DE1812682A1 - Regler fuer konstante Leistung fuer Hydropumpen - Google Patents

Description

Sperry Rand Corporation
Crooks and Maple Roads
Troy / Michigan / V.St.A.

Regler für konstante Leistung für Hydropumpen

Hydropumpen mit stufenlos veränderlicher Verdrängung sind mit einer Anzahl verschiedener Bauformen bekannt und werden in erster Linie zur Förderung von Druckflüssigkeiten zu hydraulischen Kraftübertragungen verwendet. Gewöhnlich sind diese Pumpen Axial- oder Radialkolbenpumpen und für den Betrieb bei einem hohen Druck gebaut und es ist ein gemeinsames Merkmal aller dieser Pumpen, daß die stufenlose Veränderung der Verdrängung infolge der Wirkung eines beweglichen Einstellmechanismus stattfinden kann, der verschiedene Formen je nach der Bauart der Pumpe haben kann.

Bs ist ferner bekannt, solche Pumpen mit einer Reglerbauform auszurüsten, die eine hydraulisch betätigbare Vorrichtung zur Betätigung des Einstellmechanismus sowie einen Ventilmechanismus aufweist, der durch die Wirkung des Pumpenförderdruckes auf eine bewegliche Kontaktfläche betätigt wird und in der entgegengesetzten Richtung durch eine Federeinheit, welcher Regler eine selektive Druckflüssigkeitszufuhr zur Betätigungsvorrichtung in der Weise regelt, daß, wenn der Pumpenförderdruck über den durch die Wahl der Federeinheit bestimmten Wert ansteigt, die Vorrichtung den Einstellmechanismus selbsttätig in der Weise betätigt, daß die Verdrängung der Pumpe verringert

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wird und umgekehrt. Diese Art von Regler wird gewöhnlich als Druckausgleichvorrichtung bezeichnet und besteht ebenfalls in bestimmten Varianten, bei welchen der Ventilmechanismus in der zweiten Richtung beeinflußt wird nicht nur durch die Federeinheit, sondern auch entweder unmittelbar durch den hydraulischen Druck, 4er auf die Betätigungsvorrichtung wirkt, oder durch einen Hilfskolben, der seinerseits von dem Druck der erwähnten Vorrichtung oder durchjfien Pumpenförderdruck beeinflußt wird.

Es ist weiterhin bekannt, Hydropumpen mit stufenlos veränderlicher Verdrängung mit Reglern auszurüsten, die zumindest annähernd eine konstante Pumpenleistung durch eine selbsttätige Verstellung der Verdrängung der Pumpe und damit des Förderstroms entsprechend den im Pumpenförderdruck auftretenden Schwankungen ergeben, VJenn der Förderwiderstand für eine in solcher Weise ausgestattete Pumpe zunimmt_s steigt der Pumpen* förderdruck kontinuierlich (bei einer entsprechenden Abnahme des Förderstroms aus der Pumpe) bis zu einem bestirnten Höchstwert an, der durch eine Druckbegrenzungsvorrichtimg bestimmt wird und bei welchem die Pumpenverdrängung auf annähernd Null abfällt» Wenn dann später der Puispenförderwiderstand wieder abfällt, so daß er durch einen niedrigeren Pumpenförderdruck als der Höchstdruck überwunden werden kann, gewährleistet der Regler, daß der Förderstrom aus der Pumpe unmittelbar darauf eingestellt wird, was in der Weise geschieht, daß die von der Pumpe abgegebene Leistung οάβτ₉ wenn dies wünschenswert ist, die vom Antriebsmotor an die Pumpe abgegebene Leistung,, ismer •konstant ist.

Aus der Praxis hat sich jedoch klar ergeben, daß der Bau eines solchen Reglers für konstante Leistung, der von allen Gesichtspunkten aus zufriedenstellend ist, beträchtliche Schwierigkeiten bereitet, da es sich, obwohl sehr komplizierte Reglsr dieser Art für konstante Leistung entwickelt worden sind₉ bei den bekannten Vorrichtungen als unmöglich erwiesen hat, eine ideale Druck-Förderstrom-Kennlinie ohne wesentliche Äbweichun-

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gen oder Störungen zumindest innerhalb einiger Teile des Regelbereichs zu erhalten. Diese komplizierten Reglerbauformen sind ausserdem sehr teuer und empfindlich für Betriebsstörungen verschiedener Arten. Hierzu kommt noch der Umstand, daß mögliche Abänderungen im Leistungspegel gewöhnlich sehr kompliziert sind. Dies hat alles in einem beträchtlichen Maße zu einer starken Beschränkung der Verwendung von Leistungsreglern beigetragen, obwohl sie in vieler Beziehung sehr erwünscht wären.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Reglers für konstante Leistung, bei dem die vorerwähnten Nachteile völlig ausgeschaltet sind und mit dem eine verstellbare Druck-Förderstrom-Kennlinie, die über den ganzen Regelbereich regelmässig und ungestört ist, unter Verwendung sehr einfacher und billiger Elemente erzielbar ist. Technisch gesehen kann die Erfindung als eine Weiterentwicklung und Erweiterung der vorerwähnten Druckausgleichvorrichtungen betrachtet werden, da sie ähnlich wie diese soA^ohl auf einer hydraulisch betätigbaren Vorrichtung zur Betätigung des Pumpeneinstellmechanismus als auch auf einem Ventilmechanismus beruht, der in der einen Richtung durch die Wirkung des Pumpenförderdruckes auf eine der beweglichen Kontaktflächen beeinflußt wird und in der entgegengesetzten Richtung durch eine Federeinheit sowie durch einen zusammenwirkenden hydraulischen Druck, der auf die andere Kontaktfläche wirkt. In den meisten Fällen ist die erste Kontaktfläche am Ventilmecnanismus selbst angeordnet, während die zweite in dar gleichen Weise angeordnet werden kann, gewöhnlich jedoch stattdessen als sogenannter "Rückführ"-Kolben gestaltet ist, der von Ventilmechanismus gesondert ist, jedoch auf diesen wirkt.

