DE2057432B2

DE2057432B2 - Steuerungseinrichtung zur Konstanthaltung der Fördermenge einer Axialkolbenpumpe mit veränderlicher Verdrängung

Info

Publication number: DE2057432B2
Application number: DE2057432A
Authority: DE
Inventors: Emil A. Novelty Ohio Kubiak (V.St.A.)
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1969-11-24
Filing date: 1970-11-23
Publication date: 1975-03-27
Also published as: CA928684A; GB1320963A; JPS5027201B1; DE2057432C3; FR2072312A5; US3637327A; SE364094B; DE2057432A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung tür Konstanthaltung der Fördermenge einer Axialkolbenpumpe mit veränderlicher Verdrängung mit zwei an tinem Schwenkkörper angreifenden Krafteinrichtungen, von denen eine eine druckmittelbetätigte Stellvorrichtung ist, die von einem Ausgleichventil gesteuert ist, das einen Kolbenschieber aufweist, der einerseits mit dem Förderdruck der Pumpe und andererseits durch eine den Sollförderdruck bestimmende, mittels einer Stellschraube in ihrer Kraft verstellbare Druckfeder beaufschlagt ist, wobei der Kolbenschieber bei Unterbzw. Überschreitung des Sollförderdrucks die Stellvorrichtung mit einer Rücklaufleitung bzw. einer Förderdruckleitung verbindet.

Die aus der DL-PS 20 485 bekannte Verstelleinrichlung, von der die Erfindung ausgeht, ist mit dem Mangel behaftet, daß eine genaue Konstanthaltung des Förderdrucks bei sich ändernder Temperatur des zu fördernden Mediums nicht möglich ist, da sich bei ändernder Temperatur des geförderten Mediums auch die auf den Steuerschieber einwirkende Kraft der Feder ändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Verstelleinrichtung dahingehend zu verbessern, daß eine genaue Konstanthaltung des Förderdrucks einer Axialpumpe mit veränderlicher Verdrängung auch dann eingehalten wird, wenn sich die Temperatur des geförderten Mediums ändert.

Diese Aufgabenstellung wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Federkraft der auf den Kolbenschieber wirkenden Feder durch eine zwischen der Feder und der Stellschraube angeordnete, auf Temperaturänderungen ansprechende Vorrichtung direkt proportional zur Temperatur des geförderten Mediums veränderlich ist. .

Mit der Erfindung ist erstmals eine Steuerungseinrichtung geschaffen, mit der der Förderdruck unabhängig von Temperaturanderungen des geförderten Mediums genau konstant gehalten werden kann, was bisher nicht möglich war.

Daß thermostatisch gesteuerte Ventile z. B. zum Mischen von Warm- und Kaltwasser für Duschen oder andere Zwecke allgemein bekannt sind, zeigen auch die beiden nachfolgenden, zum Stand der Technik zu erwähnenden Einrichtungen. .

Durch die deutsche Auslegeschnft 11 66 540 ist eine Vorrichtung zur Steuerung des hydraulischen Krafthebers eines Schleppers bekannt, die ein als Überströmventil ausgebildetes Steuerventil aufweist. Die mit dieser bekannten Vorrichtung zu lösende Aufgabe besteht darin die Vorrichtung zur Steuerung des hydraulischen Systems so auszubilden, daß einerseits innerhalb einer möglichst kurzen Zeitspanne nach der Inbetriebnahme des Schleppers das öl eine über der nor:n;!;n Umgebungstemperatur liegende Betriebstemperatur erreicht, während andererseits beim Betrieb des Schleppers eine Erhöhung der öltemperatur über die Betriebstemperatur hinaus verhindert werden soll. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Kühler sowie ein den Kühler überbrückendes Ventil zwischen dem Überströmventil und dem Sumpf angeordnet sind, wobei zur Steuerung des Ventils eine temperaturabhängige sowie der hydraulischen Druckflüssigkeit ausgesetzte Vorrichtung vorgesehen ist. Diese der Temperatur der hydraulischen Druckflüssigkeit ausgesetzte Vorrichtung besteht aus einer völlig unabhängig von anderen Bauelementen arbeitenden Bimetallspirale, die an ihrem freien Ende einen mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilteller trägt, der das Ventil geschlossen hält, bis eine vorbestimmte Betriebstemperatur der hydraulischen Druckflüssigkeit erreicht ist.

