DE2321487A1

DE2321487A1 - Steuerungsmechanismus fuer stroemungsmittelgeraete, insbesondere fuer pumpen

Info

Publication number: DE2321487A1
Application number: DE19732321487
Authority: DE
Inventors: William J Benson
Original assignee: Abex Corp
Current assignee: PepsiAmericas Inc
Priority date: 1972-04-27
Filing date: 1973-04-27
Publication date: 1973-10-31
Also published as: FR2182468A5; CA983775A; JPS541203U; GB1425115A; JPS4917503A

Description

Steuerungsmechanismus für Strömungsmittelgeräte., insbesondere für Pumpen

Die Erfindung betrifft eine Pumpe (oder einen Motor), welche ein die Druckenergie eines Fluids umsetzendes Gerät darstellt und ein Arbeitsorgan aufweist, welches das unter geringem Druck stehende Fluid im Einlaßkanal, in unter hohem Druck stehendes Fluid am Auslaßkanal umsetzt. Insbesondere betrifft die Erfindung Anordnungen an einer hydraulischen Pumpe.

Gewisse hydraulische Anlagen von Flugzeugen sind so ausgebildet, daß sie Isolierungsschleifen bzw. - Rahmen aufweisen, um einzelne Pumpen im Falle eines Versagens des Systems zu isolieren. In diesem Fall schließen Ventile, um die Abgabe des Fluids in den Pumpeneinlaß zu verhindern; gleichzeitig wird die Abgabe des unter Druck stehenden Fluids aus dem Auslaß der Pumpen in die Bereiche der Verwendung verhindert. Die Pumpe kann indessen fortwährend arbeiten. Die Pumpe arbeitet also gegen einen konstant zunehmenden Gegendruck, welcher zu einem unnormalen Ansteigen der Temperatur innerhalb der Pumpe führt. Gleichzeitig treffen die Arbeitsorgane der Pumpe auf einen unnormal hohen Widerstand, welcher weit außerhalb der Konstrviktxonsgrenzen der Pumpe liegt. Die Pumpe wird also überlastet und kann zerstört werden, falls sie nicht sogar

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Patentanwalts Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

vollständig ausfällt. Die Kosten der Reparatur sind beträchtlich. Abgesehen davon sind die Arbeiten an der Pumpe erst nach Ausbau derselben durchführbar.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein derartiges Versagen der Pumpe und die Folgen dieses Versagens zu verhindern. Es wurde ein den Fluiddruck umsetzendes Gerät der eingangs genannten Art so ausgebildet, daß die Einlaß- und Auslaßkanäle miteinander verwendbar sind, falls unnormale Arbeitsbedingungen, gekennzeichnet durch unnormale Temperatur oder durch unnormalen Druck, vorliegen. Als Folge davon zirkuliert das Fluid durch die Pumpe selbst, d. h. von einem Kanal zum anderen.

Erfindungsgemäß wurde ein Neben- bzw. Umleitungskanal zwischen den Einlaß- und Auslaßkanälen geschaffen; innerhalb des Nebenleitungskanals befindet sich ein Verschlußkörper, welcher den Nebenleitungskanal solange verschließt*als normale Arbeitsbedingungen vorherrschen. Der Nebenleitungskanal wird hingegen geöffnet, falls unnormale Arbeitsbedingungen vorangehend genannter Art auftreten. Der Ventil- bzw. Verschlußkörper wird durch Gegenoder Spannmittel in seiner normalen_s die Nebenleitung schließenden Position gehalten. Wenn unnormale Bedingungen der Fluidströ— mung vorherrschen werden diese Spannmittel durch weitere Mittel übersteuert und wird der Verschlußkörper so eingestellt, daß sich die Nebenleitung öffnet. Die Einlaß- und Auslaßkanäle werden in diesem Fall miteinander verbunden.

