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(11) | EP 0 142 713 A2 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Lüfterantrieb, insbesondere für Kühlanlagen von Schienenfahrzeugen |
| (57) Gegenstand der Erfindung ist ein Lüfterantrieb, insbesondere für Kühlanlagen von
Schienenfahzeugen. Der Lüfterantrieb besteht aus einem Hydromotor (21) und einem Regelventil,
welches in Abhängigkeit von der Temperatur einen Bypass steuert, durch den der den
Motor (21) beaufschlagende Druckmittelstrom beeinflußbar ist. Das Regelventil umfaßt
einen Steuerkolben (27), der in Schließrichtung des Bypasses von einem Steuerdruck
und einer Steuerfeder (32) beaufschlagt ist, und ein den Steuerdruck beeinflussendes
Vorsteuerventil (14), welches durch ein elektromechanisches Stellglied (17) betätigt
wird. Das in dem Einsatzstück (30) befindliche Vorsteuerventil (14) ist innerhalb
des Steuerkolbens angeordnet und der Steuerkolben (27) mit seiner zentrischen Bohrung
(29 b) auf der Mantelfläche des Einsatzstückes dichtend geführt. |
[0001] Die Erfindung betrifft einen Lüfterantrieb, insbesondere für Kühlanlagen von Schienenfahrzeugen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
[0002] Ein derartiger Lüfterantrieb ist Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 32 22 851. Mit der in der genannten Patentanmeldung beschriebenen Anlage wird ein feinfühliges Regeln des Lüfterantriebs erreicht, wobei insbesondere durch Integration von Teilen und einer geringen Anzahl hydraulischer Verbindungsleitungen ein sehr einfacher und in der Wirkungsweise sicherer Aufbau des Lüfterantriebs gewährleistet ist. Außerdem ist dieser regelbare Lüiterantrieb für verschiedene Anordnungen hydrostatisch angetriebener Lüfterräder universell verwendbar.
[0003] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Lüfterantrieb der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung derart weiterzubilden, daß ein aus möglichst wenig und billig herstellbaren Einzelteilen bestehender c und einen geringeren Bauraum benötigender Aufbau erreicht wird. Diese Aufgabe wird bei einem Lüfterantrieb der bezeichneten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
[0004] Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind,darin zu sehen, daß das Regelventil des Lüfterantriebs aus einfachen Teilen, die billig herstellbar und leicht montierbar sind, besteht und daß durch die Anordnung des Vorsteuerventils innerhalb des Steuerkolbens ein äußerst geringer Bauraum benötigt wird. Das Regelventil ermöglicht eine bereits auf geringe Sollwertänderungen schnell reagierende Regelung. Der erfindungsgemäße Lüfterantrieb eignet sich für verschiedene hydrostatische Antriebe, insbesondere auch für Lüfter von elektrischen Traktionsmotoren. Mit dem geregelten Lüfterantrieb und der feinfühligen Regelung wird vermieden, daß der Lüfter unnötig oder mit unnötig hoher Drehzahl betrieben wird, was zu einer erheblichen Energieeinsparung führt.
[0005] Eine bevorzugte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Steuerfeder mit ihrem dem Steuerkolben entfernt liegenden Ende an dem Einsatzstück abgestützt ist. Auf diese Weise entfällt eine separate Befestigung des Einsatzstückes, das aufgrund der Federvorspannung an einem Wandteil des elektromechanischen Stellgliedes gehalten wird. Das den Bypass steuernde Regelventil ist zweckmäßigerweise als Sitzventil ausgebildet, wobei die von einem Vorlaufdruck beaufschlagte Fläche des Steuerkolbens gleich der vom Steuerdruck beaufschlagten Fläche ist. Durch diese Ausführung wird eine extrem kurze Baulänge erreicht. Eine Ausführungsvariante besteht darin, daß das den Bypass steuernde Regelventil als Schieberventil ausgebildet ist, wobei ebenfalls die vom Vorlaufdruck und vom Steuerdruck beaufschlagten Flächen gleich sind. Um bei dem Schieberventil dieses Flächenverhältnis zu schaffen, ist es von Vorteil, daß sich die zentrale Bohrung über.die gesamte axiale Länge des Steuerkolbens erstreckt und das Einsatzstück durch diese Bohrung ragt.
