DE1018311B

DE1018311B - Device for automatic regulation of the delivery rate of a pump

Info

Publication number: DE1018311B
Application number: DER17435A
Authority: DE
Inventors: Smil Reis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-09-17
Filing date: 1955-09-16
Publication date: 1957-10-24

Description

DEUTSCHESGERMAN

Mit einem Druckflüssigkeitsstrom in offenem Kreislauf arbeitende Pumpen, z. B. zur Speisung von Hilfsgeräten, werden in manchen Fällen mit veränderlicher Drehzahl angetrieben. .So wird z. B. die Pumpe, die eine Servolenkung an einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor speist, von diesem Motor mit Drehzahlen angetrieben, die im Verhältnis zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs selbst sich verändern. In diesen Fällen ergibt sich eine ebenfalls veränderliche Fördermenge der Pumpe. Da jedoch auch bei der niedrigsten Drehzahl die Funktion des Hilfsgeräts (Servovorrichtung) gewährleistet werden soll, folgt daraus, daß bei höheren Drehzahlen die Fördermenge bei Leerlauf der Pumpe zu groß sein kann, so daß sich eine unzulässige Erhöhung der durch die Bewegungswiderstände des Flüssigkeitsstroms entstehenden Verluste, Erwärmung der Flüssigkeit und zu hoher Leistungsverbrauch für den Antrieb der Pumpe ergibt.Pumps operating with a hydraulic fluid flow in an open circuit, e.g. B. for supplying auxiliary devices, are driven in some cases with variable speed. .So z. B. the pump that a power steering on a vehicle with a combustion engine feeds from this engine at speeds which change in relation to the speed of the vehicle itself. In these cases there is also a variable delivery rate of the pump. Since, however, also at the lowest speed the function of the auxiliary device (servo device) is to be guaranteed, it follows that at higher speeds the delivery rate when the pump is idling can be too large, so that an impermissible Increase in the losses caused by the resistance to movement of the liquid flow, heating the liquid and too high power consumption for driving the pump results.

Zur Behebung dieser Nachteile schafft die vorliegende Erfindung eine Einrichtung, die geeignet ist, die Fördermenge einer mit veränderlicher Drehzahl angetriebenen Pumpe bei Leerlauf praktisch konstant zu halten, während sie bei Belastung der Pumpe die gesamte der Drehzahl der Pumpe entsprechende Fördermenge zu benutzen, gestattet. Es sind dabei Vorrichtungen zur automatischen Regelung von Pumpen bekanntgeworden, bei denen in einem Gehäuse eine Einlaßleitung und zwei Auslaßleitungen für eine Flüssigkeit im Bereich eines Hohlraumes münden, in welchem eine Ventilvorrichtung mit zwei Ventil-Organen eingesetzt ist, wobei das eine Ventilorgan die Verbindung der Einlaßleitung mit einer der Auslaßleitungen steuert und ganz absperren kann, und bei denen Federmittel vorgesehen sind, welche sich der Bewegung dieses Ventilorgans federnd widersetzen. Demgegenüber kennzeichnet sich die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch, daß die Ventilorgane so angeordnet sind, daß sie untereinander und in bezug auf das Gehäuse relative Bewegungen ausführen können, wobei das eine Ventilorgan in an sich bekannter Weise die Verbindung der Einlaßleitung mit einer der Auslaßleitungen steuert und ganz absperren kann, während das andere Ventilorgan mit Hubbegrenzungsmitteln zusammenarbeitet und in an sich bekannter Weise die Verbindung zwischen der Einlaßleitung und der anderen Auslaßleitung drosselnd steuert, jedoch niemals ganz absperrt, wobei die Federmittel, welche sich sowohl der Bewegung des ersten Ventilorgans als auch der Bewegung des zweiten Ventilorgans federnd widersetzen, unter Berücksichtigung der durch den Druck der Flüssigkeit beeinflußten wirksamen Flächen der Ventilorgane so bemessen sind, daß unter der Wirkung des Druckes der Flüssigkeit das eine, drosselnd wirkende Ventilorgan seine Bewegung vor der Be-Einrichtung zur automatischen Regelung der Fördermenge einer PumpeTo overcome these disadvantages, the present invention provides a device which is suitable the delivery rate of a pump driven at variable speed practically constant when idling to keep the entire speed of the pump corresponding to the load on the pump Using the delivery rate is permitted. There are devices for the automatic control of pumps become known in which in a housing an inlet line and two outlet lines for one Liquid open in the area of a cavity in which a valve device with two valve organs is used, wherein the one valve member the connection of the inlet line with one of the outlet lines controls and can shut off completely, and where spring means are provided, which is the Resiliently resist movement of this valve member. In contrast, the device is characterized by of the invention in that the valve members are arranged so that they with each other and with respect to the housing can perform relative movements, the one valve member in a manner known per se controls the connection of the inlet line with one of the outlet lines and can shut off completely while the other valve member cooperates with stroke limiting means and in a manner known per se Connection between the inlet line and the other outlet line controls throttling, but never completely shut off, whereby the spring means, which are both the movement of the first valve member and resiliently oppose the movement of the second valve member, taking into account that caused by the pressure the effective areas of the valve organs influenced by the liquid are dimensioned so that under the effect the pressure of the liquid the one, throttling acting valve member its movement in front of the loading device for the automatic regulation of the delivery rate of a pump

