DE1157080B

DE1157080B - Nullhubregler

Info

Publication number: DE1157080B
Application number: DEK35689A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Bartholomaeus; Erwin Hessler; Wilhelm Schwarzlose
Original assignee: KAEMPER MOTOREN GmbH
Current assignee: KAEMPER MOTOREN GmbH
Priority date: 1958-09-05
Filing date: 1958-09-05
Publication date: 1963-11-07

Description

Nullhubregler Die Erfindung bezieht sich auf einen Nullhubregler zur Schnellabschaltung der Fördermenge bei Erreichen eines bestimmten Förderdruckes, insbesondere für Axialkolbenpumpen mit feststehendem Pumpengehäuse, in welchem mittels eines Steuerkolbens, dem ein Tellerfedersatz mit degressiver Kennlinie entgegenwirkt, über einen Schwenkarm oder Schwenkzapfen eine Taumelscheibe verstellt wird.
Bei Hochdruckpumpen sind Förderdrücke und Verstellkräfte sehr groß, daher müssen die dem Steuerkolben entgegenwirkenden Federn auch dementsprechend groß dimensioniert sein und eine große Vorspannung zur überwindung der Verstellkräfte haben. Dagegen müssen sie im Schwenkbereich sehr weich sein, um die Druckdifferenz während der Abschaltung so klein wie möglich zu halten. Infolgedessen werden die Federlängen sehr groß, was wiederum zu im Vergleich zu den Pumpenabmessungen großen und sperrigen Reglergehäusen führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Mängel zu beheben und eine möglichst schnelle Abschaltung bei kleinster Druckdifferenz zu erreichen unter Verwendung eines kleinen Federpaketes. Das wird durch die besondere Ausbildung des Steuerkolbens erreicht, der gegen ein Tellerfederpaket mit degressiver Kennlinie arbeitet, wobei die Fläche eines Tellers vorzugsweise mindestens siebenmal so groß ist wie die Fläche des Steuerkolbens.
Gemäß der Erfindung ist der Steuerkolben als Zweistufenkolben ausgebildet, dessen zweite Kolbenfläche nach einem gewissen Kolbenweg zugeschaltet wird.
Zweistufenkolben sind an sich bekannt aus der Steuerung hydraulischer Pressen und der Verstelleinrichtung für Axialkolbenmaschinen. Die Größe der Verstellung der Schwenkachse ist immer abhängig von der zugeführten Flüssigkeitsmenge und der Reihenfolge der Kolbenverstellung. Es ist deshalb ein besonderes Steuergerät erforderlich, durch das die Kolben der Reihe nach beaufschlagt werden, da sonst die Verstelleinrichtung nicht funktionsfähig ist.
In bevorzugter Ausführungsweise ist das vom öldruck beaufschlagte Ende des Steuerkolbens mit einer Bohrung versehen, in die ein feststehender Kolben hineinragt. Dieser Kolben weist eine Ringnut auf, die mit dem Raum über der Kolbenstimfläche durch Leitungen verbunden ist.
Weitere Kennzeichen der Erfindung offenbart das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel. Fig.1 zeigt den Regler im Schnitt, und zwar in ausgeschwenktem Zustand; Fig. 2 zeigt ein Druck- und Fördermengendiagramm des Erfindungsgegenstandes.
In dem nur zum Teil wiedergegebenen Gehäuse 1 einer Axialkolbenpumpe dreht sich wiegenartig ein Taumelscheibenkörper 2, der mit seinem Schwenkzapfen 3 kugelig in einem verschiebbaren Steuerkolben 4 gelagert ist. Dieser ist in seinem unteren Teil mit einer als Zylinder ausgebildeten Bohrung 5 versehen, in die ein fester Kolben 6 hineinragt, der im Flansch 7 gelagert ist und durch eine Einstellschraube 8 axial verschoben werden kann. Der durch den Kolben 6 und die Führung des Steuerkolbens 4 gebildeten Ringfläche 4a desselben wird der Förderdruck der Pumpe durch die Bohrung 9 zugeführt. Der Kolben 6 ist mit einer Ringnut 10 versehen, die bei ausgeschwenkter Taumelscheibe innerhalb des Zylinders 5 liegt. Diese Ringnut ist durch Bohrungen 10a oder Schlitze mit dem Raum oberhalb der Kolbenfläche 6a verbunden. Im Steuerkolben 4 ist ein Rückschlagventil 11 vorgesehen, dessen durch die Feder 12 belasteter Ventilkörper 13 mittels eines am Kolben 6 angeordneten Stiftes 6b angehoben werden kann. Der Ventilraum steht durch eine Bohrung 14 drucklos mit der Kugelkalotte 3a des Schwenkzapfens 3 in Verbindung. Der obere Teil des Steuerkolbens 4 ragt in ein fest mit der Pumpe verbundenes Federgehäuse 15 und wirkt mit seinem Bund 16 gegen das Tellerfederpaket 17, das sich am einschraubbaren Deckel 18 des Federgehäuses 15 abstützt.