DE1403320B - Hydraulisch wirkender Pumpenschutz schalter - Google Patents

Description

Behälter geölfnet wird, der vom gleichen Umschalt- io Ringnut abgedeckt ist, vom anderen Endteil des Kol

ventil auch wieder geschlossen wird, wenn der Arbeitsdruck unter einen Grenzwert abfällt. Es treten aber vielfach in von einem mit unterschiedlicher Drehzahl laufenden Fahrzeugmotor angetriebenen Pumpen Betriebszustände ein, bei denen das automatische Umschaltventil nicht wirksam werden kann. Wenn zum Beispiel die Pumpe mit sehr niedriger Drehzahl gefahren wird, kann sie den Speicher nicht auf den Umschaltdruck des Ventils bringen oder bens freigegeben wird und an der eine dritte Leitung angeschlossen ist, die zu einem Druckakkumulator und eventuell noch zu einem weiteren Verbraucher führt.

Solange die Pumpendrehzahl bei der bekannten Anordnung niedrig und damit die Fördermenge gering ist, fließt die gesamte Förderflüssigkeit zum ersten bzw. hauptsächlichen Verbraucher. Auch wenn dort der Gegendruck verhältnismäßig hoch und da-

eine Bewegung des Servomotors bei starker Brem- 20 mit die Differenz der Drücke an den beiden Kolben-

sung desselben nicht herbeiführen. Wird dann die Stirnseiten gering ist, fließt die von der Pumpe gelic-

Fördermenge der Pumpe gleich oder kleiner als die ferte Druckflüssigkeit zu diesem ersten Verbraucher.

Lcckölmenge, so ist keinerlei Kreislaufförderung und Die dort nicht mehr benötigte oder verbrauchte

Kühlung mehr möglich. Dieser Zustand kann zur Flüssigkeit fließt zur Pumpensaugseite zurück. Wenn

völligen Zerstörung der Pumpe infolge Überhitzung 25 aber die Pumpenfördermenge und damit der Druck

führen.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydraulische Vorrichtung zu schäften, die die Hydraulikpumpe einer hydraulischen Anlage vor der beschriebenen Überlasturrg bei niedriger Drehzahl schützt und die zusätzlich zu einem Überdruckventil oder zu einem Umgehungsventil für den Arbeitsdruck vorgesehen werden kann.

bei zunehmender Drehzahl so ansteigen, daß der Kolben entgegen der Federkaft verschoben wird und die erste Gehäuseringnut verdeckt, wird der Weg von der Pumpe zum Druckakkumulator und gegebenenfalls zu einem weiteren Verbraucher freigegeben, während der Weg zum ersten Verbraucher versperrt wird. Das bekannte Ventil wirkt also als Zuteil- und Schutzventil für den ersten Verbraucher und nicht als Pumpenschutzventil. Erst am Druckakkumulator und

Um dies zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in an sich bekannter Weise in einem 35 vor der Leitung zum eventuellen zweiten Verbrau-Schaltergehäuse entgegen dem Druck einer Feder ein eher ist ein Überdruckventil vorgesehen, durch das Kolben bewegbar ist, dessen eine Seite unmittelbar bei gefülltem Akkumulator und/oder übermäßigem und dessen andere Seite durch eine gedrosselte Lei- Förderdruck Förderflüssigkeit zu einem Niederdrucktung mit der Pumpe verbunden und durch eine wei- behälter zurückströmen kann. Auch bei sehr geringer tere Leitung an einen Verbraucher angeschlossen ist, 40 Pumpenantriebsdrehzahl kann das bekannte Ventil

und daß ferner der Kolben eine in einem entsprechenden Gehäuseinnenwandabschnitt angeordnete Nut derart steuert, daß er mit steigendem Durchfluß bzw. mit steigendem Differenzdruck entgegen der Kraft der Feder verschoben wird und die Nut abdeckt und damit eine in die Nut mündende Rücklaufleitung zu einem Behälter verschließt, jedoch bei Verschluß der zum Verbraucher führenden Leitung durch die Feder wieder in die Ausgangslage bewegt kaum als Pumpenschiitzschalter wirken, da anzunehmen ist, daß der erste Verbraucher, über den Förderflüssigkeit zum Behälter abströmen kann, immer einen bestimmten Strömungswiderstand entgegensetzt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird noch vorgeschlagen, daß eine Längsbohrung im Kolben die gedrosselte Leitung zwischen dessen beiden Seiten bildet. Ferner kann bei an sich bekannter Aus

wird und die Verbindung der Pumpe mit der Rück- 50 führung des Kolbens als Stufenkolben eine Ringnut

laufleitung zum Behälter wieder freigibt.