Anmelder:
Smil Reis, Mailand (Italien)Applicant:
Smil Reis, Milan (Italy)

Vertreter: R. Störzbach, Patentanwalt,
Stuttgart W₁ Hasenbergstr. 38 ARepresentative: R. Störzbach, patent attorney,
Stuttgart W ₁ Hasenbergstr. 38 A

Beanspruchte Priorität:
Italien vom 17. September 1954Claimed priority:
Italy September 17, 1954

Smil Reis, Mailand (Italien),
ist als Erfinder genannt wordenSmil Reis, Milan (Italy),
has been named as the inventor

wegung des anderen Ventilorgans beginnt und durch Drosseln des Durchganges eine Erhöhung des auf die Ventilorgane wirkenden Druckes herbeiführt.movement of the other valve organ begins and by throttling the passage an increase in the Causes valve organs acting pressure.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert, in welcher eine geeignete Ausführungsform in einem Längsschnitt dargestellt ist. The invention is explained below with reference to the drawing, in which a suitable embodiment is shown in a longitudinal section.

In der Zeichnung ist 1 ein Gehäuse mit einem Hohlraum 2 und einer in der Verlängerung des Hohlraumes 2 verlaufenden zylindrischen Bohrung 4. In dieser Bohrung 4 ist ein Kolbenventil 5 verschiebbar angeordnet. Eine in den Hohlraum 2 mündende Verbindungsleitung 3 dient zum Anschluß der Druckleitung einer (nicht dargestellten) Pumpe. An dem äußeren Ende der Bohrung 4 hinter dem Ventil 5 ist am Gehäuse 1 ein Nippel 6 angeordnet, an welchen eine Leitung angeschlossen wird, durch die die Flüssigkeit vom Raum 4 hinter dem Ventil 5 einem (nicht dargestellten) Hilfsgerät (Servovorrichtung) zugeleitet wird, in weichem der Druck dieser Flüssigkeit ausgenutzt wird. Eine zwischen dem Nippel 6 und dem Ventil 5 angeordnete Feder 7 drückt das Ventil 5 gegen einen Λ/entilsitz 8, der im Inneren des Gehäuses 1 an der Übergangsstelle zwischen dem Hohlraum 2 und der Bohrung 4 ausgebildet ist. Nahe am Ventilsitz 8 befindet sich in der Bohrung 4 eine Ringnut 9, die mit einer Leitung 10 im Gehäuse 1 zur Verbindung mit dem Saugstutzen der Pumpe in Verbindung steht. Die Verbindung zwischen dem Hohlraum 2 und der Nut 9 ist geschlossen, wenn das Ventil 5 am Ventilsitz 8 aufsitzt.In the drawing, 1 is a housing with a cavity 2 and one in the extension of the cavity 2 extending cylindrical bore 4. In this bore 4, a piston valve 5 is displaceable arranged. A connecting line 3 opening into the cavity 2 is used to connect the pressure line a pump (not shown). At the outer end of the bore 4 behind the valve 5 is a nipple 6 is arranged on the housing 1, to which a line is connected through which the liquid from the space 4 behind the valve 5 to an auxiliary device (not shown) (servo device) in which the pressure of this liquid is exploited. One between the nipple 6 and the Valve 5 arranged spring 7 presses the valve 5 against a Λ / valve seat 8, which is inside the housing 1 is formed at the transition point between the cavity 2 and the bore 4. Close to Valve seat 8 is located in the bore 4 an annular groove 9, which with a line 10 in the housing 1 for connection is in communication with the suction port of the pump. The connection between the cavity 2 and the groove 9 is closed when the valve 5 is seated on the valve seat 8.

