DE102021109875A1

DE102021109875A1 - Ventilblock, Hydrauliksystem und Verfahren zur Verwendung eines Ventilblocks

Info

Publication number: DE102021109875A1
Application number: DE102021109875.0A
Authority: DE
Inventors: Jafar Khanlarov; Albert Miller
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2021-04-20
Filing date: 2021-04-20
Publication date: 2022-10-20
Anticipated expiration: 2041-04-21
Also published as: DE102021109875B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ventilblock (2) mit mindestens einem Einlass (5) und mindestens einem Auslass (6) für Hydraulikmedium (3), und mit einem Verbindungskanal (7), der den Einlass (5) mit dem Auslass (6) verbindet.
Um den Ventilblock (2) funktionell zu verbessern, umfasst der Ventilblock (2) einen internen mit einer Kühlfunktion versehenen Bypasskanal (8).

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilblock mit mindestens einem Einlass und mindestens einem Auslass für Hydraulikmedium, und mit einem Verbindungskanal, der den Einlass mit dem Auslass verbindet. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Hydrauliksystem mit einem derartigen Ventilblock. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Verwendung eines derartigen Ventilblocks.
Aus der chinesischen Gebrauchsmusterschrift CN203321952 U ist eine Hydraulikschaltung bekannt, die abhängig von einer gemessenen Öltemperatur zu einem Tank zurückfließendes Öl durch einen externen Ölkühler leitet. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 45 582 A1 ist ein mit einer Heizeinrichtung versehener Ventilblock einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage in Kombination mit einem Wärmeträgerkreislauf bekannt, der zum Kühlen eines Fahrzeugantriebsmotors wenigstens einen Wärmeträgereinlassanschluss und wenigstens einen Wärmeträgerauslassanschluss aufweist und wobei wenigstens eine Pumpe in dem Wärmeträgerkreislauf angeordnet ist, wobei zur Kühlung des Fahrzeugantriebsmotors im Wärmeträgerkreislauf eine Kombination aus einem durchströmbaren Kühler, einer den Kühler umgebenden Bypassleitung und einer temperaturabhängig gesteuerte Mehrwegsventilanordnung zum variablen Aufteilen eines Wärmeträgerstroms in einen Strom durch den Kühler oder/und die Bypassleitung angeordnet ist und wobei sich die Heizeinrichtung in Reihenschaltung zur Kombination zwischen dieser und dem Wärmträgerauslassanschluss des Fahrzeugantriebsmotors befindet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ventilblock mit mindestens einem Einlass und mindestens einem Auslass für Hydraulikmedium, und mit einem Verbindungskanal, der den Einlass mit dem Auslass verbindet, funktionell zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Ventilblock mit mindestens einem Einlass und mindestens einem Auslass für Hydraulikmedium, und mit einem Verbindungskanal, der den Einlass mit dem Auslass verbindet, dadurch gelöst, dass der Ventilblock einen internen mit einer Kühlfunktion versehenen Bypasskanal umfasst. Der Bypasskanal kann, ebenso wie der Verbindungskanal, direkt in den Ventilblock eingebracht sein. Der Bypasskanal kann aber, ebenso wie der Verbindungskanal, auch, zumindest teilweise, durch eine Leitung in dem Ventilblock realisiert sein. Bei dem Ventilblock handelt es sich um eine abgeschlossene Einheit, der über den Einlass Hydraulikmedium zugeführt wird, das über den Auslass abgeführt wird. In dem Ventilblock sind Ventile angeordnet, auf die hier nicht näher eingegangen wird. Der Ventilblock umfasst zum Beispiel einen Einlass und mehrere Auslässe. Über die Ventile kann ein gewünschter Durchfluss durch den Ventilblock realisiert werden. Bei dem Hydraulikmedium handelt es sich zum Beispiel um Hydrauliköl, das verkürzt auch als Öl bezeichnet wird. Der Ventilblock umfasst des Weiteren mindestens einen Sensor, insbesondere mindestens einen Temperatursensor. Mit dem Temperatursensor wird vorteilhaft die Temperatur des Hydraulikmediums am Einlass erfasst. Wenn eine Ist-Temperatur des Hydraulikmediums am Einlass größer als eine Soll-Temperatur des Hydraulikmediums ist, dann wird, zum Beispiel über ein entsprechendes Ventil, das Hydraulikmedium zur Kühlung über den internen mit der Kühlfunktion versehenen Bypasskanal geleitet. Je nach Bedarf und insbesondere in Abhängigkeit von der erfassten Ist-Temperatur kann der komplette Hydraulikmediumstrom zur Kühlung durch den internen mit der Kühlfunktion versehenen Bypasskanal geleitet werden. Es ist aber auch möglich, nur einen Teil des Hydraulikmediumstroms durch den internen mit der Kühlung versehenen Bypasskanal hindurchzuleiten.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Ventilblocks ist dadurch gekennzeichnet, dass der interne Bypasskanal zur Darstellung der Kühlfunktion mindestens einen Kühlabschnitt mit einem labyrinthartigen Verlauf aufweist. Durch den labyrinthartigen Verlauf des Bypasskanals in dem Kühlabschnitt kann vorteilhaft mehr Wärme von dem Hydraulikmedium abgeführt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Ventilblocks ist dadurch gekennzeichnet, dass der interne Bypasskanal zur Darstellung der Kühlfunktion in dem Kühlabschnitt an oder in der Nähe mindestens einer Außenwand des Ventilblocks entlang führt. An der Außenwand kann der Ventilblock zusätzlich gekühlt werden, um den Wärmetransport zu beschleunigen. Dadurch wird die Kühlung verbessert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Ventilblocks ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand des Ventilblocks in der Nähe des Kühlabschnitts mit Kühlrippen versehen ist. So kann auf einfache Art und Weise die zur Wärmeabfuhr verfügbare Oberfläche wirksam vergrößert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Ventilblocks ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen an der Außenwand des Ventilblocks mit einem