Das kennzeicnnende Merkmal des erfindungsgemiissen Reglers für konstante Leistung besteht darin, daß der Druck, der gemeinsaia mit der Federeinheit arbeitet, durch eine DruckänderuiK.svorriCiitunc in Abiiängir'.-.cit von der Stellung des Pumpeneiiistellr.echpnismus geregelt wird. Der gemeinsam ir.it der Feder-

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einheit arbeitende Druck wird daher so verändert, daß er zunimmt oder abnimmt im Verhältnis zum Pumpenförderdruck und "im Schritt" mit diesem und umgekehrt proportional zur Zunahme oder Abnahme der Pumpenverdrängung«

Die Kraft der auf den Ventilmechanismus wirkenden Federeinheit, welche Kraft einfach und in an sidibekannter Weise durch Voreinstellung eingestellt werden kann, bestimmt in dem erfindungsgemässen Regler nicht nur den niedrigsten Druck auf der Förderseite der Pumpe, bei welchem der Regler zu arbeiten beginnt,, sondern auch die konstant zu haltende Leistung der Pumpe, wodurch eine weitreichende Vereinfachung der Einstellung des Leistungspegels erhalten wird. Wegen der ständigen Wechselwirkung !Während des Betriebs des Reglers zwischen dem Pumpenförderdruck und dem geregelten Druck, der gemeinsam mit der Federeinheit arbeitt, L,, läßt sich eine mascimale Gleichmässig-K it in der DmcL-Förderstrom-Kennlinie unabhängig von der ι i_t rf UfP¹ Grösv" 2er Leistung erzielen und die Notwendigiiil im Ii al Ii ^ ic vi c Feder- und Begrenzungsvorrichtungen im J I¹I I r ι i^ t ■ < 1 r ^ "■

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lilbarc Drosseleffekt kann daher leicht in seh^ irorteiiha£° f η Ft t"t, sr eingestellt werden, daß sie die gewünschte Einstellung dci Druck-Förderstrom-ICemilinie in Abhängigkeit g_sB_e vom Pumpenlecken oder anderen Faktoren umfaßt. Naturich kann die Kennlinie auch durch eine geeignete Wahl der relativen Grosse der beiden Kontaktflächen verändert werden, mittels

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welchen der Ventilmechanismus durch den geregelten Druck betätigt wird, der gemeinsam mit der Federeinheit bzw» mit dem Pumpenförderdruck arbeitet.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das Schieberelement mit einem aktiven Teil von begrenzten Längenabmessungen in der Bewegungsrichtung des Schieberelements mit bezug auf die Hülse auszubilden, welcher aktive Teil auf der einen Seite mit dem Pumpeneinlaß und auf der anderen Seite mit dem Pumpenauslaß in Verbindung steht, und den Teil der Hülse, der mit dem aktiven Teil des Schieberelements wirkt, mit einer Austrittsöffnung für den geregelten Druck auszubilden, der gemeinsam mit der Federeinheit arbeitet, an welcher Austrittsöffnung vorbei sich der aktive Teil des Schieberelements so bewegen kann, daß zumindest in einigen Betriebsstellungen ein zweiseitiger Leckschlitz mit bezug auf die Austrittsöffnung erhalten wird. Auf diese Weise kann von Anfang an die volle Länge des Leckschlitzes zwischen der Austrittsöffnung und der Förderseite der Pumpe erhalten werden, während, wenn der aktive Teil des Schieberelements später verlagert wird, infolge einer Veränderung in der Stellung des Pumpeneinstellmechanismus, d.h. infolge der Verdrängung der Pumpe, die Länge des Leckschlitzes und der zugeordnete Drosseleffekt auf beide Seiten der Austrittsöffnung verteilt werden. Dies gewährleistet eine verhältnismässig leicht berechenbare Beziehung zwischen dem geregelten Druck, der zusammen mit der Federeinheit wirkt, und der Verlagerung des Schieberelements, wodurch die Anpassung des Reglers an verschiedene Pumpen vereinfacht wird.