Nach einer Auführungsform der Erfindung werden die Kraft normalen Arbeitsdruckes und eine Federkraft als ausgleichende Kräfte am Verschlußkörper angelegt. Der Verschluß- bzw. Ventilkörper wird demnach in seiner ersten Position so gehalten, daü er die Nebenbzw. Umgehungsleitung verschließt» Falls die Drücke einen unnormalen Wert erreichen, kommen die den Verschlußkörper in Lage haltenden Stellkräfte in das Ungleichgewicht und verschieben den Verschlußkörper in seine zweite Position. Der Druck des Fluids besteht aus dem Einlaßdruck, welcher am die Form eines

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Schiebers bzw. Plungers aufweisenden Verschlußkörper anliegt. Falls der Einlaßdruck kleiner wird dann wird die Federkraft in zunehmendem Maße stärker und stellt den Verschlußkörper in seine zweite Position ein. Die Anordnung kann jedoch auch so getroffen werden, daß der Auslaßdruek des Fluids, falls dieser einen unnormal hohen Wert erreicht, den Verschlußkörper in seine zweite Position gegen die Rückführungswirkung einer gleichfalls am Schieber wirkenden Feder einstellt.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform besteht der Ver- ' schluß- oder Ventilkörper aus einem S_ehieber, welcher durch eine Spannfeder in seine erste Position einstellbar ist. Ein Wärmefühler dient namalerweise als Grenz- bzw, Anschlagkörper und dehnt sich sich bei unnormaler Temperatur, um den Schieber in seine zweite Position gegen die Rückführungskraft der Feder einzustellen. Der Wärmefühler muß reversibel sein (d. h. er muß sich bei Abkühlung zusammenziehen), um durch die Feder den Schieber in seine normale Position zurückführen zu können, wenn die Pumpe normal arbeitet.

Die Erfindung ist nach folgend anhand von Ansführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläatert,

Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer.bekannten Pumpe; Fig. 2 und 3 sind schematische Ansichten unter Darstellung zweier verschiedener Ausführungsformen gemäß der Erfindung;

Fig. h ist eine Vorderansicht eines erfindungsgeraäß gestalteten Öffnungsversehlusses; Fig. 5 ist eine Schnittansicht von Linie 5 - 5 in Fig. ^; Fig. 6 ist eine Schnittansicht von Linie 6 - 6 in Fig. 4 unter gesonderter Darstellung des Verschlußschiebers; Fig. 7 ist eine vereinfachte Schnittdarstellung von Teilen, die sich innerhalb des Öffnungsversehlusses gemäß Fig. h befinden.

Der Mechanismus gemäß der Erfindung ist in bevorzugter Weise

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an einem den Druck eines Fluids umsetzenden^Gerät 20 anwendbar (Fig. i), welches die Form einer hydraulischen Pumpe besitzt. Die Arbeitsweise dieser Pumpe ist insbesondere in der US-PS 2835228 erläutert und dargestellt. Die Pumpe kann auch im umgekehrten Sinne arbeiten und dient in diesem Fall als hydraulischer Antrieb. Nachfolgend wird eine Pumpe dieser B_auart erläutert, um den Bereich der Anwendung des erfindungsgemäßen Mechanismus zu verdeutlichen.

Die Pumpe 20 weist ©in Außengehäuse 21 auf, durch welches eine erweiterte Kammer 22 gebildet ist. Innerhalb dieser Kammer ist eine Zylinderbuchse drehbar gelagert. Die Zylinderbüchse ist über eine durch Zahnradantrieb bewegbare Welle 24 drehbar, welche zu diesem Zweck am Zylinder angekeilt ist.

Ein Ende der Zylinderbuchse liegt flächeneben und verschiebbar an der gegenüberliegenden Fläche einer Verschlußkappe 25, die am Gehäuse 21 befestigt ist. Die Verschlußkappe besitzt große Gewindeöffnungen 27 und 28, welche die Einlaß- und Auslaßkanäle bilden. An diese Kanäle werden Leitungen angeschlossen, um das Fluid in Richtung der Pumpe zu leiten und von der Pumpe abzuleiten. Die Zylinderbüchse ist mit einzelnen, stufenweise abgesetzten Kolbenkammern bzw. Zylindern 32 versehen, innherhalb welchen ein stufenweise abgesetzter Kolben 37 hin- und her bewegbar ist. Jeder Kolben ist als Arbeitskörper wirksam um das unter geringem Druck eingeleitete Fluid des Einlasses 27 in unter hohem Druck stehendes Fluid am Auslaß 28 umzusetzen. Von dort wird das unter hohem Druck stehende Fluid dem durch die Pumpe 20 gespeisten hydraulischen System zugeleitet. Sowohl das zugeleitete Fluid als auch das abgeleitete Fluid besitzen charakteristische Druck- und Temperaturbedingungen im Rahmen normaler Arbeitsweise.