Gegenstand der USA.-Patentschrift 25 92 281 ist eine Brennstoffeinspritzpumpe, der Brennstoff über eine Leitung unter Druck zugeführt wird. In der Zufuhrleitung ist ein Überströmventil angeordnet, das mit einer auf die Brennstofftemperatur ansprechenden Bimetall-Tellerfederanordnung zusammenarbeitet, durch die der Auslaßdruck des Überströmventils proportional zu Änderungen der Brennstofftemperatur veränderlich ist. Bei dieser bekannten Einrichtung soll die der Einspritzpumpe zugeführte Brennstoffmenge unabhängig von Temperaturänderungen derselben genau bemessen zugeführt werden.

Diese beiden letztbesprochenen Druckschriften offenbaren lediglich die Benutzung thermostatisch betätigter Ventile, um bei der einen Einrichtung die Betriebstemperatur eines geförderten Mediums möglichst schnell auf die gewünschte Betriebstemperatur zu bringen und zu halten und bei der anderen Vorrichtung den unter Druck einer Brennstoffeinspritzpumpe zugeführten Brennstoff temperaturabhängig genau zu bemessen, was jedoch vom Gegenstand der Erfindung sowohl in der Aufgabenstellung als auch in der Lösung derselben völlig abweicht.

Bei diesen bekannten Einrichtungen werden Ventile unmittelbar durch Bimetallelemente temperaturabhängig betätigt. Demgegenüber ist beim Erfindungsgegenstand ein einerseits vom Förderdruck einer Pumpe und andererseits von einer Druckfeder beaufschlagter Kolbenschieber eines Ausgleichventils zur Konstanthaltung des Förderdrucks vorgesehen, bei dem sich die

Federkraft bei ändernder Temperatur verändert, so daß eine genaue Konstanthaltung des Förderdrucks nicht möglich ist. Dieser Mangel ist erfindungsgemäß dadurch behoben, daß die Kraft der den Federdruck bestimmenden Feder proportional zur Temperaturenderung des geförderten Mediums verstellt wird. Ein Hinweis, erfindungsgemäß zu handeln, ist den zuvor beiprochenen Druckschriften nicht zu entnehmen.

Zweckmäßig besteht gemäß der Erfindung die auf Temperaturänderungen ansprechende Vorrichtung aus Bimetallelementen.

Die bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß die Bimetallelemente Tellerfedern sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 ist eine schematische Darstellung einer Pumpe veränderlicher Verdrängung, die den vollen Durchlatz liefert und mit einer Verdrängungssteuer-Ausgleichvorrichtung nach der Erfindung versehen ist; ia

Fig. 2 ist eine der F i g. 1 ähnliche schematische Darstellung, wobei die Pumpe nur einen teilweisen Durchsatz liefert, und

Fig. 3 ist eine der F i g. 1 ähnliche schematische Darstellung, wobei die Pumpe keinen Durchsatz liefert.

In der Zeichnung ist schematisch eine Pumpe veränderlicher Verdrängung dargestellt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist und eine drehbare Taumelscheibe 12 und eine durch einen (nicht dargestellten) Antrieb angetriebene drehbare Zylinderlaufbüchse 14 aufweist, die in einem nicht umlaufenden Zylinderblock 16 umläuft, wobei die Taumelscheibe in einem feststehenden Lagerring 18 geführt ist. Der Zylinderblock 16 ist in der dargestellten Weise in bezug auf den Lagerring schwenkbar. Mehrere in bezug auf die Taumelscheibe schwenkbare Kolben 20 sind in Bohrungen 22 des Zylinderblocks 16 hin und her verschiebbar geführt und saugen ein flüssiges oder gasförmiges Medium aus einem Auslaßkanal 26 an. Die Verdrängung der Pumpe und die Größe des Kolbenhubes für die einzelnen Kolben verändern sich mit einer Änderung des Neigungswinkels des Zylinderblocks 16.