Eine Bauform des Reglers, die für die meisten praktischen Erfordernisse sehr vorteilhaft ist, wird ermöglicht, wenn das Schieberelement als Körper gestaltet ist, der sich in einer zylindrischen Bohrung in der Hülse axial bewegen kann, und wenn die Reglerbetätigungsvorrichtung die Form eines Kolbens hat, in welchem Falle das Schieberelement zweckmässig gleichachsig zu dem Kolben und in der Weise angeordnet ist, daß durch

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mechanische Berührung das erstere den Bewegungen des letzteren folgt. Die Bauform des Reglers kann daher ausserordentlich gedrängt gestaltet werden, so daß der Einbau in das Pumpengehäuse selbst, entweder vollständig oder teilweise, leicht erfolgen kann.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden einige Ausführungsformen eines erfindungsgemässen Reglers für konstante Leistung nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Im Zusammenhang hiermit ergeben sich weitere Merkmale und Eigenschaften des Erfindungsgegenstandes.

In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 teilweise in schematischer Darstellung und teilweise im Schnitt eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Reglers für konstante Leistung, bei welchem die Druckänderungsvorrichtung durch ein geradlinig bewegliches Schieberelement gebildet \tfird, während Fig. 2 ebenfalls teilweise scliematisch und im Schnitt eine zweite Aus führungs form des Reglers für konstante Leistung zeigt, bei welchem die Druckänderungsvorrichtung durch ein drehbares Schieberelement gebildet wird. Fig. 3 zeigt ihrerseits teilweise schematisch und im Schnitt eine Abändermigsform des in Fig. 1 dargestellten Reglers für konstante Leistung zusammengebaut mit einer Axialkolbenpumpe an sich bekannter Art_s die auf dem Markt ohne weiteres erhältlich ist. Fig. 4 zeigt schließlich in Form eines Kurvendiagramms ein Beispiel der Druck-Förderstrom-Kennlinie eines erfindungsgemässen Reglers für konstante Leistung bei verschiedenen Einstellungen und abgeänderten Einzelheiten.

In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Hydropumpe mit stufenlos veränderlicher Verdrängung, die schematisch dargestellt ist, da sie von an sich bekannter Art sein kann. Die Pumpe 1 besitzt eine Austrittsleitung 2 und eine Einlaßleitung 3 und ist ausserdem mit einem Einstellmechanismus 4 versehen^ der in der Zeichnung vertikal beweglich dargestellt ist und der in an sich bekannter Weise so auf die Pumpe wirkt, daß die Verdrängung der letzteren und damit auch der Förderstrom bei einer konstanten

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Drehzahl abnimmt, wenn der Einstellmechanismus 4 nach unten gedrückt wird, und umgekehrt. Der Regler selbst, der allgemein Bit 5 bezeichnet ist, ist durch eine Leitung 6 mit der Förderseite der Pumpe 1 verbunden und mit der Saugseite der Pumpe mittels einer Leitung 7. In der Praxis sind der Hgler und die Pumpe oft miteinander so vereinigt, daß die Leitungen 6 und 7 durch kurze Kanäle ersetzt werden können.

Der Regler 5 selbst besitzt ein Gehäuse bzw. eine Hülse 8, in welcher eine Bohrung 9 vorgesehen ist, in der ein Schieber 10, der als Ventilmechanismus dient, axial beweglich ist. Die Leitung 6 steht mit dem unteren Ende der Bohrung 9 in Verbindung, von welch letzterer ein weiterer Kanal 11 ausgeht, dessen Zweck nachstehend näher beschrieben wird. Etwas oberhalb ihres unteren Endes wird die Bohrung 9 von einer weiteren Bohrung 12 gekreuzt, die über einen Kanal 13 mit einer dritten Bohrung 14 im Regiergehäuse in Verbindung steht, sowie auch über eine Zweigleitung 13*. Etwas weiter oben steht die Bohrung 9 wieder über einen Kanal 15 mit der Bohrung 14 sowie mit der Austritlsseite eines Druckbegrenzungsventils 16, das in das Regler^e^-aise eingebaut ist, in Verbindung. Nach oben mündet die Bohrung 9 in eine erweiterte Bohrung 17, deren oberes Ende durch einen Schraubstopfen 18 abgedichtet ist, der ein- und ausschraubbar ist und daher als Einstellvorrichtung dienen kann.

Etwa in der !litte zwischen seinen Enden ist der Schieber 10 mit einem Ringflansch 10' ausgebildet, der eine unwesentlich grössere axiale Dicke als die Bohrung 12 hat, und das obere Ende des Schiebers ist ausserdem mit einer Kappe 10" versehen, welche im oberen Endabschnitt der Bohrung 9 geführt ist, ohne diese völlig zu blockieren. Die Kappe 10" hat Berührung in der Erweiterungsbohrung 17 mit einem Verbindungsstück 19, das der Wirkung einer Feder 20 ausgesetzt ist, deren oberes Ende sich gegen den Stopfen 18 abstützt und die das Bestreben hat, das Verbindungsstück 19 und damit auch den Schieber Io nach unten zu drücken. Unabhängig von der Feder

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wirkt auf das Verbindungsstück 19 an dessen oberem Ende ein Hilfskolben 21, der axial in einer Bohrung 22 im unteren Ende des Stopfens 18 beweglich ist. Der Stopfen 18 ist mit zwei axial voneinander getrennten Dichtungen 23 und 24 gegen die umgebenden Teile des Reglergehäuses 8 umgeben und der obere Teil der Bohrung 22 steht über den Zttfischenraum zwischen diesen Dichtungen und über einen Kanal 2S sowohl mit der Einlaßseite des Druckbegrenzungsventils 16 als auch mit einer ringförmigen Ausnehmung 26 in der Bohrung 14 in Verbindung.

