Vorrichtung zur Erzeugung von Druckflüssigkeit Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen von Druckflüssigkeit, um fassend eine Pumpe, die mit einer Strömungssteuer einrichtung verbunden ist, welche einen Teil der ge förderten Flüssigkeit von der Förderleitung abzwei gen kann, wenn die von der Pumpe geförderte Flüs sigkeitsmenge einen vorbestimmten Wert überschrei tet, wobei die Pumpe mehrere Pumpenabschnitte auf weist, deren Einlässe miteinander und deren Aus- lässe miteinander verbunden sind.
Die erfindungsgemässe Pumpe ist dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens zwei Gruppen von mit einander verbundenen Auslässen vorhanden sind, von denen jede Gruppe separat an die Förderleitung und separat an die Strömung ssteuereinrichtung angeschlos sen ist, welch letztere einen Auslass nach einer Rück laufleituna aufweist, sowie ein Steuerglied, das in verschiedene Stellungen verschiebbar ist, in welchen die genannten Rücklaufleitung wahlweise mit einer oder mehreren der genannten Gruppen von Pumpen- auslässen verbunden oder von diesen abgesperrt ist, wobei der Energiebedarf für den Antrieb der Pumpe entsprechend variiert.
Eine bevorzugte Verwendung der Vorrichtung be steht in der Lieferung von Druckflüssigkeit an einen Flüssigkeitsmotor, der zum Antrieb eines Kompres sors einer Klimaanlage eines Omnibusses dient. Die Vorrichtung liefert eine gleichmässige Strömungs menge, obwohl die Drehzahl ihrer Antriebswelle entsprechend der Motordrehzahl des Omnibusses Schwankungen unterworfen ist. Dabei ist die Vor richtung derart einstellbar, dass der Flüssigkeitsmotor mit der gewünschten gleichmässigen Drehzahl arbeitet, vorausgesetzt, dass der Arbeitsdruck einen gegebenen Sicherheitswert nicht überschreitet.
Ausserdem eignet sich die Vorrichtung auch zum Antrieb durch einen elektrischen Motor mit konstan- ter Drehzahl; in diesem Fall kann die Vorrichtung nach Wunsch zur Abgabe jeder gewünschten Menge von Druckflüssigkeit, zwischen Null und einem Maxi malwert, eingestellt werden.
In den Zeichnungen sind verschiedene Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes darge stellt.
Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte sche matische Ansicht eines hydraulischen Druckerzeu gers; Fig. 1A eine schematische Teilansicht einer Va riante; Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte sche matische Ansicht einer weiteren Ausführungsform; Fig. 2A eine schematisch dargestellte Teilansicht einer in dieser Anlage verwendbaren Abänderung; Fig. 3 eine schematische Darstellung eines wei teren Druckerzeugers; Fig.4 eine schematische Darstellung eines wei teren Ausführungsbeispiels eines Druckerzeugers;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer selbst tätig arbeitenden Ausführung, die die gleichen Ergeb nisse wie die in Fig. 2 dargestellte Ausführung erzielt, wobei die Ventilvorrichtung in einer Stellung wieder gegeben ist, in der die gesamte Pumpenfördermenge der Verwendungsstelle zugeleitet wird;
Fig. 6 eine schematische Darstellung des Ventil abschnittes der in Fig. 5 dargestellten Anlage, wobei die Ventilvorrichtung in einer Stellung wiedergegeben ist, in der ein Teil der Pumpenleistung von der einen Gruppe der Pumpenauslassöffnungen abgezweigt oder umgeleitet wird, und Fig. 7, 8 und 9 sind ähnliche Darstellungen, die die Teile der Ventilvorrichtung in unter sich verschie denen Arbeitsstellungen zeigen, um entweder die ge samte Fördermenge der einen Gruppe von Pumpen- auslassöffnungen,
oder einen Teil der Fördermenge einer andern Gruppe von Pumpenauslassöffnungen oder die gesamte Fördermenge aus der letzterwähn ten Gruppe von Pumpenauslassöffnungen plus einem Teil der aus der ersten Gruppe der Pumpenauslass- öffnungen ausströmenden Flüssigkeit in einer Um gehungsleitung umzuleiten.
Die in den Zeichnungen dargestellten, unter sich verschiedenen Ausführungsbeispiele verwenden alle das gleiche Grundprinzip, sind jedoch verschiedenen Zwecken angepasst. Eine einfache Form der Vorrich tung ist in Fig. 1 dargestellt. Die Pumpe 20 ist eine Drehkolbenpumpe und hat mehrere Pumpen abschnitte, die gleiche Förderkapazitäten haben kön nen, vorzugsweise jedoch unter sich verschiedene Förderkapazitäten haben. Die dargestellte Pumpe ist eine ausgewuchtete Pumpe, das heisst, die Pumpe hat sich radial gegenüberliegende Gruppen gleicher Pum penabschnitte, so dass die radial gegenüberliegenden Teile der Pumpe gleich grossen Drücken unterwor fen sind.
In der Pumpe 20 steuert ein Nockenring 21 die Radialbewegungen der nachstehend auch als Schaufeln bezeichneten Schieberkolben 22, die eine Gleitbewegung in einem Rotor 23 oder Laufrad aus führen, wenn sich der Rotor dreht. Die Schaufeln 22 liegen in der bei Schaufelpumpen üblichen Weise an der Umfangswand 24 und an den beidseitig des Ro tors 23 befindlichen Stirnwänden an und bilden zu sammen mit dem Rotor 23 die flüssigkeitsfördernde Abschnitte bildenden Flüssigkeitsübertragungszellen 25.
Infolge der Formgebung der Umfangswand 24 ändern die Zellen 25 ihr Fassungsvermögen beim Umlauf des Rotors 23 in Pfeilrichtung, wobei das Fassungsvermögen zunimmt, wenn die Zellen 25 mit den getrennt gruppenweise angeordneten Einlassöff- nungen 26 in Verbindung stehen und das Fassungs vermögen abnimmt, wenn die Zellen 25 mit den getrennt gruppenweise angeordneten Auslassöffnun- gen 27 und 28 verbunden sind. Es sind zwei Pum penabschnitte vorhanden.
Die in der Pumpe 20 lie gende Umfangswand 24 ist so geformt, dass ein be stimmter Anteil der Fördermenge jeder Zelle 25 durch die Auslassöffnungen 27 hindurch abströmt; wenn die Zellen 25 mit den Auslassöffnungen 27 in Verbindung stehen, und entweder die gleiche Förder menge oder je nach dem Verwendungszweck der Pumpe ein abweichender Anteil durch die Auslass- öffnungen 28 hindurch abströmt, wenn die Zellen 25 mit diesen Öffnungen 28 während des Rotorumlaufes in Verbindung stehen. Die Öffnungen 27 der Pumpe stehen miteinander über einen Kanal 30, und die Öffnungen 28 der Pumpe stehen miteinander über den Kanal 31 in Verbindung.
Die Einlassöffnungen 26 sind untereinander und mit einem Vorratsbehälter 32 über einen Kanal 33 verbunden. Beim Umlauf des Rotors 23 füllen sich die Zellen 25 beim Vorbeigang an den Einlassöffnungen 26 und entleeren die Flüs sigkeit durch die Auslassöffnungen 27 und 28 beim Vorbeigang an diesen Öffnungen. Ein Teil des In haltes jeder Zelle strömt aus den Öffnungen 27 ab, während der übrige Teil, mit Ausnahme einer in den Zwischenräumen verbleibenden Menge, aus den öff- nungen 28 abströmt.
Die Kanäle 30 und 31 sind mit einer Förderlei- tung 34 verbunden, die die von den Abschnitten 25 getrennt gebildete Flüssigkeitsmenge der Pumpe zusam- mengefasst zu einer Verwendungsstelle leitet. Rück schlagventile 35 bekannter Bauart liegen zwischen der Leitung 34 und den Kanälen 30 und 31 bzw. den Pumpenauslässen 27, 28 und verhindern den Rück fluss der Flüssigkeit aus der Leitung 34 in die öff- nungen 27 und 28.