[0006] Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auf eine Leckölleitung verzichtet werden kann. Zu diesem Zweck sind die von einem Rückdruck in öffnungs- bzw. in Schließrichtung des Regelventils beaufschlagten Flächen des Steuerkolbens kompensiert. Da das Druckmittel vom Vorsteuerventil nicht in eine Leckölleitung entweichen muß, sondern ohne weiteres in die Rücklaufleitung geführt werden kann, ist das Regelventil insbesondere für Zahnradmotoren oder andere Antriebe, die keine Leckölleitung benötigen, oder für die Serienschaltung von Antrieben geeignet.
[0007] Als elektromechanisches Stellglied kann ein Regelmagnet oder ein Schrittmotor vorgesehen sein. Die Verwendung eines Schrittmotors hat den Vorteil, daß lediglich für die Stellungsänderung elektrische Energie benötigt wird.
[0008] Um einen besonders einfachen Aufbau des Vorsteuerventils zu erreichen, besteht diese im wesentlichen aus einem Ventilkegel, einem Ventilsitz sowie eine den Ventilkegel belastende Feder,und die Spitze des Ventilkegels steht mit einer Kugel in Wechselwirkung, durch die der Ventilkegel vom Ventilsitz abhebbar ist. Damit sich ein vorgegebener öffnungsdruck einstellen läßt, ist die Federkraft der den Ventilkegel des Vorsteuerventils belastenden Feder justierbar. Zur Justierung kann beispielsweise eine Einstellschraube dienen oder ein gleitend einführbares und in einer beliebigen Stellung fixierbares Abstützelement vorgesehen sein. Letzteres hat den Vorteil, daß bei der Montage des Vorsteuerventils die Kraft der Feder meßbar ist und damit eine nachträgliche Justierung entfällt.
[0009] Um extreme Druckänderungen in der Steuerkammer und daraus resultierende Druckstöße im Lüftermotor zu vermeiden, ist es zweckmäßig, daß die Steuerkammer über eine erste Drossel mit einer Vorlaufleitung des Motors und über eine zweite Drossel mit dem Vorsteuerventil verbunden ist. Um eine möglichst weitgehende Integration zu erreichen, kann der Steuerkolben und das Vorsteuerventil in einer Anschlußplatte des Hydromotors angeordnet sein. 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 die elektronische Schaltung bzw. das elektromechanische Stellglied stromlos ist.
[0011] In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 ein Blockschaltbild eines Regelkreises,
Figur 2 eine Motoranschlußplatte mit inte- griertem Regelventil, das als Sitzventil ausgebildet ist,
Figur 3 ein Regelventil, das als Schieberventil ausgebildet ist,
Figur 4 eine Ausführungsvariante zu Figur 2.
[0012] Figur 1 zeigt einen Kühler 1 mit Wasserkästen 2 und 3, dem ein Axiallüfter 4 zugeordnet ist. Der Axiallüfter 4 befindet sich auf einer Welle 5 eines Hydromotors 6, beispielsweise eines Zahnradmotors, der an eine den Hochdruck führende Vorlaufleitung 7 und an eine den Rückdruck führende Rücklaufleitung 8 eines hydraulischen Kreises angeschlossen ist. In eine Bypassleitung 11, 12 ist ein federbelastetes Rückschlagventil 13 geschaltet. Die Beschaltung mit Drosseln 34 und 46 und die Wirkungsweise des Rückschlagventils 13 wird später zu Figur 2 bis 4 eingehend erläutert. Zur Ansteuerung des Rückschlagventils 13 ist ein Vorsteuerventil 14 vorgesehen, das von einem elektromechanischen Stellglied 15 betätigt wird. Ausgangsseitig sind die Ventile 13 und 14 an die Rücklaufleitung 8 angeschlossen. Das elektromechanische Stellglied 15 ist über eine Steuerleitung 16 an Ausgangsklemmen eines elektronischen Reglers 17 geschaltet. Ein in dem Wasserkasten 8 des Kühlers 1 angeordneter Temperaturfühler 19 ist über Steuerleitungen 18 an Eingangsklemmen des Reglers 17 geschaltet.
