DE1653385A1

DE1653385A1 - Vorrichtung zum Konstanthalten des Produktes aus Druck und Hubvolumen bei Verdraengerpumpen

Info

Publication number: DE1653385A1
Application number: DE1967B0094214
Authority: DE
Inventors: Guenter Schlinke
Original assignee: BELLOWS VALVAIR KAEMPER GmbH
Current assignee: BELLOWS VALVAIR KAEMPER GmbH
Priority date: 1967-08-25
Filing date: 1967-08-25
Publication date: 1970-08-27
Also published as: GB1234416A; CH485122A; DE1653385B2; DE1653385C3; FR1565961A; JPS4937927B1; US3554671A; AT276955B

Description

DIPL-INQ. DIETER JANDER DR.-iNQ. MANFRED BONINO

PATENTANWÄLTE Λ _Zuste||_ungsadresSe

a MÖNCHEN 80(BOGENHAUSEN) 1 BERLIN 33 (DAHLEM)

KOLBERGER STRASSE 21 HOTTENWEG 15 Teleton: 0811/48 27 04 Telefon:'03 11/76 13 03 Telegramme: Consideration Berlin

1017/12656 DE 31. März 1970

Amts-Zeichen: P 16 53 385.0-15

Name d. Anm.: Firma Bellows-Valvair-Kämper GmbH.-, Berlin

"Vorrichtung zum Konstanthalten des Produktes aus Druck und Hubvolumen bei Verdrängerpumpen"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Konstanthalten des Produktes aus Druck und Hubvolumen bei einer Verdrängerpumpe mit einem Stellorgan zum Einstellen des Hubvolumens, einem stationär angeordneten Steuerschieber zum Steuern der Stellbewegungen des Stellorgans und einem mit dem Steuerschieber zusammenarbeitenden Hilfsglied, auf das einerseits eine konstante erste Kraft und andererseits eine dem Pumpendruck λ proportionale zweite Kraft einwirkt.

Derartige Vorrichtungen bieten die Möglichkeit, die Antriebsleistung der Pumpe bei gleichbleibender Drehzahl und wechselnden Kräften konstant zu halten; sie werden daher auch als Leistungsregler bezeichnet.

Bekannt sind Vorrichtungen der vorgenannten Art, bei denen

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postsckeckkonlo Berlin-West 1743 84 Berliner Bank AS, Deposltenkaise 1

r»tJ9 Unterlagen (Art. 7 ST Abe. S Kr. Ι friz 3 dia ÄndöMnaaöei. v. 4. 9.1957?

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das Hilfsglied von einem Hebel eines Kopplungsgestänges gebildet wird, das nicht nur kompliziert ist, sondern auch viel Platz beansprucht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,- die geschilderten Nachteile auszuschalten und eine Vorrichtung der in Bede stehenden Art zu schaffen, die sich durch große Einfachheit und gute Zugänglichkeit auszeichnet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Hilfsglied von einem Winkelhebel gebildet wird, der um eine von der Lage des Stellorgans P abhängige Achse schwenkbar ist und an dessen einem Arm in annähernd konstantem Abstand von der Schwenkachse die erste Kraft angreift, während auf seinen anderen Arm in einem dem Hubvolumen proportionalen Abstand von der Schwenkachse die dem Pumpendruck proportionale zweite Kraft einwirkt.. .

Die Vorrichtung nach der Erfindung _r bietet den Vorteil, daß der ■ Winkelhebel und seine wandernde Schwenkachse eine sehr einfache Verknüpfung zwischen dem stationären Steuerschieber und dem Stellorgan zum Einstellen des Hubvolumens zulassen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichfc tung ergeben sich aus den Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer in der beigefügten Zeichnung dargestellten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch und im Schnitt die Seitenansicht einer an einer Axialkolbenpumpe angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 einen Teil einer abgewandelten Vorrichtung nach Fig.l und

Fig. 3 ebenfalls einen Teil einer abgewandelten Vorrichtung. nach Fig.l. · .- ·

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In Fig. 1 sind 11 die hin- und hergehenden Kolben einer Axialkolbenpumpe, Bas Hubvolumen pro Umdrehung Vrr dieser Pumpe hängt vom Hub H Jedes einzelnen Kolbens ab. Dieser Hub kann durch Schwenken einer Schrägscheibe 12 um eine Achse 13 verändert werden. Hierzu dient ein Stellorgan 14-, welches über eine in einem Kugelgelenk 15 gelagerte Stange 16 mit der Schrägscheibe 12 verbunden ist.