Wird eine mit bestimmter Drehzahl angetriebene Pumpe einer bestimmten Druckfördermenge mit einer andern Drehzahl angetrieben, dann ändert sich be kanntlich die Fördermenge und der Antriebskraft bedarf. Ein Ziel der Erfindung ist, eine Vorrichtung zu schaffen, durch die eine vorbestimmte Förder menge der Flüssigkeit ständig durch die Leitung 34 hindurchgefördert wird, und zwar innerhalb vertret barer Grenzen ohne Rücksicht auf die Arbeitsdreh zahl der Pumpe und ohne die übliche Erhöhung des Antriebskraftbedarfes, wenn die Arbeitsdrehzahl der Pumpe über diejenige Drehzahl hinaus erhöht wird, die zur Erzielung der vorbestimmten Flüssigkeits menge erforderlich ist.
Zu diesem Zweck ist eine Vorrichtung in Form eines Ventils 36 eingebaut, das veränderliche Mengen der von den Zellen 25 von den Einlassöffnungen 26 zu den Öffnungen 27 und 28 übertragenen Flüssigkeit abzweigt, umleitet oder in den Kreislauf zurückführt, wobei die Menge der umgeleiteten Flüssigkeit der Menge entspricht, die im Überschuss über die zum Aufrechterhalten eines be stimmten Druckgefälles notwendigen Menge vorhan den ist. Das Druckgefälle wird von der Flüssigkeit hervorgerufen, die durch eine in die Leitung 34 ein gebaute, eine Drosselvorrichtung bildende Stauöff nung oder einen Staueinsatz 37 fliesst.
Die Grösse der gewählten Stauöffnung 37 wird von der Flüssigkeits menge bestimmt, die zur Ausführung der gewünsch ten Arbeitsvorgänge erforderlich ist. Das Druck gefälle wird in der nachstehend beschriebenen Weise zum Betrieb des Ventils 36 verwendet.
Das Ventil 36 hat ein Gehäuse 38 mit einer Kammer 40. Das Gehäuse 38 kann getrennt vom Ge häuse der Pumpe 20 sein, besteht aber vorzugsweise aus einem Stück mit demselben. Die Kammer 40 hat mehrere Einlassöffnungen 41 und 42, deren Zahl der Zahl der Auslassöffnungen oder der Gruppen von Auslassöffnungen 27 und 28 der Pumpe 20 ent spricht, und hat ausserdem eine Auslassöffnung 43. Die Öffnungen 41 und 42 sind über die Leitung 44 bzw. 45 unmittelbar mit den Kanälen 30 und 31 und demzufolge mit den Öffnungen 27 und 28 verbunden.
In der Kammer 40 gleitet eine Ventilhülse 46, die die Verbindung zwischen den Einlassöffnungen 41 und 42 und der Auslassöffnung 43 steuert, welche mit dem Vorratsbehälter 32 über eine Leitung 47 verbunden ist. Soll ein Teil oder soll die gesamte Menge der aus der Auslassöffnung 43 ausströmenden Flüssigkeit in den Kreislauf zurückgeleitet werden, so könnte die Leitung 47 mit dem Kanal 33 verbunden werden, jedoch würde die Flüssigkeit gekühlt, wenn der Ab strom aus dem Ventil 36 zum Vorratsbehälter 32 strömt. Eine zwischen dem einen Ende der Kammer 40 und der benachbarten Stirnwand der Ventilhülse 46 liegende Feder 48 sucht die Ventilhülse 46 in einer an dem rechten Ende der Kammer 40 gelegenen Stellung zu halten.
In dieser dargestellten Stellung verhütet die Ventilhülse 46 eine Verbindung zwischen den Einlassöffnungen 41 und 42 und der Auslassöff- nung 43, so dass die gesamte Fördermenge der Pumpe 20 über die Rückschlagventile 35 zur Leitung 34 strömt.
Der in Fig. l dargestellte Druckflüssigkeitserzeu- ger muss so bemessen sein, dass beim Arbeiten der Pumpe 20 bei einer vorbestimmten Mindestdrehzahl das erforderliche Volumen mit einem für die ge wünschten Arbeitsvorgänge notwendigen Druck in der Leitung 34 gefördert wird. Die Leitung 34 ist mit einem Überdruckventil 50 ausgerüstet, um den in der Anlage erzeugten Druck zu begrenzen. Wird die Drehzahl der Pumpe über die vorbestimmte Mindest drehzahl erhöht, dann wird Flüssigkeit im überschuss über die für die gewünschten Arbeitsvorgänge be nötigte Flüssigkeit gefördert.
Bei einer bekannten hydraulischen Anlage strömt diese überschüssige Flüssigkeit aus dem Überdruckventil heraus, so dass sich die Flüssigkeit erwärmt und ein Leistungsverlust in der Anlage eintritt. Zur Vermeidung dieses Ver lustes sind das Ventil 36 und seine zugehörende Stau öffnung 37 eingebaut.
Die den Ventilkörper bildende Ventilhülse 46 des Ventils 36 hat mehrere Gruppen von Öffnungen 51, 52 und 53, von denen die Gruppe 53 eine ständige Verbindung zwischen dem Innenraum der Ventil hülse 46 und der Auslassöffnung 43 herstellt. Steigt die Fördermenge oder die Pumpenleistung, dann erhöht sich der an der Einlassseite der Stauöffnung 37 wirkende Druck, und das Gleichgewicht der Kräfte auf die der Ventilhülse 46 zugehörenden Stirnenden ist gestört, da auf diese Stirnenden die Drucke von der Einlassseite und der Auslassseite der Stauöffnung 37 über die Leitungen 54 bzw. 55 angelegt sind.
Da der grössere Druck an demjenigen Stirnende der Ventilhülse 46, das dem von der Feder beaufschlag- ten Stirnende gegenüber liegt, zur Einwirkung kommt, verschiebt sich die Ventilhülse 46 bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckes in 34 unter der Wir kung dieses Druckes. Bei der Anfangsbewegung der Ventilhülse 46 stellen die Öffnungen 51 eine Ver bindung zwischen der Öffnung 42 und dem Vorrats behälter 32 über den Innenraum der Hülse 46, Öff nung 43 und Leitung 47 her. Ein Teil der aus den Öffnungen 28 der Pumpe 20 ausströmenden Flüssig keit wird daher zum Vorratsbehälter 32 umgeleitet. Bei einer fortgesetzten Erhöhung der Fördermenge der Pumpe wird die Ventilhülse 46 weiter verscho ben, bis die aus den Öffnungen 28 ausströmende ge samte Fördermenge umgeleitet wird.
Wenn dies der Fall ist, wird der die Auslassöffnungen 28 enthal tende Abschnitt der Pumpe entlastet oder arbeitet drucklos, so dass auch der Antriebskraftbedarf ent sprechend herabgesetzt wird. Sollte sich die Förder menge noch weiter erhöhen, dann wird die Ventil hülse 46 entgegen der Wirkung der Feder 48 noch weiter verschoben, und die Öffnungen 52 stellen die Verbindung zwischen dem Einlass 41 und dem Vor ratsbehälter 32 her. Hierdurch wird ein Teil der aus den Öffnungen 27 der Pumpe ausströmenden Flüssig keit zum Vorratsbehälter 32 umgeleitet.
Die Menge der umgeleiteten Flüssigkeit ist wie zuvor diejenige Flüssigkeit, die im überschuss zu der Menge vorhan den ist, die zum Aufrechterhalten des von der Stau öffnung 37 verursachten Druckgefälles erforderlich ist. Solange die Pumpenleistung der Pumpe 20 diese Fördermenge überschreitet, bleibt die Ventilhülse 46 in einer solchen Stellung, dass der überschuss zum Vorratsbehälter 32 umgeleitet wird. Wenn die durch die Öffnungen 28 abströmende gesamte Fördermenge des Pumpenabschnittes abgezweigt wird und kein Druck in diesem Abschnitt vorhanden ist, erfolgt eine Verminderung des Kraftbedarfes zum Antrieb dieses Pumpenabschnittes auf einen Kleinstwert.