[0013] Sofern die Temperatur des Kühlwassers im Kühler 1 sehr niedrig ist, hat der Temperaturfühler 19 einen geringen elektrischen Widerstand, so daß dem elektronischen Regler 17 ein hohes Eingangssignal eingegeben wird. Dies führt dazu, daß dem elektromechanischen Stellglied 15 ein entsprechender Strom oder eine Impulsfolge zugeführt wird, um den Anker des elektromechanischen Stellgliedes 15 in eine entsprechende Stellung zu bringen. 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, so daß der Druckmittelstrom in der Vorlaufleitung 7 den Lüftermotor 6 nicht oder in nur sehr geringem Maße beaufschlagt.
[0014] Mit zunehmender Erwärmung des Kühlwassers ändert sich auch die Widerstandscharakteristik des Temperaturfühlers 19, was eine Änderung in der Eingangsgröße des elektronischen Reglers 17 zur Folge hat. Dementsprechend ändert sich auch das Ausgangssignal des elektronischen Reglers 17, was eine Beeinflussung des elektromechanischen Stellgliedes 15 zur Folge hat. Dadurch wird das Vorsteuerventil 14 auf einen geringeren Durchtrittsquerschnitt eingestellt. 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.
[0015] Ist ein vorher bestimmter oberer Grenzwert der Kühlwassertemperatur erreicht, so ist aufgrund des großen Widerstandswertes des Temperaturfühlers 19 das Eingangssignal am elektronischen Realer 17 derart gering, daß das Ausgangssignal des Reglers das elektromechanische Stellglied 15 in eine Endstellung bringt, durch die das Vorsteuerventil 14 vollständig geschlossen ist. In diesem Fall baut sich zu beiden Seiten des Ventilschließgliedes des Rückschlagventils 13 (in Schließrichtung mit 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.
[0016] 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.
[0017] In Figur 2 ist eine Anschlußplatte 2o eines Hydromotors 21 dargestellt. Die Anschlußplatte 2o weist eine Bohrung 22 auf, zu der rechtwinklig, aber in axialem Abstand, eine Hochdruck HD führende Bohrung 23 und eine Rückdruck RD führende Bohrung 24 angeordnet sind. Der den Hochdruck HD führende Anschluß der Vorlaufleitung ist mit 22 a und der den Rückdruck RD führende Anschluß der Rücklaufleitung ist mit 24 a bezeichnet. In der Bohrung 22 ist zwischen der Bohrung 23 und der Bohrung 24 eine Stufe 25 vorgesehen, deren innerer Radius als Ventilsitz 26 des Rückschlagventils dient. An dem Ventilsitz 26 liegt ein in der Bohrung 22 dichtend geführter Steuerkolben 27, der im wesentlichen topfförmig ausgebildet ist und mit seiner dem Ventilsitz 26 abgewandten Seite eine Steuerkammer 28 begrenzt.
[0018] Der Steuerkolben 27 weist eine abgestufte zentrische Bohrung 29 a, 29 b auf, wobei der Abschnitt 29 a Teil des Steuerraumes 28 ist. Die den Steuerraum 28 begrenzende radiale Fläche ist gleich der vom Hochdruck HD beaufschlagten Fläche des Steuerkolbens 27. In dem Bohrungsabschnitt 29 b ist ein Einsatzstück 3o druckmitteldicht ge-führt, d. h. der Steuerkolben 27 ist auf der Mantelfläche des Einsatzstückes (3o) verschiebbar gelagert. Das Einsatzstück 3o weist an seinem dem Steuerkolben 27 abgewandten Ende einen radialen Bund 31 auf, an dem ein Ende einer Steuerfeder 32 abgestützt ist, die mit ihrem anderen Ende an der Abstufung der Bohrung 29 a, 29 b liegt und somit den Steuerkolben 27 gegen den Ventilsitz 26 belastet. In dem Steuerkolben 27 ist eine außerhalb des Bohrungsabschnitts 29 b liegende axiale Bohrung 33 mit einer Drossel 34 vorgesehen, durch die der vor dem Rückschlagventil liegende Teil der Bohrung 22 mit dem Steuerraum 28 verbunden ist.