Ventilator kombiniert sind. Dadurch wird das Abführen von warmer Luft von der Außenwand des Ventilblocks beschleunigt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Ventilblocks ist dadurch gekennzeichnet, dass der interne Bypasskanal deutlich länger als der Verbindungskanal in dem Ventilblock ausgeführt ist. Dadurch wird die Kühlwirkung weiter verbessert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Ventilblocks ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilblock einen externen mit einer Kühlfunktion versehenen Bypasskanal umfasst. Über den externen Bypasskanal kann die Kühlwirkung weiter verbessert werden. Der externe Bypasskanal ist zum Beispiel mit einem Wärmetauscher kombiniert. Der Wärmetauscher ist zum Beispiel an einem vorhandenen Flüssigkeitskühlkreislauf angeschlossen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Ventilblocks ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Bypasskanal ein temperaturgesteuertes Ventil zugeordnet ist, durch das Hydraulikmedium vom Einlass des Ventilblocks durch den mit der Kühlfunktion versehenen Bypasskanal umgeleitet wird, wenn eine Ist-Temperatur eine Soll-Temperatur des Hydraulikmediums überschreitet. Das temperaturgesteuerte Ventil ist vorteilhaft im oder am Einlass des Ventilblocks angeordnet, wo der Bypasskanal beginnt.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Hydrauliksystem mit einem vorab beschriebenen Ventilblock. Das Hydrauliksystem dient zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug zur Darstellung von gewünschten Hydraulikfunktionen. Im Betrieb des Hydrauliksystems kann es passieren, dass sich das Hydraulikmedium unerwünscht stark erhitzt. In diesem Fall wird das Hydraulikmedium durch die in den Ventilblock integrierte Kühlung gezielt abgekühlt. Bei Bedarf kann auch die externe Kühlung genutzt werden, um die erhöhte Temperatur des Hydraulikmediums abzusenken.
Bei einem Verfahren zur Verwendung eines vorab beschriebenen Ventilblocks in einem Hydrauliksystem ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass der Bypasskanal über eine Temperatursteuerung angesteuert wird. Über die Temperatursteuerung wird das Hydraulikmedium bei Überschreiten der Soll-Temperatur durch den internen und/oder den externen Bypasskanal hindurch geleitet, um das Hydraulikmedium abzukühlen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
Die einzige beiliegende Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Ventilblocks mit einem internen mit einer Kühlfunktion versehenen Bypasskanal und mit einem externen mit einer Kühlfunktion versehenen Bypasskanal.
1 zeigt schematisch ein Hydrauliksystem 1 mit einem Ventilblock 2. Durch einen Pfeil 3 ist Hydraulikmedium angedeutet, das an einem Einlass 5 in den Ventilblock 2 eintritt. Durch einen Pfeil 4 ist Hydraulikmedium angedeutet, das an einem Auslass 6 aus dem Ventilblock 2 austritt.
Anders als dargestellt ist, kann der Ventilblock 2 mehr als ein Einlass 5 und mehr als ein Auslass 6 umfassen. Durch Pfeile 7 ist ein Verbindungskanal angedeutet, durch den Hydraulikmedium in dem Ventilblock 2 vom Einlass 5 zum Auslass 6 gelangt.
Durch weitere Pfeile ist ein interner Bypasskanal 8 in dem Ventilblock 2 angedeutet. Der interne Bypasskanal 8 ist mit einer Kühlfunktion ausgestattet. Zur Darstellung der Kühlfunktion weist der interne Bypasskanal 8 in einem Kühlabschnitt 10 einen labyrinthartigen Verlauf auf.
Darüber hinaus ist der interne Bypasskanal 8 zur Verbesserung der Kühlfunktion an einer Außenwand 11 und einer Außenwand 12 des Ventilblocks 2 entlanggeführt. Die Außenwand 11 und die Außenwand 12 des Ventilblocks 2 sind im Bereich des Kühlabschnitts 10 des internen Bypasskanals 8 mit Kühlrippen 13, 14 ausgestattet.
Die Kühlrippen 13, 14 sind vorteilhaft einstückig mit dem Ventilblock 2 verbunden. Durch die Kühlrippen 13, 14 wird die Oberfläche des Ventilblocks 2 an den Außenwänden 11, 12 im Bereich des Kühlabschnitts 10 des internen Bypasskanals 8 wirksam vergrößert.
Die Kühlrippen 14 an der Außenwand 12 des Ventilblocks 2 sind zur weiteren Verbesserung der Kühlfunktion noch mit einem Ventilator 15 ausgestattet. Durch den Ventilator 15 kann die Wärmeabfuhr von der Außenwand 12 mit den Kühlrippen 14 im Bereich des Kühlabschnitts 10 des internen Bypasskanals 8 wirksam verbessert werden.
Der externe Bypasskanal 9 ist außerhalb des Ventilblocks 2 mit einer Kühleinrichtung 16 kombiniert. Die Kühleinrichtung 16 ist zum Beispiel, wie durch eine spiralförmige Umwicklung des externen Bypasskanals 9 angedeutet ist, an einen mit einem flüssigen Kühlmedium betriebenen Kühlkreislauf angeschlossen. Anders als dargestellt ist, kann der Ventilblock 2 auch nur mit dem internen Bypasskanal 8 ausgestattet sein.
Der Ventilblock 2 umfasst in dem Einlass 5 ein temperaturgesteuertes Ventil 17. Das temperaturgesteuerte Ventil 17 wird in Abhängigkeit von einer Ist-Temperatur des eintretenden Hydraulikmediums 3 angesteuert. Zu diesem Zweck ist zum Beispiel mindestens ein Temperatursensor im oder am Einlass 5 angeordnet, um die Ist-Temperatur des eintretenden Hydraulikmediums 3 zu erfassen.
Solange die Ist-Temperatur des eintretenden Hydraulikmediums 3 eine definierte Soll-Temperatur nicht überschreitet, wird das eintretende Hydraulikmedium 3 durch den Verbindungskanal 7 direkt vom Einlass 5 zum Auslass 6 geleitet.
Wenn die Ist-Temperatur des eintretenden Hydraulikmediums 3 die Soll-Temperatur überschreitet, dann wird das eintretende Hydraulikmedium 3 zur Kühlung des Hydraulikmediums durch den internen Bypasskanal 8 vom Einlass 5 zum Auslass 6 geleitet. Zusätzlich kann, zumindest ein Teil des eintretenden Hydraulikmediums 3, durch den externen Bypasskanal 9 mit Hydraulikmedium geleitet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CN 203321952 U [0002]
DE 10145582 A1 [0002]