Nimmt die Fördermenge der Pumpe ab, dann schiebt die Feder 48 die Ventilhülse 46 in die Stellung zurück, in der keine Flüssigkeit über die Umgehungsleitungen 44, 45 umgeleitet wird. Bei der dargestellten Ausführung geht die Mengenänderung der umgeleiteten Flüssig keit stosslos vor sich, während die Änderung im An triebskraftbedarf vorbestimmte Anteile des Gesamt kraftbedarfes ausmacht, denn der Antriebskraft bedarf für jeden Pumpenabschnitt bleibt unvermin dert bestehen, bis der Abschnitt seine gesamte För dermenge drucklos zum Vorratsbehälter umleitet. Erst an diesem Zeitpunkt wird der Antriebskraft bedarf herabgesetzt.
Als Beispiel sei angenommen, dass die Umfangs wand 24 der Pumpe 20 so geformt ist, dass durch die Öffnungen 28 die doppelte Flüssigkeitsmenge der Öffnungen 27 hindurchgefördert wird. Wird die Ven tilhülse 46 in eine solche Stellung geschoben, in der die gesamte Flüssigkeit aus den Öffnungen 28 -um geleitet wird, dann ist der Kraftbedarf zum Antrieb nur ein Drittel des Kraftbedarfes, der erforderlich ist, wenn keine Flüssigkeit abgezweigt oder umgeleitet wird, weil zwei Drittel des Druckvolumens der Pumpe drucklos abgezweigt oder umgeleitet werden.
In der obigen Beschreibung hat die Stauöffnung 37 eine feststehende Grösse, die eine bestimmte Flüs sigkeitsmenge bei einem vorbestimmten Druckgefälle durchfliessen lässt. Wie in Fig. 1A gezeigt, kann die Leitung 34 mit einer veränderlichen Stauöffnung 37A ausgerüstet sein, durch deren Einstellen andere Flüs sigkeitsmengen bei einem vorbestimmten Druck gefälle durch die Leitung 34 fliessen könnten. Die Stauöffnung 37A wird immer so eingestellt, dass eine gewünschte Flüssigkeitsmenge sicher hindurch fliesst, da dann die Anlage in der beschriebenen Weise arbeitet. Wie aus der Beschreibung ersichtlich, hat das Ventil 36 eine doppelte Aufgabe.
Es wählt den Pumpenauslass oder die Pumpenauslässe, aus denen die Flüssigkeit zur Verwendungsstelle strömt, und regelt die Flüssigkeitsmenge, die von den aus gewählten Auslässen zur Verwendungsstelle strömt. In den meisten Anlagen des in Fig. 1 dargestellten Druckflüssigkeitserzeugers wird die Stauöffnung 37A so gewählt, dass bestimmte Ergebnisse erreicht wer den. Werden andere Ergebnisse gewünscht, so wird eine Stauöffnung abweichender Grösse eingebaut. Je nach dem Verwendungszweck der Anlage kann in einigen Anlagen die veränderliche Stauöffnung 37A verwendet werden. Die Stauöffnung kann eingestellt werden, um die Anlage den verschiedenen Betriebs verhältnissen anzupassen.
Während des Arbeitens unter einem bestimmten Betriebsverhältnis bleibt die Stauöffnung auf der ausgewählten Einstellung. Die in Fig. 1 dargestellte Anlage ist besonders dort zur Verwendung geeignet, wo die Pumpe von einer An triebsmaschine, z. B. einer nicht dargestellten Brenn- kraftmaschine, angetrieben wird, deren Drehzahl sich weitgehend ändert. Steigt die Drehzahl der Antriebs maschine, dann ändert sich das Druckgefälle infolge der von der Pumpe zusätzlich zugeführten Förder menge.
Diese Änderung des Druckgefälles bringt das Ventil 36 zum Arbeiten, das die erhöhte Flüssig- keitsmenge abzweigt, so dass die Anlage in der glei chen Weise arbeitet wie vor der Drehzahländerung der Antriebsmaschine.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 sind sowohl die Pumpe als auch das Ventil geändert worden, um einer grösseren Anzahl Betriebsverhältnissen gerecht zu werden. Ähnlich der Pumpe 20 enthält die Pumpe 56 einen Nockenring 57, der eine Umfangswand 58 der Rotorkammer 60 bildet. In der Kammer 60 ist ein Rotor 61 drehbar gelagert, der dem in Pumpe 20 eingebauten Rotor ähnlich ist, jedoch eine grössere Zahl von Schaufelschlitzen und Schaufeln 62 hat, die dünner als die Schaufeln 22 sind.
Die Erhöhung der Schaufelzahl ist erwünscht, weil die Pumpe 56 eine Gruppe von Pumpenabschnitten und Auslassöffnun- gen mehr hat als die Pumpe 20. Bei der Pumpe 56 werden die Schaufeln nicht von Federn zur Kammer wand 58 gedrückt, sondern werden in Richtung zur Kammerwand ständig durch Druckflüssigkeit ver drängt, die zum Innenende der Schaufelschlitze in der nachstehend beschriebenen Weise geführt wird.
Die Pumpe 56 ist ausgewuchtet und hat gruppen weise angeordnete, in Richtung des Durchmessers gegenüberliegende Einlass- und Auslassöffnungen. Die Einlassöffnungen 63 sind untereinander und mit dem Vorratsbehälter 64 über Kanäle 65 verbunden, wobei die Einlassöffnungen 63 mit denjenigen Abschnitten der Umfangswand 58 ausgerichtet sind, durch die die zwischen den Schaufeln liegenden Flüssigkeits- übertragungszellen im Volumen oder Fassungsver mögen vergrössert werden.
Es sind drei Gruppen von Auslassöffnungen 66, 67 und 68 vorhanden, wo bei die mit diesen Auslassöffnungen fluchtenden Ab schnitte der Umfangswand 58 so geformt sind, dass die zwischen den Schaufeln liegenden Zellen 25 im Volumen oder Fassungsvermögen abnehmen. Das Abnahmeverhältnis zwischen den mit den verschie denen Öffnungen 66, 67 und 68 in Verbindung ste henden Zellen kann entsprechend den Wünschen des Bestellers oder entsprechend den Verwendungszwek- ken, für die die Vorrichtungen bestimmt sind, ge ändert werden. Ein gewünschtes Verhältnis ist 4:2: 1 für die Öffnungen 66, 67 bzw. 68.
Mit andern Wor ten: Wenn die Zellen 25 zwischen den Schaufeln 62 während des Rotorumlaufes mit der Öffnung 66 in Verbindung stehen, werden vier Siebentel der in jeder Zelle befindlichen Flüssigkeitsmenge aus dieser Zelle durch die Öffnung 66 abströmen. Wenn jede Zelle mit der Öffnung 67 in Verbindung steht, wer den zwei Siebentel der Flüssigkeitsmenge abströmen, und der restliche eine Siebentel wird entleert, wenn die Zelle mit der Öffnung 68 in Verbindung steht. Öffnungen 66 sind über den Kanal 70, Öffnungen 67 sind über den Kanal 71, und Öffnungen 68 sind über den Kanal 72 verbunden.
Diese Kanäle 70, 71 und 72 stehen mit einer zur Verbrauchsstelle führenden Leitung 73 in Verbindung. Rückschlagventile 74 ver hüten einen Rückstrom aus der Leitung 73 zu den Kanälen 70, 71 und 72, wie dies auch bei der erst beschriebenen Ausführung der Fall ist. Bei der Dre hung des Rotors 61 in der durch den Pfeil bezeich neten Richtung wird Flüssigkeit aus dem Vorrat 64 angesaugt und mittels der Pumpe in die zur Verwen dungsstelle führenden Leitung 73 gefördert. Aus die ser Leitung wird Flüssigkeit über eine Zweigleitung 75 einer in dem Rotor befindlichen Ringnut und von dort den Innenenden der Schaufelschlitze zugeführt, um die Schaufeln 62 nach aussen zu drücken.
Zur Erreichung bestimmter Ziele der Erfindung ist eine abgeänderte Form eines Wähler- und Regler ventils 76 eingebaut. Dieses Ventil 76 ist dem Ventil 36 hinsichtlich Aufbau und Aufgabe ähnlich, weicht jedoch in der Betriebsweise etwas ab. Das Ventil 76 hat ein Gehäuse 77 mit Einlassöffnungen 78, 79 und 80, die mit den Kanälen 70, 71 bzw. 72 verbunden sind. Das Gehäuse 77 hat eine Kammer 81, deren Auslassöffnung 82 über eine Leitung 83 mit dem Vorratsbehälter 64 verbunden ist. In der Kammer 81 gleitet eine hohle Ventilspindel 84 mit mehreren Gruppen von Öffnungen 85, 86, 87, 88, 89, 90 und 91, die in einem besonderen gegenseitigen Abstand angeordnet sind.