Das Stellorgan 14 besitzt einen von zwei Seiten über Anschluß- ^ Öffnungen 17 und 18 beaufschlagbaren Kolbenteil 19, der in ™ einem Zylinder 20 geführt ist. Eine Feder 21 drückt das Stellorgan 14 in die dargestellte Endlage, sobald der Pumpendruck ρ gleich Null ist. In dieser Stellung ist das Hubvolumen V-g am größten.

Der Ringraum 22 des Zylinders 20 steht über eine Leitung 23 mit einer Leitung 24 in Verbindung, in der Pumpendruck ρ herrscht und die außerdem|nit der Öffnung 2^ des .Zylinders 26 eines Steuerschiebers 27 verbunden ist. Der Steuerschieber weist einen Kolbenabschnitt 28 auf, dessen Querschnittsfläche die Größe f hat. Dieser Kolbenabschnitt 28 öffnet und schließt einen Durchlaß 29» der über eine Leitung 30 mit der Anschlußöffnung 18 ä in Verbindung steht·

Eine weitere Öffnung 31 des Zylinders 26 verbindet den Hingraum 32 des Zylinders über eine Leitung 33 mit der Atmosphäre bzw. mit einer Sammelwanne 34 für das verwendete Druckmedium.

,Der Steuerschieber 27 drückt mit seinem aus dem Zylinder 26 herausragenden Ende 35 gegen ein in der Zeichenebene geführtes Hilfsglied 36, das von einem Winkelhebel mit zwei Armen und 38 gebildet wird und um eine Achse 39 schwenkbar ist. Die

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Achse 39 ist in einem Schlitz 40 geführt; ihr Abstand a von der Mittellinie des Steuerschiebers hängt von der Lage des Stellorgane 14 ab, denn sie ist mit diesem über eine «Justierspindel 41 und einen geschlitzten Bolzen 42 fest verbunden. ·

Gegen das Ende des Hebelarms 37 drückt die Kuppe 43 eines ersten Federtellers 44, auf den von der Schraubenfeder 45 eine Kraft P_r übertragen wird. Ein zweiter an dem dem ersten Federteller abgewandten Ende der Feder 45 angeordneter Federteller 46 stützt sich mit seiner Kuppe 47 gegen das Ende einer Stellschraube 48 ab, mit deren Hilfe die Federvorspannung va-■ riiert werden kann. Die Federkraft P_& greift an einem Hebelarm b an, der bei den Schwenkbewegungen des Hilfsgliedes 36 im wesentlichen konstant bleibt. Während in Fig. 1 das eine Gegenkraft zu der vom Steuerschieber 27 auf das Hilfsglied ausgeübten Kraft liefernde Kraftausgleichselement mit einer Feder arbeitet, wird die Gegenkraft bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 von einem aus mehreren Scheiben 49 bestehenden Gegengewicht gebildet· Dieses Gegengewicht hängt an einem um eine,Rolle 50 laufenden Seilzug 51» der mit einem Zugjoch t mit einer Schneide 53 in eine Kerbe ^A- des Hilfsgliedes 55 greift. Das Hilfsglied ist bei dieser Ausführungsform über eine Kugelgelenkverbindung 56» 57 mit einem Steuerschieber gekuppelt· .

