DE2259655C3

DE2259655C3 - Control device for a pressure fluid thrust piston motor of a displacement pump, in particular a metering pump

Info

Publication number: DE2259655C3
Application number: DE19722259655
Authority: DE
Inventors: Kurt 2300 Kiel Gigling
Original assignee: Hellmuth Walter 2300 Kiel GmbH
Current assignee: Hellmuth Walter 2300 Kiel GmbH
Priority date: 1972-12-06
Filing date: 1972-12-06
Publication date: 1975-12-04
Also published as: DE2259655A1; DE2259655B2

Description

Das Hauptpatent beschreibt eine Steuervorrichtung für einen Druckflüssigkeits-Schubkolbenmotor, der mehrere abwechselnd von einer Steuerflüssigkeit beaufschlagte Kolben und eine die Steuerflüssigkeit zu den Steuerräumen der Kolben fördernde, kontinuierlich wirkende, vorzugsweise in ihrer Förderleistung verstellbare Steuerpumpe aufweist, mit einer zwischen die Sleuerpumpe und die Steuerräume der Kolben geschalteten Steuerventileinrichtung, die zur Umsteuerung an den Enden der Kolbenwege die Steuerflüssigkeit abwechselnd zu den Steuerräumen der einzelnen Kolben hinleitet, wobei an den Enden der Kolbenwege eine Überschneidungsphase vorgesehen ist, in der die Steuerräume zweier gegenläufiger Kolben beide mit Steuerflüssigkeit beaufschlagt sind, und wobei ferner die Steuerventileinrichtung einen mit einer zum Steuerflüsssigkeitsstrom proportionalen Drehzahl angetriebenen Umlaufschieber aufweist, so,da3 die Umsteuerung mit einer zum Steuerflüssigkeitsstrom proportionalen Frequenz direkt von dem kontinuierlichen Steuerflüssigkeitsstrom her erfolgt.The main patent describes a control device for a hydraulic fluid piston engine that several pistons alternately acted upon by a control fluid and one the control fluid to the control chambers of the pistons conveying, continuously acting, preferably adjustable in their conveying capacity Has control pump, with a connected between the sleuer pump and the control chambers of the pistons Control valve device for reversing the control fluid at the ends of the piston paths alternately leads to the control chambers of the individual pistons, with one at the ends of the piston paths Overlap phase is provided in which the control chambers of two opposing pistons both with Control fluid are acted upon, and furthermore the control valve device having a control fluid flow has proportional speed driven rotary valve, so that the reversal with a frequency proportional to the control fluid flow directly from the continuous control fluid flow takes place here.

Eine solche Steuervorrichtung bietet bei einer Verdrängerpumpe unter anderem den Vorteil, daß der geförderte Betriebsflüssigkeitsstrom in jedem Augenblick so proportional dem Steuerflüssigkeitsstrom ist, wobei durch die Verwendung des proportional zum Steuerflüssigkeitsstrom angetriebenen Umlaufschiebers eine durch Veränderung des Steuerflüssigkeitsstromes bewirkte Veränderung der Förderleistung ohne Veränderung des Kolbenhubes vor sich geht und es wegen der erwähnten Proportionalität von Steuerflüssigkeitsstrom und Betriebsflüssigkeitsstrom auch ohne weiteres möglich ist, mit einem pulsationsarmen Steuerflüssigkeitsstrom einen pulsationsarmen Betriebsflüssigkeitsstrom zu erzielen. Es ist ferner bei solchen Steuervorrichtungen leicht möglich, durch entsprechende Gestaltung der Ventildurchgänge im Umlaufschieber die Übergänge zwischen Förderhüben verschiedener Kolben fließend zu gestalten und dadurch die Gleichförmigkeit des Betriebsflüssigkeitsstromes noch weiter zu verbessern. Bei hohen und höchsten Förderdrücken wird diese angestrebte Gleichförmigkeit des Betriebsflüssigkeitsstromes jedoch durch die KompressibilitätSuch a control device offers the advantage, among other things, that the pumped Operating fluid flow is proportional to the control fluid flow at any moment, where through the use of the rotary slide valve driven proportionally to the control fluid flow change in the delivery rate caused by changing the control fluid flow without change of the piston stroke is going on and it is because of the mentioned proportionality of the control fluid flow and operating fluid flow is also easily possible with a low-pulsation control fluid flow to achieve a low-pulsation flow of operating fluid. It is also with such control devices easily possible through the appropriate design of the valve passages in the rotary valve To make transitions between delivery strokes of different pistons fluent and thereby ensure uniformity to improve the operating fluid flow even further. At high and highest delivery pressures However, this desired uniformity of the operating fluid flow is due to the compressibility