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Durch die Vorspannung des Federpaketes 17, die durch den Deckel 18 am Federgehäuse 15 eingestellt und mittels einer Ringskala am Federgehäuse 15 abgelesen werden kann, wird der Steuerkolben 4 in seine Endstellung geschoben und somit der Taumelscheibenkörper 2 voll ausgeschwenkt. Sobald der Förderdruck die Ringfläche 4a des Steuerkolbens 4 über die Bohrung 9 beaufschlagt, schwenkt der Steuerkolben 4 den Schwenkzapfen 3 und somit den Taumelscheibenkörper 2 zur Mittelstellung hin. Sobald die Kante der Ringfläche 4a des Steuerkolben 4 die Ringnut 10 des feststehenden Kolbens 6 erreicht, wird über die Bohrungen 10a auch die Unterfläche 4b des Ventilkörpers 11 mit dem Förderdruck beaufschlagt, womit die auf den Steuerkolben 4 wirkende Verstellkraft mindestens verdoppelt und der Steuerkolben 4 sofort bis nahezu in die Nullstellung verstellt wird. Erst in dieser ist der Verstelldruck mit dem Federdruck im Gleichgewicht, so daß die Fördermenge der Pumpe nur noch dem Leckölverlust der nachgeschalteten Steuer- und Antriebsorgane entspricht bzw. diese ausgleicht. Sinkt der Förderdruck, so drückt das Federpaket 17 den Steuerkolben 4 nach unten, und die Pumpe fördert so lange, bis der eingestellte Förderdruck wieder erreicht ist. Sobald die Kante der Ringfläche 4a des Steuerkolbens 4 die Ringnut 10 abdeckt, hebt der am Kolben 6 befindliche Stift 6b das Rückschlagventil 11 an, und der Raum über dem Kolben 6 wird drucklos. Durch Verstellen der Einstellschraube 8 kann die Stellung des Steuerkolbens 4 zum Zeitpunkt der Schnellabschaltung festgelegt werden.
In einem Druck- und Fördermengendiagramm nach Fig.2 äußert sich das schnelle Abschalten der Pumpe in einem fast senkrechten Abfallen der voll ausgezogenen Kurvenlinie. Die normale Nullkurvenlinie wäre dagegen in der strichpunktierten Weise allmählich abgefallen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Nullhubregler für Axialkolbenpumpen, insbesondere mit feststehendem Pumpengehäuse und einem den Schwenkwinkel beeinflussenden, vom Förderdruck der Pumpe gegen einen Tellerfedersatz beaufschlagten Steuerkolben, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (4) in an sich bekannter Weise als Zweistufenkolben ausgebildet ist, dessen zweite Kolbenfläche (4b) nach einem bestimmten Kolbenweg zugeschaltet wird.
2. Nuilhubregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (4) mit seinem vom öldruck beaufschlagten Ende einen feststehenden Kolben (6) umfaßt, der eine mit dem Raum über seiner Kolbenstirnfläche (10a) durch Leitungen (6a) verbundene Ringnut (10) aufweist.
3. Nullhubregler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum über dem feststehenden Kolben (6) mit der Abölleitung über ein Ventil (12) verbunden ist, das von einem an diesem Kolben (6) vorgesehenen Stift (6b) od. dgl. geöffnet wird, sobald die Ringnut (10) von der Druckleitung (9) getrennt wird.
4. Nullhubregler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Kolben (6) mittels einer Einstellschraube (8) axial verstellbar ist.
5. Nullhubregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (18) des die Federn (17) umschließenden Federgehäuses (16) in Richtung der Federachse verstellbar und mit einer Ringskala versehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 827 756; französische Patentschriften Nr.1 086 859, 1047 170; USA.-Patentschriften Nr. 2 382 027, 2 392 543, 2 407 013; Zeitschrift »Konstruktion«, 1956, Heft 5, S. 193l194.