Im Ventil 5 ist eine zylindrische Bohrung 11 angebracht, in der ein Ventil 12 verschiebbar ist. DiesesA cylindrical bore 11 is made in the valve 5, in which a valve 12 can be displaced. This

709 757/19*709 757/19 *

Ventil 12 besteht bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel aus einem topfförmigen zylindrischen Körper, dessen Höhlung 13 gegenüber dem Hohlraum 2 abgeschlossen ist. Am Umfang des zylindrischen Teils des Ventils 12 ist eine Nut 14 eingeschnitten, die über Öffnungen 15 mit der Venti.lhöhlung 13 verbunden ist. Ein Bund 18 am zylindrischen Teil des Ventils 12 liegt zwischen zwei Anschlägen 17 und 19 am Ventil 5. Diese Anschläge begrenzen den Hub des Ventils 12 in beiden Richtungen, und zwar so, daß die Nut 14 immer mit dem Hohlraum 2 in Verbindung bleibt. Die Öffnung des Ventils 12 ist durch den Abstand der dem Hohlraum 2 zugewendeten Kante der VentilbohrungIn the embodiment described, valve 12 consists of a cup-shaped cylindrical body, the cavity 13 of which is closed off from the cavity 2. On the circumference of the cylindrical part A groove 14 is cut into the valve 12 and is connected to the valve cavity 13 via openings 15. A collar 18 on the cylindrical part of the valve 12 lies between two stops 17 and 19 on the valve 5. These stops limit the stroke of the valve 12 in both directions, in such a way that the groove 14 always remains in communication with the cavity 2. The opening of the valve 12 is through the distance of the Cavity 2 facing edge of the valve bore

11 von der ·— in der Zeichnung rechten — Kante der Nut 14 bestimmt. Sie ist am größten, wenn der Bund 18 am Anschlag 19 anliegt, und am kleinsten, wenn der Bund 18 am Anschlag 17 anliegt. Eine zwischen dem entsprechend ausgebildeten Anschlag 17 und dem Ventil 12 angeordnete Feder 16 ist bestrebt, das Ventil11 by the edge of the groove 14 - on the right in the drawing. She is greatest when the covenant 18 rests against the stop 19, and at its smallest when the collar 18 rests against the stop 17. One between the correspondingly designed stop 17 and the valve 12 arranged spring 16 strives to the valve

12 in der seiner größten Öffnung entsprechenden Lage ao zu halten.12 in the position ao corresponding to its largest opening to keep.

Die erfmdungsgemäße Regelvorrichtung ist vervollständigt durch ein Überdruckventil 20, eine von dem Hohlraum 2 ausgehende Bohrung 21, die von dem Ventil 20 unter dem Einfluß einer im Schließsinn des as Ventils wirkenden Feder 22 gesteuert wird, eine Verschlußschraube 23, die die Feder 22 abstützt, und eine Leitung 24 zur Verbindung der Bohrung 21 mit der Leitung 10 und daher mit dem Saugstutzen der Pumpe, wenn das Ventil 20 durch einen zu großen Druck der Flüssigkeit in der Einrichtung geöffnet wird. Die Gruppe 20, 21, 22, 23, 24 und ihre Funktion sind bekannt.The control device according to the invention is completed by a pressure relief valve 20, one of the Cavity 2 outgoing bore 21, which is of the valve 20 under the influence of a in the closing direction of the as Valve acting spring 22 is controlled, a screw plug 23 which supports the spring 22, and a Line 24 for connecting the bore 21 with the line 10 and therefore with the suction port of the pump, when the valve 20 is opened by excessive pressure of the liquid in the device. the Groups 20, 21, 22, 23, 24 and their function are known.