In der Bohrung 14 ist ein längliches Schieberelement angeordnet, das allgemein mit 27 bezeichnet ist. Dieses Schieberelement, hat die Form einer verhältnismässig dünnen Stange, deren unteres Ende einen Schaft 28 bildet und deren oberer Teil mit drei axial voneinander getrennten zylindrischen Erweiterungen 29, 30 bzw» 51 versehen ist, von denen die unterste 29 und die oberste 31 einen ausreichend grossen Durchmesser haben, so daß sie als Dichtung, zumindest im wesentlichen, niilr ilei Ward der Bohrunr 14 uirken, wenn sich das f-u'hiebere Iratn' a-uil bcv^l, τ/Ι^M fi ' <■ ^ mittlere Erweiterung Lj ^fTvⁿι ' ii t . ° „ einen ⁿT^ras M - OTiDiirxliiiesser hat, «ίο d'iP /irh ι ι '* «ici der Fand c^r E oh rung 14 ein ringförmige ι It ei spill 5 LLLL IT¹ rrc oLoic Ende des Schieber» element* 27 will I mi ι < inc ι JTeclei 5Ζ zusammen, welche das Bestreben hat, mit. massiger Kraft das Schieberelement, ge» seilen in der Zeichnung, nach unten zu drücken, so daß der Schaft 28 des Schieberelements mit seinem unteren Ende ge» gen einen Einstellkolben 54 aufrukt, der sich in einer zy=> lindrischen Kammer 56 axial entgegen der Wirkung einer kräftigeren Feder 35 bewegen kann, welche Kammer eine erweiterte axiale Verlängerung der Bohrung 14 bildet» Der Kolben 34 steht über den Schaft 54' unmittelbar mit den Pumpeneinstellmechanismus 4 in "der Weise in Verbindung, daß der Einstellkolbeii die Lage des Einstellmechanismus vollständig steuert.

Die Kanäle 11, 13 bzw. 15, die von der Boltrung 9 ausgehen,

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* münden in der Weise in die Bohrung 14, daß der Kanal 11, der ausserdem offen mit der Förderseite der Pumpe in Verbindung steht, zwischen den beiden oberen Erweiterungen 31 und 32 des Schieberelements mündet, während der Kanal 13 unterhalb der unteren Schieberelementerweiterung 29 mündet und daher üher die Bohrung 14 offen mit der zylindrischen Kammer 36 oberhalb des Einstellkolbens 34 in Verbindung steht, während er gleichzeitig über die Zweigleitung 13' mit dem oberen Ende der Bohrung 14 oberhalb der oberen Erweiterung des Schieberelements 31 verbunden ist. Der Kanal 15 mündet seinerseits in die Bohrung 14 in einer Höhe zwischen der untersten und der mittleren Schieberelementerweiterung 29 bzw. 30 und dieser Teil der Bohrung 14 ist ferner mit der Einlaßseite der Pumpe über die Leitung 7 verbunden. Dies bedeutet, daß die Oberseite der Schieberelementerweiterung 30, welche den Leckspalt bildet, mit der Saugseite der Pumpe in Verbindung steht, während ihre Unterseite mit der Saugseite der Pumpe (SIC) verbunden ist. Das Schieberelement 27 ist ferner, zumindest annähernd, vom hydraulischen Gesichtspunkt aus ausgeglichen.

Der Schieber 10 in der Bohrung 9 wirkt für sich selbst als Kontaktfläche für den Pumpenförderdruck, der das Bestreben hat, den Schieber entgegen der Wirkung der Feder 20 nach oben zu drücken, da der obere Teil der Bohrung 9 sowie die grössere Bohrunp 17 unter dem niedrigen Eintrittsdruck der Pumpe stehen. Der Ringflansch 10' am Schieber 10 dient in diesem Falle in Verbindung mit der Querbohrung 12 als selektive Ventilvorrichtung, veLche bei einer Zunahme des Pumpenförderdruckes in den Leitungen 2 und 6 über einen bestimmten Wert, dar in erster Linie durch die Feder 20 bestimmt wird, Druckflüssigkeit in den Kanal 13 bringt und gleichzeitig eine Bewegung des Einstellkolbens 34 in der Abwärtsrichtung verursacht. Wenn andererseits der Pumpenförderdruck unter den durch die Feder 20 bestimmten Wert abfällt, führt der Schieber 10 stattdessen eine Abwärtsbewegung aus und saugt Druckflüssigkeit aus dem Kanal 13, über den Kanal 15 und die Leitung 7 zur Pumpensaugseite, so daß der Einstellkolben sich unter der Wirkung der

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Feder 35 aufwärtsbextfegt. Diese Arbeitsweise ist an sich bei den sogenannten Druckausgleichvorrichtungen bekannt. Da jedoch das Schieberelement 27 der Bewegung des Einstellkolbens 34 folgt, bewegt sich die mittlere Erweiterung 30 des Schieberelements mit bezug auf die ringförmige Ausnehmung 26 in der Bohrung 14, so daß die volle Länge des Leckspaltes 32 auf deren beide Seiten verteilt wird und sich daher der Flüssigkeitsdruck im Kanal 25 proportional mit der Bewegung des Einstellkolbens 34 verändert. Der auf diese Weise geregelte Druck im Kanal 25 wirkt auf den Hilfskolben 21, welcher dann das Bestreben hat, über das Verbindungsstück 19 den Schieber 10 entgegen der Wirkung des Pumpenförderdruckes nach unten zu drücken. Wie ersichtlich, itfirkt der Hilfskolben 21 parallel zur Feder 17 und nicht über diese.