Ein von der Ventilspindel ausgehen der Schaft 92 durchsetzt das eine Ende des Gehäuses. Mit dem Schaft 92 kann eine geeignete Einrichtung verbunden sein, die die Ventilspindel 84 wahlweise auf eine von acht Einstellungen einstellt, in der sie von einem federbeaufschlagten Sperriegel 93 gehalten wird, der in die eine von mehreren in dem Schaft befindlichen Nuten 94 eingreift.
Liegt der Riegel 93 in der ersten Nut, wie dar gestellt, dann wird die Fördermenge aller Abschnitte der Pumpe 56 zur Leitung 73 gefördert. Steigt die Drehzahl der Pumpe, so erhöht sich proportional die zur Leitung 73 zugeführte Flüssigkeitsmenge. Sollen die vorher ausgewählte Fördermenge und der Kraft bedarf beibehalten werden, oder soll die Förder menge und der Kraftbedarf vermindert werden, wäh rend die Pumpendrehzahl beibehalten wird, dann wird die Ventilspindel 84 nach links, gesehen in Fig. 2, geschoben.
Wird die Ventilspindel 84 so weit verschoben, dass der Sperriegel 93 in die zweite Nut 94 eingreift, dann kommen die Öffnungen 85 mit dem Einlass 80 in Ausrichtung und verbinden die Pumpenauslässe 68 unmittelbar mit dem Vorrats behälter 64 über die Innenseite der Ventilspindel 84, Kammer 81, Öffnung 82 und Leitung 83. Die die Öffnungen 68 durchströmende gesamte Fördermenge der Pumpe wird dann drucklos dem Vorratsbehälter 64 zugeleitet. Wenn angenommen wird, dass ein Sie bentel der Pumpenleistung oder der Fördermenge aus den Öffnungen 68 ausströmt, so wird die in der Lei tung 73 strömende Flüssigkeitsmenge um diese Grösse ebenso wie der Antriebskraftbedarf vermindert, wenn die Pumpendrehzahl aufrechterhalten wird.
Wird die Ventilspindel 84 so weit bewegt, dass der Sperriegel in die dritte Nut 94 eingreift, dann werden die Öffnungen 85 ausser Ausrichtung mit den Öffnungen 80 gebracht, und die in der Ventilspindel 84 befindlichen Auslassöffnungen 89 werden mit den Öffnungen 79 ausgerichtet, so dass die Pumpenaus- lässe 67 unmittelbar mit dem Vorratsbehälter 64 ver bunden sind. Die aus den Auslässen 67 ausströmende Flüssigkeitsmenge wird daher drucklos dem Vorrats behälter 64 zugeführt.
Da angenommen ist, dass zwei Siebentel der Gesamtförderung der Pumpe 56 aus den Öffnungen 67 ausströmen, wird die in der Leitung 73 strömende Flüssigkeitsmenge um diese Grösse ver mindert und ebenso auch der Antriebskraftbedarf proportional herabgesetzt.
Die durch die vierte Nut 94 bestimmte vierte Stellung der Ventilspindel 84 hält die Verbindung zwischen den Pumpenöffnungen 67 und dem Vor ratsbehälter 64 über Öffnungen 79 und 89 bei und stellt die Verbindung zwischen den Pumpenöffnun gen 68 und dem Vorratsbehälter 64 über die öff- nungen 80 und 86 wieder her. In dieser Stellung der Ventilspindel 84 wird daher die gesamte Flüssigkeit, die aus den Öffnungen 67 und 68 ausströmt, druck los in den Vorratsbehälter 64 geleitet. Diese Menge beträgt drei Siebentel der Pumpenfördermenge. Da dieser Abschnitt der Pumpe entlastet ist, wird der Kraftbedarf der Pumpe 56 proportional vermindert.
Wird die Ventilspindel 84 so weit geschoben, dass der Sperriegel 93 in die fünfte Nut 94 eingreift, dann werden die an die Umgehungsleitungen 78', 79', 80' angeschlossenen Öffnungen 79 und 80 geschlossen, und die Öffnung 91 wird mit der Öffnung 78 aus gerichtet, so dass eine unmittelbare Verbindung zwi schen den Pumpenauslässen 66 und dem Vorrats behälter 64 hergestellt wird. Da aus diesen Auslässen 66 vier Siebentel der Pumpenfördermenge ausströ men, wird die in der Leitung 73 fliessende Menge um diese Grösse vermindert. Da auch vier Siebentel der auf der Pumpe liegenden Belastung ausgeschal tet werden, wird die Antriebskraft der Pumpe 56 um den gleichen Betrag herabgesetzt.
Die Verschiebung der Ventilspindel 84 zum Ein- griff des Sperriegels in die sechste Nut 94 stellt die Verbindung zwischen den Pumpenauslässen 68 und dem Vorratsbehälter 64 über die Öffnungen 80 und 87 wieder her. Die Abströmmenge der Pumpe aus den Auslässen 68 wird dann mit der Abströmmenge aus den Auslässen 66 kombiniert und drucklos zum Vorratsbehälter geleitet. Diese zusammengefasste Ab- strömmenge umfasst fünf Siebentel der Pumpenför dermenge, und die in der Leitung 73 strömende Flüssigkeitsmenge wird um diese Grösse vermindert.
Anteilmässig wird auch die zum Antrieb der Pumpe 56 erforderliche Kraft herabgesetzt.
Die von der Einstellung des Sperriegels in die siebente Nut 94 bestimmte siebente Stellung der Ven tilspindel 84 stellt die Öffnung 87 jenseits der öff- nung 80 auf. Die Fördermenge aus den Pumpen- auslässen 68 wird wieder zur Leitung 73 geführt. Die Öffnungen 90 sind jedoch mit den Öffnungen 79 ausgerichtet, so dass die Abströmmenge aus den öff- nungen 67 mit der Abströmmenge aus den Öffnungen 66 vereinigt wird und drucklos zum Vorratsbehälter 64 strömt.
Da die Auslässe 66 vier Siebentel der ge samten Pumpenfördermenge ablassen, und da die Auslässe 67 zwei Siebentel der Pumpenfördermenge ablassen, strömen in der siebenten Stellung der Ven tilspindel 84 sechs Siebentel der gesamten Förder menge der Pumpe zum Vorratsbehälter 64 ab. Der Antriebskraftbedarf der Pumpe 56 wird ebenfalls um sechs Siebentel vermindert.
In der achten Stellung und letzten Stellung der Ventilspindel 84 wird die gesamte Fördermenge der Pumpe 56 zum Vorratsbehälter 64 gebracht, und die Pumpe ist völlig unbelastet.
In allen angegebenen Beispielen der verschiedenen Arbeitsstellungen des Ventils 76 wurde angenommen, dass die Pumpe mit gleichbleibender Drehzahl getrie ben wird. Wird jedoch die Drehzahl der Pumpe 56 erhöht, so werden die in der Leitung 73 geförderte Flüssigkeitsmenge und der Antriebskraftbedarf der Pumpe 56 erhöht, wenn nicht die Spindel 84 verstellt wird, um die erhöhte Fördermenge der Pumpe 56 zu kompensieren.
Bei einer mit hohen Drehzahlen angetriebenen Flüssigkeitspumpe kommt es vor, dass die Zellen zwi schen den Flügeln 62 so schnell an den Einlassöff- nungen vorbeigehen, dass nicht genügend Flüssigkeit in die Zellen einströmt und die Zellen füllt. Die Zel len stehen dann unter einem Teilvakuum und/oder enthalten eine schaumige Flüssigkeit. Dieser Zustand wird in der Praxis als Hohlsog bezeichnet und ist sehr unerwünscht. Um diesen Nachteil auszuschalten oder möglichst zu verkleinern, kann die Anlage mit einem düsenähnlichen Druckverstärker 95 (Fig. 2A) ausgerüstet sein.