[0019] Das Einsatzstück 3o weist eine zentrale, mehrfach abgestufte Bohrung 36 auf, die über die gesamte Länge des Einsatzstückes 3o reicht. Das in Figur 2 rechte Ende der Bohrung 36 ist mit einem Gewinde 37 versehen, in das eine Hohlschraube 38 gedreht ist. An der Hohlschraube 38 ist eine Feder 39 abgestützt, die einen Ventilkegel 41 gegen einen Ventilsitz 42 belastet. Der Ventilkegel 41 und Ventilsitz 42 bilden die wesentlichen Elemente des Vorsteuerventils 14. Die Spitze des Ventilkegels 41 stützt sich an einer Kugel 43 ab, die sich auf der rechten Seite in der Bohrung 36 befindet und ihrerseits mit einem Stössel 44 eines Regelmagneten 45 in Wechselwirkung steht. Mit dem Regelmagneten 52 ist baulich vereinigt der elektronische Regler 17.
[0020] Der Abschnitt der Bohrung 36, in dem sich die Kugel 43 befindet, und der Bohrungsabschnitt 29 a, der Bestandteil des Steuerraumes 28 ist, sind über eine Drossel 4G miteinander verbunden. Diese Drossel 46 hat die Aufgabe, ein Aufschwingen der beiden federnd abgestützten Elemente (Steuerkolben 27 und Ventilkegel 41) zu vermeiden. Der von dem Einsatzstück 27 begrenzte Raum des Bohrungsabschnitts 29 b bildet eine Druckauslaßkammer 47, die durch eine radiale Bohrung 48 mit der den Rückdruck RD führenden Bohrung 24 in Verbindung steht.
[0021] 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.
[0022] Wird der Bohrung 22 der Pumpendruck zugeführt, so wird der Steuerkolben 27 in öffnungsrichtung des Bypasses von diesem Druck beaufschlagt. Aufgrund der Drosselbohrung 34 baut sich in der Steuerkammer 28 ein entsprechender Gegendruck auf, der dem auf der rechten Seite des Steuerkolbens 27 herrschenden Druck entspricht. Aufgrund gleicher Drücke und gleicher druckbeaufschlagter Flächen wirkt als resultierende Kraft die Steuerfeder 32, die den Steuerkolben 27 in Anlage an dem Ventilsitz 26 und damit den Bypass verschlossen hält. Der Hydromotor 21 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 45 erregt und der Ventilkegel 41 durch die Kugel 43 vom Ventilsitz 42 abgehoben. Durch das geöffnete Vorsteuerventil 14 kann Druckmittel aus der Steuerkammer 28 in den Auslaßraum 47 und von dort durch die Bohrung 48 in den Rücklaufanschluß 24 a entweichen. Die Verringerung des Druckes in der Steuerkammer 28 hat zur Folge, daß der Steuerkolben 27 gegen die Steuerfeder 32 verschoben wird und damit den Bypass zwischen den Bohrungen 23 und 24 öffnet. Wie weit der Durchtrittsquerschnitt des Bypasses geöffnet wird, ist abhängig von dem öffnungsquerschnitt des Vorsteuerventils 14, das den Druckabbau in der Steuerkammer 28 beeinflußt.