Auf diese Weise kommen die verschiedenen Teile des Reglers zur Zusammenarbeit, um eine bestimmte Beziehung zwischen dem Förderdruck der Pumpe 1 und deren Verdrängung aufrecht zu erhalten, nämlicn in einer Weise, wie sich am besten aus Fig.4 ergibt, in der P den Pumpenförderdruck und Q den Pumpenförderstrom bei konstanter Pumpendrehzahl zeigt, wobei die Linie Q den Pumpenforderstrom bei maximaler Verdrängung angibt. Die voll ausgezogen gezeichneten Kumen A₉ B und C zeigen die Beziehung zwischen dem Pumpenförderdruck und dem Pumpenförderstrom bei verschiedenen Leistungspegeln, die durch den Regler eingestellt sind. Diese Pegel werden durch die Spannung in der Feder 20 im Regler bestimmt und können daher (zumindest inn-erhalb bestimmter Grenzen) stufenlos dadurch gewählt v/erden, daß der Stopfen 18 in das Reglergehäuse 8 eingeschraubt bzw. aus diesem ausgeschraubt wird. Hierbei ist zu erwähnen, daß der maximale Druck für jeden Leistungspegel beschränkt wird, was mit Hilfe der festen Einstellung des Druckbegrenzungsventils 16 erreicht wird, durch das eine Begrenzung des Druckes in der Anlage ohne Leistungsverlust erzielt wird, da es zxvischen dem geregelten Druck im Kanal 25 und der Pumpensaugseite arbeitet. Natürlich kann das Druckbegrenzungsventil 16 verstellbar vorgesehen sein und es kann auch durch ein gewöhn-

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liches Überlaufventil ersetzt werden, das in geeigneter Weise zwischen der Förderseite und dar Saugseite der Pumpe angeordnet ist.

Wie sich aus den weiteren Kurven B' und B" (gestrichelte Linie und strichpunktierte Linie) ergibt, ist es möglich, durch die Vornahme bestimmter Veränderungen in Regler die Druck-Förderstrom-Kennlinie entsprechend dem Pumpenlecken und anderer Faktoren einzustellen. Natürlich finden in einem solchen Fall diese Einstellungen bei allen Leistungspegeln statt, obwohl der übersichtlicheren Darstellung halber nicht gezeigt. Die Kurve B kann entweder dadurch erhalten werden, daß der Flächeninhalt des llilfskolbens 21 mit bezug auf die Kontaktfläche am Schieber 10, auf welche der Pumpenförderdruck wirkt, vergrössert wird und/oder dadurch, daß die Länge der mittleren Erweiterung 30 (welche den Leckspalt bildet) am Schieberelement 27 verkürzt wird, so daß sie kürzer als der Hub des Einstellkolbens 34 wird. In entsprechender tfeise wird die Kurve B" dadurch erhalten, daß der Flächeninhalt des Hilfskolbens mit bezug auf die Kontaktfläche am Schieber 10 verringert wird und/ oder dadurch, daß die Erweiterung 30 langer als der Hub des Einstellkolbens gemacht wird.

Der in Fig. 2 dargestellte Regler für konstante Leistung weicht vom funktioneilen Gesichtspunkt aus nicht wesentlich von dem in Fig. 1 gezeigten ab, hat jedoch infolge des Umstandes teilweise eine andere bauliche Gestaltung erfahren, als die Pumpe I¹ von einer solchen Art seiend angenommen wird, daß ihr Einstellmechanismus 4¹ ohne weiteres als drehbare V/elle gestaltet werden kann, welche auf den Einstellkolben 34 des Reglers über eine Zahnstange 33 und ein Ritzel 37 wirkt. Die Welle 4¹ erstreckt sich über das Ritzel 37 hinaus und ist unmittelbar mit einem Drehscnieber 39 verbunden, der in einer gesonderten Hülse 40 arbeitet, welche (der Übersichtlichkeit halber) vom eigentlichen Reglergehäuse 8* gesondert dargestellt ist, obwohl sie in der Praxis sicherlich in das Gehäuse eingebaut werden kann. Die im Reglergehäuse 8¹ vorgesehenen Einzelheiten

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können in jeder Beziehung den in Fig. 1 auf der rechten Seite des Reglergehäuses gezeigten entsprechen, so daß sie mit den ' gleichen Bezugsziffern versehen sind, und hier nicht nochmals beschrieben sind. Die Kanäle 11, 15 und 25 führen zur Hülse 40 und münden in eine in dieser angeordnete zylindrische Kammer 41 für den Drehschieber 39. Der Drehschieber ist mit zwei sich axial erstreckenden Ausnehmungen 42 und 43 versehen, zwischen welchen ein Vorsprung 44 angeordnet ist, der zweckmässig einen etwas kleineren Halbmesser als der übrige Drehschieber haben kann, so daß sich ein Leckspalt 45 zwischen den Ausnehmungen 42 und 43 und der Mündung des Kanals 25 ergibt.