Eine Nocken- bzw. Steuerplatte 38 ist innerhalb des Gehäuses 21 angeordnet und kann unter einem Winkel bezüglich der Achse der Zylinderbüchse eingestellt werden.' Dieser,in Fig. 1 nicht darge-

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stellte Winkel bestimmt die Versetzung der Kolben, wie in der Patentschrift erläutert ist. Die Steuerplatte 38 wird durch einen Hänger 43 getragen, dessen Endkörper 43E verschwenkbar aa Zapfen 43P angeordnet sind. Die Lagerzapfen sind in den Seiten des Gehäuses 21 befestigt. Daraus geht hervor, daß die Steuerplatte um die Achsender Lagerzapfen (Fig. l) kippbar ist, um der Versetzung bzw. Verlagerung der Kolben gerecht zu werden.

Die Kolben 37 folgen der Steuerplatte 38 bei Verwendung von Lagerschuhen 44, welche verschiebbar an der Steuerplatte 38 anliegen. Die Lagerschuhe 44 sind durch Öffnungen einer Halteplatte 45 gehalten. Das Ende jedes Kolbens im Bereich der Steuerplatte ist mit einer Kugel 46 ausgestattet, welche in einem Sockel des zugehörigen Lagerschuhs 44 verschwenkbar ist und damit der gelenkigen Hin- und Herbewegung der Kolben bei sich drehender Zylinderbüchse gerecht wird. Der Mittelpunkt jeder Kugel 46 besitzt gleichen Abstand von der Fläche der Steuerplatte, an welcher die Lagerschuhe 44 gleiten. Demgemäß wird jeder Lagerschuh unter gleichem Abstand hin- und herbewegt, wenn sich die Zylinderbüchse dreht.

Die Verschlußkappe 25 besitzt bogenförmige,gegenseitig sich ausschließende Kanäle 47 und 48, welche einen mit dem Einlaß 27 und dem Auslaß 28 in Verbindung stehendem Einlaß- bzw. Auslaßkanal darstellen. Die Art dieser Verbindung ist in den Figuren 4 und 5 dargestellt. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß Fig. i eine bekannte Pumpe darstellt, während die Fig. 4 und 5 einen erfindungsgemäßen ÖffnungsVerschluß 25A erkennen lassen.

Der in Fig. 1 dargestellte Einlaß 27 steht mit einem hohlen Bolzen 49 (fixiert) in Verbindung, welcheran seinem inneren Ende eine Öffnung 50 aufweist. Diese Öffnung kommt während eines Teils

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der Drehung der Zylinderbüchse mit Öffnungen 51 in Deckung, die mit den größeren Abschnitten der Zylinder in Verbindung stehen.

Die schmalen Abschnitte (linke Enden) 54 der Zylinder 32 weisen Öffnungen 56 auf, welche während der Drehung abwechselnd mit den bogenförmigen Einlaß- und Auslaßkanälen 47 und 48 der Verschlußkappe 25 in Verbindung gelangen, wie im vorangehend genanntem Patent erläutert ist. Wenn ein Zylinderabschnitt 5²I mit dem Einlaßkanal 47 in Verbindung steht, erweitert der Kolben das Zylinderende bzw. den Zylinderabschnitt 5k, so daß Fluid vom Einlaß 47 durch die Öffnung 56 in das Innere des Zylinders strömen kann. Wenn der Abschnitt 54 des Zylinders mit dem Auslaßkanal 48 in Verbindung steht befindet sich der Kolben 37 in seiner Zurückziehbewegung, um Fluid unter Druck in den Auslaß 48 abzuführen. Wenn ein Kolben durch die gekippte Steuerplatte in von einer Zylinderöffnung 56 abgewandter Richtung gelagert wird, gelangt die Öffnung in Anschlußverbindung mit dem Einlaßsystem 22 - kl, um Fluid in die sich expandierende Kammer 5^ gelangen zu lassen. Die Ventilbewegung und die zeitliche Abstimmung ist so gewählt, daß bei in entgegengesetzter Richtung gedrücktem Kolben Fluid unter Druck über die Öffnung 56 in den Auslaß bzw. irjdas Auslaßsystem 28 - 48 gelangen kann. Eine entsprechende Umsetzung des Fluids geschieht bezüglich der größeren Abschnitte der Zylinder und findet über den hohlen Bolzen 49 und die Öffnung 41 statt, wie im vorangehend genannten Patent erläutert ist.