Fig. 3 zeigt schließlich eine weitere Variante der Vorrichtung gemäß Fig. 1, bei der die Gegenkraft durch einen mit einem strömenden Medium beaufschlagten Kolben 59 erzeugt wird, der in einem Zylinder 60 geführt ist» Die zuletzt beschriebene Ausführungsform bietet den Vorteil, daß sie eine Fernverstellung der Gegenkraft Έη zuläßt.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet; wie folgtϊ

Solange die Pumpe nicht arbeitet, ist der Pumpendruck ρ ** 0» Die Feder 21 drückt das Stellorgan 14 in die dargestellte Lage» Der Schwenkarm a nimmt seinen größten Wert ein, der dem maximalen Hubh des Stellorgans 14· entspricht· Ba in .Fig. 1 das· Verhältnis H : D gleich dem Verhältnis h i R ist, ist h dem Wert H und somit dem Hubvolumen Vg proportional und dieses somit ebenfalls maximal, sobald die Pumpe anläuft» m

Mit dem Anlaufen der Pumpe baut sich in der Leitung 24 aer Druck ρ auf. Über die Öffnung 25 strömt Druckmedium in den Steuerzylinder 26 und übt auf den Steuerschieber 2? eine Kraft ρ χ f aus. Die Kraft ρ χ f leitet in das Hilfsglied 36 ein Drehmoment von der Große a χ ρ χ f ein, dem das Drehmoment Pq χ b das Gleichgewicht halt« "

Steigt infolge äußerer Widerstände der Druck in der Leitung auf einen Wert p* an, so wächst das Drehmoment a χ ρ χ f auf einen Wert a χ ρ« χ f. Die !folge ist eine Störung des Gleichgewichts zwischen den auf das Hilfsglied 36 einwirkenden Drehmomenten und eine Schwenkbewegung des Hilfsgliedes entgegen | dem Uhrzeigersinn.

Diese; Schwenkbewegung ist mit einer Verschiebung des Steuerschiebers 27 nach links verbunden, wodurch der Durchlaß 29 vom Kolbenabschnitt 28 freigegeben wird und Druckmedium in den Zylinderraum 61 strömen kann» Der steigende Druck im Zylinderraum 61 bewirkt eine Aufwärtsbewegung des Stellorgane 14 und dadurch eine Verkürzung des Schwenkarms a auf einen Wert

Die Aufwärtsbewegung des Stellorgans dauert solange.an, bis

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das Drehmoment aus der auf den Steuerschieber einwirkenden Kraft ρ. χ f -und dem Wert ä«, einen Wert erreicht , der wie« der dem Drehmoment P^ χ b entspricht» Sobald dieser Wert . erreicht ist, beginnt sich das Hilfsglied 36 im Sinne des Uhrzeigers zurückzudrehen, und der Steuerschieber 2? geht in seine Ausgangslage zurück. Ein neuer (jleiehgewichtszustand hat sich eingestellt«

Da das Produkt Pg x b für alle stationären Betriebs zustände fe konstant ist, muß folglich Gleichheit zwischen den Produkten a 3c pimd a, x.|* "bestehen, da f eine Konstante darstellt* Infolge der Proportionalität zwischen a und H bzw. If tr gilt ■ mithin auch, daß die Leistung

'" ■ ' ■ N = konst χ ρ χ "VU χ η

konstant bleibt, wenn die Drehzahl η nicht verändert wird*

Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Regelvorrichtung erst dann anzusprechen beginnt, wenn das Drehmoment a χ ρ χ f einen Wert annimmt, der größer als das Drehmomeiit Pq. χ b isti Durch Veränderung des Betrages von P^ läßt sich folglich der Regelbeginn und somit die Kennlinie der Pumpe verändern.

Im Falle einer Druckminderung in der Leitung 24- lauft der oben geschilderte Vorgang im umgekehrten; Sinne ab> wobei das . _:> im Ringraum 22 befindliche Druckmittel nach Verlagerung des _re Steuerschiebers 2? nach rechts über die Leitung 2J» den laß 29, die Öffnung 31 und ä±& Leitung 33 in den ter 34 abfließen kann. .

Es verdient ErwähniMg,, daß der das Kilfsglied 36 bildende kelhebel so geformt ist, daß die Kraft IV an einem Puskt in ihti eingeleitet wird,, der auf der Mittelsenkrechten der ke a liegt» Auf diese Weise wird erreicht, daß äer Hebelarm b am ehesten annähsrnd ständig konstant b

Claims

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Zustellungsadresse

8MONCHENBO(BOGENHAUSEn) (Y 1 BERLIN 33 (DAHLEM)

KOLBERGER STRASSE 21 . T HOTTENWEG 15

Telefon: 0811/482704 · Telefon: 0311/7613 03

Telegramme: Consideration Berlin

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Amts-Zeichen: P 16 53 385.0-15

Name d. Anm«,: Firma Bellows-Valvair-Kämper GmbH., Berlin

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Konstanthalten des Produktes aus Druck und Hubvolumen bei einer Verdrängerpumpe mit einem Stellorgan zum Einstellen des Hubvolumens, einem stationär angeordneten Steuerschieber zum Steuern der Stellbewegungen des Stellorgans und einem mit dem Steuerschieber zusammenarbeitenden Hilfsglied, auf das einerseits eine konstante erste Kraft und andererseits eine dem Pumpendruck proportionale zweite Kraft einwirkt, dadurch gekennzeichnet , daß das Hilfs- ä glied von einem Winkelhebel (36$55) gebildet wird, der um eine von der Lage des Stellorgans (14) abhängige Achse (39) schwenkbar ist und an dessen einem Arm in annähernd konstantem Abstand (b) von der Schwenkachse die erste Kraft angreift, während auf seinem anderen Arm in einem dem Hubvolumen proportionalen Abstand (a) von der Schwenkachse die dem Pumpendruck proportionale zweite Kraft einwirkt·

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Steuerschieber (27»58) zusammenarbeitende

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Postscheckkonto Berlin-West 1743 84 Berliner Bank AG., pepositenkesse 1

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Arm (38) des Winkelhebels mit einer Führung (4-0) für eine Schwenkachse (39) versehen ist, die am Stellorgan (M-) befestigt ist.

3· "Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η ζ e lehnet., daß die Führung (40) von einem einseitig offenen Längsschlitz gebildet wird.

4· Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3j dadurch g e k e η h zeichnet, daß der Steuerschieber (27} 58) quer zur Führung (40)." auf den die Führung aufweisenden Arm (38) und die von einem Kraftausgleichselement (45»49;59) ausgeübte konstante Kraft parallel zur Bewegungsbahn der Schwenkachse (39) auf den anderen Arm (37) einwirkt. ■ ■- '■

5· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß die Größe der vom Kraftausgleichselement (45»49;59) ausgeübten Gegenkraft verstellbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch g e k e η η ζ e i c hnet, daß das Kraftausgleichselement von einer Feder mit einstellbarer Federkraft gebildet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 * dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftausgleichselement von einem Seilzug (51) mit Gewichtsbelastung gebildet wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch g e k eη η ζ e i c hn e t , daß das Kraf tausgleichselemeiit von einem durch ein strömendes Medium veränderlichen Drucks beaufschlagten Steuerkolben (59) gebildet wird.

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9» Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß die Iiängsachse des Steuerschiebers (27»58) in der Nullage des Stellorgans (14) durch die Schwenkachse (39) des Hilfsgliedes (36*55) ■verläuft*

10* Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Unteransprüchen, dadurch .g e k e η ηζ e i c h η e t ,.. daß das Stellorgan (14) bei stehender Pumpe durch eine Hilfsfeder (21) in seine der maximalen Fördermenge entsprechenden Endlage gedrückt wird*.

11« Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß das Stellorgan (14) einen von zwei Seiten beaufschlagbaren Kölbenteil (19) besitzt, der in einem Zylinder (20) geführt ist und diesen in einen Eingraum (22) -und eine Zylinderramme (61) unterteilt, und daß der Eingraum (22) unmittelbar mit der Druckleitung (24) für den Steuerschieber (27) verbunden ist, während der Zylinderraum (61) über den Zylinder (26) des Steuerschiebers (27) mit dieser Druckleitung (24) in Verbindung steht.

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