Im übrigen dichtet der Drehschieber 39 zufriedenstellend gegen die Hülse 40 ab und wird er nicht wesentlich beeinflußt durch ein Drehmoment, welches durch den auf die Arbeitskammer 41 ausgeübten Druck erzeugt wird«

Es ist ohne weiteres verständlich, daß, wenn der Druck af der Förderseite der Pumpe ausreichend ansteigt, um den Einstellkolben 34 so zu betätigen, daß er sich entgegen der Wirkung der Feder 55 abwärts bewegt, dies von einer Drehbewegung der Welle 4* begleitet ist, welche als Einstellmecha- nismus für die Pumpe in einer solchem Richtung dient,, daß die Verdrängung der Pumpe und damit deren Förderstrom vermindert wird. Der Drehschieber dreht sich jedoch gleichzeitig so, daß der Druck im Kanal 25 und dalier auf der linken. Seite des Hilfskolbens 21 zunimmt und der Schieber 10 nach rechts nicht nur durch die Feder 20, sondern auch durch den Kolben 21 mit einer Kraft belastet ist, die umgekehrt proportional der Pumpenverdrängung ist. Wenn jedoch der Pumpenförderdruck abfällt, verringert sich der Druck auf den Hilfskolben wieder und die Gesamtwirkung besteht darin, daß die erhaltene gewünschte Druck-Förderstrom-Kennlinie mit den in Fig. 4 ge zeigten Kurven übereinstimmt. Auch in diesem Falle ist die Vorspannung der Feder 20 der Faktor, welcher den Leistungspegel bestimmt und der niedrigste Druck, bei welchem die Regelfunktion beginnt. Das Druckbegrenzungsventil 16 begrenzt

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den maximalen Druck in der gleichen Weise wie vor.

Im Regler nach Fig. 2 wird die Länge des .Leckspaltes natürlich durch die Umfangsbreite des Vorsprungs 44 zwischen den Ausnehmungen 42 und 43, d.h. durch den Winkel Ot , bestimmt, so daß dieser erforderlichenfalls zur Einstellung der Kennlinie des Reglers mit bezug auf das Lecken einer gegebenen Pumpe und anderer die Leistung beeinflussenden Faktoren verändert wird. Wie vor kann jedoch diese Einstellung in Abänderung auch dadurch vorgenommen werden, daß der Flächeninhalt des Sekundärkolbens 21 mit bezug auf den Schieber 10 verändert wird, was zweckmässiger sein kann, da der Stopfen 18 und der entsprechende Kolben leicht auswechselbar sind.

Statt daß der geradlinig bewegliche Einstellkolben 34 in Fig.2 auf den Dreheinstellmechanismus 4' über die Zahnstange 38 und das Ritzel 37 wirkt, ist es natürlich auch möglich, den Kanal 13 mit einem Umlaufmotor zu verbinden, der unmittelbar auf die Einstellwelle 4· itfirkt. In diesem Falle kann dieser Motor unmittelbar so gestaltet werden, daß er die Funktion des vorangehend beschriebenen Drehschiebers 39 ausführen kann. Eine solche Möglichkeit ist in Fig. 2 angegeben jedoch nicht ausgearbeitet und würde erhalten werden, x^enn der Kanal 13 mit dem Einlaßkanal 46 in der Hülse 40 verbunden warden würde. Die Einstellkolbenfeder 35 würde in diesem Falle durch eine nicht gezeigte geeignete Feder ersetzt werden, die auf den Drehschieber im Uhrzeigersinn wirkt.

Das in Fig. 3 dargestellte Beispiel entspricht einer Ausführungsform eines Reglers für konstante Leistung, die besonder-s geeignet zur Verwendung und zusammenbaubar als eine Einheit mit einer Axialkolbenpumpe mit stufenlos veränderlicher Verdrängung von der üblichen auf dem Markt erhältlichen Bauform ist. Da eine gewisse Kenntnis der Bauform der Pumpe das Verständnis der Arbeitsweise erleichtert, ist die Pumpe selbst schematisch mit Einzelheiten dargestellt. Die Hauptbestandteile derselben unfessen ein Pumpengehäuse 50 mit einem

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Gehäus ede ekel 51. Im PumpengehäiBB und im Deckel ist eine Antriebswelle 52 gelagert, die einen Rotor 53 trägt, welcher eine ringförmige Reihe von Pumpenzylindern 54 aufweist, in jedem von welchen ein Pumpenkolben 55 axial beweglich ist. Jeder Pumpenzylinder 54 weist an seinem oberen Ende eine öffnung 56 auf, welche öffnungen bei der Drehung des Rotors nach Art eines Schieberventils mit dem Pumpengehäusedeckel 51 wirken, in welchem in der Zeichnung nicht gezeigte gekrümmte Einlaß- und Auslaßkanaäle vorgesehen sind. Die Kolben 55 in den verschiedenen Zylindern wirken mit einem schräggestellten Joch 57 in der Weise zusammen, daß, wenn sich der Rotor dreht, sie eine axiale Rück- und Vorbewegung ausführen. Das Joch 57 ist im Pumpengehäuse 50 um Zapfen schwenkbar, die durch den Mittelpunkt 58 dargestellt sind, und ist auf der einen Seite durch eine kräftige Feder 59 belastet, so daß es, wenn es nicht unter Druck steht, die gezeigte Schrägstellung einnimmt. Das Joch 57 ist jedoch entgegen der Wirkung der Feder 59 um seine Lagerzapfen 58 im Uhrzeigersinn so schwenkbar, daß die Oberseite des Joches in einer zur Antriebswelle und zum Rotor 53 senkrechten Ebene liegt. Bei einer solchen Stellung des Joches ist die axiale Be\\regung der Kolben 55 und damit die Pumpenverdrängraig auf Null herabgesetzt. Die Pumpenverdrängung ist daher stufenlos veränderlich und das Joch stellt in der Tat den Pumpeneinstellmechanismus dar. Ferner ist zu erwähnen, daß das gesamte Pumpengehäuse 50 mit dem zu pumpenden Öl gefüllt ist, so daß der Druck auf dieses öl den Pumpeneinlaßdruck bilden kann. Obwohl dies nicht sofort erkennbar ist, herrscht dieser Druck auch in dem bei 60 gezeigten Kanal im Deckel 51, während der Kanal öl im Deckel in nicht gezeigter Weise mit der Förderseite der Pumpe verbunden ist, so daß der Pumpenförderdruck in diesem besteht.

In den Pumpengehäusedeckel 51 ist ein Regler für konstante Leistung eingebaut, dessen Gehäuse zweckmässig aus drei Teilen besteht, nämlich aus einem äusseren Teil 62, aus einem Mittelblock 63 und aus einer rohrförmigen Hülse 64 für das

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Schieberelement besteht. Um das Verständnis des Reglers zu erleichtern, wurden den Teilen und Kanälen die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 gegeben, denen jedoch der Buchstabe a folgt. Der Kanal 61 im Pumpengehäusedecke1 51 ist daher mit einem Kanal 6a verbunden, dessen oberes Ende in eine Bohrung 9a mündet, in der sich ein Schieber 10a von der gleichen Art wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, befindet. Das obere Ende des Schiebers 10a hat innerhalb einer grösseren Bohrung 17a Kontakt mit einem Verbindungsstück 19a, auf das eine Feder 20a wirkt, die sich ihrerseits gegen einen Stopfen 18a abstützt, welcher durch Ein- oder Ausschrauben verstellbar ist. Mittig im Stopfen ist ein Rückführkolben 21a in einer Bohrung 22a angeordnet. Die ersterwähnte Bohrung 9a steht über einen Kanal 15a mit dem Kanal 60 im Pumnengehäusedeckel 51 in Verbindung, in welchem, wie erwähnt, ein Druck herrscht, der mit dem Pumpeneinlaßdruck vergleichbar ist. Die ringförmige Ausnehmung 12a, welche mit dem Ringflansch 10^Ja am Schieber 10a zusammenwirkt, steht mit einem Kanal 13a in Verbindung, der als eine Verlängerung der Bohrung 14a in der rohrförmigen Hülse 64 des Schieberelements betrachtet werden kann. In der letzterwähnten Hülse ist ferner eine Querbohrung 7a vorgesehen, durch welche die Bohrung 14a in offene Verbindung mit dem Inneren des Pumpengehäuses gebracht wird, wodurch der Pumpeneinlaßdruck in einem Teil der Bohrung gewährleistet wird.

Das Schieberelement 27a selbst hat in diesem Falle die Form eines Rohres, dessen Inneres eine Verlängerung des Kanals 13a bildet und Drucköl aus der ringförmigen Ausnehmung 12a nach unten zum unteren Ende des Schieberelements 27a gelangen läßt, wodurch nicht nur das Schieberelement ausgeglichen wird, sondern auch der Einstellkolben 34 eine Einwirkung erfährt, der in diesem Falle den unteren Teil der Hülse 64 wie ein Mantel umgibt und durch diesen geführt wird, und seine Wirkung unmittelbar auf das Joch 57 ausübt. Das rohrförmige Schieberelement 27a ist mit drei axial voneinander getrennten Erweiterungen ausgebildet, nämlich mit einer unteren Erweite-

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rung 29a, die eine Gleitdiditung in der Bohrung 14a bildet, mit einer mittig angeordneten Erweiterung 30a und einer oberen Eroreiterung 31a, welch letztere ebenfalls eine Gleitdichtung in der Bohrung 14a bildet. Wie bei der Ausbildungsform nach Fig. 1 ist ein ringförmiger Leckspalt 32a um die mittlere Erweiterung 30a herum vorgesehen, die zweckmässig einen et- \tfas kleineren Durchmesser als die beiden anderen Erweiterungen haben kann und die in diesem Falle ferner so ausgebildet ist, daß, wenn sich das Schieberelement vertikal bewegt, sie mit einer ringförmigen Ausnehmung 26a in der Bohrung 14a zusammenwirkt. Diese ringförmige Ausnehmung 26a steht über eine Leitung 25a (mit strichpunktierten Linien dargestellt,)mit dem Rückführkolben 21a auf dessen linker Seite in Verbindung. Das Schieberelement 27a ist durch eine Feder 33a in Richtung nach ' unten, wie in der Zeichnung gezeigt, belastet.