Zunächst wird auf gewisse Grundsätze hingewiesen, nach welchen auf unterschiedliche Weise der Einlaß und der Auslaß einer Pumpe in Verbindung gebracht werden können, falls eine abnormale Arbeitslage eintritt. Dieser abnormale Zustand kann sich durch eine Veränderung des Druckes oder durch eine Temperaturverände—

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rung entweder am Einlaß oder am Auslaß darstellen.

In Pig. 2 sind die vorangehend genannten Einlaß- und Auslaßkanäle in sehematischer Weise dargestellt und stehen wie ersichtlich durch eine Nebenleitung 60 miteinander in Verbindung. Die Nebenleitung 60 kann von sich veränderlicher Größe und Richtungsgebung sein. Die Umgehungs- bzw. Nebenleitung 60 steht an einem Ende über eine Öffnung 6l mit dem Einlaß in Verbindung, während sie am entgegengesetzten Ende über eine Öffnung 62 mit dem Auslaß in Verbindung steht. Die Nebenleitung 60 weist eine erweiterte Bohrung 69 zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen 6l und 62 auf. Ein Schiebeventil 66 in Form eines Kolben weist an einem Ende eine Wand 67 auf, die den Kolbenkopf bildet. In normaler bzw. erster Position liegt eine Schulterfläche 68 des Kolbens 66 gegenüber der Auslaßseite der Neben- bzw. Umgehungsleitung. In diesem Fall ist die Nebenleitung geschlossen, wenn sieh der Kolben in seiner Verschlußposition befindet.

Der verschiebbare Kolben besitzt einen Verschlußkanal in Form einer Innenbohrung 70, die mit der in Richtung des Einlasses öffnenden Öffnung 6i in Verbindung steht. Eine Öffnung 7i ist in der Seitenwand des verschiebbaren Kolbens 70 angeordnet. In normaler Lage, d. h. in Verschlußlage,ist die Öffnung 71 gegenüber der zum Auslaß führenden Nebenleitung versetzt.

Die Bohrung 65 weist eine Endwand 73 auf. Die seitliche bzw. kreisförnig sich erstreckende Wand des verschiebbaren Kolbens 66 ist gemäß Darstellung «lit einer Ausnehmung versehen, wodurch eine W_and 75 gebildet ist. Eine Druckfeder 66 umgibt konzentrisch den verschiebbaren Kolben 66 und liegt mit den entgegengesetzten Enden an den Wänden 73 und 75 an· Die Feder besitzt demnach die Neigung, den Kolben 66 gemäß Fig. h nach links zu drücken, um die Öffnung 71 zum Zwecke der Öffnung der Nebenleitung 60 gegen-

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; ....■■■: .. ■ ■ - S - ' überzustellen«

Die Bohrung 65 der Heben- bzw. Umgehungsleitung steht über einen schmalen Kanal 77 ^m^ ^dem Einlaß in Verbindung; folglich gelangt der Druck des Einlaßfluids in eine Expansionsso kammer 78 am Kolbehkopfende der Nebenleitungsbohrung 65, daß der durch den Einlaß vorgegebene Druck eine Gegenkraft am Kopf 67 des Kolbens ausübt» Diese Kraft wirkt direkt der gerichteten Kraft der Schraubenfeder 76 entgegen.