Die Einrichtung wirkt wie folgt: Die von der Pumpe ankommende Flüssigkeit tritt in den Hohlraum 2 und gelangt durch die Ventilnut 14, die Öffnungen 15 und die Höhlung 13 in den in Strömungsrichtung hinter den Ventilen 5 und 12 liegenden Raum. Von hier wird sie durch den Nippel 6 zum Hilfsgerät (Servovorrichtung) weitergeleitet, wo sie zur Verwendung kommt. Wenn dieses Hilfsgerät in Ruhestellung ist und die Pumpe mit der kleinsten Drehzahl angetrieben wird, so ist der Druck der Flüssigkeit am geringsten, und daher drücken die Federn 7 und 16 das Ventil 5 gegen den Sitz 8 bzw. das Ventil 12 mit dem Bund 18 gegen den Anschlag 19. Es ist somit der Durchgang vom Hohlraum 2 gegen die Nut 9 abgeschlossen, während der Durchgang vom Hohlraum 2 zum Hilfsgerät über 14, 15, 13 und 6 vollkommen geöffnet ist. Wenn die Drehzahl der Pumpe steigt, so wächst auch die in der Zeiteinheit in den Hohlraum 2 geförderte Flüssigkeitsmenge und somit die Geschwindigkeit, mit der diese Flüssigkeitsmenge durch die Öffnung des Ventils 12 zu treten gezwungen ist. Diese Geschwindigkeitszunahme hat einen entsprechenden Druckanstieg vor dem Ventil 12 zur Folge, welches somit in die Bohrung 11 gedruckt wird, wodurch der Durchgang der Flüssigkeit vom Hohlraum 2 nach der Nut 14 gedrosselt wird. vEs folgt daher ein weiterer Druckanstieg im Hohlraum 2, der sich durch Öffnen des Ventils 5 auswirkt, wodurch 2 mit 9 in Verbindung gesetzt wird, so daß ein Teil des Flüssigkeitsstromes zum Saugstutzen der Pumpe zurückgeleitet wird.The device works as follows: The liquid arriving from the pump enters the cavity 2 and passes through the valve groove 14, the openings 15 and the cavity 13 into the space behind the valves 5 and 12 in the direction of flow. From here it is passed on through the nipple 6 to the auxiliary device (servo device), where it is used comes. When this auxiliary device is in the rest position and the pump is at the lowest speed is driven, the pressure of the liquid is the lowest, and therefore the springs 7 and 16 press the valve 5 against the seat 8 and the valve 12 with the collar 18 against the stop 19. It is thus the The passage from the cavity 2 is closed off from the groove 9, while the passage from the cavity 2 to the auxiliary device via 14, 15, 13 and 6 is completely open. If the speed of the pump increases, so The amount of liquid conveyed into the cavity 2 in the unit of time also increases and thus the speed, with which this amount of liquid is forced to pass through the opening of the valve 12. These The increase in speed results in a corresponding increase in pressure upstream of the valve 12, which is thus printed in the bore 11, whereby the passage of the liquid from the cavity 2 to the Groove 14 is throttled. Therefore, there follows a further increase in pressure in the cavity 2, which is achieved by opening of the valve 5 acts, whereby 2 is put in connection with 9, so that part of the liquid flow is returned to the suction port of the pump will.

Die Ventile 5 und 12 bewegen sich gegen die Wirkung ihrer Federn 7 und 16, bis sich ein Gleichgewichtszustand zwischen dem Druck im Hohlraum 2 einerseits und den Wirkungen dieser Federn andererseits einstellt. Für jede Drehzahl der Pumpe besteht ein Gleichgewichtszustand, dem eindeutig bestimmte öffnungen der Ventile 5 und 12 entsprechen, und demzufolge entspricht jeder Drehzahl der Pumpe ein anderes Verhältnis zwischen der Flüssigkeitsmenge, die über 9 und 10 zur Pumpe zurückfließt, und derjenigen, die über 14 zum Hilfsgerät gelangt. Da jedoch bei Erhöhung der Drehzahl der Pumpe und entsprechendem Druckanstieg in 2 der Durchgang von 2 nach 14 gedrosselt wird, steigt die Geschwindigkeit der Flüssigkeit im gedrosselten Querschnitt, so daß die Flüssigkeitsmenge, die in der Zeiteinheit durchfließt, praktisch konstant bleibt, was mit Hilfe der Einrichtung erreicht werden sollte.The valves 5 and 12 move against the action of their springs 7 and 16 until a state of equilibrium is reached between the pressure in the cavity 2 on the one hand and the effects of these springs on the other adjusts. For each speed of the pump there is a state of equilibrium, which is clearly determined openings of the valves 5 and 12 correspond, and accordingly each speed of the pump corresponds to a different ratio between the amount of liquid, which flows back via 9 and 10 to the pump, and that which flows via 14 to the auxiliary device. However, since with an increase in the speed of the pump and a corresponding increase in pressure in 2, the passage of 2 after 14 is throttled, the speed of the liquid increases in the throttled cross-section, so that the amount of liquid that flows through in the unit of time remains practically constant, which with the help of the Establishment should be achieved.