Zum Betrieb dieses Druckverstär kers wird in die Abströmleitung 83 eine Verengung 96 eingebaut, die die in der Umgehungsleitung strö- tuende Flüssigkeit unter einen Druck setzt. Die unter diesem Druck stehende Flüssigkeit wird von der Leitung 83 an einer vor der Verengung befindlichen Stelle in einem Kanal zu einer Strahldüse 98 ge führt, die von einem Gehäuse umgeben ist, dessen Einlass mit dem Vorratsbehälter 64 in Verbindung steht. Durch die aus der Düse 98 ausströmende Druckflüssigkeit wird zusätzliche Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 64 angesaugt und unter verstärktem Druck über die Leitungen 65 zu den Einlassöffnungen 63 der Pumpe gerichtet. Infolge dieses verstärkten Druckes werden die Zellen schneller und vollstän diger gefüllt.
Der vorher beschriebene Aufbau des Druckflüs- sigkeitserzeugers macht jedoch eine derartige Ver= Stärkungsvorrichtung kaum notwendig, weil der Hohl sog nur bei hohen Drehzahlen auftritt und das volle Volumen im allgemeinen nicht erforderlich ist. Die Fassungskapazität der Zellen zwischen den Flügeln 62 wird also teilweise vermindert, wenn die Zellen mit der ersten Gruppe von Auslassöffnungen 66 in Verbindung stehen, und alles schaumige Öl wird durch diese Öffnungen hindurch in der Umgehungs leitung umgeleitet. Wird nur ein Vakuum hervor gerufen, dann wird dieses Vakuum durch die Ver minderung der Kapazität der Zellen aufgehoben.
Ste hen die Zellen mit den nächsten Auslassöffnungen 67 in Verbindung, dann strömt einwandfreies Öl zur Verwendung in der Anlage aus, und die Hohlsog wirkungen werden vermieden.
Der in Fig. 3 dargestellte Druckflüssigkeitserzeu- ger ist etwas abgeändert, damit er bei einer von einem Druckausgleicher gesteuerten Pumpe arbeitet. Die Pumpe gleicht im wesentlichen der in Fig. 2 dar gestellten Ausführung. Zur Bezeichnung entsprechen der Teile sind auch dieselben Bezugszeichen verwen det. Die Förderleitung 73 ist mit einer Verwendungs stelle verbunden, die im Beispiel von einem Flüssig keitsmotor 103 dargestellt wird. Die Ablaufleitung 104 verläuft vom Motor 103 zum Vorratsbehälter 64 und schliesst die hydraulische Anlage.
Der Pumpe 56 ist eine Ventilvorrichtung 105 zu geordnet, die in gewissen Hinsichten den bereits be schriebenen Ventilen 36 und 76 gleicht. Die Ventil vorrichtung 105 hat ein Gehäuse 106, dessen Spin- delkammer 107 die Einlassöffnungen 108, 109 und 110, eine Auslassöffnung <B>111</B> und eine Steueröffnung 112 hat. Die Zahl der Einlassöffnungen 108, 109 und 110 entspricht der Zahl der Gruppen von Pumpen auslassöffnungen, und jede Einlassöffnung ist mit einer andern Gruppe von Auslassöffnungen verbunden.
Die Öffnung 108 ist mit den Auslassöffnungen 66 über den Kanal<B>113</B> verbunden, die Öffnung 109 steht mit den Auslassöffnungen 67 über den Kanal 114 in Verbindung, und der Kanal 115 verbindet die Öffnung 110 mit den Auslassöffnungen 68. Die Aus lassöffnung 111 ist mit der Pumpeneinlassleitung 65 und dem Vorratsbehälter 64 über eine Auslassleitung 116 verbunden. Die Steueröffnung 112 ist mit der Druckleitung 73 über die das Überdruckventil 118 enthaltende Leitung 117 verbunden.
Das überdruck ventil 118 kann von beliebiger Bauart und beispiels weise ein federbelastetes Ventil sein, das bei einem vorbestimmten Druck arbeitet, so dass Flüssigkeit aus der Leitung 73 in die Leitung 117 strömen kann.
In der Kammer 107 liegt gleitend eine Ventilspin del 120, die von einer Feder 121 gegen das rechte Kammerende gedrängt wird, in das die Steueröffnung 112 mündet. Die Ventilspindel 120 hat auf Abstand stehende Gruppen von Öffnungen 122, 123 und 124, die nacheinander mit den Einlassöffnungen 108, 109 und 110 ausgerichtet werden und die die mit diesen Einlassöffnungen verbundenen Pumpenauslassöffnun- gen mit der Abströmleitung 116 verbinden. Die Spin del 120 hat auch eine Ablaufleitung 125, so dass Flüssigkeit aus der Endkammer 107 und der mit die ser Endkammer in Verbindung stehenden Leitung 117 abströmen kann, wenn das Ventil 118 geschlossen wird.
Beim Betrieb der in Fig. 3 dargestellten Anlage wird die Pumpe 56 in Pfeilrichtung angetrieben, und die gesamte Fördermenge aller Pumpenabschnitte wird in der Leitung 73 zum Motor 103 geleitet, bis ein vorbestimmter Druck in der Leitung 73 erreicht ist. Beim Überschreiten dieses Druckes öffnet sich das Ventil 118, so dass Flüssigkeit in der Leitung 117 zur Öffnung 112 und Ablaufleitung 125 zur Kammer 107 strömt. Der Druck dieser Flüssigkeit wird auf die Stirnwand der Ventilspindel 120 zur Einwirkung gebracht und verschiebt die Ventilspindel gegen die Kraft der Feder 121.
Bei der Anfangsbewegung der Ventilspindel 120 wird eine Verbindung zwischen der Öffnung 108 und der Auslassöffnung <B>111</B> her gestellt, so dass eine gewisse Fördermenge aus den Pumpenöffnungen 66 umgeleitet wird. Nachdem sich die Ventilspindel 120 so weit verschoben hat, dass die Flüssigkeit aus den Pumpenauslässen 66 unter Aussen luftdruck ausströmt, wird der Antriebskraftbedarf der Pumpe 56 anteilmässig entsprechend der Abnahme des zur Leitung 73 gerichteten Flüssigkeitsstromes wie bei den andern Ausführungsformen gesenkt.
Wird die Ventilspindel 120 weiter so verschoben, dass beide Gruppen von Pumpenöffnungen 66 und 67 mit der Auslassöffnung 111 verbunden sind, dann tritt ebenfalls eine entsprechende Abnahme des An triebskraftbedarfes der Pumpe 56 ein. Bei Verwen dung des Überdruckventils 118, das die Zuführung von Druckflüssigkeit zum Ventil 105 steuert, wird die gesamte Flüssigkeit, die im Überschuss zu der zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten Druckes erforderlichen Flüssigkeit vorhanden ist, in der Um gehungsleitung umgeleitet oder abgezweigt. Bei einer genügend grossen Menge der umgeleiteten Flüssig keit ergibt sich eine Ersparnis von Antriebskraft der Pumpe 56.
Fig. 4 zeigt einen Druckflüssigkeitserzeuger. Die Pumpe dieser Anlage gleicht im wesentlichen der in Fig.2 dargestellten Pumpe, deshalb sind auch dieselben Bezugszeichen in dieser Fig. 4 verwendet worden. Die in Fig.4 dargestellte Anlage ist eine geschlossene Anlage. Die von dem Vorratsbehälter 64 kommende Leitung hat ein Rückschlagventil 126, das ein Ansaugen von Flüssigkeit in die Leitung zu lässt, ein Abströmen von Flüssigkeit aus der Anlage jedoch verhindert.
Wie bei den in den Fig.2 und 3 dargestellten Ausführungen sind die Auslassöffnungen der Pumpe 56 mit einer zu der zu betätigenden Vorrichtung oder zu der Verwendungsstelle führenden Leitung 73 ver bunden. In Fig. 4 wird diese Vorrichtung von dem Flüssigkeitsmotor 127 dargestellt. In der vorliegen den Ausführung ist in die Leitung 73 eine Kombi nation aus einer veränderlichen Stauöffnung und einem Umsteuerventil 128 eingebaut.