Die Federkonstante reicht unter normalen Arbeitsbedingungen des Einlaßdruckes aus, die durch den Druck in der expandier— fähigen Kammer 78 entstehende entgegengesetzte Kraft auszugleichen. Solange dieser normale Ausgleichszustand vorherrscht wird die Nebenleitung durch den verschiebbaren Kolben 66 ge-

so
schlössen,"daß sich dieser in seiner normalen Verschlußlage befindet. Sollte jedoch eine beträchtliche Abnahme des am Einlaß bestehenden Druckes vorliegen wirkt die Feder gegen das Gleichgewicht und schiebt den Schieber bzw. den Kolben gemäß Darstellung nach links. Dadurch zieht sich bzw* verkleinert sich die expandierfähige Kammer 78 und wird das Ventil in geöffnete Lage gebracht, in welcher die Öffnung 71 mit dem Abschnitt der Nebenleitung fluchtet, der mit dem Auslaß in Verbindung steht. Folglich gelangt das am Auslaß abgegebene Fluid über die geöffnete ümgehungs- bzw. Nebeleitung 6ö in den Einlaß, was den Arbeitsablauf kennzeichnet, wonach das Fluid inkonstanter Kreislauffolge vom Auslaß zurück zum Einlaß und durch die Pumpe gefördert wird. Diese Lage wird beibehalten, bis normale Arbeitsdruckbedingungen am Einlaß wieder vorherrschen. Wenn die normalen Arbeitsbedingungen erreicht sind wird der erhöhte (normale) Einlaßdruck in die Kammer 78 eingeleitet und führt den Schieber bzw. Kolbenkörper in seine Verscblußlage gegen die Wirkung der Feder 76 zurück.

Die Ventilsteuerung spricht demgemäß auf Druck an und arbeitet sowohl mit einer eine Kraft am Kolben ausübenden Feder als auch

mit einer expandierfähigen Kammer, über welche entsprechend dem am Einlaß vorherrschenden Fluiddruck eine entgegengesetzt gerichtete Kraft angelegt wird. Normalerweise stellt die Ventilsteuerung das Ventil bzw. Versehlußorgän in seine Verschluß lage ein; das Verschlußorgan wird jedoch in geöffnete Lage gebracht, falls ein abnormal geringer Einlaßdruck abgeführt wird. Ein abnormal geänger Einlaßdruck liegt vor, falls die Zufuhr des Fluids am Einlaß 27 versagen sollte, da die Arbeitsorgane der Pumpe das am Einlaß verbleibende Restfluid sofort abgeben wurden.

Die Form des in Fig. 3 dargestellten Nebenleitungs- bzw. Umleitungskanals entspricht derjenigen, welche unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert wurde. Der Schieber bzw. Kolben 80 wird jedoch bei dieser Ausführungsform der Erfindung durch eine Schraubenfeder 81 in Verschlußlage bezüglich der Nebenleitung gehalten. Diese hält den Kopf 82 des Schiebers gegen einen Wärmefühler in Form eines Bimetallkörpers 83, der sich in einer Kammer 84 an einem Ende der Bohrung 65 befindet.

Die sogenannte Fühlerkammer 8h steht über einen schmalen Kanal 85 mit dem Auslaß in Verbindung. Folglicherweise befindet sich in der Fühlerkammer immer das unter Druck abgeleitete Fluid. Der Fühler 83 stellt konstante Temperaturbedingungen des Abgabefluids fest. Sollte das unter Druck abgegebene Fluid bei seiner Überführung an den Punkt des Gebrauchs blockiert oder auf andere Weise gehindert sein, so arbeitet die Pumpe dennoch fort. Die Pumpe schiebt das Fluid also gegen ein uninbewegllches Object. Die Temperatur am Auslaß steigt infolgedessen auf einen unnormalen Wert an, so daß sich der Bimetallkörper dehnt und eine Antriebskraft am Kopf des Kolbens 80 ausübt. Diese übersteigt die gegenwirkende Kraft der Feder 8i. Der Ventilschieber bzw. Kolben 80 wird nach rechts verlagert und stellt die Verbindung zwischen der Ventilöffnung 85 und der Nebenleitung 6o her. Wie im Falle des Schiebers bzw. Kolbens 66

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1st der Kolben 80 mit einem inneren Kanal 88 versehen, der mit der Öffnung 6l in Verbindung steht. ¥enn also der Kolben 80 in seiner Öffnungslage bezüglich der Nebenleitung 6p eingestellt ist, dann transportieren die Arbeitsorgane der Pumpe , das Fluid vom Auslaß zum Einlaß und zurück durch die Pumpe selbst.