Es wird also in die Pumpendruckleitung eine Ventilanordnung eingebaut, die im Gegensatz zu den meist üblichen Rückströmleitungcn bei niedrigen Fördermengen der Pumpe eine Verbindung zum Rücklaufbehälter schafft und erst bei höheren Drehzahlen und damit größerer Fördermenge bzw. höherem Druck den Abfluß zum Rücklauf versperrt und die Pumpe mit dem Verbraucher verbindet.

im Abstand von seiner Schulter angeordnet und durch eine Querbohrung mit der Längsbohrung verbunden sein, während an der entsprechenden Gehäuscschulter der Gehäusehohlraum durch eine Nebenleitung geringen Querschnitts mit dem Behälter für vorrätige Arbeitsflüssigkeit verbunden ist.

Im folgenden wird die Erfindung an einem Anwendungsbeispiel an Hand der Zeichnung erläutert. Diese zeigt einen Teil einer Hilfskraftlenkanlage mit

Erwähnt sei noch, daß (durch die britische Patent- 60 einem in Neutralstellung geschlossenen Wegeventil

schrift 589 095) schon ein einer Pumpe nachgeschaltetcs Steuerventil mit einem entgegen dem Druck einer Feder verschiebbaren Kolben bekannt ist, dessen eine Seite unmittelbar und dessen andere Seite durch einen Drosselkanal im Kolbenboden mit der Pumpe verbunden und durch eine weitere Leitung an einen ersten bzw. den hauptsächlichen Verbraucher angeschlossen ist. Ferner ist bei diesem und einem hydraulisch wirkenden Pumpenschiitzschalter nach der Erfindung.

Die Ventileinrichtung 1 ist ein Wegeventil mit einem Steuerkolben 36 und zwei zu einem nicht gezeichneten Servozylinder führenden Druckmittelleitungen 11, 12. Eine nur schematisch dargestellte Pumpe ist mit 2, ein Druckspeicher mit 3, ein Behälter mit 4, ein Umschaltventil mit 5 und der Pumpen-

schutzschalter ist mit 6 bezeichnet. Das Wegeventil 1 und das Umschaltventil 5 sind jeweils von einer für solche Geräte gebräuchlichen Bauart. In die Ablaufleitung 9, die das Umschaltventil 5 mit der Ablaufleitung 17 verbindet, ist ein Rückschlagventil 7 eingeschaltet. Ferner ist ein Rückschlagventil 8 in die von der Ablaufleitung 9 zum Wegeventil 1 führende Leitung 10 eingeschaltet, welche hier nicht weiter erläutert werden soll. Die Anordnung ist so

Die Hauptmenge des geförderten Druckflüssigkeitsstromes passiert die drosselnde Längsbohrung 26, die Leitung 15, das Rückschlagventil 20 und lädt den Druckspeicher 3 auf, solange das Wegeventil 1 5 in seiner Mittelstellung steht. Bei Erreichen des Schaltdruckes ist die Kraft, die auf die Stirnseite 23 des Betätigungsorgans 22 im Umschaltventil 5 einwirkt, so groß geworden, daß sie ausreicht, um das Verschlußstück 21 von seinem Sitz abzuheben. Hier

getroffen, daß die Pumpe 2 durch eine Leitung 13 mit io mit wird der Druckflüssigkeit der Ablaufweg durch dem Behälter 4 für unter Niederdruck stehende Ar- die Leitung 9 über das Rückschlagventil 7 und die beitsflüssigkeit und durch eine Leitung 14 mit dem Leitung 17 zum Behälter 4 geöffnet.
Schutzschalter 6 in Verbindung steht. Von dort füh- Bei sinkendem Speicherdruck kehrt das Betäti-

ren eine Leitung 15 zum Umschaltventil 5 und eine gungsorgan 22 in seine Ursprungslage zurück und Rücklaufleitung 16 in den Ablauf 17 zum Behälter 4. 15 nimmt das Verschlußglied 21 mit, wodurch der Durch die Druckleitung 18 erfolgt sowohl die Spei- Rücklauf 9, 7,17 wieder verschlossen wird und die sung des Druckspeichers 3 als auch die Weiterleitung Speisung des Druckspeichers 3 neu erfolgt,
der Druckflüssigkeit zum Wegeventil 1 über den Lei- Hiermit ist die Funktion der Anlage beschrieben

tungszweig 19. worden, wie sie normalerweise während der Ge-

Ein in Neutralstellung des Wegeventils geschlos- 20 radeausfahrt eines Fahrzeugs vor sich geht,
senes Rückschlagventil 34 verhindert den Zustrom Keiner der beschriebenen Vorgänge bewirkt eine

