EP1045120B1 - Druckregel- und -halteventilanordnung - Google Patents

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EP1045120B1
EP1045120B1 EP99125499A EP99125499A EP1045120B1 EP 1045120 B1 EP1045120 B1 EP 1045120B1 EP 99125499 A EP99125499 A EP 99125499A EP 99125499 A EP99125499 A EP 99125499A EP 1045120 B1 EP1045120 B1 EP 1045120B1
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EP
European Patent Office
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pressure
valve
connection
arrangement according
pump
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EP99125499A
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Bernhard Radermacher
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Pierburg GmbH
Original Assignee
Pierburg GmbH
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Publication date
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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
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • 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
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146—Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
    • 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
    • F01P2070/00—Details
    • F01P2070/08—Using lubricant pressure as actuating fluid
    • 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
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps

Definitions

  • the invention relates to a pressure control and holding valve arrangement according to the Preamble of claim 1.
  • Such an arrangement is known, for example, from DE 30 24 209 A1 for liquid cooling for internal combustion engines, wherein a preferably electronic control device is provided for regulating the coolant circulation, which controls the adjustment of the shut-off element or the like depending on a comparison of an actual value determined by the engine temperature with an adjustable setpoint controls.
  • a motor or electromagnetically operated valve or the like which interacts with the control device serves as a shut-off device. No reference to the formation of such a shut-off element can be found in the publication.
  • the object of the invention is therefore a pressure control and holding valve arrangement to design the specified type, in particular a functionally reliable Operation is available and can be produced inexpensively.
  • Fig. 1 shows schematically an inventive pressure control and holding valve arrangement 1 in connection with a coolant pump 2 and a Coolant circuit 3, in particular for an engine 4, its operating temperature detected by a temperature sensor 5 and possibly as a function from further operating signals to control signals for one shown in FIG Pressure control and holding valve 6 is processed, the valve closing body 7, which with a between a line section 8, in which the coolant pressure to be regulated prevails, and a line section 9 a return connection 11 leading into a suction connection 10 of the pump 2 arranged valve seat 12 cooperates.
  • valve closing body 7 is connected to a diaphragm 13 which on the one hand delimits a diaphragm chamber 14 which is directly connected to a pressure connection 16 of the pump 2 via a connecting line 15 and on the other hand delimits a control pressure chamber 17, which can be connected to the diaphragm chamber 14 via a control valve 18 and to the pressure connection 16 of the pump 2 via the connecting line 15 and, moreover, is connected to the return connection 11 via a connecting line 19.
  • the connecting line 19 can be arranged directly in the valve closing body 7 (solid line) or can be designed as a separate line 19 (chain line). With this arrangement, the operating temperature of the engine can be controlled sensitively.
  • the membrane 13 is kept constant at one value, specifically by that simultaneously with the pressure drop in the control pressure chamber 17 Pressure drop in the membrane chamber 14 takes place, the measure is provided for this, that the membrane chamber 14 via a connecting line 21 the return port 11 is connected.
  • control valve 18 as Solenoid valve 24 is executed and responds to electrical control signals.
  • These can be provided by an electronic control unit in which the specified sensor signals are processed.
  • a cooler 26 is used, the heat in the free environment.
  • a connecting line 27 is arranged, in which a cooler 28 is inserted is that gives off the heat to the passenger compartment when the engine running.
  • the arrangement according to the invention can thus be produced inexpensively.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Temperature-Responsive Valves (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckregel- und -halteventilanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der DE 30 24 209 A1 bei einer Flüssigkeitskühlung für Verbrennungsmotoren bekannt, wobei zur Regelung des Kühlflüssigkeitsumlaufs ein vorzugsweise elektronisches Steuergerät vorgesehen ist, das die Verstellung des Absperrorgans oder dergleichen in Abhängigkeit vom Vergleich eines durch die Motortemperatur bestimmten Istwertes mit einem einstellbaren Sollwert steuert. Als Absperrorgan dient ein mit dem Steuergerät zusammenwirkendes motorisch oder elektromagnetisch betriebenes Ventil oder dergleichen.
Aus der Druckschrift ist kein Hinweis über die Ausbildung eines solchen Absperrorgans entnehmbar.
Eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird in DE 34 35 833 A1 gezeigt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Druckregel- und -halteventilanordnung der angegebenen Art zu gestalten, bei der insbesondere eine funktionssichere Arbeitsweise vorliegt und die kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen sind mit den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Die Zeichnung zeigt:
  • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Kühleinrichtung für Kraftmaschinen,
  • Fig. 2
    eine Ausführung eines Druckregel- und -halteventils nach Fig. 1.
    • Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemässe Druckregel- und -halteventilanordnung 1 in Verbindung mit einer Kühlflüssigkeitspumpe 2 und einem Kühlflüssigkeitskreislauf 3, insbesondere für eine Kraftmaschine 4, deren Betriebstemperatur von einem Temperatursensor 5 erfasst und ggf. in Abhängigkeit von weiteren Betriebssignalen zu Ansteuersignalen für ein in Fig. 2 dargestelltes Druckregel- und halteventil 6 verarbeitet wird, das einen Ventilschliesskörper 7 aufweist, der mit einem zwischen einem Leitungsabschnitt 8, in dem der zu regelnde Kühlflüssigkeitsdruck herrscht, und einem Leitungsabschnitt 9 eines in einen Sauganschluss 10 der Pumpe 2 führenden Rücklaufanschlusses 11 angeordneten Ventilsitz 12 zusammenwirkt.
    Es ist ersichtlich (Fig. 2), dass der Ventilschliesskörper 7 mit einer Membrane 13 verbunden ist, die einerseits eine Membrankammer 14 begrenzt, die über eine Verbindungsleitung 15 direkt mit einem Druckanschluss 16 der Pumpe 2 verbunden ist, und andererseits eine Steuerdruckkammer 17 begrenzt, die über ein Steuerventil 18 mit der Membrankammer 14 und über die Verbindungsleitung 15 mit dem Druckanschluss 16 der Pumpe 2 verbindbar ist und darüber hinaus über eine verbindungsleitung 19 mit dem Rücklaufanschluss 11 verbunden ist.
    Die Verbindungsleitung 19 kann direkt im Ventilschliesskörper 7 angeordnet (Volllinie) oder als separate Leitung 19 (Strichpunktlinie) ausgeführt sein. Mit dieser Anordnung lässt sich die Betriebstemperatur der Kraftmaschine feinfühlig steuern.
    Da der bei Betrieb der Kraftmaschine 4 im Druckanschluss 16 der Pumpe 2 herrschende Druck unbeeinflusst auch in der Membrankammer 14 herrscht, ergibt sich eine Druckdifferenz an der Membrane 13 immer dann, wenn das Steuerventil 18 den Durchlass der Verbindungsleitung 15 in die Steuerdruckkammer 17 gedrosselt oder verschlossen hat und Kühlflüssigkeit aus der Steuerdruckkammer 17 über die Verbindungsleitung 19 in den zum Sauganschluss 10 der Pumpe 2 führenden Rücklaufanschluss 11 geströmt ist, d.h. die Membrane 13 wirkt dann mit einer Schliesskraft auf den Ventilschliesskörper 7 ein, wobei dieser dann von der am Ventilschliesskörper 7 selbst wirkenden Druckdifferenz zwischen den Leitungsabschnitten 8 und 9 in Öffnungsrichtung belastet ist, so dass sich ein Gleichgewicht zwischen den beiden Kräften einstellt, bei dem eine bestimmte öffnungsstellung des Ventilschliesskörpers 7 gegeben ist. Dieses Kräftegleichgewicht ist durch vorgegebene Wirkflächengrössen der Membrane 13 und des Ventilschliesskörpers 7 bestimmt.
    Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die Membrane 13 durch eine in Schliessrichtung des Ventilschliesskörpers 7 wirkende Feder 20 belastet ist. Durch diese Massnahme wird erreicht, dass der Ventilschliesskörper 7 bei abgestellter Kraftmaschine eine Schliessstellung einnimmt, so dass keine Wasserzirkulation durch Thermosyphonwirkung auftreten kann.
    Sollte jedoch in bestimmten Temperaturbereichen eine Druckerhöhung in dem Leitungsabschnitt 8, in dem der zu regelnde Kühlflüssigkeitsdruck herrscht, auftreten (Wärmenester), dann öffnet der Ventilschliesskörper 7 gegen die Federkraft und ermöglicht einen Druckausgleich.
    Bei abgestellter Kraftmaschine kann es vorteilhaft sein, wenn dabei die Schliesskraft der Membrane 13 konstant auf einen Wert gehalten wird, und zwar dadurch, dass gleichzeitig mit dem Druckabfall in der Steuerdruckkammer 17 ein Druckabfall in der Membrankammer 14 erfolgt, hierfür ist die Massnahme vorgesehen, dass die Membrankammer 14 über eine Verbindungsleitung 21 mit dem Rücklaufanschluss 11 verbunden ist.
    Es versteht sich von selbst, dass die beiden Verbindungsleitungen 19, 21 jeweils einen Drosselabschnitt 22, 23 aufweisen, um zu erreichen, dass der Zu- und Abfluss in einem bestimmbaren Verhältnis erfolgt.
    Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann vorgesehen sein, dass das Steuerventil 18 als Elektromagnetventil 24 ausgeführt ist und auf elektrische Ansteuersignale reagiert. Diese können von einem elektronischen Steuergerät bereitgestellt werden, in dem die angegebenen Sensorsignale verarbeitet werden.
    Dadurch, dass stromab der Einmündung der Verbindungsleitung 19 in den Druckanschluss 16 der Pumpe 2 eine Leitungsdrosselung 25 angeordnet ist, lässt sich eine deutliche Erhöhung des in der Membrankammer 14 und der Steuerdruckkammer 17 herrschenden Druckes erreichen.
    Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist in dem Leitungsabschnitt 8, in dem der geregelte Kühlflüssigkeitsdruck herrscht, ein Kühler 26 eingesetzt, der die Wärme in die freie Umgebung abgibt. Zwischen dem Leitungsabschnitt 8 mit geregeltem Kühlflüssigkeitsdruck und dem in den Sauganschluss 10 führenden Rücklaufanschluss 11 ist eine Verbindungsleitung 27 angeordnet, in der ein Kühler 28 eingesetzt ist, der die Wärme in den Fahrgastraum abgibt, wenn die Kraftmaschine läuft.
    Es ist besonders kostengünstig, wenn das Druckregel- und -halteventil 6 mit dem Steuerventil 18 bzw. dem Elektromagnetventil 24 direkt in die Kühlflüssigkeitspumpe 2 integriert ist.
    Die erfindungsgemässe Anordnung lässt sich damit kostengünstig herstellen.