Der Wärmefühler dehnt sich bei Temperaturanstieg und zieht sich entsprechend bei Temperaturabfall wieder zusammen, d. h. er nimmt seine ursprüngliebe Lage wieder ein. Es kann eine gewisse Schwankung im Sinne einer Kontraktion des Fühlers 83 eintreten, wenn sich das Fluid bei Durchlauf durch die Pumpe abkühlt. Wenn der normale Pumpendruck jedoch am Auslaß besteht (Hindernis beseitigt) dann wird der Bimetalkörper in setneu eingezogenen Zustand zurückgeführt und verschließt infolgedessen die Nebenleitung zum Zwecke normaler Arbeitsweise.

Der Kanal 85 gemäß Fig. 3 leitet notwendigerweise unter hohem Druck stehendes Fluid vom Auslaß in die Kammer 83. Daraus geht hervor, daß auf den Biraetalkörper 83 verzichtet werden könnte, wenn man sich auf normalen Byuck am Auslaß verlassene kann. Falls sieh der Druck ara Auslaß auf einen unnormal hohen Wert erhöht, wurde der Kolben 80-nach rechts verschoben und in Öffnungslage eingestellt werden.

Wie vorangehend erwähnt ist der erfindungsgemäße Mechanismus ins-besondere vorteilhaft bei einem Versagen des hydraulischen Systems, welches durch eine Pumpe 20 beliefert wird. Das Versagen des Systems äußert sich in unnormaler hoher Temperatur am Einlaß, wobei Verschlußventile betätigt werden, um die Zuführungsleitung (in Richtung 27) als auch die Abgabeleitung (von 28)zuschließen. Bevorzugt wird also die Temperatur des Einlasses abgefühlt und wird die Nebenleitung geöffnet

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falls eine unnormal hohe Einlaßtemperatur festgestellt werden kann.

Der Mechanismus gemäß der Erfindung kann mittels eines neuartigen Öffnungsversehlusses 25A (Fig. 4 und 5) zur Anwendung gebracht werden. Bei diesem Verschluß ist eine Neben- bzw. Umgehungsleitung zwischen den Einlaß- und Auslaßkanälen vorgesehen. Die Umgehungsleitung besteht aus einer Querbohrung 90, welche bei 91 geöffnet ist und mit dem Ableitungskanal bzw. dem Ablaßsystem 28 - 48 in Verbindung steht. Die Bohrung 90 erstreckt sich gemäß Darstellung in Fig. 4 reehtswinklig zu

Kammer
einer erweiterten 93, welche ihrerseits bei 94 geöffnet ist und mit dem bogenförmigen Einlasskanal 47 in Verbindung steht. Der Einlaßkanal 47 an der entgegengesetzten Seite steht über einen Kanal 9& mit einem erweiterten Abschnitt 97 der Querbohrung 90 in Verbindung. Der erweiterte Bohrungsabschnitt 97 steht über einen schmalen Kanal 98 mit dem Einlaß 27 in Rückverbindung. Der Auslaß bzw. der Ableitungskanal 28 - 48 steht mit der Bohrung 90 in Verbindung, welche ihrerseits an das Einlaßsystem 27 - 47 angeschlossen ist.

Ein in den Fig. 4 und 6 dargestellte Ventil- bzw. Verschlußkörper 100 befindet sich in der Bohrung 90 und ist in dieser hin- und her bewegbar. Der Verschlußkörper 100 ist als Spindelkörper ausgebildet und weist eine Schulter 101 und eine Nut bzw. einen im Durchmesser reduzierten Teil 102 auf.

