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Hydraulisch angetriebene Kolbenpumpe insbesondere Dosierpumpe Zusatz
zum Patent ... (Patentanmeldung P 21 47 984.5) Dås Hauptpatent beschreibt'eine hydraulisch
angetriebene Kolbenpumpe} insbesondere Dosierpumpe, mit einem Paar Doppelkolben,
von denen jeder Doppelkolben eine erste Kolbenfläche, die in einem üir ein Auslaßventil
mit einem Auslaß für das Fördermedium verbundenen ersten Zylinderraum liegt, eine
gegensinnig zur ersten Kolbenfläche wirkende zweite Kolbenfläche, die in einem mit
Antriebs-Steuerflüssigkeit beschickbaren zweiten Zylinderraum liegt, eine gegensinnig
zur zweiten Kolbenfläche wirkende dritte Kolbenfläche, die in.einem dritten Zylinderraum
liegt, in welchem eine Rückstellkraft auf die dritte Kolbenfläche zur Einwirkung
gebracht wird, und eine gegensinnig zurersten und zur dritten Kolbenfläche wirkende
vierte Kolbenfläche5.
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die in einem über ein Einlaßventil mit einem Einlaß für das Fördermedium
verbundenen vierten Zylinderraum liegt, aufweist,
einem zum ersten
Zylinderraum hin öffnenden weiteren Einlaßventil, über das das Fördermedium während
des von der Rückstellkraft veranlaßten Rückhubes des betreffenden Doppäkolbens dem
ersten Zylinderraum zuführbar ist, einer zur Verbindung der zweiten Zylinderräume
der beiden Doppelkolben mit einer Steuerflüssigkeitsquelle dienenden Steuerventileinrichtung,
die nach Maßgabe ihrer jeweiligen Einstellung einen von der Steuerflüssigkeitsquelle
gelieferten, vorzugsweise einstellbaren vorgegebenen Steuerflüssigkeitsstrom abwechselnd
zu den zweiten Zylinderräumen der beiden Doppelkolben hinleitet, wobei in der Nähe
der Totpunkte der Bewegungen der beiden Doppelkolben eine Uberschneidungsphase vorgesehen
ist, in der beide zweite Zylinderräume mit der Steuerflüssigkeitsquelle verbunden
sind.
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Nach der Lehre des Hauptpate führt bei dieser Xolbenpumpe Jeder Doppelkolben
abwechselnd einen Arbeitshub und einen Rückhub unter Vergrößerung bzw. Verkleinerung
des zweiten Zylinderraumes aus. Die den Rückhub bewirkende Rückstellkraft wird von
einem Kraftspeicher in Form einer Feder oder dergleichen geliefert, der beim Arbeitshub
einen Teil der dann von deF Steuerflüssigkeit gelieferten Antriebsenergie aufnimmt
und beim Rückhub die nach dem Arbeitshub entspannte Sterflüssigkeit inne Rücklaufleitung
fördert sowie gleichzeitig das Fördermedium aus dem vierten Zylinderraum, in den
es
während des Arbeitshubes eingetreten;war, in den ersten Zylinbrraum zu drücken,
Durch den wechselweisen Betrieb der beiden Doppelkolben mit Uberschneidung der Arteitshübe
wird ein praktisch pulsationsfreier Förderstrom aus dem gemeinsamen Auslaß abgegeben
bzw. in den gemeinsamen Einlaß eingelassen oder eingesaugt. Da auf die vierte Kolbenfläche
der Druck des im Einlaß stehenden Fördermediums einwirkt, ist die beschriebene Kolbenpumpe
druckkompensiert, d.h. es braucht von ihr nur die Druckdifferenz zwischen Einlaß
und Auslaß überwunden zu werden.
