildet und das Vorsteuerventil (34) durch ein elektromechanisches Stellglied (15) betätigt wird.1.Fan drive for a cooling system, in particular for rail vehicles, consisting of a hydraulic motor and a control valve which controls a bypass as a function of the temperature, through which the pressure medium flow acting on the motor can be influenced, the control valve being a control piston delimiting a control chamber, which in A control pressure acts on the closing direction of the bypass and comprises a pilot valve influencing the control pressure, characterized in that the bypass is formed by a bore (21) in the housing (69) of the hydraulic motor (6) and in this bore (21) the control piston (25 ) is arranged that the pilot valve (34) forms a structural unit with the housing (69) of the hydraulic motor (6) and the pilot valve (34) is actuated by an electromechanical actuator (15). 2. Lüfterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Vorsteuerventil (34) ein Analogventil und das elektromechanische Stellglied ein Regelmagnet (15, 52) mit variablem Hub ist.2. Fan drive according to claim 1, characterized in that the pilot valve (34) is an analog valve and the electromechanical actuator is a control magnet (15, 52) with a variable stroke. 3. Lüfterantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Bohrung (21) in einer Anschlußplatte (2o) des Hydromotors (6) angeordnet ist.3. Fan drive according to claim 1 or 2, characterized in that the bore (21) in a connecting plate (2o) of the hydraulic motor (6) is arranged. 4. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Vorsteuerventil (34) in einer am Gehäuse (69) oder an der Anschlußplatte (21) des Motors (6) befestigten zweiten Platte (27) angeordnet ist.4. Fan drive according to one of the preceding claims, characterized in that the pilot valve (34) is arranged in a on the housing (69) or on the connecting plate (21) of the motor (6) attached second plate (27). 5. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Vorsteuerventil (34) als Sitzventil ausgebildet ist, das in öffnungsrichtung eine wirksame durckbeaufschlagte Fläche aufweist.5. Fan drive according to one of the preceding claims, characterized in that the pilot valve (34) is designed as a seat valve, which has an effective area under pressure in the opening direction. 6. Lüfterantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß auf das Vorsteuerventil (34) in Schließrichtung eine Feder (45) wirkt, deren Federkraft justierbar ist.6. Fan drive according to claim 5, characterized in that a spring (45) acts on the pilot valve (34) in the closing direction, the spring force of which is adjustable. 7. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerkammer (26) über eine erste Drossel (31) mit einer Vorlaufleitung (7) des Motors und über eine zweite Drossel (41, 56) mit dem Vorsteuerventil (34) verbunden ist.7. Fan drive according to one of the preceding claims, characterized in that the control chamber (26) via a first throttle (31) with a flow line (7) of the engine and via a second throttle (41, 56) connected to the pilot valve (34) is. 8. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerkolben (25) und das Vorsteuerventil (34) koaxial hintereinanderliegend angeordnet sind.8. Fan drive according to one of the preceding claims, characterized in that the control piston (25) and the pilot valve (34) are arranged coaxially one behind the other. 9. Lüfterantrieb nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet , daß das Vorsteuerventil (34) quer zur Bewegungsrichtung des Steuerkolbens (25) angeordnet ist.9. Fan drive according to one of claims 1-7, characterized in that the pilot valve (34) transversely to the direction of movement of the Control piston (25) is arranged. 10. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Steuerkolben (25) und dem Vorsteuerventil (34) ein Dämpfungsglied (Dämpfungskolben 62, Druckfeder 63) mit einem Rückschlagventil (Ventilkegel 65, Ventilsitz 66) geschaltet ist.1 0 . Fan drive according to one of the preceding claims, characterized in that a damping member (damping piston 62, compression spring 63) with a check valve (valve cone 65, valve seat 66) is connected between the control piston (25) and the pilot valve (34). 11. Lüfterantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Rückschlagventil (65, 66) in Schließrichtung wirkende Steuerkraft (Ventilfeder 64) in Abhängigkeit von dem in der Steuerkammer (26) herrschenden Druck mit zeitlicher Verzögerung veränderbar ist.11. Fan drive according to claim 1 0 , characterized in that the control force acting on the check valve (65, 66) in the closing direction (valve spring 64) can be changed with a time delay depending on the pressure prevailing in the control chamber (26). 12. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Vorsteuerventil (34) im stromlosen Zustand seine Schließstellung einnimmt.12. Fan drive according to one of the preceding claims, characterized in that the pilot valve (34) assumes its closed position in the de-energized state.
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