Der Verschlußkörper 100 ist ein Zweistellungs- Organ, welches in normaler bzw. erster Position so liegt, daß die Verschlußschulter 101 den lieben— bzw. Umgehungskanal verschließt. Die Schulter 101 befindet sich also in einer Lage, in welcher sie die Verbindung zwischen der Öffnung 91 und der Öffnung 94 sperrt. In der normalen Verschlußlage des Nebenleitungskanals befindet sich die S_ehulter 101 in fluiddichter Anlage in der Bohrung 90 zwischen der Öffnung 91 und der Kammer 93, die mit dem Einlaßkanal 47 in Verbindung steht.

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Der Verschlußkörper 100 wird durch eine Druckfeder und ein entgegengesetzt wirkendes thermisches Element in normaler Position eingestellt und gehalten. Bas Thermoelement s.prieht auf unnormale Temperaturen am Einlaß\an, um den Verschlußkörper bzw. den PlungerlOO in eine die Nebenleitung öffnende Lage zu verbringen. Gemäß Darstellung in Fig. 4t ist ein Ende der verschiebbaren Spindel ausgenommen und nimmt ein Ende einer Druckfeder 105 auf; das entgegengesetzte Ende der Feder liegt an einer Endwand 106 der Bohrung 90 an.

Das der Feder 105 entgegengesetzte Ende des Plungers 100 ist in Anlage mit einem auf Wärme ansprechenden AntrieBselement lot ,welches aus einem stufenweise abgesetzten Zylinder 108 besteht. In diesem Zylinder befindet sich einlauf Temperatur ansprechender Körper, der sich bei Erhitzung expandiert und sich bei Abkühlung zusammenzieht. Wenn sich der auf Temperatur ansprechende Körper dehnt bzw. expandiert fährt er einen Kolben 109 (Fig. 7) aus, dessen freies Ende am linken Ende des Plungers 100 anliegt. Unter normalen Arbeitsbedingungen wird jedoch der Plunger bzw. Verschlußkörper 100 fest in seiner die Nebenleitung schließenden Position zwischen Druckfeder und streckfähigem Thermoelement gehalten.

Wie vorangehend erwähnt ist das Thermoelement 107 in einem Gehäuse bzw. in einer Kammer 97 eingefaßt, welche eine Verlängerung der Bohrung 90 darstellt. Die Kammer 97 ist konstant in Verbindung mit dem Fluid, welches an der Einlaßöffnung 27 in die Pumpe eintritt. Das Einlaßfluid wird über den schmalen Kanal 98 in die Kammer 97 geleitet, so daß das Thermoelement konstant dem Einlaßfluid ausgesetzt ist. Bei unnormalem Ansteigen der Temperatur wird der auf Temperaturveränderungen ansprechende Kolben 109 ausgefahren und wirlitüber die Gleichgewichtskraft der Feder hinaus, um den Plunger 100 gemäß Fig. h nach rechts zu verlagern. Die Verlagerung und die Ansprechzeit sind so gewählt, daß die Schulter 101 des Plungers ausreichend in die Erweiterung 93 der Bohrung gelangt,

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Gleichzeitig gelangt die Ausnehmung 102 des Plungers in die Kammer 93 und stellt die Verbindung der Öffnung 91 mit der Kammer 93 her. Die Arbeitsorgane der Zylinderbüchse der Pumpe verlagern also Fluid unter Druck durch die Bohrung 90 in die zum Einlaß 47 führende Öffnung 9k, und von dort zurück durch die Pumpenzylinder in den Auslaß usw.

Wenn die Einlaßtemperatur auf den Normalwert absinkt wird der Kolben 109 in seine normale Position zurückgezogen. Die Feder 105 führt den Plunger in seine die Nebenleitung verschließende Lage zurück.