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Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, die Leistungsfähigkeit
der beschriebenen Kolbenpumpe nach dem Hauptpatent weiter zu verbessern, wobei die
Vorteile der Pulsationsarmut und der Druckkompensation erhalten bleiben sollen.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit einer
Pumpe der angegebenen Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zwecks Erzeugung
der auf die dritten Kolbenflächen einwirkenden RUckstellkräfte die dritten Zylinderräume
über die entsprechend ausgebildete Stauerventileinrichtung - im Wechsel mit den
zweiten Zylinderräumen des jeweils anderen Doppelkolbens periodisch abwechselnd
und mit einer Uberschneidungsphase-mit der Steuerflüssigkeitsquelle
verbindbar
sind, und daß bei jedem Doppelkolben der erste Zylinderraum über das weitere Einlaßventil
an den Einlaß und der vierte Zylinderraum über ein von ihm weg öffnendes weiteres
Auslaßventil an den Auslaß angeschlossen ist, so daß jeder Doppelkolben druckkompensiert
ist und in beiden Bewegungsrichtungen das Pördermedium sowohl zum Auslaß bin als
auch vom Einlaß her entsprechender Steuerflüssigkeitszufuhr fördert.
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Die erfindungsgeinäße Kolbenpumpe ist bei unverändert guter Pulsationsarmut
und Druckkompensation doppeltwirkend und hat demgemäß bei gleicber Hubfrequenz und
gleichen Abmessupgefl die doppelte J?örderleistung wie die eingangs beschriebene
einfachwirkende Kolbenpumpe.
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Auch der Fortfall des Kraftspeichers ist baulich und energetisch vorteilhaft.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß auch der Rückfluß der Antriebs-Steuerfltissigkeit
pulsationsarm erfolgt. Dies macht die Beanspruchung der Rohrleitungen gleichmäßiger
und wirkt dem Auftreten von Kavitation entgegen.
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;Die Erfindung wird im folgenden weiter anhand von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben, wobei alle sich vom Stand der Technik
unterscheidenden Merkmale von erfindungswesentlicher Bedeutung sein können. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema einer érfindungsgemäßen Pumpe, Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung
der Arbeitsweise derin Fig. 1 skizzierten Pumpe, Fig. 3 ein Schema einer abgewandelten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpe, Fig. 4 einen schematischen Querschnitt
durch einen zur Steuerung des hydraulischen Antriebes der erz in dungsgemäßen Pumpe
verwendbaren Umlaufsohieber -in einer ersten S6sition, Fig 5 die gleiche Darstellung
wie Fig. 4, jedoch bei einer anderen Position des Umlaufschiebers, Fig. 6 ein Schema
eines 5teuerflüssigkeitskreislaufs, und Fig. 7 eine schematische Abwicklung des
Kolbens des in Fig.- 4 dargestellten Umlaufscbiebers bei der in Fig. 4 dargestellten
Position.
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Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Pumpe enthält zwei Doppelkolben
2 und 4, die ae einen ersten Kolben 6 bzw. 8 und einen dazu koaxialen zweiten Kolben
10 bzw. 12 aufweisen. Jeder Doppelkolben hat vier Kolbenflächenl Die erste Kolbenfläche
14. bzw. 16 liegt in einem ersten Zylinderraum 18 bzw. 20, der über ein Auslaßventil
22 bzw. 24 an einen beiden Doppelkolben gemeXnsamen Auslaß 26 für das Fördermedium,
insbesondere eine zu dosierende Betriebsflüssigkeit, angeschlossen ist.
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Die zweite Kolbenfläche 28 bzw. 30 wirkt gegensinnig zur ersten Kolbenfläche
14 bzw. 16 und liegt in einem zweiten Zylinderraum 32 bzw. 34, der über eine Leitung
36 bzw. 38 mit einer zum Antrieb der Pumpe dienenden Steuerflüssigkeit beschickbar
ist.
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Die dritte Kolbenfläche 40 bzw. 42 wirkt gegensinnig zur zweiten Kolbenfläche
28 bzw..30 und liegt in einem dritten Zylinderraum 44 bzw. 46, der über Leitungen
48 bzw. 50 ebenfalls mit der Steuerflüssigkeit beschlokbar ist.