[0023] Da durch die Drosselbohrung 34 ständig Druckmittel von der Hochdruckseite in die Steuerkammer 28 nachgeführt wird, muß - um den Steuerkolben 27 in einer bestimmten Regelstellung zu halten - eine entsprechende Druckmittelmenge durch das Vorsteuerventil 14 abgeführt werden. Wird der Regelmagnet 45 stromlos, was bei hohen Kühlwassertemperaturen oder im Falle einer Störung der elektrischen Anlage eintritt, so bewegt die Feder 39 den Ventilkegel 41 gegen den Ventilsitz 42 und schließt damit das Vorsteuerventil 14. Dadurch wird der Druck in der Steuerkammer 28 auf seinem höchsten Wert und der Steuerkolben 27 in Schließposition gehalten.
[0024] Figur 3 zeigt die Anordnung des Rückschlagventils 13 und des Vorsteuerventils 14 in einem Gehäuse 50, das sowohl mit einem Hydromotor baulich vereinigt als auch separat angeordnet werden kann. Das Gehäuse 5o weist eine Bohrung 51 auf, zu der rechtwinklig und in axialem Abstand zueinander eine an den Hochdruck HD angeschlossene Bohrung 52 und eine an den Rückdruck RD angeschlossene Bohrung 53 angeordnet sind. In der Bohrung 51 ist zwischen der Bohrung 52 und der Bohrung 53 ein Sprengring 54 eingesetzt. An der der Bohrung 53 zugewandten Seite des Sprengringes 54 liegt ein in der Bohrung 51 dichtend geführter Steuerkolben 53, der im wesentlichen ringförmig ausaebildet ist und mit seiner dem Sprengring 54 abgewandten Seite eine Steuerkammer 28 begrenzt. Die den Steuerraum 28 begrenzende radiale Fläche des Steuerkolbens 55 ist gleich der vom Hochdruck HD beaufschlagten Fläche.
[0025] Der Steuerkolben 55 weist eine abgestufte zentrische Bohrung 56 a, 56 b auf, wobei der Abschnitt 56 a ein Teil des Steuerraumes 28 ist. In dem Bohrungsabschnitt 56 b ist ein Einsatzstück 57 druckmitteldicht geführt, d.h. der Steuerkolben 55 ist auf der Mantelfläche des Einsatzstückes 57 verschiebbar gelagert. Das Einsatzstück 57 durchdringt den gesamten Steuerkolben 55 und ragt hochdruckseitig aus diesem hervor. An seinem dem Steuerkolben 55 abgewandten Ende weist das Einsatzstück 57 einen radialen Bund 58 auf, der an einem Gehäuse eines Schrittmotors 59 liegt. An dem radialen Bund 58 ist eine Steuerfeder 32 abgestützt, die mit ihrem anderen Ende an der Abstufung der Bohrung 56 a, 56 b liegt und somit den Steuerkolben 56 gegen den Sprengring 54 belastet. In dem Steuerkolben 55 ist eine außerhalb des Bohrungsabschnitts 56 b liegende axiale Bohrung 33 mit einer Drossel 34 vorgesehen, durch die der vor dem Rückschlagventil liegende Teil der Bohrung 51 mit dem Steuerraum 28 verbunden ist.
[0026] Die das Vorsteuerventil 14 umfassenden Teile sind gleich ausgeführt wie diejenigen in Figur 2; es wurden daher die Bezugszeichen für gleiche Teile aus Figur 2 übernommen. In das Gewinde 37 ist eine Madenschraube 6o gedreht, auf deren dem Vorsteuerventil 14 zugewandten Seite ein Distanzstück 61 angeordnet ist, an dem sich die Feder 39, die den Ventilkegel 41 belastet, abstützt. Das Distanzstück 61 ist so ausgeführt, daß es den Durchtritt der Hydraulikflüssigkeit zu radialen Öffnungen 62 gestattet, welche in einem Ringraum 63 an der Mantelfläche des Einsatzstückes 57 münden, welcher wiederum über eine radiale Bohrung 48 im Steuerkolben 55 mit der Bohrung 53 in Verbindung steht. Wie aus Figur 3 zu sehen ist, weist der Steuerkolben 55 keine vom Rückdruck wirksam beaufschlagte Fläche auf.