der Steuerflüssigkeit und der Betriebsflüssigkeit gestört; denn jeder Kolben beginnt erst dann zu fördern, wenn die ihm zugeführte Steuerflüssigkeit wie auch die vor ihm stehende zu fördernde Betriebsflüssigkeit auf den Betriebsdruck gebracht sind, wobei die genannten Flüssigkeiten eine gewisse Kompression erfahren, die bei hohen Drücken beträchtliche Ausmaße annimmt. Es muß also bei jedem Kolbenhub die Steuerpumpe als Steuerflüssigkeitsquelle zunächst das erforderliche K.ompressionsvolumen liefern. Während dieser Zeit ist die Förderung unterbrochen. Abgesehen davon, daß dies zu einer Pulsation im Betriebsflüssigkeitsstrom führt, geht auch die gewünschte strenge Proportionalität von Steuerflüssigkeitsstrom und Betriebsflüssigkeitsstrom verloren.the control fluid and the operating fluid disturbed; because each piston only starts to deliver when the control fluid supplied to it as well as the operating fluid to be pumped in front of it the operating pressure are brought, the liquids mentioned undergo a certain compression, the takes on considerable proportions at high pressures. So it must be the control pump as with each piston stroke First deliver the required compression volume from the control fluid source. During this time it is the promotion interrupted. Apart from the fact that this leads to a pulsation in the operating fluid flow leads, the desired strict proportionality of control fluid flow and operating fluid flow is also possible lost.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, die beschriebenen Nachteile zu überwinden und somit eine Steuervorrichtung zu schaffen, mit der eine hydraulisch angetriebene Verdrängerpumpe, insbesondere Dosierpumpe, auch bei sehr hohen Förderdrücken pulsationsarm und mit weitgehender Übereinstimmung zwischen Steuerflüssigkeitsstrom und Betriebsflüssigkeitsstrom betrieben werden kann.The invention is based on the object of overcoming the disadvantages described and thus a To create a control device with which a hydraulically driven positive displacement pump, in particular a metering pump, low pulsation even at very high delivery pressures and with extensive agreement between Control fluid flow and operating fluid flow can be operated.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Steuervorrichtung der eingangs angegebenen Art, wobei der Druckflüssigkeits-Schubkolbenmotor einen Antrieb für eine Verdrängerpumpe, insbesondere Dosierpumpe bildet, die von den Kolben begrenzte Förderräume aufweist, aus denen eine zu dosierende Betriebsflüssigkeit von den Kolben herausgedrückt wird, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zum Ausgleich der durch die Kompressibilität der Steuerflüssigkeit und der Betriebsflüssigkeit hervorgerufenen Ungleichförmigkeiten die Steuerräume zu Beginn jedes Förderhubes mit einer Steuerflüssigkeits-Hilfsquelle verbindbar und aus dieser mit einem dem Kompressionsvolumen entsprechenden Steuerflüssigkeits-Hilfsstrom beschickbar sind.To solve this problem, in a control device of the type specified above, wherein the Hydraulic fluid piston engine forms a drive for a displacement pump, in particular a metering pump, which has delivery chambers delimited by the piston, from which an operating fluid to be dosed is pushed out of the piston, proposed according to the invention that to compensate for the compressibility the non-uniformities caused by the control fluid and the operating fluid Control rooms can be connected to and from an auxiliary source of control fluid at the beginning of each delivery stroke can be charged with an auxiliary control fluid flow corresponding to the compression volume.

Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung setzt somit die eigentliche Förderung der Pumpe unter dem Einfluß der Haupt-Steuerflüssigkeit erst ein, nachdem das Kompressionsvolumen von dem Steuerflüssigkeits-Hilfsstrom möglichst weitgehend abgedeckt worden ist. Für den eigentlichen Fördervorgang steht dann die von dem betreffenden Kolben zu fördernde Betriebsflüssigkeitsmenge und die dem Steuerraum zuzuführende Steuerflüssigkeitsmenge bereits vorgespannt zur Verfugung, so daß eine Pulsation im Betriebsflüssigkeitsstrom vermieden wird und die Gleichheit von Steuerflüssigkeitsstrom und Betriebsflüssigkeitsstrom sichergestellt ist.In the control device according to the invention thus sets the actual delivery of the pump below the Influence of the main control fluid only after the compression volume of the auxiliary control fluid flow has been covered as far as possible. The of the amount of operating fluid to be conveyed to the piston in question and the amount of operating fluid to be supplied to the control chamber Control fluid quantity already preloaded available, so that a pulsation in the operating fluid flow is avoided and the equality of control fluid flow and operating fluid flow is ensured is.

Um zu vermeiden, daß bereits durch Zufuhr des Steuerflüssigkeits-Hiifsstromes eine Förderung von Betriebsflüssigkeit stattfindet, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, der Steuerflüssigkeits-Hilfsquelle eine Druckbegrenzungseinrichtung zuzu- ss ordnen, insbesondere in Form eines Überdruckventils. Diese Druckbegrenzungseinrichtung wird vorzugsweise so eingestellt, daß der von ihr bestimmte Maximaldruck des Steuerflüssigkeits-Hilfsstromes dicht unter dem zur Förderung von Betriebsflüssigkeit erforderli- ho chen Steuerflüssigkeitsdruck liegt; denn dann erfolgt die Vorkompression praktisch vollständig, und der beim eigentlichen Fördervorgang noch vom Steuerflüssigkeits-Hauptstrom aufzubringende Drucküberschuß ist so gering, daß die dadurch bedingte weitere Korn- <\s pression keine merklichen Ungleichförmigkeiten und Störungen mehr hervorbringt.In order to avoid that the supply of the auxiliary flow of control fluid already causes a delivery of operating fluid takes place, it is expedient in a further embodiment of the invention, the control fluid auxiliary source assign a pressure limiting device, in particular in the form of a pressure relief valve. This pressure limiting device is preferably set so that the maximum pressure determined by it of the auxiliary control fluid flow just below that required for pumping operating fluid Chen control fluid pressure is; because then the pre-compression takes place practically completely, and the from the main flow of the control fluid during the actual pumping process The excess pressure to be applied is so small that the resulting additional grain <\ s pression no longer produces any noticeable irregularities and disturbances.

Eine weitere Steigerung der Gleichförmigkeit läßt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielen, daß die Steuerflüssigkeits-Hilfsquelle mit einem Druckpuffer, insbesondere einem Gasdruckspeicher, in Verbindung steht.A further increase in uniformity can thereby be achieved in a further embodiment of the invention achieve that the auxiliary control fluid source with a pressure buffer, in particular a gas pressure accumulator, communicates.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further refinements of the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigtThe invention is described below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with the drawing described in more detail. It shows

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform,F i g. 1 a schematic representation of a first embodiment,

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform,F i g. 2 a schematic representation of a second embodiment,

F i g. 3 und 4 schematische Schnittansichten durch einen bei der Ausführungsform nach F i g. 2 verwendbaren Umlaufschieber in zwei verschiedenen Betriebsstellungen, und F i g. 3 and 4 are schematic sectional views through one in the embodiment according to FIG. 2 usable Rotary gate valve in two different operating positions, and

F i g. 5 eine schematische Darstellung einer Abwicklung der Ventilfläche des Umlaufschiebers nach F i g. 3.F i g. 5 shows a schematic representation of a development of the valve surface of the rotary slide valve according to FIG. 3.