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Die vierte Kolbenfläche 52 bzw. 54 wirkt gegensinnig zur ersten Kolbenfläche
14 bzw. 16 und zur dritten Kolbenfläche 40 bzw. 42 und liegt in einem vierten Zylinderraum
56 bzw.
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58, der über ein Einlaßventil 60 bzw. 62 mit einem für beide Doppelkolben
gemeinsamen Einlaß 64 für das Fördermedium verbunden ist. Ferner gehört zu jedem
der beiden Doppelkolben 2, 4 ein zum ersten Zylinderraum 18 bzw. 20 hin öffnendes
weiteres Einlaßventil 66 bzw. 68 in einer zum Einlaß 64 führenden Leitung 70 bzw.
72, sowie ein weiteres Auslaßventil 74 bzw. 76, das zum Auslaß 26 hin öffnet. Die
Ventile 22, 24, 60, 62, 66,68, 74-, 76 sind hier einfache Kugelrückschlagventile
und sind in Betriebsstellungen dargestellt, die sich zu Beginn des Aufwärtshubes
des linken Doppelkolbens 2 ergeben, wobei der Doppelkolben 4 in der Endposition
seines vorher ausgeführen Aufwärtshubes stehenbleibt. -Die Leitungen 36, 38, 48,
50 sind über eine Steuerventileinrichtung an eine Steuerflüssigkeitsquelle angeschlossen,
die einen konstanten, vorzugsweise, einstellbaren Steuerflüssigkeitsstrom abgibt.
Dieser konstante Steuerflüssigkeitsstrom wird nach Maßgabe der Steuerventileinrichtung
äbwechselnd und im Wechsel zwischen den beiden Doppelkolben den zweiten und dritten
Zylinderräumen zugeführt, und zwar so, daß in der Nähe der Totpunkte der Kolbenbewegungen
eine Überschneidungsphase vorliegt, in welcher ein zunehmender Teil des Steuerflüsstgkeitsstromes
bereits dem bis dahin in einer Totlage gewesenen Doppelkolben zugeführt wird, so
daß der in seine Totlage einlaufende-Doppelkolben abgebremst
und
der aus seiner Tot lage auslaufende Doppelkolben entsprechend beschleunigt wird.
Dies schafft günstige Voraussetzungen für die Erzielung der gewUnschten Konstanz
und Pulsationsarmut des Förderstromes.
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Man erkannt also, daß jeder der Doppelkolben 2, 4 zwei Steuerarbeitsräume
hat, nämlich den zweiten und den dritten Zylinderraum, und zwei Pumpenarbeitsräume,
nämlich den ersten und den vierten Zylinderraum, die abwechselnd als Druck- und
Saugräume wirken. Während der eine Doppelkolben einen Hub ausfahrt, bleibt der andere
Doppelkolben in Ruhe, mit Ausnahme der-Totpunktbereiche, in denen sich die beschriebene
Überschneidungsphase ergibt, in der beide Doppelkolben in Bewegung sind.
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Die beschriebene Bewegung der beiden Doppelkolben ist übersichtlich
in dem Diagramm der Fig. 2 dargestellt.
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Darin sind die Wege v des Doppelkolbens 2 durch eine dicke (ausgezogene
oder unterbrochene)Linie und die Wege v des Doppelkolbens 4 durch eine dünne (ausgezogene
oder unterbrochene) Linie dargestellt. Die über der Abszisse liegenden Teile der
Fig. 2 beschreiben die Dr.uckhübe, die unter der Abszisse liegenden Teile-die übe.
Die voll ausgezogenen Linien beziehen sich auf die erste Kolbenfläche 14 bzw. 16,
die gestrichelten
Linien auf die vierten Kolbenflächen 52 bzw.