Die Leitung 73 steht mit einer in dem Gehäuse des Ventils 128 be findlichen Mittelöffnung 130 in Verbindung, während die Vorwärtsleitung 131 und die Rückwärtsleitung 132, die den Öffnungen des Motors 127 entsprechen, von den zu beiden Seiten der Öffnung 130 befind lichen Öffnungen 133 und 134 ausgehen. Öffnungen 135 und 136, die zwischen der Einlassöffnung 130 und den Öffnungen 133 und 134 angeordnet sind, stehen über die Leitung 137 mit dem einen Ende einer Spindelkammer 138 eines Wähl- und Steuer ventils 140 in Verbindung. Das gegenüberliegende Ende dieser Spindelkammer 138 ist über eine Zweig leitung 141 mit der Leitung 73 verbunden.
Das Ven til 128 hat eine Ventilspindel 142, deren Längsver schiebung die Verbindung zwischen den Öffnungen 130, 133, 134, 135, 136 und den Auslassöffnungen 143 steuert, die sich an den gegenüberliegenden Enden des Ventils 128 befinden und über die Leitung 144 mit den zu den Einlassöffnungen 63 der Pumpe 56 führenden Leitungen 65 verbunden sind. Die Ventilspindel 142 ist an den an beiden Seiten ihres mittleren Teils so geformt, dass bei zentrierter Spin del die mittlere Öffnung 130 geschlossen und die Leitung 73 gesperrt ist.
Eine Bewegung der Spindel 142 nach links vergrössert die Fläche der ringförmi gen Öffnung zwischen der Spindel und den Kanten des Gehäuses bei der Öffnung 130 zwischen der mittleren Öffnung 130 und der Öffnung<B>136.</B> Eine Bewegung der Spindel 142 aus der obenerwähnten Mittellage nach rechts öffnet natürlich die Öffnung zwischen der Spindel 142 und den Gehäusekanten bei der mittleren Öffnung 130, zwischen der mittleren Öffnung 130 und der Öffnung 135. Die Fläche dieser Öffnungen ist demzufolge eine Funktion der Stellung der Spindel 142 im Gehäuse des Ventils 128. Der Zweck dieser Öffnungen wird später erläutert.
Das Ventil 128 verbindet eine der beiden Motoröffnun gen<B>133</B> und 134 mit der Leitung 73 und die andere Motoröffnung mit der Ablaufleitung 144 über eine der Auslassöffnungen 143, um das Arbeiten des Mo tors 127 zu bewirken. Sollte der Motor 127 freilau fen und mehr Flüssigkeit erfordern als durch die als Zuleitung dienenden Leitungen 131 oder 132 zuge führt wird, so wird Flüssigkeit durch die Leitung 145 und eines der Rückschlagventile 146 unmittelbar aus dem Vorratsbehälter 64 angesaugt, um den er- wähnten Leitungen 131 oder 132 zusätzliche Flüssig keit zuzuführen.
Eine von einem elektrischen Drehmomentmotor 147 dargestellte Einrichtung kann eingebaut sein, um die Bewegungen der Ventilspindel 142 beim Betrieb der Anlage zu steuern. Eine Feder 148 hält die Spin del an dem beweglichen Bauteil 150 des Motors 147, so dass sich die Ventilspindel gemeinsam mit dem Bauteil 150 bewegt. Der Motor 147 hat einen dreh baren Anker, der den beweglichen Bauteil 150 be tätigt, wenn elektrische Stromstösse den Klemmen 151 zugeleitet werden. Die Verschiebung des Bauteils 150 längs der Achse der Spule 142 erfolgt proportional dem an die Klemmen 151 angelegten Strom.
Die Ventilvorrichtung 140 entspricht im Aufbau und im Arbeiten dem in der ersten Ausführung dar gestellten Ventil 36. Die Ventilvorrichtung 140 hat ein Gehäuse 152, dessen Spindelkammer Einlassöff- nungen 153, 154 und 155 hat, die in Zahl den ver schiedenen Gruppen von Auslassöffnungen 66, 67 bzw. 68 der Pumpe 56 in Fig.4 entsprechen und die mit den verschiedenen Gruppen verbunden sind.
Das Gehäuse 152 hat an gegenüberliegenden Enden der Kammer Öffnungen, an die die Leitungen 137 und 141 angeschlossen sind, und hat ausserdem eine Auslassöffnung 156, an die die Auslassleitung 144 angeschlossen ist. In der Spindelkammer liegt glei tend eine Spindel 157, die von einer an dem einen Ende der Kammer gelegenen Stellung (wie darge stellt), in der die Einlassöffnungen 153, 154 und 155 von der Auslassöffnung 156 abgeschaltet sind, zu an dern Stellungen bewegt werden kann, in denen eine oder mehrere Einlassöffnungen 153, 154 und 155 mit der Auslassöffnung 156 in Verbindung stehen.
Die Ventilspindel 157 besteht aus mehreren Bauteilen, die so geformt sind, dass eine Lagerhülse für eine verhältnismässig lange Feder 158 gebildet ist, die die Spindel in ihre ersterwähnte Stellung drängt und den noch einen Kanal belässt, der die Einlass- und Aus lassöffnungen verbindet. Die Ventilspindel 157 hat mehrere Öffnungen 160, 161 und 162, die so auf gestellt sind, dass bei der Bewegung der Ventilspindel 157 eine oder mehrere Einlassöffnungen 153, 154 und 155 mit der Auslassöffnung 156 verbunden werden.
Wenn der Betrieb der in Fig.4 dargestellten Anlage aufgenommen wird, befindet sich die Ventil spindel 157 in der dargestellten Stellung. Sie bedingt, dass die gesamte Fördermenge der Pumpe 56 zur Leitung 73 gerichtet wird, da die Öffnungen 153, 154 und 155 durch die Spindel 157 gesperrt sind. Dieser Betriebszustand besteht jedoch nur so lange, als sich die Ventilspindel 142 in einer Stellung befin det, in der die gesamte Pumpenfördermenge zum Flüssigkeitsmotor 127 gefördert wird. Befindet sich die Ventilspindel 142 in der dargestellten Mittelstel lung und arbeitet die Pumpe 56, so nimmt die Ventil spindel 157 des Ventils 140 eine Stellung nahe dem linken Ende des Gehäuses 152 ein, so dass die ge samte Pumpenfördermenge über das Ventil 140 und die Leitungen 144 und 65 zu den Einlässen 63 der Pumpe zurückkehrt.
Das Ventil 140 arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise wie das Ventil 36 der ersten Ausführungsform. Die Drücke auf irgend eine der gegenüberliegenden Seiten der von der Ventilspindel 142 in ihrem. Gehäuse geformten Stau öffnungen werden auf gegenüberliegende Stirnwände der Ventilspindel 157 zur Einwirkung gebracht, wo bei der höhere Druck auf die Stirnwand einwirkt, die gegenüber der von der Feder 158 beaufschlagten Stirnwand liegt.
Diese Drücke halten die Ventilspin del in einer solchen Stellung, dass der Teil des Pum- penauslasses, der im überschuss über den zum Auf rechthalten des Druckgefälles erforderlichen Teil vor handen ist, abgezweigt wird. Ist der abgezweigte Teil so gross, dass irgendein Pumpenabschnitt ohne Be lastung arbeitet, dann erfordert dieser unbelastete Pumpenabschnitt oder erfordern diese unbelasteten Pumpenabschnitte nur die Antriebskraft, die zur Überwindung der Reibung in der Pumpe und den Leitungen notwendig ist.
Die Drehzahl und die Dreh richtung des Motors 127 werden von der Stellung der Ventilspindel 142 gesteuert, wobei also 128 als eine Kombination einer veränderbaren Stauöffnung und einem Umsteuerventil ausgebildet ist. Da die von der Ventilspindel 142 und ihrem Gehäuse gebil dete Stauöffnung in der zum Motor führenden Lei tung liegt, leitet das von dem durch die Stauöffnung hervorgerufenen Druckgefälle gesteuerte Ventil 140 die zum Antrieb des Motors nicht benötigte Flüssig keit in die Umgehungsleitung um. Unter bestimmten Betriebsverhältnissen werden Teilmengen der An triebskraft gespart, wie dies bei den andern Ausfüh rungen bereits beschrieben ist.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführung steigt der Flüssigkeitsdruck, wenn die Ventilspindel 142 eingemittet ist, weil keine Auslassleitung aus der Lei tung 73 herausführt. An diesem Zeitpunkt wird je doch der Druck in Leitung 73 über die Leitung 141 auf die Stirnwand der Ventilspindel 157 zur Einwir kung gebracht und diese letztere bewegt, wobei die am linken Ende der Kammer 138 befindliche Flüs sigkeit in die Leitung 137 gedrückt wird. Dieser Druck besteht somit in der Leitung 137 und wird auf das mit dieser Leitung verbundene überdruck oder Ablassventil 163 zur Einwirkung gebracht.
