DE1029237B - Pumpensatz, bestehend aus zwei parallel geschalteten, vorzugsweise hydrostatischen Pumpen - Google Patents

Description

• Pumpensatz, bestehend aus zwei parallel geschalteten, vorzugsweise hydrostatischen Pumpen Für viele Zwecke, z. B. zum Antrieb von hydraulischen Maschinen, wie hydraulische Pressen u. dgl., ist es notwendig, die je Zeiteinheit zu fördernde Druckflüssigkeitsmenge von Null bis zu einem Maximum stufenlos zu steigern. Wenn die verlangte maximale Fördermenge so groß ist, daß sie nicht von einer einzigen Pumpe mit stufenlos veränderbarer Fördermenge geliefert werden kann, oder auch aus anderen Gründen hat man bereits zwei Pumpen mit stufenlos veränderbarer Fördermenge parallel geschaltet, wie dies in Fig. 1 und 2 veranschaulicht ist.
• Die Ordinate V zeigt in Fig. 1 die von den beiden stufenlos regelbaren Pumpen a1 und a2 gelieferte Fördermenge an. Wie aus der Darstellung ersichtlich, kann die Pumpe a 1 von der Fördermenge Null (Punkt 1) stufenlos bis zu ihrer maximalen Fördermenge (Punkt 2) geregelt werden. Soll die Gesamtfördermenge hierüber gesteigert werden, so läßt man die Pumpe a1 bei ihrer maximalen Fördermenge (Punkt 2) weiterlaufen und setzt die Pumpe a2 in Betrieb, wobei man sie von der Fördermenge Null im Punkt 2 entsprechend der Regelkurve 3 bis auf ein Maximum im Punkt 4 regelt. Die Rückregelung zu geringeren Fördermengen kann in umgekehrter Weise vorgenommen werden. Man kann auch gemäß Fig. 2 vorgehen, indem man beide Pumpen a1 und a2 gleichmäßig regelt.
• Da Pumpen mit veränderbarer Fördermenge stets erheblich teuerer sind als solche mit konstanter Fördermenge, hat man auch Pumpensätze hergestellt, deren Regelung durch Fig.3 erläutert ist. Eine Pumpe a2 mit stufenlos veränderbarer Fördermenge kann von Null bis zu ihrem Maximum (Punkt 5) geregelt werden. Hat sie dieses Maximum erreicht, so läßt man eine Pumpe b 1 mit unveränderbarer Fördermenge anlaufen und schaltet gleichzeitig die Pumpe a2 auf die Fördermenge Null. Man kann nun mit der Pumpe a2 einen Fördermengenbereich zwischen den Punkten 6 und 7 einregeln. Beim Einschalten der Pumpe b 1 mit konstanter Fördermenge läßt sich aber, auch bei geschicktem Vorgehen, ein sogenannter Regelsprung nicht vermeiden, der durch die Linien 8 und 9 angedeutet ist. Es fällt nämlich beim Rückregeln der Pumpe a2 auf die Fördermenge Null die Gesamtfördermenge gemäß Linie 8 unter Umständen bis zum Punkt 10, d. h. bis auf Null ab, um dann erst entsprechend der Linie 9 durch Zuschalten der Pumpe b 1 mit nicht regelbarer Fördermenge wieder die maximale Fördermenge einer Pumpe im Punkt 6 zu erreichen. Ein solcher Regelsprung, der auch anders, z. B. als vorübergehender Mengen- bzw. Druckstoß auftreten kann, ist in manchen Anwendungsfällen nicht tragbar, so daß man dann die teure Ausführung gemäß Fig. 1 oder 2 anwenden muß. Es ist ferner eine Pumpe bekanntgeworden, die mit einem Paar zusammenwirkender Kolben ausgerüstet ist und bei der diese Kolben unabhängig voneinander durch Synchronmotoren angetrieben werden. Durch Änderung der Phasenbeziehung der beiden Wellen der Synchronmotoren, z. B. durch unterschiedliche Drehung der Statoren dieser Motoren, wird erreicht, daß die Fördermenge der Pumpe von Null bis zur Maximalfördermenge stufenlos regelbar ist.