54. Die jeweils nicht mit Druck beaufschlagten Steuerarbeitsräume (zweite und dritte
Zylinderräume) sind über die Steuerventileinrichtung entweder mit einem Steuerflüssigkeits-Ablauf
der vorzugsweise -Rücklauf verbunden.
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Zur Erzeugung des Stauerflüssigkeitsstromes kann insbesondere eine
Pumpe dienen, die einen vom Gegendruck in weiten Grenzen unabhängigen, aber mrzugsweise
einstellbaren Flüssigkeitsstrom liefert. Eine soiche Pumpe kann insbesondere durch
eine verstellbare Verdrängte pumpe mit einem drehzahl steifen Antrieb verkörpert
werden.
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-Wegen weiterer Einzelheiten der grundsätzlichen Arbeitsweise wird
auf die Beschreibung des Hauptpatents verwiesen, sowie auf die Beschreibung des
weiteren Zusatz--patents (Patentanmeldung P 22 32 865.0).
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Die in Fig. 1 schematischdargesteIlte Ausführungsform erfordert zwei
getrennte Ventilblöcke und entsprechende Verbindungsleitungen.
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F. 3 erläutert schematisch eine Ausführungsform, bei der sämtliche
Ventile und deren Verbindungen in einem einzigen Ventilblock 78 angeordnet werden
können. Dies
wird dadurch erreicht, daß in jedem Doppelkolben die
beiden Kolben nicht starr und koaxial miteinander verbunden, sondern als getrennte
Kolben ausgeführt und über eine Koppelverbindung 80 bzw. 82, hier in Form eines
Gelenkhebeis, der an den beiden Kolben des betreffenden Doppelkolbens angelenkt
und nm eine zwischen den Anlenkpunkten liegende stationäre Achse drehbar ist, gemeinsam
gegensinnig bewegbar sind. Um das Verständnis zu erleichtern, sind in Fig. 3 diejenigen
Teile, die Teilen der Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen wie in
Fig. 1 zeichnet, so daß die Wirkungsweise der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform
anhand der zu Fig. 1 gegebenen Beschreibung verstanden werden kann. Bei der Bauweise
nach Fig. 3 gehen für beide Doppelkolben 6, 10 bzw. 8, 12 der ersten Zylinderraum
18 bzw. 20 und der vierte Zylinderraum 56 bzw. 58 von dem gemeinsamen Ventilblock
78 aus. Diese Zylinderräume nehmen von den beiden Kolben 6, 10 bzw. 8, 12 jedes
Doppelkolbens je ein Endeauf, das dann die erste Kolbenfläche 14 bzw. 16 bzw. die
vierte Kolbenfläche 52 bzw. 54 bildet. Die anderen Enden der beiden Kolben 6, 10'des
Doppelkolbens 2 liegen in einem zweiten 'Zylinderraum 32 bzw. einem dritten Zylinderraum-44
und zubilden dort die zweite Kolbenfläche 2S bzw. die dritte
Kolbenfläche
40, und die anderen Enden der beiden Kolben 8, 12 des Doppelkolbens 4 liegen in
einem zweiten Zylinderraum 34 bzw. einem dritten Zylinderraum 46 und biiden dort
die zweite Kolbenfläche 30 bzw.
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die dritte Kolbqnfläche 42.
