DE1403320C - Hydraulisch wirkender Pumpenschutzschalter - Google Patents

Description

Behälter geöffnet wird, der vom gleichen Unischalt- io Ringnut abgedeckt ist, vom anderen Endteil des KoI-

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 automalische Umschaltventil nicht wirksam weiden 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 Punipendrehzahl bei der bekannten Anordnung niedrig und damit die Fördermenge gering ist, Hießt die gesamte Förderflüssigkeit zum ersten bzw. hauptsächlichen Verbraucher. Auch wenn dort der Gegendruck verhältnismäßig hoch und da-

eine Bewegung des Servomotors bei starker Breni- 20 mit die Differenz der Drücke an den beiden Kolbensung desselben nicht herbeiführen. Wird dann die Stirnseiten gering ist, fließt die von der Pumpe gelie-Fördernienge der Pumpe gleich oder kleiner als die ferte Druckflüssigkeit zu diesem eisten Verbraucher. Leckölmenge, so ist keinerlei KreislauffÖrderimg und Die dort nicht mehr benötigte oder verbrauchte Kühlung mehr möglich,- Dieser Zustand kann zur Flüssigkeit Hießt 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 schaffen, die die Hydraulikpumpe einer hydraulischen Anlage vor der 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 Druckakkimiulator und gegebenen-

beschriebenen Überlastung bei niedriger Drehzahl 30 falls zu einem weiteren Verbraucher freigegeben,

schützt und die zusätzlich zu einem Uberdruckven- während der Weg zum ersten Verbraucher versperrt

til oder zu einem Umgehungsventil für den Arbeits- wird. Das bekannte Ventil wirkt also als Zuteil- und

druck vorgesehen werden kann. Schutzventil für den ersten Verbraucher und nicht als

Um dies zu erreichen, wird eifindungsgemäß vor- Pumpenschutzventil. Erst am Druckakkimiulator und

geschlagen, 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 Niederdruck-

tung mit der Pumpe verbunden und durch eine wei- behälter zurückströmen kann. Auch bei sehr geringer

tere Leitung an einen Verbraucher angeschlossen ist, 40 Pumpenaiitriebsdrehzahl kann das bekannte Ventil

und daß ferner der Kolben eine in einem entsprechenden Gehäuseinneiiwandabselinitt angeordnete Nut derart steuert, daß er mit steigendem Durchfluß bzw. mit steigendem DifTerenzdruck 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 Pumpenschutzschalter 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 Läiigsbohruiig im Kolben die gedrosselte Leitung zwischen dessen beiden Seiten bildet. Feiner kann bei an sich bekannter Aus-

winl und die Verbindung der Pumpe mit der Rück- 50 führung des Kolbens als Stufenkolben eine Ringnut laiifleitung zum Behälter wieder freigibt.

Es wird also in die Piinipendruckleitung eine Ventilanordnung eingebaut; die im Gegensatz zu den meist üblichen Rückströmleitungeii bei niedrigen im Abstand von seiner Schulter angeordnet und durch eine Queibohrung mit der Längsbohrung verbunden sein, während an der entsprechenden Gehäuseschulter. tier Gchäiischohlraum durch eine

Fördeiniengen tier Pumpe eine Verbindung zum 55 Nebenleitung geringen Querschnitts mit dem lieliäl-

Riicklaul'behälter schafft und erst bei höheren Dreh- ter für vorrätige Arbeitslliissigkeit verbunden ist.

zahlen und damit größerer Fördermenge bzw. höhe- Im folgenden wird die Erfindung an einem An-

reni Druck den Abfluß zum Rücklauf versperrt und wendungsbeispiel an Hand der Zeichnung erläutert,

die Pumpe mit dem Verbraucher verbindet. Diese zeigt einen Teil einer lMIfskraftlcnkanlage mit

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

schritt 589 095) schon ein einer Pumpe nachgeschaltcles Steuerventil mit einem entgegen dem Druck einer Fetler verschiebbaren Kolben bekannt ist, dessen eine Seite unmittelbar und dessen andere Seite durch einen Diosselkaruil im Kolbenboden mit der Pumpe verbunden und durch eine weitere Leitung an einen ersten bzw. tlen hauptsächlichen Verbraucher angeschlossen ist. Ferner ist bei diesem und einem hydraulisch wirkenden Pumpenscluit/.-schaller nach der Erfindung.