Claims

Ventilblock (2) mit mindestens einem Einlass (5) und mindestens einem Auslass (6) für Hydraulikmedium (3), und mit einem Verbindungskanal (7), der den Einlass (5) mit dem Auslass (6) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilblock (2) einen internen mit einer Kühlfunktion versehenen Bypasskanal (8) umfasst.
Ventilblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Bypasskanal (8) zur Darstellung der Kühlfunktion mindestens einen Kühlabschnitt (10) mit einem labyrinthartigen Verlauf aufweist.
Ventilblock nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Bypasskanal (8) zur Darstellung der Kühlfunktion in dem Kühlabschnitt (10) an oder in der Nähe mindestens einer Außenwand (11,12) des Ventilblocks (2) entlang führt.
Ventilblock nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (11,12) des Ventilblocks (2) in der Nähe des Kühlabschnitts (10) mit Kühlrippen (13,14) versehen ist.
Ventilblock nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (14) an der Außenwand (12) des Ventilblocks (2) mit einem Ventilator (15) kombiniert sind.
Ventilblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Bypasskanal (8) deutlich länger als der Verbindungskanal (9) in dem Ventilblock (2) ausgeführt ist.
Ventilblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilblock (2) einen externen mit einer Kühlfunktion versehenen Bypasskanal (9) umfasst.
Ventilblocknach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bypasskanal (8;9) ein temperaturgesteuertes Ventil (17) zugeordnet ist, durch das Hydraulikmedium vom Einlass (5) des Ventilblocks (2) durch den mit der Kühlfunktion versehenen Bypasskanal (8;9) umgeleitet wird, wenn eine Ist-Temperatur eine Soll-Temperatur des Hydraulikmediums überschreitet.
Hydrauliksystem (1) mit einem Ventilblock (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur Verwendung eines Ventilblocks (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem Hydrauliksystem, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (8;9) über eine Temperatursteuerung angesteuert wird.