Bei Erreichen eines vorbestimmten Druckes in der Lei tung 137 lässt das Ventil 163 Flüssigkeit aus dem linken Ende der Kammer 138 zum Vorratsbehälter 64 in der Leitung 145. Die Ventilspindel 157 bewegt sich entgegen der Wirkung der Feder 158, bis eine so grosse Flüssigkeitsmenge durch das Ventil 140 um geleitet worden ist, dass jede Druckerhöhung in der Leitung 73 verhütet wird.
In den Fig. 5 bis 9 ist eine selbsttätig arbeitende Vorrichtung dargestellt, die eine veränderliche Zu führung von Flüssigkeit aus einer Pumpe sichert. Mit der in Fig.5 dargestellten Vorrichtung kann eine unbegrenzte Änderung der Flüssigkeitszufuhr von einer Grösstmenge bis Null herbeigeführt werden, während der Antriebskraftbedarf stufenweise von einer vorbestimmten Höchstgrösse auf eine vor bestimmte Kleinstgrösse vermindert wird. Bei dieser Ausführungsform wird eine Pumpe 165 mit zwei Gruppen von Pumpenabschnitten 166 und 167 und Auslassöffnungen 168, 168A und 170, 170A ver wendet.
Die Pumpe gleicht im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Pumpe mit der Ausnahme, dass die Auslassöffnungen 170, 170A der einen Gruppe nicht unmittelbar verbunden sind. Der Grund für die Trennung wird später erläutert. Die Pumpe hat eine Gruppe von Einlassöffnungen 171, die mit einem Vorratsbehälter 172 über Leitungen 173 verbunden sind. Ein mit Flügeln 175 ausgerüsteter Rotor 174 läuft in einem Nockenring 176 um, der die Umfangs wand 177 für die Rotorkammer bildet.
Die Wand 177 ist so geformt, dass ein Teil der Gesamtförder menge der Pumpe aus den Öffnungen 168 und Leitung 178 und der verbleibende Teil der Gesamtförder menge der Pumpe aus den Öffnungen 170 und 170A und Leitungen 180 und 181, die von den Öffnungen 170, 170A wegführen, abgeleitet wird.
Die Ventilvorrichtung 182 regelt die Fördermenge der Pumpe in der zur Verwendungsstelle führenden Leitung 183. Die Ventilvorrichtung 182 enthält zwei Ventilspindeln 184 und 185, die eine Längsverschie bung in den Kammern 186 bzw.<B>187</B> ausführen kön nen. Beide Kammern haben in Längsrichtung auf Abstand stehende Ringnuten. Die Kammer 186 hat drei Nuten 188, 189 und 190, während die Kammer 187 vier Nuten 191,<B>192,</B> 193 und 194 hat. Die Nuten 190 und 193 sind über den Kanal 195 mit dem Vorratsbehälter 172 verbunden. Die Nuten 189 und 191 stehen über den Kanal 196 in Verbindung. Ein Kanal 197 verbindet die Nut 188 mit der Lei tung 183. Eine veränderliche Stauöffnung 198 ist in den Kanal 197 aus später erwähnten Gründen ein gebaut.
Die Leitungen 178 und 181 sind mit dem Kanal 197 verbunden, wobei federbeaufschlagte Rückschlagventile 200 in diese Leitungen eingebaut sind, um ein Rückfliessen aus der Leitung 197 zu verhüten. Leitung 180 ist mit dem einen Ende der Spindelkammer 186, -und Leitung 181 ist mit dem gegenüberliegenden Ende der Spindelkammer 186 verbunden. Leitung 180 ist auch mit der Nut 194 der Spindelkammer 187 in Verbindung. Leitung 178 ist mit der Nut 192 der Spindelkammer 187 verbun den. Die Ventilspindel 185 wird zu dem einen Ende ihrer Kammer, und zwar dem in Fig. 5 rechts lie genden Ende der Kammer, von einer Feder 201 gedrängt.
Kanäle 202 und 203 führen von den Ein lassenden und den Auslassenden der Stauöffnung 198 zu gegenüberliegenden Enden der Ventilspindelkam- mer <B>187,</B> wobei der Auslassdruck an das von der Feder 201 beaufschlagte Ende angelegt wird.
Die in den Fig. 5 bis 9 dargestellte Ausführung arbeitet in folgender Weise: Durch den Umlauf des Rotors 174 in der in Fig. 5 eingezeichneten Pfeilrichtung wird Flüssigkeit in die Rotorkammer in die Öffnungen 171 eingesaugt und aus den Öffnungen 168, 168A, 170 und 170A ausgestossen, wobei ein Drittel der Gesamtförder menge der Pumpe aus den Öffnungen<B>168,</B> 168A, ein Drittel aus der Öffnung 170 und der Rest aus der Öffnung 170A ausströmt. Diese gesamte Flüssigkeit wird in der Leitung 197 zusammengefasst und strömt durch den völlig geöffneten Staueinsatz oder Stau öffnung 198 hindurch zur Leitung 183, während die Flüssigkeit aus der Öffnung 170 in der Leitung 180 zur Kammer 186, zur Nut 188 und zur Leitung 197 strömt.
Wenn die Stauöffnung 198 so verstellt wird, dass die Grösse derselben allmählich abnimmt, so wird der Flüssigkeitsdruck in den Auslassöffnungen 168, 168A, 170 und 170A sowie allen damit in Verbindung ste henden Kammern, Nuten und Kanälen und auf der Hochdruckseite der Öffnung 198 in gleicher Weise erhöht. Beim Durchfluss der Flüssigkeit durch die Stauöffnung<B>198</B> wird ein Druckgefälle erzeugt, des sen kontrastierende Drücke auf die gegenüberliegen den Stirnwände der Ventilspindel 185 zur Einwirkung gebracht werden. Da der höhere Druck auf diejenige Stirnwand der Ventilspindel einwirkt, die der Feder 201 gegenüberliegt, wird die Ventilspindel gegen den Druck der Feder bei einer Druckerhöhung verscho ben.
Diese Bewegung erfolgt nach links, gesehen in den Fig. 5, 6, 7, 8 und 9. Bei der Bewegung der Ventilspindel in dieser Richtung stellt die Nut 204 eine Verbindung zwischen den Nuten 191 und 192 (Fig. 6) her, und ein Teil der Flüssigkeit aus den Öffnungen 168, 168A kann dann von der Leitung 178 zum Vorratsbehälter 172 strömen, und zwar über die Nuten 192, 204 und 191, Leitung<B>196,</B> Nut 189, Nut 205 in Ventilspindel 184, Nut 190 und Leitung 195, die ebenfalls mit der Nut 193 ver bunden ist. Durch fortgesetzte Verstellung der Stau öffnung 198 zur Erhöhung ihres Strömungswider standes wird die Ventilspindel 185 weiter nach links bewegt, bis schliesslich die gesamte Fördermenge aus den Öffnungen<B>168,</B> 168A zum Vorratsbehälter 172 umgeleitet wird.
Der Antriebskraftbedarf der Pumpe wird entsprechend dem Verhältnis der umgeleiteten Menge zur Gesamtfördermenge vermindert. Durch die weiter fortgesetzte Verkleinerung der Durchfluss- grösse der Stauöffnung 198 wird eine weiter fort gesetzte Bewegung der Ventilspindel 185 nach links verursacht, bis eine zweite Nut 206 dieser Ventil spindel eine Verbindung zwischen den Nuten 193 und 194 herstellt, wobei Teile der Fördermenge aus der Öffnung 170 zum Behälter 172 umgeleitet wer den. Diese Flüssigkeit strömt in der Leitung<B>180</B> zu den Nuten 194, 206 und 193 und in der Leitung 195 zum Vorratsbehälter 172.
Ist die Ventilspindel 185 so weit nach links verschoben worden, dass Flüssig keit aus der Öffnung 170 umgeleitet wird, dann wird der Druck in der Öffnung 170 und in der Leitung <B>180</B> auf das linke Ende der Ventilspindel 184 zur Einwirkung gebracht, um dieselbe in der in Fig.7 dargestellten Stellung am rechten Ende der Kammer zu halten. Während dieser Zeit strömt ein Teil der Fördermenge aus Öffnung 170 über die Nut 188 zur Leitung 197.
Wird die Stauöffnung<B>198</B> so weit verkleinert, dass infolge der durch diese Verkleinerung verursach ten Bewegung der Ventilspindel<B>185</B> nach links die gesamte aus der Öffnung 170 ausströmende Flüssig keit umgeleitet wird, dann fällt der in der Leitung 180 und dem mit dieser Leitung verbundenen linken Ende der Kammer 186 herrschende Druck auf den im Vorratsbehälter 172 vorhandenen Druck. Da der in dem rechten Ende der Kammer 186 herrschende Druck noch der gleiche Druck wie in der Leitung 181 ist, wird die Ventilspindel 184 schnell nach links geschoben und unterbricht die Verbindung zwischen der mit 188 und der Leitung 197 sowie zwischen den Nuten 189 und 190.
Die Ventilspindeln 184 und 185 nehmen dann die in Fig. 8 dargestellten Stellungen ein, in denen die aus den Öffnungen 168, 168A in der Leitung 178 strömende Fördermenge nicht zum Vorratsbehälter umgeleitet, sondern zur Leitung 197 geleitet wird. In diesen Stellungen der Ventilspindeln 184 und 185 wird die aus beiden Öffnungen 170 und 170A ausströmende Flüssigkeit zum Vorrats behälter 172 umgeleitet. Die aus der Öffnung 170 ausströmende Flüssigkeit strömt in Leitung 180 zur Nut 194, über Nut 206 zur Nut 193 und dann in Leitung 195 zum Vorratsbehälter.
Die aus der öff- nung 170A ausströmende Flüssigkeit strömt in Lei tung 181 zum rechten Ende der Spindelkammer 186, dann über die Nut 190 und Leitung 195 zum Vor ratsbehälter. Da die gesamte Fördermenge aus den Öffnungen 170 und 170A drucklos umgeleitet wird, erfolgt eine anteilmässige Verminderung des An triebskraftbedarfes wie vorher. An diesem Zeitpunkt arbeitet die Ventilspindel 185 als Flüssigkeitsstrom regler, der den Austritt der Flüssigkeitsmenge aus den Öffnungen 168, 168A regelt, indem ein Teil der Flüssigkeit zu dem Vorratsbehälter aus der Leitung 178 über die Nuten 192, 207 in Ventilspindel 185, Nut 193 und Leitung 195 umgeleitet wird.
Die zu der Verbrauchsstelle strömende Flüssigkeitsmenge kann also lediglich durch Verstellen des einen Bauteils, nämlich der veränderlichen Stauöffnung 198, geregelt und gesteuert werden. Die Nuten 204 bis 207 bilden Durchlässe.
Wie in den andern dargestellten Ausführungen arbeitet die Ventilvorrichtung, um einen Flüssigkeits strom vorbestimmten Volumens aufrechtzuerhalten, wenn die Drehzahl der Pumpe geändert wird.
Ist die Stauöffnung 198 vorher eingestellt worden, um eine kleine Flüssigkeitsmenge durchzulassen und wird eine grössere Flüssigkeitsmenge gewünscht, dann wird die Stauöffnung so eingestellt, dass ihr Durchlass grösser wird. Diese Einstellung verringert den Druck an der Einlassseite der Stauöffnung, so dass die Feder 201 die Ventilspindel 185 nach rechts verschieben kann. Die Ventilspindel verschiebt sich von der Stel lung, in der beide Fördermengen aus den Öffnungen 170 und 170A und ein Teil der Fördermenge aus den Öffnungen 168 umgeleitet wird, zu einer Stel- Jung, in der nur die Öffnungen 170 und 170A mit dem Ablauf verbunden sind.
Durch weiter fortge setzte Vergrösserung der Grösse der Stauöffnung wird die Bewegung der Ventilspindel 185 nach rechts fort gesetzt, bis die Nut 206 nicht länger die Nuten 193 und 194 verbindet. Ist diese Verbindung unterbro chen, dann wird durch den in der Leitung 180 herr schenden Druck die Ventilspindel 184 nach rechts verschoben, um eine Verbindung zwischen den Nuten 189 und 190 herzustellen. An diesem Zeitpunkt wird die gesamte Fördermenge aus den Pumpenöffnungen 170 und 170A in die Leitung 197 gefördert, und die gesamte Fördermenge oder ein Teil der Fördermenge aus den Öffnungen 168, 168A wird zum Ablauf geleitet.
Aus den Beschreibungen und den Zeichnungen ergibt sich, dass die Arbeitsprinzipien aller dargestell ten Formen der die Fördermenge regelnden Ventil vorrichtung gleich sind, wobei zwei Ergebnisse ledib lich durch verschiedenartige Anordnung der kanal bildenden Einrichtungen in den Ventilspindeln erhal ten werden. In den Fig. 1, 3 und 4 sind die Spindel öffnungen so angeordnet, dass die Gruppen der Pum- penauslassöffnungen nacheinander mit dem Ablauf verbunden werden, um eine addierende Wirkung bei der in der Umgehungsleitung erfolgenden Umleitung der Flüssigkeit zu erhalten.
Da jede Gruppe von Aus lassöffnungen so freigegeben wird, dass ein druckloser Ablauf erfolgt, wird der Antriebskraftbedarf der Pumpe in dem gleichen Verhältnis herabgesetzt, wie sich die aus den freigegebenen Öffnungen ausströ mende Flüssigkeitsmenge zu der gesamten Pumpen fördermenge verhält. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung hat die Pumpe zwei Gruppen von Aus lassöffnungen, so dass eine Herabsetzung im Arbeits kraftbedarf erreicht werden kann.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführung wird die gleiche Pumpe ver wendet, doch können zwei verschiedene Vermin derungen im Antriebskraftbedarf erhalten werden, und zwar infolge der Anordnung der kanalbildenden Einrichtung in der Ventilvorrichtung. Diese Ventil vorrichtung verbindet je eine der beiden Gruppen von Pumpenauslassöffnungen mit dem Ablauf, so dass daher durch Ausrüstung der Pumpe mit Pumpen abschnitten unter sich verschiedenen Volumens unter sich verschiedene Herabsetzungen des Kraftbedarfes erhalten werden können. Fig. 2 zeigt eine Pumpe mit drei Pumpenabschnitten.
Das Fördermengensteuer- ventil ist so ausgeführt, dass jeder Pumpenabschnitt einzeln und auch jede Kombination der Pumpen abschnitte verbunden werden kann, so dass auf diese Weise sechs Herabsetzungen oder Verminderungen im Antriebskraftbedarf erhalten werden. Da jede Herab setzung nur ein kleiner Bruchteil des Gesamtkraft bedarfes sein kann, können diese Herabsetzungen beim Arbeiten der Vorrichtung eher auftreten, als wenn grosse Verminderungen erfolgen.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführung wird eine Pumpe mit zwei Gruppen von Pumpenabschnit ten verwendet. Eine ähnliche abgeänderte Vorrich- tung kann verwendet werden, wenn eine Pumpe mit zusätzlichen Gruppen von Pumpenabschnitten benutzt wird.
Es ist also ein Druckflüssigkeitserzeuger geschaf fen, der wie eine Pumpe mit veränderlichem Raum inhalt arbeitet. Die Betätigung einer einzigen Steuer einrichtung ermöglicht das Auswählen eines ge wünschten Rauminhaltes oder Volumens und ermög licht in bestimmten Fällen die Herabsetzung der zum Antrieb der Pumpeinrichtung erforderlichen Antriebs kraft. Die einzige Steuereinrichtung kann je nach den Wünschen des Bestellers entweder von Hand, mecha nisch oder elektrisch betätigt werden. Die Vorrich tung lässt sich vielen verschiedenartigen Verwendungs zwecken anpassen.
Wenn auch die hier dargestellten Ausführungen bevorzugte Formen sind, können andere, im Bereich der Erfindung liegende Formen gewählt und ausge führt werden.