F i g. 1 erläutert schematisch eine Dosierpumpe mit einem Paar von Kolben 2,4, die einerseits Steuerräume 6 bzw. 8 und andererseits Förderräume 10 bzw. 12 begrenzen. Die Förderräume sind über je ein Einlaßventil 14 bzw. 16 an eine Betriebsflüssigkeits-Eingangsleitung 18 und über je ein Auslaßventil 20 bzw. 22 an eine Betriebsflüssigkeits-Ausgangsleitung 24 angeschlossen, so daß sich bei abwechselnder gegenläufiger Bewegung der beiden Kolben 2, 4 ein im wesentlichen stetiger Förderstrom der Betriebsflüssigkeit aus der Eingangsleitung 18 in die Ausgangsleitung 24 ergibt. F i g. 1 schematically explains a metering pump with a pair of pistons 2, 4, which on the one hand have control spaces 6 or 8 and, on the other hand, limit conveying spaces 10 and 12, respectively. The delivery rooms are each via an inlet valve 14 and 16 to an operating fluid inlet line 18 and via an outlet valve 20 and 22, respectively, to an operating fluid outlet line 24 connected, so that when the two pistons 2, 4 alternate in opposite directions, a substantially steady Delivery flow of the operating fluid from the input line 18 into the output line 24 results.

Die Förderhub-Bewegung der Kolben 2, 4 ist dabei bestimmt von den Mengen einer Steuerflüssigkeit, die den Steuerräumen 6 bzw. 8 zugeführt werden. Die Steuerflüssigkeit, beispielsweise übliche Hydraulikflüssigkeit, wird im Kreislauf geführt. Aus einem Reservoir oder Sumpf 26 fördert eine Steuerpumpe 28, die als Verdrängerpumpe ausgeführt ist und eine vom Gegendruck in weiten Grenzen praktisch unabhängige Fördermenge liefert, einen Steuerflüssigkeitsstrom 30 in eine Leitung 32. Der Steuerflüssigkeitsstrom geht über einen hydraulischen Verdrängermotor 34 und eine Leitung 36 in einen Steuerflüssigkeitseingang 38 einer Steuerventileinrichtung 39, die je nach ihrer Einstellung den Steuerflüssigkeitsstrom zu dem Steuerraum 6 oder zu dem Sleuerraum 8 hinleitet. Die Steuerventileinrichtung ist als Umlaufschieber (Drehschieber) 40 ausgeführt, so daß die Steuerräume 6 und 8 periodisch abwechselnd aus den entsprechenden Druckanschlüssen 42 bzw. 44 des Umlaufschiebers beaufschlagt werden, und wird von dem Verdrängermotor 34 mit einer zum Steuerflüssigkeitsstrom 30 proportionalen Drehzahl angetrieben, so daß der Förderhub der Kolben 2 und 4 unabhängig von der Größe des jeweils vorliegenden Steuerflüssigkeitsstromes konstant bleibt. Aus den Steuerräumen 6 und 8 strömt während der durch Federn 46 bzw. 48 veranlaßten Kolben-Rückhübe die Steuerflüssigkeit über den Umlaufschieber 40 und an ihm vorgesehene Rücklaufanschlüsse 50 bzw. 52 wieder zurück in das Reservoir 26. LIm den Steuerflüssigkeitsstrom 30 verändern zu können, ist die Steuerpumpe 28 als sogenannte Verstellpumpe ausgeführt, bei der mittels eines Stellgliedes 54 die Förderleistung verändert werden kann. Statt dessen oder zusätzlich kann auch parallel zur Steuerpumpe 28 ein Nebenschluß mit einem einstellbaren Strömungsregler vorgesehen sein. Am Ausgang der Steuerpumpe ist ferner wie üblich ein Überdruck-Entlastungsventil 56 vorgesehen. Man erkennt, daß der in die Ausgangsleitung 24 abgegebeneThe delivery stroke movement of the pistons 2, 4 is determined by the quantities of a control fluid that the control rooms 6 and 8 are supplied. The control fluid, for example conventional hydraulic fluid, is circulated. From a reservoir or sump 26 promotes a control pump 28, which as Displacement pump is designed and a flow rate that is practically independent of the counter pressure within wide limits supplies a control fluid flow 30 into a line 32. The control fluid flow passes over a hydraulic displacement motor 34 and a line 36 into a control fluid inlet 38 of a Control valve device 39, which, depending on its setting, the control fluid flow to the control chamber 6 or leads to the sleuer room 8. The control valve device is designed as a rotary valve (rotary valve) 40, so that the control rooms 6 and 8 periodically alternate from the corresponding pressure connections 42 and 44 of the rotary valve are acted upon, and is of the displacement motor 34 with a for Control fluid flow 30 driven proportional speed, so that the delivery stroke of the pistons 2 and 4 remains constant regardless of the size of the control fluid flow present. From the Control chambers 6 and 8 flows during the piston return strokes caused by springs 46 and 48, respectively Control fluid again via the circulating slide 40 and return connections 50 and 52 provided on it back into the reservoir 26. The control pump 28 can be used to change the control fluid flow 30 designed as a so-called variable displacement pump, in which the delivery rate is changed by means of an actuator 54 can be. Instead of this or in addition, a shunt can also be connected in parallel to the control pump 28 an adjustable flow regulator can be provided. At the output of the control pump there is also, as usual, a Pressure relief valve 56 is provided. It can be seen that the discharged into the output line 24

Betriebsflüssigkeitsstrom dem den Steuerräumen 6 und 8 zugeführten Steuerflüssigkeitsstrom 30 proportional ist.Operating fluid flow to the control rooms 6 and 8 supplied control fluid flow 30 is proportional.