• Auch diese bekannte Pumpe besitzt Nachteile. Abgesehen davon, daß den obigen Angaben entsprechend eine Spezialpumpe gebaut werden muß, und zwar je nach den Leistungen, die gefordert werden, ist für die Verstellung der in ein und demselben Förderraum arbeitenden Kolben ein besonderer technischer Aufwand notwendig, um z. B. die Lage der Statoren der Motoren gegeneinander einzustellen.
• Durch die Erfindung werden die oben geschilderten Nachteile der bekannten Pumpen bzw. Pumpeinrichtungen vermieden. Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Pumpensatz aus zwei parallel geschalteten, vorzugsweise hydrostatischen Pumpen, die in eine gemeinsame Druckleitung fördern, wobei die Fördermenge in der Druckleitung von Null bis zu der aus beiden Pumpen resultierenden Maximalfördermenge regelbar ist, die eine Pumpe eine an sich bekannte nicht regelbare Pumpe ist, während die andere Pumpe eine an sich bekannte durch Null hindurch regelbare Pumpe ist, die ohne Drehsinnw@echsel in umgekehrter Richtung zu fördern vermag. Durch den Pumpensatz nach der Erfindung wird sowohl der Regelsprung vermieden, der bei dem bekannten Pumpensatz auftritt, als auch der technische Aufwand, der bei .einer Pumpe mit einem Paar zusammenwirkender Kolben notwendig ist. Die Erfindung ermöglicht es, durch einfache Parallelschaltung zweier handelsüblicher Pumpen, von denen die eine durch Null hindurch regelbar ist, für jede beliebige Leistung einen Pumpensatz zusammenzustellen. Sonderkonstruktionen entfallen damit völlig.
• Die Erfindung wird durch die Fig. 4 und 5 für den Fall erläutert, daß beide Pumpen gleiche maximale Fördermengen haben, während Fig.6 einen Fall erläutert, in dem die maxifinale Fördermenge der regelbaren Pumpe kleiner als die Fördermenge der nicht regelbaren Pumpe ist. Eine Pumpe b 1, die nicht regelbar ist, kann aus einem Vorratsbehälter 11 in eine Druckleitung 12 fördern. Sie hat ihre Antriebswelle 13 gemeinsam mit einer Pumpe c2, deren Ventile, Schieber oder sonstige verstellbare Steuerorgane, wie die Pfeile 14 andeuten, die Maschine von der maximalen Fördermenge als Pumpe durch Null hindurch auf eine maximale Fördermenge in entgegengesetztem Sinne einstellen können, ohne daß es einer Änderung des Drehsinnes der Pumpe bedarf. Die nicht regelbare Pumpe b 1 liefert dann stets eine Fördermenge gemäß der Geraden 15 (Fig. 4), während die regelbare Pumpe c2 entweder in die Druckleitung 12 fördert, so daß eine Regelkurve 16 entsteht, oder aber in den Vorratsbehälter 11 fördert, so daß eine Regelkurve 17 entsteht. Die Gesamtfördermenge beider Pumpen wird dann beim Regeln der Pumpe c2 vom Maximum in Richtung zur Druckleitung 12 bis zum Maximum in umgekehrter Richtung von dem Punkt 20 über den Punkt 19 bis zum Punkt 18 geregelt, wobei Punkt 20 die maximale Fördermenge der Gesamtanordnung angibt.