Eine Verdrängungssteuervorrichtung 28 weist ein Ausgleichventil 30 und einen Stellkolben 32 auf, der mittels eines Verbindungsstücks 34 mit dem Zylinderblock 16 verbunden ist. Das Ausgleichventil 30 weist einen Kolbenschieber 36 auf, dessen eine Stirnfläche durch eine Federvorrichtung 38 in einer Richtung und dessen andere Stirnfläche 40 durch den Druck des Mediums entgegengesetzt beaufschlagt ist. Der Kolbenschieber 36 ist innerhalb einer Bohrung 39 verschiebbar, die an ihrem einen Ende mit dem Auslaßkanal 26 der Pumpe in Verbindung steht, so daß der Pumpenauslaßdruck auf die Fläche 40 einwirken kann. Die Bohrung 39 ist mit öffnungen 42 und 44 versehen, von denen die eine mit dem Einlaß für das Medium verbunden ist und unter dem Druck desselben steht, während die andere mit einem Zylinder 46 verbunden ist, in welchem sich der Stellkolben 32 befindet.

Die Federvorrichtung 38 besteht aus einer Schraubenfeder 48 und mehreren Bimetall-Tellerfedern 50, wobei die Vorrichtung so ausgelegt ist, daß die durch die Bimetall-Tellerfedern 50 ausgeübte Beaufschlagungskraft temperaturabgeglichen ist, d. h. über den ganzen Betriebstemperaturbereich im wesentlichen gleichförmig auf dem Einstellwert ν rbleibt. Zur Einstellung des gewünschten Pumpendruck·: ist eine Stellschraube 52 vorgesehen. Der Stellkolben 32 ist in der Zylinderbohrung 46 verschiebbar, wobei seine Stirnfläche 56 mit dem Druck des Mediums beaufschlagt wird, der durch die Stellung des Kolbenschiebers 36 bestimmt ist.

Bei voller Verdrängung steht die Fläche 56 unter dem Einlaßdruck, wie in F i g. 1 dargestellt ist. Bei teilweiser Verdrängung, d. h. wenn der Auslaßdruck über den gewünschten Wert hinaus zugenommen hat, wird der Kolbenschieber 36 in eine Stellung bewegt, in welcher er die Verbindung zwischen den öffnungen 42 und 44 unterbricht und eine Verbindung zwischen der öffnung 44 und dem entsprechenden Ende der Schieberbohrung 39 herstellt, so daß sich der Stellkolben 32 nach links verschiebt und infolge seiner Verbindung mit dem Zylinderblock diesen in eine Stellung verschwenkt, in welcher die Kolben einen kleineren Hub ausführen und die Verdrängung der Pumpe herabgesetzt ist. In einigen Fällen kann die Verdrängung der Pumpe auch auf Null herabgesetzt werden, wie in F i g. 3 dargestellt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerungseinrichtung zur Konstanthaltung der Fördermenge einer Axialkolbenpumpe mit ver-Inderlicher Verdrängung mit zwei an einem Schwenkkörper angreifenden Krafteinrichtungen, von denen eine druckmittelbetätigte Stellvorrichtung ist, die von einem Ausgleichventil gesteuert ist, das einen Kolbenschieber aufweist, der einerseits mit dem Förderdruck der Pumpe und andererseits durch eine den Sollförderdruck bestimmende, mittels einer Stellschraube in ihrer Kraft verstellbare Druckfeder beaufschlagt ist, wobei der Kolbenschieber bei Unter- bzw. Überschreitung des Sollförderdrucks die Stellvorrichtung mit einer Rücklauflehung bzw. einer Förderdruckleitung verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft der auf den Kolbenschieber (36) wirkenden Feder (38) durch eine zwischen der Feder und der ao Stellschraube (52) angeordnete, auf Temperaturän derungen ansprechende Vorrichtung (50) direkt proportional zur Temperatur des geförderten Mediums veränderlich ist.

2. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Temperaturänderungen ansprechende Vorrichtung aus Bimetallelementen (50) besteht.

3. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallelemente Tellerfedern (50) sind.