[0027] Die Wirkungsweise des in Figur 3 dargestellten Regelventils entspricht derjenigen, wie sie zu Figur 2 bereits beschrieben ist, da die Änderungen rein konstruktiver Art sind, nämlich daß das Regelventil ein Schieberventil und das elektromechanische Stellglied ein Schrittmotor 59 ist.
[0028] In Figur 4 ist eine Ausführungsvariante des Vorsteuerventils in Figur 2 gezeigt. Für diejenigen Teile, die mit Figur 2 übereinstimmen, sind gleiche Bezugszeichen gewählt. Das der Druckauslaßkammer 47 benachbarte Ende des Einsatzstückes 3o weist an Stelle eines Gewindes lediglich eine ringförmige Nut 64 auf. In dem Einsatzstück 3o befindet sich ein Abstützelement 65, das aus einem Blechtopf besteht, an dessen Boden die Feder 39 abgestützt ist. Im Boden des Abstützelementes 65 sind mehrere Öffnungen 66 angeordnet, deren Gesamtquerschnitt größer ist als der des Vorsteuerventils 14. Das Abstützelement 65 weist an seiner zylindrischen Wand 67 mehrere Vorsprünge 68 auf, die in die Nut 64 des Einsatzstückes 3o greifen.
[0029] Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Kraft der den Ventilkegel 41 beaufschlagenden Feder 39 bei der Montage des Vorsteuerventils ohne jegliche Druckprüfung auf einfache Weise eingestellt werden kann. Dazu wird nämlich das Abstützelement 65 in Richtung auf den Ventilkegel 41 verschoben, wodurch die Feder 39 gespannt wird. Dabei wird die auf das Abstützelement 65 wirkende Kraft gemessen. Ist die gewünschte Vorspannung der Feder 39 erreicht, so werden durch entsprechende Werkzeuge radial nach außen gerichtete Vorsprünge 68 - beispielsweise durch Scherung - erzeugt, die in die Nut 64 des Abstützelementes 3o greifen. Eine Druckprüfung zur Ermittlung des öffnungsdruckes und ein Nachjustieren der Feder 39 sind nicht erforderlich.
[0030] In allen beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Vorsteuerventile 14 als Analogventile ausgebildet und werden von den elektromechanischen Stellgliedern (Elektromagnet 45, Schrittmotor 59), deren Anker-bzw. Spindelhub in Abhängigkeit des jeweiligen Ausgangssignals des elektronischen Reglers 17 variabel ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß bei über längere Zeit konstanter Kühlwassertemperatur und demnach auch konstant zu hal- tender Lüfterdrehzahl das Vorsteuerventil in seiner Lage beharrt und nicht eine Vielzahl von Schaltvorgängen durchführen muß.
Bezugszahlenliste
[0031]
1 Kühler
2 Wasserkasten
3 Wasserkasten
4 Axiallüfter
5 Welle
6 Hydromotor
7 Vorlaufleitung
8 Rücklaufleitung
9
1o
11 Bypassleitung
12 Bypassleitung
13 Rückschlagventil
14 Vorsteuerventil
15 Stellglied
16 Steuerleitung
17 elektron. Regler
18 Steuerleitung
19 Temperaturfühler
2o Anschlußplatte
21 Hydromotor
22 Bohrung
23 Bohrung HD
24 Bohrung RD
25 Stufe
26 Ventilsitz
27 Steuerkolben
28 Steuerkammer
29 a Bohrung
29 b Bohrung
3o Einsatzstück
31 Drossel
32 Steuerfeder
33 Bohrung
34 Drossel
35
36 Bohrung
37 Gewinde
38 Hohlschraube
39 Feder
4o
41 Ventilkegel
42 Ventilsitz
43 Kugel
44 Stössel
45 Elektromagnet
46 Drossel
47 Druckauslaßkammer
48 radiale Bohrung
49
5o Gehäuse
51 Bohrung
52 Bohrung
53 Bohrung
54 Sprengring
55 Steuerkolben
56 a Bohrung
56 b Bohrung
57 Einsatzstück
58 radialer Bund
59 Schrittmotor
60 Madenschraube
61 Distanzstück
62 öffnung
63 Ringraum
64 Nut
65 Abstützelement
66 öffnung
67 zylindrische Wand
68 Vorsprünge
. Lüfterantrieb, insbesondere für Kühlanlagen von Schienenfahrzeugen, 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 und mit einer zentrischen
Bohrung versehenen Steuerkolben, der in Schließrichtung des Bypasses von einem Steuerdruck
und einer Steuerfeder beaufschlagt ist und ein den Steuerdruck beeinflussendes, in
einem Einsatzstück angeordnetes Vorsteuerventil umfaßt, welches durch ein elektromechanisches
Stellglied betätigt wird, dadurch gekennzeichnet , daß das in dem Einsatzstück (30,
57) befindliche Vorsteuerventil (14) innerhalb des Steuerkolbens (27, 55) angeordnet
und der Steuerkolben (27, 55) mit seiner zentralen Bohrung (29 b, 56 b) auf der Mantelfläche
des Einsatzstückes (3o, 57) dichtend geführt ist.
2. Lüfterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerfeder (32)
mit ihrem dem Steuerkolben (57, 55) entfernt liegenden Ende an dem Einsatzstück (3o,
57) abgestützt ist.
3. Lüfterantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Bypass steuernde Regelventil (Steuerkolben 27, Ventilsitz 26) als Sitzventil ausgebildet
ist, wobei die von einem Vorlaufdruck (HD) beaufschlagte Fläche gleich der vom Steuerdruck
beaufschlagten Fläche ist.
4. Lüfterantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Bvnass
steuernde Regelventil als Schieberventil (Steuerkolben 55) ausgebildet ist, wobei
die von einem Vorlaufdruck (HD) beaufschlagte Fläche gleich der vom Steuerdruck beaufschlagten
Fläche ist.
5. Lüfterantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Bohrung
(56 a, 56 b) sich über die gesamte axiale Länge des Steuerkolbens (55) erstreckt und
das Einsatzstück (57) durch diese Bohrung ragt.
6. Lüfterantrieb nach einem der Ansprüche 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von
einem Rückdruck (RD) in öffnungs- bzw. in Schließrichtung des Regelventils beaufschlagten
Flächen des Steuerkolbens (27, 55) kompensiert sind.
7. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das elektromechanische Stellglied (15) ein Regelmagnet (45) ist.
8. Lüfterantrieb nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet , daß das
elektromechanische Stellglied (15) ein Schrittmotor (59) ist.
9. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Vorsteuerventil als Analogventil ausgebildet ist, das im wesentlichen einen
Ventilkegel (41), einen Ventilsitz (42) sowie eine den Ventilkegel (41) gegen den
Ventilsitz (42) belastende Feder (39) umfaßt und die Spitze des Ventilkegels (41)
mit einer Kugel (43) in Wechselwirkung steht, durch die der Ventilkegel (41) vom Ventilsitz
(42) abhebbar ist.
10. Lüfterantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft der Feder
(39) justierbar ist.
11. Lüfterantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justierung eine Einstellschraube (38, 60) dient.
12. Lüfterantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justierung der Feder ein gleitend einführbares und
in einer beliebigen Stellung fixierbares Abstützelement (65) vorgesehen ist.
13. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet
, daß die Steuerkammer (28) über eine erste Drossel (34) mit einer Vorlaufleitung
(7) des Motors und über eine zweite Drossel (46), deren Querschnitt größer als derjenige
der ersten Drossel (34) ist, mit dem Vorsteuerventil (14) in Verbindung steht.
14. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet
, daß der Steuerkolben (27, 55) und das Vorsteuerventil (14) in einer Anschlußplatte
(20) oder Abdeckplatte des Hydromotors (6, 21) angeordnet ist.
15. Lüfterantrieb nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Hydromotor (21)
ein Zahnradmotor ist.
16. Lüfterantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet
, daß das Vorsteuerventil (14) im stromlosen Zustand der elektrischen Schaltung (17)
seine Schließstellung einnimmt.