• Wie Fig. 5 andeutet, können beide Pumpen auf einer gemeinsamen Welle 13 sitzen. Hierdurch werden Leistungsverluste weitgehend vermieden, da die Pumpe c2 bei Förderung in den Vorratsbehälter 11 als Flüssigkeitsmotor arbeitet, also einen Teil der von der Pumpe b gelieferten Leistung zurückgewinnt. Arbeitet die Pumpe c2 mit voller Fördermenge in den Behälter 11, so ist die Gesamtmenge, die durch die Druckleitung 12 abfließt, Null. Wird die Pumpe c2 auf Nullförderung eingestellt, so ist die Fördermenge des Gesamtaggregates durch die Regelkurve 15 gegeben, d. h., sie entspricht der Fördermenge der nicht regelbaren Pumpe b l. Wird dann die regelbare Pumpe c2 auf Pumpenförderung in Richtung der Druckleitung 12 allmählich bis zu ihrem Maximum geregelt, so wird die maximale Gesamtfördermenge gemäß Punkt 20 erreicht.
• Ein solches Aggregat wird zweckmäßig in der Weise angelassen, daß zunächst die regelbare Pumpe c2 auf ihre maximale Fördermenge in Richtung Behälter 11 eingestellt wird. Das Anlaufen beider Maschinen erfolgt dann zunächst ohne Förderung in die Druckleitung 12, da die als Flüssigkeitsmotor laufende Maschine c2 die von der Pumpe b1 geförderte Flüssigkeit in den Behälter 11 zurückgelangen läßt. Haben beide Maschinen ihre volle Tourenzahl erreicht, so beginnt die Regelung von Null (Punkt 18) über den Punkt 19 zur maximalen Fördermenge 20 allein durch Regelung der Pumpe c2.
• Selbstverständlich ist es möglich, für größere Fördermengen mehrere Pumpen 11 mit nicht regetbarer Fördermenge und mehrere Pumpen c 2 mit gleicher Fördermenge wie b l, die durch Null hindurch geregelt werden können, so daß sie als Flüssigkeitsmotoren arbeiten, parallel zueinander anzuordnen. Es ist zweckmäßig, auch in diesem Fall sämtliche Maschinen auf eine gemeinsame Welle zu setzen, so daß die Leistung der als Motoren arbeitenden Pumpen c2 nicht verlorengeht, sondern den Pumpen finit konstanter Fördermenge b 1 zugute kommt. Die vom nicht gezeichneten Antriebsmotor der Welle 13 aufzubringende Leistung wird hierdurch denkbar Klein gehalten.
• Fig. 6 erläutert den Fall, daß eine Pumpe b 2 mit konstanter Fördermenge parallel zu einer Pumpe c3 mit regelbarer Fördermenge geschaltet ist, deren maximale Fördermenge kleiner als die konstante Fördermenge 15 der Pumpe b 2 ist. Der Regelbereich des ganzen Aggregates liegt dann zwischen den Größen 22 a bis 18 a und 21 a bis 20 a und kann von Punkt 18a über 19a bis 20a und zurück erfolgen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Pumpensatz, bestehend aus zwei parallel geschalteten, vorzugsweise hydrostatischen Pumpen; die in eine gemeinsame Druckleitung fördern, wobei die Fördermenge in der Druckleitung von Null bis zu der aus beiden Pumpen resultierenden Maximalfördermenge regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Pumpe eine an sieh bekannte nicht regelbare Pumpe ist, während die andere Pumpe eine an sich bekannte durch Null hindurch regelbare Pumpe ist, die ohne Drehsinnwechsel in umgekehrter Richtung zu fördern vermag.
2. 2. Pumpensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximalen Fördermengen beider Pumpen gleich groß sind.
3. 3. Pumpensatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Pumpen (c2, b 1) auf der gleichen Antriebswelle (13) sitzen.
4. 4. Pumpensatz nach Artspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Pumpen mit konstanter Fördermenge und mehrere stufenlos durch Null hindurch regelbare Pumpen mit gleichen maximalen Fördermengen beider Pumpenarten parallel geschaltet sind, wobei sämtliche Pumpen auf einer einzigen Welle oder auf mehreren Wellen sitzen können. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 625 340, 591432, 543 742, 541750; französische Patentschrift Nr. 913 633; britische Patentschriften, Nr. 479 550, 476 953; USA.-Patentschrift Nr. 2 553 336.