Wie sich aus dem Vorangehenden ergibt, ist der in Fig. 3 gezeigte Regler für konstante Leistung im Prinzip in der gleichen Weise wie der in Fig. 1 dargestellte Regler aufgebaut und seine Wirkungstireise ist ebenfalls äquivalent-» Die in Fig.l gezeigte Einstellkolbenfeder 35 ist in Fig» 3 durch die Feder 59 ersetzt. Ein erhöhter Förderdruck in der Pumpe hat das Bestreben, den Schieber 10a nach links zu drücken, so daß Druckflüssigkeit dem Einstellkolben 34a zugeführt wird, was zur Folge hat, daß dieser das Bestreben hat, die Neigung des Joches 57 und damit die Verdrängung der Pumpe zu verringern. Das Schieberelement 27a begleitet jedoch die Bewegung des Einstellkolbens und setzt infolge der verringerten,Länge des Leckspaltes um die ringförmige Ausnehmung 26a herum den Druck auf den Hilfskolben 21a herab, so daß sofort eine neue Gleichgewichtsstellung erreicht wird, die dem erhöhten Druck entspricht. Eine entsprechende Schwenkbewegung des Joches 57 führt zu einer Herabsetzung der Pumpenverdrängung und damit des Förderstroms, so daß die Eingangs- bzw. Ausgangsleistung der Pumpe entsprechend der jeweiligen Bemessung und Einstellung des Reglers konstant bleibt, wie vorangehend

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beschrieben. Eine Verringerung im Pumpenförderdruck führt zu einem umgekehrten Vorgang, so daß der Pumpenförderstrom wieder zunimmt.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsfcrmen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren·

Patentansprüche:

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Claims (6)

Patentansprü c he

1. Regler für konstante Leistung von solchen Hydropumpen, deren Verdrängung stufenlos durch die Wirkung eines beweglichen Einstellmechanismus veränderlich ist, umfassend sowohl eine hydraulisch arbeitende Betätigungsvorrichtung, welche auf den Einstellmechanismus wirkt, als auch einen Ventilmechanismus, welcher in der einen Richtung durch die Wirkung des Pumpenförderdruckes auf eine beiiegliche Kontaktfläche betätigt wird und in der entgegengesetzten Richtung durch eine Federeinheit soxtfie durch einen hydraulischen Druck in Zusammenwirkung hiermit, der auf die andere Kontaktfläche wirkt, so daß eine solche selektive Druckflüssigkeitszufuhr zur Betätigungsvorrichtung erfolgt, daß, wenn der Pumpenförderdruck über einen Wert ansteigt, der durch die Wahl der Federeinheit bestimmt wild, dieser auf den Einstellmechanismus in selbsttätiger Weise so wirkt, daß die Verdrängung der Pumpe verringert wird, und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck, der gemeinsam mit der Federeinheit (20, 20a) wirkt, durch eine Druckänderungsvorrichtung (14, 27; 14a, 27a; 39, 41) je nach der Stellung des PumpeneinstelImechanismus (4, 4', 57) geregelt wird.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckänderungsvorrichtung (14, 27; 14a, 27a; 39, 41) durch mhdestens eine veränderliche Verengung (bei 32, 32a, 45) gebildet wird.

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3. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Verengung durch mindestens einen Leckspalt (32, 32a, 45) von veränderlicher Länge zwischen einem Schieberelement (27, 27a, 39) und einer Hülse (8, 40, 64) in Zusammenwirkung mit diesem gebildet wird, welche Teile so angeordnet sind, daß sie ihre relativen Stellungen proportional verändern, wenn der Pumpeneinstellmechanismus (4, 4¹, 57) bewegt wird.

4. Regler nach Anspruch 3_> dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberelement (27, 27a, 39) einen aktiven Teil (30, 30a, 44) von begrenzter Erstreckung in der Bewegungsrichtung des Schieberelements mit bezug auf die Hülse (8, 40, 64) hat, welcher aktive Teil auf der einen Seite mit dem Pumpeneinlaß und auf der anderen Seite mit dem Pumpenauslaß in Verbindung steht und derjenige Teil der Hülse, der mit dem aktiven Teil des Schieberelements zusammenwirkt, mit einer Austrittsöffnung (26, 26a, 25') für den geregelten Druck versehen ist, welche mit der Federeinheit (20, 20a) zusammenwirkt, an welcher Austrittsöffnung sich der aktive Teil des Schieberelements so vorbeibewegen kann, daß zumindest in bestimmten Betriebsstellungen ein zweiseitiger Leckspalt mit bezug auf die Austrittsöffnung erhalten wird.

5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekeimzeichnet, daß das Schieberelement (27, 27a) die Form eines Körpers hat, der sich axial in einer zylindrischen Bohrung (14, 14a) in der Hülse (8, 64) bewegen kann.

6. Regler nach Anspruch 5, bei welchem die Hinstellvorrichtung die Form eines Kolbens hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberelement (27, 27a) gleichachsig zu dem Kolben (34,

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34a) und so angeordnet ist, daß es dessen Bewegungen durch mechanischen Kontakt folgt.

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