Um die Übergänge zwischen den Förderhüben der beiden Kolben 2, 4 stufenlos und damit den Betriebsflüssigkeitsslrom möglichst pulsationsarm zu machen, sind in dem Umlaufschieber 40 die die Durchgangsquerschnitte bildenden Ausnehmungen so angelegt, daß in den Totpunktbereichen der Kolbenwege eine Überschneidungsphase vorliegt, in der der am Ende seines Förderhubes befindliche Kolben stetig verzögert und der neu in den Förderhub eintretende Kolben entsprechend stetig beschleunigt wird. Jeder Förderhub der Kolben 2, 4 erfährt eine Förderverzögerung dadurch, daß infolge der Kompressibilität der Steuerflüssigkeit und der Betriebsflüssigkeit zunächst ein Kompressionsvolumen von der Steuerpumpe abgedeckt werden muß. Um die dadurch hervorgerufenen Ungleichförmigkeiten und Pulsationen möglichst weitgehend zu vermeiden, wird der Kompressionsverlust mittels eines Steuerflüssigkeits-Hilfsslromes 58 aus einer Steuerflüssigkeits-Hilfsquelle 60 ausgeglichen. Die Steuerflüssigkeits-Hilfsquelle 60 enthält bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Hilfssteuerpumpe 62, die entsprechend der Größe des bei jedem Ausgleichsvorgang zu liefernden Kompressionsvolumens und der zur Verfügung stehenden Eingriffszeit ausgelegt oder eingestellt ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Sleuerflüssigkeits-Hilfsquelle 60 auf verschiedene Steuerflüssigkeits-Hilfsströme 58 einstellbar ist. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Hilfssteuerpumpe 62 ebenfalls als sogenannte Verstellpumpe ausgeführt sein und ein entsprechendes Stellglied 64 aufweisen.In order to make the transitions between the delivery strokes of the two pistons 2, 4 stepless and thus the operating fluid flow as pulsation-free as possible, the recesses forming the passage cross-sections are created in the rotary valve 40 so that there is an overlap phase in the dead center areas of the piston paths, in which the one at the end Its delivery stroke piston is steadily delayed and the new piston entering the delivery stroke is accelerated accordingly. Each delivery stroke of the pistons 2, 4 experiences a delivery delay due to the fact that, due to the compressibility of the control fluid and the operating fluid, a compression volume must first be covered by the control pump. In order to avoid the irregularities and pulsations caused thereby as far as possible, the compression loss is compensated for by means of an auxiliary control fluid flow 58 from an auxiliary control fluid source 60. The auxiliary control fluid source 60 in the case of the one shown in FIG. 1, an auxiliary control pump 62, which is designed or set according to the size of the compression volume to be delivered in each equalization process and the available intervention time. In particular, it can be provided that the auxiliary control fluid source 60 can be adjusted to different auxiliary control fluid flows 58 . For this purpose, for example, the auxiliary control pump 62 can also be designed as a so-called variable displacement pump and have a corresponding actuator 64 .

Die Hilfssteuerpumpe 62 liegt in einem Hilfskreislauf, der aus dem Reservoir 26 über die Hilfssteuerpumpe 62, eine Leitung 66 und einen Hilfs-Umlaufschieber 68 führt. Dieser Hilfs-Umlaufschieber 68 ist über eine starre, jedoch hier im Drehwinkel verstellbare Kupplung 70 mit dem Hauptumlaufschieber 40 gekoppelt und hat zwei Druckanschlüsse 72 und 74, aus denen über Rückschlagventile 76 bzw. 78 der zur Kompensation des Kompressionsvolumens dienende Steuerflüssigkeits-Hilfsstrom 58 über getrennte Zuleitungen immer dann in die Steuerräume 6, 8 eingespritzt wird, wenn gerade der Rücklauf des Haupt-Steuerflüssigkeitsstromes 30 über den Haupt-Umlaufschieber 40 erfolgt ist und der Haupt-Umlaufschieber 40 den betreffenden Rücklaufquerschnitt wieder geschlossen hat. Der Förderdruck der Hilfssteuerpumpe 62 wird durch ein Überdruckventil 80 auf einen Wert etwas unterhalb desjenigen Druckwertes eingestellt, der in den Steuerräumen 6, 8 erforderlich ist, um aus den Förderräumen 10, 12 Betriebsflüssigkeit in die Betriebsflüssigkeits-Ausgangsleitung 24 zu drücken. Dadurch wird verhindert, daß schon durch den zum Ausgleich der Kompressionsverluste dienenden Vorkompressionsvorgang eine Pumpenförderung ausgelöst wird. Nach Beendigung des vom Hilfs-Umlaufschieber 68 gesteuerten Vorkompressionsvorganges wird der normale Förderhub durch Zufuhr von Haupt-Steuerflüssigkeit über den Haupt-Umlaufschieber 40 in den betreffenden Steuerraum eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt ist sowohl die in dem zugehörigen Förderraum 10 oder 12 befindliche Betriebsflüssigkeit als auch die in dem betreffenden Steuerraum 6 bzw. 8 und den zugeordneten Zuleitungen enthaltene Steuerflüssigkeit bereits vorgespannt, und der betreffende Kolben 2 bzw. 4 hat bereits einen dem Kompressionsvoiumen der im Förderraum befindlichen Betriebsflüssigkeit entsprechenden Weg zurückgelegt, ohne gefördert zu haben. Dies muß bei der Festlegung des Gesamt-Kolbenweges berücksichtigt werden.
Wichtig bei diesen Vorgängen ist, daß die Zeit derThe auxiliary control pump 62 is located in an auxiliary circuit which leads from the reservoir 26 via the auxiliary control pump 62, a line 66 and an auxiliary circulating slide 68. This auxiliary circulating valve 68 is coupled to the main circulating valve 40 via a rigid coupling 70 which is adjustable in its angle of rotation and has two pressure connections 72 and 74, from which the auxiliary control fluid flow 58, which is used to compensate for the compression volume, is separated via non-return valves 76 and 78, respectively Feed lines are always injected into the control chambers 6, 8 when the return of the main control fluid flow 30 has just taken place via the main circulating slide 40 and the main circulating slide 40 has closed the relevant return cross section again. The delivery pressure of the auxiliary control pump 62 is set by a pressure relief valve 80 to a value slightly below the pressure value that is required in the control spaces 6, 8 in order to press operating fluid from the delivery spaces 10, 12 into the operating fluid output line 24. This prevents a pump delivery from already being triggered by the pre-compression process serving to compensate for the compression losses. After completion of the precompression process controlled by the auxiliary circulating slide 68 , the normal delivery stroke is initiated by supplying the main control fluid via the main circulating slide 40 into the relevant control room. At this point in time, both the operating fluid in the associated delivery chamber 10 or 12 and the control fluid contained in the relevant control chamber 6 or 8 and the associated feed lines are already preloaded, and the piston 2 or 4 in question already has one of the compression volumes of the im Operating fluid located in the delivery chamber covered the corresponding distance without having delivered. This must be taken into account when determining the total piston travel.
It is important in these processes that the time of the