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Somit gilt auch bei dieser Ausführungsform, daß bei jedem Doppikolben
oder Kolbenpaar die Beaufschlagung des einen Steuerdruckraumes (zweiten oder dritten
Zylinderraumes) mit unter Druck stehender Steuerflüssigkeit das Rückführen von Steuerflüssigkeit
aus dem anderen Steuerdruckraum (dritten oder zweiten Zylinderraum) bewirkt. Es
gelten die gleichen Bewegungsgesetze wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1,mit
der einen Ausnahme, daß bei jedem Doppelkolben 6, 10 bzw. 8, 12 die Bewegungen der
Kolben nicht in gleichen, sondern in entgegengesetzten Richtungen verlaufen. Unter
Berücksichtigung dieses Unterschiedes ist auch das Diagramm der Fig. 2 ohne weiteres
auch für die Ausfühzungsform nach Fig. 3 gültig. Man erkennt ferner, daß auch die
Ausführungsform nach Fig. 3 druckkompensiert ist, d.h. der auf der Saugseite vorhandene
Druck kompensiert über den (natPlich entsprechend fest auszubildenden) Gelenkhebel
80, 82 einen gleich großen Druck auf der Druckseite.-Dies ergibt .. bei der Anwendung
-en bei Eussigkeii, die unter einem Vordruck stehet den Vorteil,
daß
von dem Pumpenantrieb nur die Förderdruckhöhe und die Strömungsverluste überwunden
zu werden brauchen, wie im Normalbetrieb bei der Förderung drucklos angelieferter
Flüssigkeiten.
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Da bei der Ausführungsform nach Fig. 3 nur die Reihenfolge und die
Dauer des Unterdrucksetzens der zweiten und dritten Zylinderräume 32, 34 bzw. 44,
46 von der zwischen diese Zylinderräume und die Steuerflüssigkeitsquelle (nicht
dargestellt) geschalteten periodisch betätigten Steuerventileinrichtung (nicht dargestellt),
vorzugsweise in Form eines Umlaufschiebers, bestimmt ist, nicht aber die Hub-Ausgangsposition
der Doppelkolben 6, 10 bzw. 8, 12, sind die als Steuerdruckräume wirkenden zweiten
und dritten Zylinderräume 32, 34 bzw. 44, 46 über je ein Hubbegrenzungsventil 84,
86, 88, 90 an die (nicht dargestellte) Steuerventileinrichtung angeschlossen. Jedes
dieser Hubbegrenzungsven tile hat einen zu dem zugehörigen Zylinderraum führenden
Durchgang 92, 94, 96, 98 und einen mit diesem Durchgang zusammenwirkenden Ventilkörper
100, 102, 104, 106, der von einem von dem benachbarten Kolben ausgehenden, sich
durch den Durchgang erstreckenden Ansatz 108, 110, 112, 114 getHágen wird. Bei der
in Fig. 3 dargestellten Ausfüh'rungsform sinddie Ventilkörper 100, 102, 104,'106
federnd an dem Ansatz gelagert. Zu. diesem Zweck ist jeweils der Ventilkörper auf
einem im Durchmesser verringerten Endabschnitt
116, 118, 120,
122 des Ansatzes verschiebbar gelagert, und zwischen einem am freien'Ende des Ansatzes
vorgesehenen Anschlag 124, 126., 128, 130 und dem Ventilkörper ist eine Schraubenfeder
132, 134, 136, 138 vorgesehen, die normalerweise den zugeordneten Ventil körper
an die durch den Anfang des Endabschnitts 116, 118, 120, 122 gebildete Schulter
140, 142, 144, 146 drückt, Wenn beim Einschalten der Pumpe die Doppikolten 6, 10
bzw.
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8, 12 nicht in richtig einander zugeordneten Positionen sind, führt
derjenige Kolben, der infolge der zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Stellung der
Steuerventileinrichtung mit Steuerflüssigkeisdruck beaufschlagt wird, einen im Sinne
der Fig. 3 nach unten gerichteten Hub aus.Beim Erreichen der unteren Totpunktlage
wird das dem Kolben zugeordnete Hubbegrenzungsventil geschlossen, so daß die Kolbenbewegung
auch dann aufhört, wenn infolge dernoch nicht erreichten Synchronisierung zwischen
der Steuerventileinrichtung und der Kolbenbewegung die Steuerventileinrichtung water
Steuerflüssigkeit zu dem betreffenden Zylindenaum leitet. Die Schließbewegung des
Hubbegren-'zungsventils wird durch seine Feder 132, 134,. 136, 138 gedämpft. Infolge
der Trägheit des Kolbens entsteht beim Schließen in dem zugehörigen Zylinderraum
ein Unterdruck, durch dessen Wirkung das Ventil fest auf seinen Sitz gepreßt wird.