Die Veiitileiniichtung 1 ist ein Wegeventil mit einem Steuerkolben 3i> und /wi.-i /11 einem nicht gezeichneten Servozylinder fiiliu-inlcu DrijckiniUelldtunken 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-

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schutzschalter ist mit 6 bezeichnet. Das Wegeventil 1 Die Hauptmenge des geförderten Druckflüssig-

und das Umschaltventil 5 sind jeweils von einer für keitsstromes passiert die drosselnde Längsbohrung solche Geräte gebräuchlichen Bauart. In die Ab- 26, die Leitung 15, das Rückschlagventil 20 und lädt laufleitung 9, die das Umschaltventil 5 mit der Ab- den Druckspeicher 3 auf, solange das Wegeventil 1 laufleitung 17 verbindet, ist ein Rückschlagventil 7 5 in seiner Mittelstellung steht. Bei Erreichen des eingeschaltet. Ferner ist ein Rückschlagventil 8 in Schaltdruckes ist die Kraft, die auf die Stirnseite 23 die von der Ablaufleitung 9 zum Wegeventil 1 füh- des Betätigungsorgans 22 im Umschaltventil 5 einrende Leitung 10 eingeschaltet, welche hier nicht wirkt, so groß geworden, daß sie ausreicht, um das weiter erläutert werden soll. Die Anordnung ist so Verschliißstück 21 von seinem Sitz abzuheben. Hiergetroffen, daß die Pumpe 2 durch eine Leitung 13 mit to mit wird der Druckflüssigkeit der Ablaiifweg durch dem Behälter 4 für unter Niederdruck stehende Ar- die Leitung 9 über das Rückschlagventil 7 und die beitsllüssigkeit und durch eine Leitung 14 mit dem Leitung 17 zum Behälter 4 geöffnet. Schutzschalter 6 in Verbindung steht. Von dort füll- Bei sinkendem Speicherdruck kehrt das Betäti-

ren eine Leitung 15 zum Umschaltventil 5 und eine gungsorgan 22 in seine Urspruugslage 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 Druckspeicher 3 als auch die Weiterleitung Speisung des Druckspeichers 3 neu erfolgt, der Druckflüssigkeit zum Wegeventil I über den Lei- Hiermit ist die Funktion der Anlage beschrieben

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

Ein in Neutralstelliing 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 3° übersteuert. In diesem Augenblick wird die Gehäusewird 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 Ausfiihrungsform aus einem Gehäuse wird mit Sprungwirkung bis zum Anschlag seiner 24, in dem sich der als Stufenkolben ausgebildete Schulter 27 an der Gehäusescliulter 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- 4° 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 Rüigut 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 Nebenleilung 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 komini. 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 häuse 24, die vom Ende des dickeren Teils des Stu- noch ermöglicht. Das Verschliißstück 21 ist noch fenkolbens 25 gesteuert wird. Eine Druckfeder 33 geschlossen, und der Überschuß der Federkraft des drückt an einem Ende in einen Hohlraum des Stufen- Überdruckventils 20 hält dieses Ventil geschlossen, kolbens 25 gegen die dortige Stirnwand desselben, 55 Unter diesen Umständen weiden die Drücke in stützt sicli am anderen Ende gegen die Stirnwand den Leitungen 14 und 15 gleich, da die Drosselboh des Gehäusehohlraumes ab und ist so ausgelegt, daß rung 26 nicht mehr durchströmt wird. Die Pumpe sie unterhalb eines vorbestimmten niedrigen Pum- läuft zwar, fördert aber nicht mehr und würde sich pendruckcs die Kraft des Kolbens 25 überwindet. in zunehmendem Maße erhitzen, wenn nicht die

Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: 60 Kraft der Feder 33 durch den Druckausgleich vor Der Flüssigkeitsdruck der Pumpe 2, der in der und hinter dem Kolben in der Lage wäre, die Verbin-Drosselbohrung 26 leicht herabgesetzt wird, bewegt dung in die Riicklaufleitung 16 herzustellen. den Stufenkolben 25 entgegen dem Druck der Feder Steigt im weiteren Verlauf der Fahrt die LJm-

in Richtung auf das Slirnende des Gehäuses 24 drehungszahl und somit die Fördermenge an, so wird und bewirkt d'.u Absperrung der Riicklaufleitung 16. 65 diesmal zwischen den Leitungen Ϊ4 und 16 eine er-Eine kleine Teilmenge der geförderten Druckflüssig- hebliche Druckdifferenz durch die Drosselung beim keit fließt durch die enge Nebenleitung 31 und die Durchlaufen der Kolbenbolming 26 entstehen, in Rücklaiifleitung 16, 17 zum Behälter 4 ab. deren Folge der Stufenkolben entgegen der Kraft der

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 Ncbenleitung 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 Zusamincnspiel mit den in der Zeichnung mil I, 3 und 5 bezeichneten Hydraulikeinrichtungen eingesetztwerden kann. Seine Verwendbarkeit ist unter anderem auch fürsolchc 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 erfmdiingsgemüßen Pumpcnschutzschal-(ei s 6 von Vorteil.

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

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydraulisch wirkender Pumpenschutzschaltcr, insbesondere für eine Drehflügelpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise in einem Sehaltergehäuse (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 DifTerenzdruck 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. Pumpenschulzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Längsbohrung (26) im Kolben (25) die gedrosselte Leitung zwischen dessen beiden Seiten bildet.

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

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

Hierzu 1 Blatt Zeiclinungen