?> Einspritzung mit der Pumpenfrequenz absolut synchron läuft. Deshalb ist der Hilfs-Umlaufschieber 68, der die Einspritzung steuert, mit dem Haupt-Umlaufschieber 40, der die Pumpenfrequenz bestimmt, direkt gekoppelt und insbesondere durch die dargestellte winkelverstellbare Kupplung 70 einstellbar gemacht. Denkbar ist allerdings auch die Möglichkeit, daß die Impulse für die Vorkompressions-Einspritzung von der Kolbenbewegung der Dosierpumpeneinheit abgeleitet werden.?> Injection absolutely synchronous with the pump frequency runs. Therefore, the auxiliary spool valve 68 that controls the injection coincides with the main spool valve 40, which determines the pump frequency, directly coupled and in particular through the angle-adjustable Coupling 70 made adjustable. However, it is also conceivable that the Pulses for the pre-compression injection derived from the piston movement of the metering pump unit will.

is In der Praxis sind Ungleichförmigkeiten und Störungen durch Kompressibilität der Flüssigkeiten schon bei Förderdrücken unterhalb 100 bar spürbar, so daß die beschriebene Pumpe schon bei diesen verhältnismäßig geringen Förderdrücken den Vorteil der Kompensation der Kompressionsverluste zur Geltung bringt Bei Drücken in der Größenordnung von 1000 bar wäre ohne eine Kompensation der durch die Kompressibilität der Flüssigkeit bedingten Störungen eine auch nur annähernd gleichmäßige Förderung praktisch nichtis In practice there are irregularities and disturbances due to the compressibility of the liquids already noticeable at delivery pressures below 100 bar, so that the The pump described has the advantage of compensation even at these relatively low delivery pressures which brings compression losses to bear. At pressures in the order of magnitude of 1000 bar would be without compensation for the disturbances caused by the compressibility of the liquid, even one almost uniform promotion practically not

2s mehr möglich.2s more possible.

F i g. 2 erläutert eine Ausführungsform in Form einer doppelt wirkenden Kolben-Dosierpumpe mit einem Paar Doppelkolben 102, {04 und 106,108. Die Kolbenteile 102 und 104 bzw. 106 und 108 sind jeweils durch symmetrische Gelenkverbindungen 110 bzw. 112, die in ortsfesten Lagern 114 bzw. 116 abgestützt sind, miteinander so verbunden, daß sie sich gegenläufig bewegen. Jeder Kolbenteil arbeitet einerseits auf einem Steuerraum 118,120,122,124 und andererseits auf einem Förderraum 126, 128, 130 132. Jeder Förderraum ist über ein Betriebsflüssigkeits-Auslaßventil 134, 136, 138, 140 an eine Betriebsflüssigkeits-Ausgangsleitung 142 und über ein Betriebsflüssigkeits-Einlaßventil 144, 146. 148, 150 an eine Betriebsflüssigkeits-Einlaßleitung 152 angeschlossen, so daß sich bei abwechselnder gegenläufiger Bewegung der beiden Doppelkolben 102, 104 und 106, _ 108 ein stetiger Förderstrom der Betriebsflüssigkeit aus der Eingangsleitung 152 in die Ausgangsleitung 142 ergibt. Die Bewegungen der Kolbenteile werden bestimmt von den Mengen an Steuerflüssigkeit, die den Steuerräumen 118,120,122,124 zugeführt werden. Wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1 wird von einer Steuerpumpe 154 ein Steuerflüssigkeitsstrom 156 aus einem Reservoir oder Sumpf 158 entnommen und über eine Leitung 160, einen hydraulischen Verdrängermotor 162 und eine Leitung 164 in einen Steuerflüssigkeitseingang 166 einer Steuerventileinrichtung 168 gefördert. Die Steuerventileinrichtung 168 ist wieder als Umlauf schieber 170 ausgeführt, der mit dem Verdrängermotor 162 gekoppelt ist, so daß er mit einer zum Steuerflüssigkeitsstrc>m 156 proportionalen Drehzahl umläuft Die Durchgiingsquerschnitte des Umlaufschiebers 170 sind so ausgelegt, daß die Steuerräume 118, 120, 122, 124 periodisch abwechselnd und im Wechsel zwischen den beiden Doppelkolben aus entsprechenden Druckanschlüssen 172, 174, 176, 178 beaufschlagt werden, also beispielsweise in der Reihenfolge 118, 122, 120, 124, wobei wieder durch entsprechende Ausbildung der Durchgangsquerschnitte im Umlauf- fts schieber 170 dafür gesorgt ist, daß in den Totpunktbe reichen der Kolbenbewegung Überschneidungsphaser vorliegen, in denen jeweils ein am Ende seines Förder hubes angelangter Kolben allmählich abgebremst uncF i g. 2 illustrates an embodiment in the form of a double-acting piston metering pump with a pair of double pistons 102, {04 and 106, 108. The piston parts 102 and 104 or 106 and 108 are each connected to one another by symmetrical articulated connections 110 and 112, which are supported in stationary bearings 114 and 116 , respectively, in such a way that they move in opposite directions. Each piston part works on the one hand on a control chamber 118, 120, 122, 124 and on the other hand on a delivery space 126, 128, 130 132. Each delivery space is connected to an operating fluid outlet line 142 and an operating fluid inlet valve 144 via an operating fluid outlet valve 134, 136, 138, 140 , 146, 148, 150 connected to an operating fluid inlet line 152 , so that when the two double pistons 102, 104 and 106, 108 alternately move in opposite directions, there is a steady flow of operating fluid from the input line 152 into the output line 142 . The movements of the piston parts are determined by the quantities of control fluid that are supplied to the control chambers 118, 120, 122, 124. As in the embodiment according to FIG. 1, a control pump 154 removes a control fluid flow 156 from a reservoir or sump 158 and delivers it via a line 160, a hydraulic displacement motor 162 and a line 164 to a control fluid inlet 166 of a control valve device 168 . The control valve device 168 is again carried out as a circulation slide 170, which is coupled to the positive displacement motor 162 so that it rotates at a the Steuerflüssigkeitsstrc> m 156 speed proportional The Durchgiingsquerschnitte the circulation slide 170 are so designed that the control chambers 118, 120, 122, 124 periodically alternating and alternating between the two double pistons from corresponding pressure connections 172, 174, 176, 178 , so for example in the order 118, 122, 120, 124, again by appropriate design of the passage cross-sections in the circulation fts slide 170 for this it is ensured that in the Totpunktbe range of piston movement there are overlapping phases, in each of which a piston reached the end of its delivery stroke is gradually decelerated unc

ein am Beginn seines Förderhubes befindlicher Kolben allmählich beschleunigt wird. Wegen der Proportionalität zwischen der Drehzahl des Umlaufschiebcrs 170 und dem Steuerfliissigkeitsstrom 156 ist der Kolbenhub im wesentlichen unabhängig von der Größe des Steuerflüssigkeitsstromes 156, und der Betricbsflüssigkcitsstrom ist im wesentlichen gleich dem Stcuerflüssigkeitsstrom 156. LJm Schwankungen der Gleichförmigkeit des Betriebsflüssigkcitsstromcs, die durch die Kompressibilität von Betriebs- und Steuerflüssigkeit bedingt sind, auszugleichen, wird das Kompressionsvolumen von einem Stcucrflüssigkcits-Hilfsstrom 180 aufgebracht, der aus einer Stcuerflüssigkeils-Ililfsquelle 182 entnommen wird. Die Steuerflüssigkcits-Hilfsquelle wird hier von einer über einen einstellbaren Ströniungsregler 184 führenden Abzweigung 186 vom Ausgang 188 der Stcucrpumpc 154 gebildet. Wie bei der Ausführungsform nach F ig. 1 ist ein zum Reservoir 158 führendes Überdruckventil 190 vorgesehen. Um stets die Steuerflüssigkeit aus dem llilfsstrom 180 wegen des pulsierenden Bedarfs in ausreichender Menge zur Verfügung zu halten, wird vorzugsweise ein Druckpuffer vorgesehen; in der Pumpe nach F i g. 2 wird zu diesem Zweck ein kleiner Gasdruckspcichcr 192 verwendet. a piston located at the beginning of its delivery stroke is gradually accelerated. Because of the proportionality between the speed of the rotary valve 170 and the control fluid flow 156, the piston stroke is essentially independent of the magnitude of the control fluid flow 156, and the operating liquid flow is essentially equal to the control liquid flow 156. LJm fluctuations in the uniformity of the operating fluid flow caused by the Compressibility of the operating and control fluid are required to balance out the compression volume Applied by an auxiliary liquid wedge stream 180 from a auxiliary liquid wedge source 182 is taken. The auxiliary source of control fluid is here from an adjustable flow regulator 184 leading junction 186 from output 188 of Stcucrpumpc 154 is formed. As with the Embodiment according to FIG. 1, a pressure relief valve 190 leading to the reservoir 158 is provided. Around always the control fluid from the auxiliary flow 180 because of the pulsating demand in sufficient quantity to keep available, a print buffer is preferably provided; in the pump according to FIG. 2 becomes a small gas pressure accumulator 192 is used for this purpose.

Der Strömungsrcglcr 184 wird so eingestellt, daß der abgezweigte Steuerflüssigkeits-Hilfsstrom 180 gerade für den Ausgleich des Kompressionsvolumens ausreicht, also nur geringfügig größer ist als dieses. Das Überdruckventil 190 wird wieder so eingestellt, daß es bei eine:;i Druck öffnet, der etwas unter dem zur Förderung der Betriebsflüssigkeit erforderlichen Steuerdruck liegt, so daß während des Kompressionsvorganges keine Pumpenförderung stattfinden kann. Unter diesen Umständen spricht das Überdruckventil 190 jedesmal zu Beginn eines Förderhubes noch kurz an.The flow regulator 184 is adjusted so that the The branched-off control fluid auxiliary flow 180 is just sufficient to compensate for the compression volume, so it is only slightly larger than this. The pressure relief valve 190 is again adjusted so that it with one:; i pressure opens which is slightly below the control pressure required to convey the operating fluid is so that no pump delivery can take place during the compression process. Under The pressure relief valve 190 responds briefly to these circumstances each time at the beginning of a delivery stroke.

Die Zuleitung des Steuerflüssigkcits-Hilfsstromcs 180 zu den Steuerräumen erfolgt hier über einen am Umlaufschicbcr 170 vorgesehenen I lilfsstromeingang 194, der über entsprechende Hilfsstrom-Durchgänge 1%, 198. 200, 202 zu Beginn eines Förderhubes mit dem betreffenden Druckarischluß 172, 174, 176, 178 vorübergehend in Verbindung gebracht wird. In F i g. 2 sind wie in F i g. 1 die Durchgänge im Umlaufschieber 170 durch Linien angedeutet, wobei nur die Linien, die gerade offene Verbindungen darstellen, voll ausgezogen sind.The supply of the auxiliary control fluid kit 180 to the control rooms takes place via an am Umlaufschicbcr 170 provided auxiliary flow input 194, which has corresponding auxiliary flow passages 1%, 198, 200, 202 at the beginning of a delivery stroke with the relevant pressure connection 172, 174, 176, 178 temporarily is associated. In Fig. 2 are as in FIG. 1 the passages in the rotary valve 170 indicated by lines, with only the lines, which just represent open connections, fully drawn are.

Der Rücklauf erfolgt über Rücklaufanschlüsse 204 und 206 zum Reservoir 158. Man erkennt, daß in der in F i g. 2 dargestellten Bewegungsphase der Kolbenteil 104 gerade fördert und der damit gekoppelte Kolbenteil 102 einen entsprechenden Rückhub ausführt. Am Ende des Förderhubes des Kolbenteils 104 soll die Förderung auf den Kolbenteil 106 des rechten Doppelkolbens übergehen, der sich am Ende seines Rückhubes in Ruhe befindet. Zur Vorbereitung dieses nächsten Förderhubes wird dem Steuerraum 122 des Kolbenteils 106 der Steuerflüssigkeits-Hilfsstrom über den Hilfsstrom-Durchgang 200 vorübergehend zugeführt, so daß die in dem Förderraum 130 befindliche Betriebsflüssigkeit bis auf einen vom Überdruckventil 190 bestimmten, dicht unter dem Förderdruck liegenden Druck vorgespannt und komprimiert wird und demzufolge zu Beginn des anschließenden Förderhubes des Kolbenteils 106, nachdem die Verbindung mit der Steuerflüssigkeits-Hilfsquelle 182 wieder abgesperrt ist, keine merkliche weitere Kompression mehr zeigt. Die Zeitspanne, die für die Zufuhr des Hilfsstromes zur Verfügung steht, ist begrenzt durch die Forderungen, daß der betreffende Steuerraum einerseits nicht mehr mit dem Steuerflüs sigkeits-Rücklauf, d.h. einem der Rücklaufanschlüsse 204, 206, und andererseits noch nicht mit dem Steuer flüssigkeitscingang 166 verbunden sein darf. Diese Zeit spanne hängt naturgemäß von der Drehzahl und dei Konstruktion des Umlaufschiebers 170 ab und ent spricht etwa 15 bis 20° Umlaufschieber-Drehwinkel.The return takes place via return connections 204 and 206 to the reservoir 158. It can be seen that in the in F i g. 2, the piston part 104 is currently conveying and the piston part coupled therewith 102 performs a corresponding return stroke. At the end of the delivery stroke of the piston part 104, the delivery pass to the piston part 106 of the right double piston, which at the end of its return stroke is in Rest is located. To prepare for this next delivery stroke, the control chamber 122 of the piston part 106 the auxiliary control fluid flow is temporarily supplied via the auxiliary flow passage 200 so that the in the operating fluid located in the delivery chamber 130 is tight except for one determined by the pressure relief valve 190 is biased and compressed below the delivery pressure and consequently at the beginning of the subsequent delivery stroke of the piston part 106 after the connection with the auxiliary control fluid source 182 is locked again, no longer shows any noticeable further compression. The length of time it takes for the Supply of the auxiliary current is available is limited by the requirements that the relevant On the one hand, the control room no longer has the control fluid return, i.e. one of the return connections 204, 206, and on the other hand, may not yet be connected to the control fluid passage 166. This time span naturally depends on the speed and the construction of the rotary valve 170 and ent speaks about 15 to 20 ° angle of rotation of the rotary valve.

F i g. 3 und 4 erläutern an Hand von schematischerF i g. 3 and 4 explain with reference to schematically

ίο Querschnittsdarslellungen einen möglichen Aufbau unc zwei verschiedene Betriebsstellungen eines für die Pumpe nach F i g. 2 geeigneten Umlaufschiebers 170.ίο Cross-sectional presentations a possible structure unc two different operating positions one for the pump according to FIG. 2 suitable rotary valve 170.

In einem feststehenden hohlzylindrischen Gehäuse 302 ist ein zylindrischer Schieberkern 304 drehbar gela gert, und er wird in Richtung des Pfeils 306 gedreht. I it Gehäuse 302 sind Ventilbohrungen oder Steuernuter für die zu den Steuerräumen führenden Durckanschlüs se 172,174, 176, 178 ausgebildet. Im Kern 304 sind Ven tilbohrungcn oder Sleuernuten für die zu den Steuer flüssigkcitseingängcn führenden Rücklaufanschlüsse 204 und 206 (miteinander verbunden) und den Hilfs Stromeingang 194 vorgesehen. Der Einfachheit halbei werden hier die Ventilbohrungen oder Steuernuten mi den entsprechenden Anschlüssen gleichgesetzt.A cylindrical slide core 304 is rotatably mounted in a stationary hollow cylindrical housing 302 gert and it is rotated in the direction of arrow 306. I it Housing 302 are valve bores or control grooves for the pressure connections leading to the control rooms se 172, 174, 176, 178. In the core 304 are ven tilbohrungcn or sleuernuten for the rudder Return connections 204 and 206 (connected to one another) and the auxiliary Power input 194 provided. For the sake of simplicity, the valve bores or control grooves are shown here equated to the corresponding connections.

F i g. 5 ist eine schematische Abwicklung der zylindrischen Berührungsfläche von Gehäuse 302 und Kerr 304 des in den F i g. 3 und 4 dargestellten Umlaufschie bers in der Stellung nach F i g. 3.F i g. 5 is a schematic development of the cylindrical interface of housing 302 and Kerr 304 of the in FIGS. 3 and 4 shown rotary slide bers in the position according to FIG. 3.

F-" i g. 3 entspricht einem Betriebszustand der Pumpe nach F i g. 2, bei welchem im linken Doppelkolben 102 104 der Förderhub des Kolbentcils 104 zu Ende geh und die Vorkompression im Steuerraum 122 des KoI benteils 106 beendet ist. Dementsprechend ist de: Hilfsstromeingang 194 "bereits wieder von dem zun Steuerraum 122 führenden Druckanschluß 176 ge trennt, und dieser Druckanschluß 176 erhält über einer vom Steuerflüssigkeitscingang 166 abgehenden Dros selquerschnitt 308 bereits Steuerflüssigkeit, währenc der am Ende seines Förderhubes befindliche Kolbentei 104 über seinen Druckanschluß 174 noch Steuerflüssig keit erhält, und zwar über einen zweiten Drosselquer schnitt 310. Die Kolbenteile 104 und 106 befinden siel also in einer Überschneidungsphase. Die übrigen Ein zelheiten der Arbeitsweise, auch beim Zustand nach Fig.4, sind nach vorstehender Erläuterung ohne wei teres verständlich.F- "i g. 3 corresponds to an operating state of the pump according to FIG. 2, in which the delivery stroke of the piston part 104 in the left double piston 102 104 comes to an end and the pre-compression in the control chamber 122 of the piston part 106 has ended. Accordingly, de is: Auxiliary current input 194 ″ already again from the pressure connection 176 leading to the control chamber 122 separates, and this pressure connection 176 receives Dros via a Dros selcross section 308 already control fluid, while c the piston part 104 located at the end of its delivery stroke is still control fluid via its pressure connection 174 Maintains speed, namely via a second throttle cross-section 310. The piston parts 104 and 106 are located so in an overlap phase. The other details of the operation, including the state after Fig. 4, are understandable after the above explanation without white teres.

In F i g. 5 erkennt man, daß die Ventilbohrungei oder Nuten für die Druckanschlüsse 172, 174, 176, 171 mit zusätzlichen Schlitzen 312 versehen sind, die ge meinsam mit im Kern 304 vorgesehenen Bohrungei 314 die in F i g. 2 symbolisch angedeuteten Durch gangsquerschnitte 196, 198, 200, 202 für den zur Vor kompression dienenden Steuerfiüssigkeits-Hilfsstron bilden. Diese Schlitze 312 sind erforderlich, um zwi sehen den Öffnungszeiten genügend lange Überdek kungen zu erhalten.In Fig. 5 it can be seen that the valve bore egg or grooves for the pressure connections 172, 174, 176, 171 are provided with additional slots 312, the ge together with the bores 314 provided in the core 304, the bores shown in FIG. 2 symbolically indicated through Passage cross-sections 196, 198, 200, 202 for the pilot fluid auxiliary flow used for pre-compression form. These slots 312 are required to see enough long Überdek between the opening times to get kings.

Ein weiterer Gesichtspunkt beim Betrieb eine Hochdruckdosierpumpe ergibt sich aus der Frage nacl der Druckentspannung der Steuerflüssigkeit, nachden diese einen Kolben gegen den hohen Druck der zu for dernden Betriebsflüssigkeit bewegt hat und nun druck los oder wenigstens mit geringerem Druck in das Re servoir zurückfließen soll. Um keine zu harten Entspan nungsschläge in der gemeinsamen Rücklaufleitung ziAnother aspect when operating a high-pressure metering pump arises from the question nacl the pressure release of the control fluid, after this a piston against the high pressure of the for has moved the operating fluid and now pressureless or at least with lower pressure in the Re the reservoir should flow back. In order not to harsh relaxation shocks in the common return line zi

erhalten, sind in dem Umlaufschieber nach den Fig.; bis 5 Druck-Entspannungsbohrungen 316 vorgesehen deren Querschnitt so bemessen ist, daß sich eine det Entspannungsschlag dämpfende Drosselwirkune creibtare obtained in the rotary valve according to the Fig .; to 5 pressure relief bores 316 provided whose cross-section is dimensioned so that a det Relaxation shock dampening throttle effect

Diese Entspannungsbohrungen 316 sind im Kern 304 radial angeordnet, damit sich aus den Strömungskräften keine Drehmomente ergeben, und sie münden in eine Ausgleichsboliiung 318, die die Steuernuien für die Rucklaufanschliis.se 204, 206 miteinander verbindet.These relaxation bores 316 are arranged radially in the core 304, so that the flow forces result in no torques, and they flow into a compensatory policy 318, which the taxes for the Rucklaufanschliis.se 204, 206 connects with one another.

Andere Ausführungsformen und Anwendungen sind möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Other embodiments and applications are possible without departing from the scope of the invention.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Control device for a hydraulic fluid piston engine, the several pistons alternately acted upon by a control fluid and one the control fluid to the control chambers of the Piston promoting, continuously acting, preferably adjustable in their delivery rate Has control pump, with a connected between the control pump and the control chambers of the piston Control valve device which is used to reverse the direction at the ends of the Ko'.benwege Control fluid alternately leads to the control chambers of the individual pistons, with at the ends the piston travel an overlap phase is provided in which the control chambers of two opposite directions Pistons are both acted upon with control fluid, and the control valve device a rotary valve driven with a speed proportional to the control fluid flow has, so that the reversal with a frequency proportional to the control fluid flow takes place directly from the continuous flow of control fluid, according to Parent 21 47 984, and wherein the hydraulic fluid thrust piston motor is a drive for a positive displacement pump, in particular Dosing pump forms, which has delivery spaces limited by the piston, from which one to dosing operating fluid is pressed out by the piston, characterized in that that to compensate for the compressibility of the control fluid and the operating fluid the control rooms (6, 8; 118, 120, 122, 124) to cause irregularities Beginning of each delivery stroke with a control fluid auxiliary source (60; 182) connectable and off this with an auxiliary control fluid flow (58; 180) corresponding to the compression volume are loadable.

2. Control device according to claim 1, characterized by one of the control fluid auxiliary source (60; 182) associated pressure limiting device, in particular pressure relief valve (80; 190).

3. Control device according to claim 2, characterized in that of the pressure limiting device certain maximum pressure of the auxiliary control fluid flow (58; 180) just below «Learn is the control fluid pressure required for pumping operating fluid.

4. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that ! Here the auxiliary control fluid source (60; 182) with a pressure buffer, in particular a gas pressure accumulator (192), communicates.

5. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the control rooms (6, 8) via an auxiliary circulating valve (68) coupled to the circulating valve (40) are connected controlled to the auxiliary control fluid source (60).

6. Control device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control rooms (118, 120, 122, 124) via auxiliary flow passages (1%, 198, 200, 202) controlled to the output of the auxiliary control fluid source (182) are connected.

7. Control device according to one of the previous

pending claims, characterized in that the control fluid auxiliary source (60; 182) to ver different auxiliary currents is adjustable.

8. Control device after a de ·· previous 5 pending claims, characterized in that the control fluid auxiliary source (60) is an auxiliary Has control pump (62).

9. Control device according to one of claims to 7, characterized in that the control flux sigkeits auxiliary source (182) via a flow regulator (184) leading branch (186) of Has output of the control pump.

10. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that dai for the auxiliary control fluid flow (58) the actual auxiliary flow feed lines to the control rooms (6, 8 are provided.

11. Control device according to claim 10, dadurcr characterized in that in the auxiliary power supply line to the control rooms (6, 8) opening back Impact valves (76, 78) are provided.