Die nicht mehr in den Zylinderraum eingelassene
überflüssige Steuerflüssigkeitsmenge
wird vorzugsweise über ein (nicht dargestelltes)Uberdruckventil abgelassen, das
üblicherweise im Ausgang der (nicht dargestellten) Steuerflüssigkeitsquelle vorgesehen
ist. Sobald die Steuerventileinrichtung die Einspeisung von unter Druck stehender
Steuerflüssigkeit auf einen anderen Zylinderraum umschaltet, muß die Steuerflüssigkeit,
die;sich in dem bis dahin beaufschlagten Zylinderraum befindet, möglichst frei abströmen
können. Dies ist bei der dargestellten Ausführungaform mit federnden Ventilkörpern
dadurch erleichtert, daß die Ventilkörper 100, 102, 104, 106 durch einen im zugehörigen
Zylinderraum entstehenden leichten Überdruck gegen ihre Feder angehoben werden und
so einen verhältnismäßig großen Strömungsquerschnitt freigeben. Mit zunehmendem
Hub (im Sinne der Fig. 3 nach oben) des Kolbens und dementsprechend größer werdendem
Strömungsquerschnitt und kleiner werdendem Uberdruck wird der Ventlkörper wieder
durch seine Feder in seine Ruhelage auf der Schulter 140, 142, 144, 146 gedrückt.
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Man erkennt aufgrund der vorstehenden Beschreibung, daß durch die
Wirkung der Hubbegrenzungsventile 84, 86, 88, 90 'die Bewegung der Doppelkolben
6, 10 bzw. 8, 12 rasch mit der periodischen Betätigung der Steuerventileinrichtung
synchronisiert wird. Im synchronisiergen Zustand ist die
Wirkung
der-Hubbegrenzungsventile am geringsten und nahezu aufgehoben, es sei denn, daß
die von der Steuerventileinrichtung periodisch gelieferten Steuerflüssigkeitsmengen
nicht genau gleich groß sind; dies kann in der Praxis durchaus vorkommen. Ohne die
Anwesenheit der Hubbegrenzungsventile würde dann der mit zu großen Steuerflüssigkeitsmengen
beaufschlagte Kolben. sein mittleres Hubniveau entsprechend verändern, bis irgendwann
einer der Kolben am zugehörigen Zylinderboden anschlagen würde.
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Die Hubbegrenzungsventile sind auch in. bezug auf die von der Steuerventileinrichtung
bewirkte Uberschneidungsphase (vgl. Fig. 2) vorteilhaft0 Wenn bei einem Druckhub
das Hubbegrenzungsventil schon zu schließen beginnt, bevor der dem betreffenden
Zylinderraum zugeleitete Steuerflüssigkeitsimpuls ganz zu Ende ist, ergibt sich
eine Druckerhöhung in dem Steuerflüssigkeitsstrom vor dem Hubbegrenzungsventil.
Zu dieser Zeit wird aber zwecks uberschneidung der Druckhübe bereits ein Teil des
Steuerflüssigkeitsstromes einem anderen Zylinderraum zugeführt, um dort einen Druckhub
des -zugehörigen Kolbens einzuleiten. Dieser Umschaltvorgang wird durch die beschriebene
Druckerhöhung ntZerstützt. Auch wird durch die Anwesenheit der-Hubbegrenzungsventile
ein etwaiger Uberschuß an Steuerflüssigkeit auf alle Kolben wrteilt und ausgeglichen.