von Druckmittel aus dem Speicher 3. Durch zwei Veränderung der Stellung des Stufenkolbens 25 im beidseits neben einer Einschnürung 35 des Steuer- Schutzschalter 6. Eine Bewegung des Stufenkolbens kolben 36 vorgesehene ringförmige Rampen 37 wird in Richtung des Drucks der Feder 33 kann erst erdas Öffnen des Ventils 34 bewirkt, sobald der Steuer- 25 folgen, wenn der Druck auf seine beiden Stirnflächen kolben aus seiner Neutralstellung bewegt wird. gleich wird, d. h. wenn keine Druckflüssigkeit mehr

Ein weiteres Rückschlagventil 20 wird unter dem durch die Leitung 15 strömt. In diesem Falle schiebt Druck, den der Speicher 3 auf das Umschaltventil 5 die Feder 33 den Kolben 25 vor sich her bis die ausübt, in Schließstellung gehalten. Das Verschluß- Kante der Ringnut 28 die Schulter 30 im Gehäuse stück 21 des an sich bekannten Umschaltventils 5 30 übersteuert. In diesem Augenblick wird die Gehäuse wird von einem Betätigungsorgan 22 geöffnet bzw. nut 32 frei und damit die Rücklaufleitung 16 offen, geschlossen, das zum Teil als Kolbenstange ausge- der Druck auf der großen Kolbenseite bricht dann bildet ist und dessen Stirnseite 23 unter dem Druck ebenso zusammen wie der Druck in dem Raum, der der Flüssigkeit im Speicher 3 steht. von den Schultern 27 und 30 des Stufenkolbens und

Der Pumpenschutzschalter 6 besteht in der hier 35 des Gehäuses eingeschlossen ist. Der Stufenkolben dargestellten Ausführungsform aus einem Gehäuse wird mit Sprungwirkung bis zum Anschlag seiner 24, in dem sich der als Stufenkolben ausgebildete Schulter 27 an der Gehäuseschulter 30 vorwärtsge-Kolben 25 bewegt. Er ist mit einer Längsbohrung 26 trieben, wobei die zwischen den beiden Schultern geringen Querschnitts versehen, die auf die aus der zeitweise eingeschlossene Flüssigkeit Gelegenheit Leitung 14 zuströmende Druck- bzw. Arbeitsflüssig- 40 hat, durch die Nebenleitung 31 in den Ablauf zu keit eine drosselnde Wirkung ausübt und diesem fließen. Der gesamte Pumpenförderstrom kann nun-Zwecke entsprechend eng gehalten ist. In der Nähe mehr durch die Rücklaufleitung 16 in den Behälter 4 der Schulter 27 des Stufenkolbens 25 ist in seinem ablaufen.

verjüngten Ende eine Ringut 28 angebracht, die Voraussetzung für diese Wirkung des Ventils ist,

durch eine Querbohrung 29 mit der Drosselbohrung 45 daß sowohl das Verschlußstück 21 als auch das 26 in Verbindung steht. Dicht an der Schulter 30 des Rückschlagventil 20 in ihrer Schließstellung gehalten Gehäuses 24 zweigt vom Gehäusehohlraum eine sind. Dieser Fall tritt beispielsweise ein, wenn der Nebenleitung 31 ab, die in die Rücklaufleitung 16 Speicher leer ist und das Fahrzeug sehr langsam führt und damit mit dem Ablauf 17 verbunden ist. fährt, so daß die Pumpe 2 nicht auf Touren kommt. Diese Nebenleitung ist sehr eng gehalten. Die Rück- 50 Der Speicher wird bis zu dem Druck aufgeladen, den laufleitung 16 selbst mündet in eine Nut 32 im Ge- die langsame Umdrehungszahl der Pumpe gerade

noch ermöglicht. Das Verschlußstück 21 ist noch geschlossen, und der Überschuß der Federkraft des Überdruckventils 20 hält dieses Ventil geschlossen.

Unter diesen Umständen werden die Drücke in den Leitungen 14 und 15 gleich, da die Drosselbohrung 26 nicht mehr durchströmt wird. Die Pumpe läuft zwar, fördert aber nicht mehr und würde sich in zunehmendem Maße erhitzen, wenn nicht die 60 Kraft der Feder 33 durch den Druckausgleich vor und hinter dem Kolben in der Lage wäre, die Verbindung in die Rücklaufleitung 16 herzustellen.