    Claims (8)

    1. Druckregel- und -halteventilanordnung in Verbindung mit einer Kühlflüssigkeitspumpe und einem Kühlflüssigkeitskreislauf, insbesondere für eine Kraftmaschine, deren Betriebstemperatur von einem Temperatursensor erfasst und ggf. in Abhängigkeit von weiteren Betriebssignalen zu Ansteuersignalen für das Druckregel- und halteventil verarbeitet wird, wobei das Druckregel- und - halteventil einen Ventilschliesskörper aufweist, der mit einem zwischen einem Leitungsabschnitt, in dem der zu regelnde Kühlflüssigkeitsdruck herrscht, und einem Leitungsabschnitt eines in einen Sauganschluss der Pumpe 2 führenden Rücklaufanschluss angeordneten Ventilsitz zusammenwirkt, wobei der Ventilschliesskörper (7) mit einer Membrane (13) verbunden ist, die einerseits eine Membrankammer (14) begrenzt, die über eine Verbindungsleitung (15) direkt mit einem Druckanschluss (16) der Pumpe (2) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (13) andererseits eine Steuerdruckkammer (17) begrenzt, die über ein Steuerventil (18) mit der Membrankammer (14) und über die Verbindungsleitung (15) mit dem Druckanschluss (16) der Pumpe (2) verbindbar ist und darüber hinaus über eine Verbindungsleitung (19) mit dem Rücklaufanschluss (11) verbunden ist.
    2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (13) durch eine in Schliessrichtung des Ventilschliesskörpers (7) wirkende Feder (20) belastet ist.
    3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrankammer (14) über eine Verbindungsleitung (21) mit dem Rücklaufanschluss (11) verbunden ist.
    4. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (18) als Elektromagnetventil (24) ausgeführt ist und auf elektrische Ansteuersignale reagiert.
    5. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromab der Einmündung der Verbindungsleitung (15) in den Druckanschluss (16) der Pumpe (2) eine Leitungsdrosselung (25) angeordnet ist.
    6. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Leitungsabschnitt (8) in dem der geregelte Kühlflüssigkeitsdruck herrscht, ein Kühler (26) eingesetzt ist.
    7. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leitungsabschnitt (8) mit geregeltem Kühlflüssigkeitsdruck und dem in den Sauganschluss (10) führenden Rücklaufanschluss (11) eine Verbindungsleitung (27) angeordnet ist, in der ein Kühler (28) eingesetzt ist.
    8. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregel- und -halteventil (6) komplett mit dem Ventilschliesskörper (7) und dem Steuerventil (18) bzw. dem Elektromagnetventil (24) direkt in die Kühlflüssigkeitspumpe (2) integriert ist.
    EP99125499A 1999-04-16 1999-12-21 Druckregel- und -halteventilanordnung Expired - Lifetime EP1045120B1 (de)

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    EP1045120A1 EP1045120A1 (de) 2000-10-18
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