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Als Steuerventileinrichtung für die beschriebenen Kolbenpumpen kann
insbesondere ein Umlaufschieber verwendet werden, dessen grundsätzlicher Aufbau
und Wirkungsablauf in dem Hauptpatent ...(Patentanmeldung P 21 47 984.5) und in
dem Zusatzpatent ..(Patentanmeldung P 22 32 865.0) beschrieben sind. Es versteht
sich, daß bei den hier beschriebenen Pumpen die Steuerventileinrichtung vier Druckanschlüsse
aufweisen muß, da vier Steuerarbeitsräume vorhanden sind, nämlich zwei zweite Zylinderräume
28 und 30, sowie zwei dritte Zylinderräume 44 und 46.
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Auch andere die Steuerung ruder den Antrieb betreffende wesentliche
Merkmale nach dem Hauptpatent und dem genannten anderen Zusatzpatent können mit
Vorteil auch bei den hier beschriebenen Pumpen angewendet werden. So kann insbesondere
die Wechselfrequenz'der Steuerventileinrichtung entsprechend dem Steuerflüssigkeitsstrom
einstellbar sin. Damit kann insbesondere erreicht werde daß bei einer Verstellung
der XteuerflUssigkeitsmenge die dementsprechend gleich große Veränderung der Fördermenge
oder Förderleistung der Pumpe nicht oder nicht allein durch Verändern des Kolbenhubes
er,-reicht wird. Besonders wichtig ist dafür der auch im Hauptpatent und in dem
genannten Zusatzpatent hervorgehobene Fall, daß die Wechselfrequenz der Steuerventileinrichtung
proportional zum Steuerflüssigloritsstrom veränderlich ist.
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In diesem Fall bleibt der Kolbenhub konstant, Wenn man den
Proportionalitätsfaktor
veränderbar macht, kann man je nach dessen Einstellung einen bestimmten Kolbenhub
wahlen, insbesondere also sicherstellen, daß ein maximal möglicher Hub voll ausgenutzt
wird.
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Fign. 4 und 5 erläutern in einer schematishen Schnittdarstellung die
Wirkungsweise einer Steuerventileinrichtung, die als Umlaufschieber ausgebildet
ist. Der dargestellte Umlaufschieber enthält zwei Schieberteile 148, 150 in Form
einer zylindrischen Hülse bzw. eines darin angeordneten Kerns, die relativ zueinander
um die Achse 152 drehbar sind.
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Der eine Schieberteil 148 enthält DruckanscKh8-Öffnungen Aw B, C,
D, die an die zweiten und dritten Zylinderräume 32, 34 bzw. 44, 46 anschließbar
sind, also an die Leitungen 36, 38 bzw. 48, 50. Der andere Schieberteil 150 enthält
ZuMitungsöffnungen P, die mit der Steuerflüssigkeitsquelle verbunden sind, und Ableitungsöffnungen
R, die mit einer Ableitung für die Steuerflüssigkeit, insbesnndere einer zur Steuerflüssigkeitsqulle
zurückführenden Rückleitung,' verbunden sind.
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In Fig. 4 ist der Umlaufschieber in einer Neutrallage ('Totpunktlage)
dargestellt, in welcher eine Überschneidungsphase beim Übergang des Stauerflüssigkeitsaustritts
von Druckanschluß A zum Druckanschluß D vorliegt.
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In Fig. 5 ist eine andere.Neutrallage dargestellt, in der eine Überschneidung
von C nach B erfolgt.
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Fig. 6 erläutert schematisch den Anschluß der Zuleitungsöffnungen
P und der Ableitungsöffnungen R an den Ausgang 154 bzw. den Sumpf 156 einer Steuerflüssigkeitsquelle
158 in Form einer Verstellpumpe, die von einem Notor angetrieben wird und mit ihrem
Eingang 162 an den Sumpf 156 angeschlossen ist.