Wenn das Hilfsgerät, das an die Einrichtung angeschlossen ist, von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung übergeht, steigt der Gegendruck im Raum hinter den Ventilen 5 und 12, die deshalb von den zugehörigen Federn 7 und 16 gegen den Sitz 8 bzw. gegen den Anschlag 19 gedruckt werden. Auf diese Weise bleibt der Abfluß über 9 und 10 geschlossen, und die gesamte von der Pumpe geförderte Flüssigkeitsmenge wird zum Hilfsgerät geleitet, welches die Arbeitsphase mit größter Kraft und Schnelligkeit ausführen kann.When the auxiliary device, which is connected to the facility, from the rest position to the working position passes over, the back pressure rises in the space behind the valves 5 and 12, which is therefore of the associated Springs 7 and 16 are pressed against the seat 8 and against the stop 19, respectively. To this The drain through 9 and 10 remains closed, and so does the entire amount of liquid conveyed by the pump is directed to the auxiliary device, which carries out the work phase with the greatest strength and speed can.

Das \^rentil 20 öffnet sich, um einen Teil der Fördermenge der Pumpe durch die Verbindung 24 abzuleiten, wenn der Druck in 2 den eingestellten Druck der Feder 22 übersteigt, wodurch jeder weitere Druckanstieg vermieden wird.The \ ^r alve 20 opens to derive a part of the delivery rate of the pump through the connection 24 when the pressure in 2 exceeds the set pressure of the spring 22, whereby any further pressure increase is avoided.

Claims

Patent claims:

1. Device for the automatic control of the flow rate of a pump, in which in a housing an inlet line and two outlet lines for a liquid in the region of a cavity open into which a valve device with two valve organs is used, one of which Valve member controls the connection of the inlet line with one of the outlet lines and shut it off completely can, and are provided in the spring means, which the movement of this valve member Resiliently oppose, characterized in that the valve members (5, 12) are so arranged are that they can perform relative movements with one another and with respect to the housing (1), wherein the one valve member (5) in a known manner the connection of the inlet line (3) controls with one of the outlet lines (10, 4) and can shut off completely while the other valve member (12) cooperates with stroke limiting means (17, 18, 19) and in on known way the connection between the inlet line (3) and the other outlet line (4) controls throttling, but never completely shuts off, whereby the spring means (7, 16), which both the movement of the first valve member (5) and the movement of the second valve member (12) Resiliently resist, taking into account that influenced by the pressure of the liquid effective areas of the valve members (5,12) are dimensioned so that under the action of pressure the liquid the one, throttling acting valve member (12) its movement before the movement of the other valve member (5) begins and an increase by throttling the passage of the pressure acting on the valve members (5, 12).

2. Device according to claim 1, characterized in that that the second valve member (12) while allowing a certain axial play in

Driving connection with the first valve member (5) is, so that the stroke of the second valve member (12) is limited independently of the first organ, one (7) of the spring means being limited to the first The valve member (5) acts in a manner known per se and is opposed to a valve that is firmly attached to the housing (1) Part (6) is supported, while the other spring means (16) on the second valve member (12) acts and is supported against a part (17) attached to the first valve element (5). ao

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the second valve member (12) essentially entirely within the first valve member (5) concentric to it is arranged, wherein the second valve member (12) can slide in the first member (5) and in the vicinity at its end has an annular groove (14) which connects to the hollow inner part (13) via openings (15) this organ is connected.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the cavity (2) of the housing (1) is connected to a bypass line (2-24), which leads into one of the outlet lines (10) opens and is resiliently shut off by a valve (20) known per se.

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that behind the first valve (5) a chamber (4) and means (6) for connecting said chamber with the open air or a consumer are provided, the second valve (12) in a bore (11) between this chamber (4) and the cavity (2) to throttle the connection between chamber and Cavity is arranged, while the spring means (16) the closing movement of the second Oppose valve (12).

6. The device according to claim 1, characterized in that the cavity (2) of the housing with the chamber (4) behind the associated valve (5) connecting bore (11) in this Valve is arranged.

7. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that it stops (17, 19) has to limit the stroke of the second-mentioned valve (12) in both directions.

Considered publications:
German Patent No. 332 451;
British Patent No. 480,743;
U.S. Patent Nos. 2,647,530, 2,495,879.

1 sheet of drawings