Steigt im weiteren Verlauf der Fahrt die Umdrehungszahl und somit die Fördermenge an, so wird und bewirkt die Absperrung der Rücklaufleitung 16. 65 diesmal zwischen den Leitungen 14 und 16 eine cr-Eine kleine Teilmenge der geförderten Druckflüssig- hebliche Druckdifferenz durch die Drosselung beim keit Hießt durch die enge Nebenleitung 31 und die Durchlaufen der Kolbenbohrung 26 entstehen, in Rücklaufleitung 16, 17 zum Behälter 4 ab. deren Folge der Stufenkolben entgegen der Kraft der

häuse 24, die vom Ende des dickeren Teils des Stufenkolbens 25 gesteuert wird. Eine Druckfeder 33 drückt an einem Ende in einen Hohlraum des Stufenkolbens 25 gegen die dortige Stirnwand desselben, 55 stützt sich am anderen Ende gegen die Stirnwand des Gehäusehohlraumes ab und ist so ausgelegt, daß sie unterhalb eines vorbestimmten niedrigen Pumpendruckes die Kraft des Kolbens 25 überwindet. Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Der Flüssigkeitsdruck der Pumpe 2, der in der Drosselbohrung 26 leicht herabgesetzt wird, bewegt den Stufenkolben 25 entgegen dem Druck der Feder 33 in Richtung auf das Stirnende des Gehäuses 24

Feder 33 in seine Schließstellung bewegt wird und die Rücklaufleitung 16 verschließt. Der Raum, der sich dabei zwischen den Schultern von Kolben und Gehäuse bildet, wird über die Nebenleitung 31 mit Flüssigkeit unter Saugdruck aus der Rücklaufleitung 16, 17 angefüllt.

Das Beispiel schildert, wie bereits angeführt, nur eine von vielen Anwendungsmöglichkeiten des Pumpenschutzschalters, der im übrigen auch ohne Zusammenspiel mit den in der Zeichnung mit 1, 3 und 5 bezeichneten Hydraulikeinrichtungen eingesetztwerden kann. Seine Verwendbarkeit ist unter anderem auch für solche Anlagen möglich, bei denen die Pumpe über einen Speicher in Reihenschaltung auf den Verbraucher wirkt. Als Überdrucksicherung bei normalem Betrieb ist in diesem Falle ein Überdruckventil ausreichend, jedoch muß auch ein Rückschlagventil vorhanden sein. Bei gefülltem Speicher und langsam laufender Pumpe ist auch hier die Verwendung des erfindungsgemäßen Pumpenschutzschalters 6 von Vorteil.

Das Wegeventil 1 und das Umschaltventil 5 gehören also nicht zur Erfindung. Sie sind nur der Vollständigkeit halber noch zum besseren Verständnis der Wirkungsweise des Pumpenschutzschalters 6 mit diesem zusammen in der Zeichnung dargestellt und im vorhergehenden erläutert.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydraulisch wirkender Pumpenschutzschalter, insbesondere für eine Drehflügelpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise in einem Schaltergehäuse (24) entgegen dem Druck einer Feder (33) ein Kolben (25) bewegbar ist, dessen eine Seite unmittelbar und dessen andere Seite durch eine gedrosselte Leitung (26) mit der Pumpe (2) verbunden und durch eine weitere Leitung (15) an einen Verbraucher angeschlossen ist, und daß ferner der Kolben (25) eine in einem entsprechenden Gehäuseinnenwandabschnitt angeordnete Nut (32) derart steuert, daß er mit steigendem Durchfluß bzw. mit steigendem Differenzdruck entgegen der Kraft der Feder (33) verschoben wird und die Nut (32) abdeckt und damit eine in die Nut (32) mündende Rücklaufleitung (16,17) zu einem Behälter (4) verschließt, jedoch bei Verschluß der zum Verbraucher führenden Leitung (15) durch die Feder (33) wieder in die Ausgangslage bewegt wird und die Verbindung der Pumpe (2) mit der Rücklaufleitung zum Behälter wieder freigibt.

2. Pumpenschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Längsbohrung (26) im Kolben (25) die gedrosselte Leitung zwischen dessen beiden Seiten bildet.

3. Pumpenschutzschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei an sich bekannter Ausführung des Kolbens (25) als Stufenkolben eine Ringnut (28) im Abstand von seiner

- Schulter (27) angeordnet und durch eine Querbohrung (29) mit der Längsbohrung (26) verbunden ist, während an der entsprechenden Gehäuseschulter (30) der Gehäusehohlraum durch eine Nebenleitung (31) geringen Querschnitts mit dem Behälter (4) für vorrätige Arbeitsflüssigkeit verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen