DE3221390A1 - Regeleinrichtung fuer eine pumpe - Google Patents

Description

• Regeleinrichtung für eine Pumpe
• Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Regeleinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Mit einer derartigen bekannten Einrichtung ist es möglich, das Produkt aus Fördermenge und Förderdruck exakt konstant zu halten, jedoch ist der konstruktive Aufwand hierfür relativ groß.
• Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit ihr auf einfache Weise eine Leistungs-bzw. Drehmomentregelung möglich ist, in einer besonderen Ausbildungsform auch eine zusätzliche Druck- und Mengenbegrenzung.
• Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich.
• Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein ersten Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung in schematischer Darstellung, Figur 2 einen Schnitt durch die Regeleinrichtung, Figur 3 ein Diagramm, Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel, Figur 5 ein Diagramm, Figur 6 ein drittes Ausführungsbeispiel, Figur 7 wiederum ein Diagramm.
• Beschreibung der Ausführungsbeispiele In den Figuren 1 und 2 ist mit 10 eine verstellbare Radialkolbenpumpe bezeichnet, die Druckmittel aus einem Behälter 11 ansaugt und dieses in eine Förderleitung 12 verdrängt. Der den Hub der Förderkolben bestimmende, verschiebbare Hubring 13 wird mit Hilfe zweier druckbeaufschlagter Stellkolben 14, 15 eingestellt, die aneinander diametral gegenüberliegenden Stellen am Hubring 13 anliegen. Der Stellkolben 14 hat einen wesentlich größeren Durchmesser als der Stellkolben 15, der in einer Gehäusebohrung 16 geführt ist, von der eine Leitung 17 zur Förderleitung 12 führt.
• Von der Leitung 12 zweigt eine Leitung 19 ab, die zur einen Seite 24' ' eines Wegeventils 24 führt, dessen gegenüberliegende Stirnseite 24" an eine Leitung 25 angeschlossen ist, die ebenfalls von der Förderleitung 12 ausgeht. Von der Leitung 25 zweigt eine Leitung 26 ab, die an die eine Längsseite des Wegeventils 24 führt, während von der gegenüberliegenden Seite desselben eine Leitung 27 zu der den Stellkolben 14 aufnehmenden Bohrung 28 führt. Auf die Stirnseite 24' des Wegeventils 24 wirkt noch eine in einem Raum 31 angeordnete Feder 30 ein.
• An die Leitung 19 ist eine Leitung 31 angeschlossen, die zu einem Vorsteuerventil 32 führt, von diesem geht eine Rückleitung 33 aus, die im Gehäuseinneren der Pumpe 10 mündet, das über eine nicht weiter bezeichnete Leitung mit dem Behälter verbunden ist. Das Vorsteuerventil 32 ist in einer Bohrung 34 des Pumpengehäuses angeordnet und weist einen Schließkörper 35 auf, der von zwei Federn 36, 37 belastet ist. Diese stützen sich mit ihren dem Schließkörper 35 abgewandten Ende an einem Federwiderlager 38 ab, das auf einem Bolzen 39 ruht, der in einem im Stellkolben 14 angeordneten Bolzenträger 40 befestigt ist. Die Länge der Federn 36, 37 ist so abgestuft, daß eine der beiden Federn erst kraftschlüssig wird, wenn das Federwiderlager 38 einen vorgegebenen Weg zurückgelegt hat.
• Der Steuerschieber 45 weist eine Sackbohrung 50 auf, von der eine Querbohrung 51 nach außen dringt, und zwar oberhalb des Steuerbundes 45. In der Leitung 19 ist eine Dämpfdrossel 52 angeordnet, in der Leitung 25 eine Dämpfdrossel 53. Die Leitung 31 nach Figur 1 ist in Figur 2 als Kanal dargestellt; dasselbe gilt für die Leitung 27 bzw. den Kanal 27 nach Figur 2. Im Diagramm nach Figur 3 ist auf der Abszisse der Förderdruck p, auf der Ordinate die Fördermenge Q der Pumpe dargestellt.
• Es sei angenommen, daß der Hubring 13 ausgestellt ist und die Pumpe 10 Druckmittel fördere. Hat der Druck in der Leitung 19 einen durch die Federn 36, 37 festgelegten Wert geringfügig überschritten, dann bricht der Druck n dem die Feder 30 enthaltenden Raum 29 zusammen, worauf der in der Bohrung 44 bzw. in der Leitung 25 herrschende Druck das Ventil 24 von seiner Neutralstellung I in die Schaltstellung III bringt. Darauf kann Druckmittel aus der Gehäusebohrung 28 bzw. den Kanal 47 über die Leitung 27, das Ventil 24 sowie den Kanal 48 drucklos abströmen.
• Der Druck in der Bohrung 28 sinkt jetzt, so daß der stets vom Hochdruck beaufschlagte Stellkolben 15 den Hubring 13 auf geringeren Förderhub bzw. die Pumpe auf geringere Fördermenge Q einstellt. Dies geschieht so lange, bis der Druck entsprechend gesunken ist und dadurch das Vorsteuerventil 32 wieder schließt.
• Hat der Druck in der Leitung 19 einen unteren Grenzwert erreicht, so bringt die Feder 30 das Ventil 24 in seine Schaltstellung II, worauf Druckmittel über die Leitung 26 bzw. über die Bohrung 25 nach Figur 2, die Sackbohrung 50 im Steuerschieber sowie die Querbohrung 43 und den Steuerbund 45 in den Kanal 47 und von diesem in die Bohrung 28 eindringen kann. Dort herrscht nun ebenfalls Förderdruck, aber da die Fläche des Stellkolbens 14 wesentlich größer ist als die des Stellkolbens 15, wird die Pumpe auf größere Fördermenge eingestellt. Ist der Druck in der Leitung 12 bzw. 19 entsprechend angestiegen, dann wird das Wegeventil wieder in seine Neutralstellung II gebracht.
• Dadurch, daß auf den Schließkörper 35 zwei Federn 36, 37 einwirken und daß deren Vorspannung abhängig ist von der jeweiligen Position des Stellkolbens 14, ergibt sich im p-Q-Diagramm nach Figur 3 angenähert ein konstantes Produkt aus Förderdruck und Fördermenge der Pumpe (Hyperbelkurve).
• Das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 unterscheidet sich von demjenigen nach den Figuren 1 und 2 lediglich dadurch, daß an die Leitung 19 ein Druckbegrenzungsventil 20 angeschlossen ist, das zum Behälter verbunden ist. Damit wird folgendes erreicht: Tritt in der Förderleitung 12 ein Überdruck auf; so öffnet sich das Druckbegrenzungsventil 22 noch eher, als das Vorsteuerventil 32 anspricht. Dadurch bricht wiederum der Druck Raum 31 zusammen, so daß das Ventil 24 von Neutralstellung I in Schaltstellung III gebracht wird, worauf Druckmittel aus der Gehäusebohrung 28 bzw. den Kanal 47 über die Leitung 27, das Ventil 24 sowie den Kanal 48 drucklos abströmen kann. Damit sinkt der Druck in der Bohrung 28, so daß der stets vom Hochdruck beaufschlagte Stellkolben 15 den Hubring 13 auf geringeren Förderhub bzw. die Pumpe auf geringere Fördermenge Q einstellt. Dies ist derselbe Vorgang wie oben beschrieben, jedoch mit dem Unterschied, daß hier entsprechend dem Einstellwert des Druckbegrenzungsventils 20 eine Druckbegrenzung stattfindet. Diese ist im Diagramm nach Figur 5 durch die Linie a gekennzeichnet Das Ausführungsbeispiel nach Figur 6 unterscheidet sich von demjenigen nach den Figuren 1 und 2 dadurch, daß nun in der Förderleitung 18 vor der Abzweigung der Leitung 19 ein verstellbare Drossel 18 angeordnet ist. Der an dieser erzeugte Differenzdruck wirkt auf das Ventil 24. Ist dieser größer geworden als die Vorspannkraft der Feder 30, so wird der Steuerschieber 43 - wie oben beschrieben -in eine Position gesteuert, die verhindert, daß nunmehr die Fördermenge weiter ansteigt. Dies ist in Figur 7 durch die waagrechte Linie b gekennzeichnet. Durch das Ausführungsbeispiel nach Figur 6 mit Drossel 18 und Druckbegrenzungsventil 20 lassen sich bei einer leistungsgeregelten Pumpe der maximale Druck und die maximale Fördermenge begrenzen.
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Claims (4)

1. Ansprüche 1 Regeleinrichtung zum annähernden Konstanthalten der Leistung bzw. des Drehmoments einer verstellbaren Pumpe, deren hubveränderndes Stellglied mit Hilfe mindestens eines druckbeaufschlagten Stellkolbens entgegen einer Gegenkraft einstellbar ist, mit einem Regelventil, das einerseits vom Förderdruck der Pumpe belastet ist, andererseits mindestens von einer Reglerfeder, und mit einem dem Regelventil vorgeschalteten Vorsteuerventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerventil (32) von mindestens zwei Federn (36, 37) belastet ist, die sich an einem Federwiderlager (38) abstützen, dessen Stellung abhängig ist von derjenigen des Stellglieds (13).
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Federwiderlager (38) an einem Stößel (39) abstützt, der direkt oder indirekt am Stellkolben (14) befestigt ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Förderleitung (12) der Pumpe eine Drossel (18) angeordnet ist und der an dieser erzeugte Differenzdruck am Regelventil wirksam ist.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis. 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Regelventil ein Druckbegrenzungsventil (20) an die Förderleitung der Pumpe angeschlossen ist.