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Fig. 7 stellt schematisch eine Abwicklung des Umlaufschieber-Kerns
150 in der in Fig. 4 dargestellten Neutrallage dar. Die Drehrichtung ist durch den
Pfeil 164 angegeben, und ferner sind einige Drehwinkel eingetragen. AnhEnSder Figuren
4 bis 7 ist die Arbeitsweise des Umlaufschiebers ohne weiteres verständlich. Der
Kern 150 wird mit konstanter Winkelgeschwindigkeit gedreht.
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Die in den Figuren 4 und 7 dargestellte Einstellung des Umlaufschiebers
entspricht etwa dem in Fig. 3 dargestellten Pumpenzustand im synchronisierten Betrieb.
Dabei wird der Kolben 6 über den Druckanschluß A und den Zyl inderraum 32 mit unter
Druck stehender Steuerflüssigkeit beaufschlagt und befindet sich kurz vor seinem
unteren Totpunkt und im Beginn der Cberschneidungsphase mit Kolben 12, der noch
in seinem oberen Totpunkt verharrt. Dementsprechend
steht Kolben
8 im unteren Totpunkt. Kolben 10 wird wegen der Koppelung mit Kolben 6 nach oben
bewegt und befindet, sich kurz vor seiner oberen Totlage. Die vom Kolben 10 aus
dem Zylinderraum 44 herausgedrückte Steuerflüssigkeit wird über den Druckanschluß
C abgeleitet. Unmittelbar anschließend wird der Kolben 12 unter dem Einfluß des
mehr und mehr in seinen Zylinderraum 46 übergeleiteten Steuerflüssigkeitsstromes
nach unten und der damit gekoppelte Kolben 8 nach oben bewegt. Die dabei vom Kolben
8 aus dem Zylinderraum 34 verdrängte Steuerflüssigkeit wird über den Druckaschluß
B abgeleitet. Damit im Umlaufschieber während des Rücklaufs keine zusätzlichen Drosselverluste
entstehen, sind bei der dargestellten Ausführungsform die Ableitöffnungen R so angeordnet
und ausgebildet, daß sie stets einen kleineren Strömungswiderstand darstellen als
die Zuleitungsöffnungen P. Man erkennt in Figuren 4 und 7, daß, beispielsweise die
gerade mit dem Druckanschluß B verbundene. Ableitöffnung R schon in der dargestellten
Neutrallage einen großen, etwa dem Gesamtquerschnitt des Druckanschlusses B entsprechenden
Durchflußquerschnitt freigibt. Auch der Rfnungsquerschnitt für den Rücklauf aus
dem Zylinderraum 44 über den Druckanschluß C ist in der dargestellten Position noch
größer als der Öffnungsquerschnitt für den Zulauf von Steuerflüssigkeit über den
Druckausschlúß A zum Zylinderraum 32,des Kolbens 6; am Ende des Steuerimpulses werden
aber beide Öffnungen gleichzeitig geschlossen.
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FUr jeden Druckanschluß A, B, C, D gilt, daß zwischen dem Absperren
des Rücklaufs und dem Öffnen des Zulaufs für den neuen Steuerimpuls eine Uberdeckungsphase
vorgesehen ist, während welcher der Druckanschluß verschlossen ist und der zugeordnete
Kolben somit in Ruhe bleibt. Diese Überdeckungsphase mit Kolbenstillstand ist in
dem Diagramm der Fig. 2 als auf der Abszisse liegend waagerechte Linie (m O) dargestellt.
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Andere Ausführungsformen sind möglich, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen. Insbesondere könneri.d,ie in dem Hauptpatent und in dem Zusatzpatent
... (Patentanmeldung 22 32 8650) beschriebenen Merkmale soweit möglich und zweckmäßig
auch bei Pumpen nach der vorliegenden Erfindung Anwendung finden. Zu diesen Merkmalen
gehört beispielsweise auch eine zusätzliche axiale Verschiebbarkeit der Teile 148,
150 des Umlaufschiebers, in Fig. 7 durch den Pfeil 166 angedeutet, um Drossel-und
UberschneidungsSunktionen wahlweise verändern zu können.