Aus der vorangehenden Beschreibung 1st zu entnehmen, daß erfindungsgemäß eine Pumpe so gefahren werden kann, daß das Fluid lediglich vom eigenen Einlaß der Pumpe zum eigenen Auslaß gelangt, wenn am Einlaß oder am Auslaß unnormale Bedingungen im Sinne unnormaler Temperatur oder unnormalen Druckes abgefühlt werden. Diese Arbeitsweise wird erreicht unter Zuhilfenahme einer Neben- bzv/. Umgehungsleitung zwischen den Einlaß- und Auslaßkanälen. Innerhalb der Nebenleitung befindet sich ein normalerweise geschlossenes Absperr- bzw. Schieberorgan mit einer Schulter bzw. Wand, die normalerweise einen durch die Nebenleitung gebildeten Querschnitt verschließt. Die Schulter bzw. Schulterfläche kann unterschiedlich plaziert werden. Im gleichen Sinne kann der Kanal des Verschlußkörpers, der in Öffnungslage eine hinderungsfreie Verbindung zwischen den entgegengesetzten Enden der Nebenleitung herstellt, im Inneren oder im Äußeren vorgesehen sein. Die auf unnormale Bedingungen ansprechende Steuerung kann entweder auf Temperatur- oder Druckbedingungen ansprechen, wobei die Temperatur bzw. der Druck entweder am Einlaß oder am Auslaß abgefühlt wird.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Iy Steuerungsmeohanismus für Strömungsmittelgeräte _% in welchem ein Arbeitsorgan den in einem Einlaßkanal bestehenden geringen Druck eines Fluids in einen hohen Druck innerhalb eines Auslaßkanals umsetzt, wobei das Fluid bei normalem Arbeitsablauf charakteristische Druck- und Temperaturbedingungen in jedem der Kanäle aufweist, gekennzeichnet durch eine Umgehungsleitung (6o), welche die Kanäle (27 - 47; 28 - 48) verbindet, um das Fluid zwischen den Kanälen zu verbinden, ein in zwei Positionen einstellbares Verschlußorgan (6o), welches in seiner normalen ersten Position die Umgehungsleitung (6o) schließt, und Steuerungsmittel (78, 84; 76, 81) für das Verschlußorgan, welche auf einen unnormalen Zustand des Fluids ansprechen, um das Verschlußorgan in seine zweite Position zu bewegen, in welcher dieses die Umgehungsleitung öffnet. .

2» Steuerungsmeehanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsmittel für das Verschlußorgan auf Druck ansprechen.

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirfsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

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3, Steuerungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsmittel auf Temperatur ansprechen.

k, Steuerungsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan aus einem Schieber besteht, und daß die Steuerungsmittel für das Verschlußorgan sowohl eine Feder (76) aufweisen, um eine gerichtete Kraft am Schieber auszuüben, als auch eine zum Anlegen einerentgegengesetzt gerichteten Kraft dienende Kammer (78), um Fluid unter normalem Druck aus einem der Kanäle als Ausgleichskraft an Schieber anzulegen.

5. Steuerungsmechanismus nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan aus einem Schieber besteht, und daß.die Steuerungsmittel sowohl eine den Schieber in seine erste Position verspannende Feder (8l) als auch einen Wärmefühler (84) aufweisen, wobei der Wärmefühler auf unnormale Temperaturbedingungen in einem der Kanäle anspricht, um das Verschlußorgan in einer der Feder entgegengesetzten Wirkung in seine zweite Position einzustellen.

6. Steuerungsmechanismus für Strömungsmittelgeräte, in welchem ein Arbeitsorgan den in einem Einlaßkanal bestehenden geringen Druck eines Fluids in einen hohen Druck innerhalb eines Auslaßkanals umsetzt, wobei das Fluid bei normalem Arbeitsablauf charakteristische Druck- und Temperaturbedin-

dadurch gungen in jedem der Kanäle aufweist, gekennzeichnet» daß eine Umgehungsleitung die Kanäle verbindet, um das Fluid durch das Strömungsmittelgerät im Umlauf zu leiten, daß ein hin- und herbewegbarer Schieber innerhalb einer Bohrung der Umgehungsleitung bewegbar ist und eine Verschlußfläche aufweist, die normalerweise eine Öffnung der Umgehungsleitung schließt, und dass der Schieber einen der Öffnung der Umgehungsleitung gegenüberzustellenden Kanal aufweist, um bei Auftreten unnorma-

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ler Bedingungen des Fluids durch auf diese Bedingungen ansprechende Mittel den Schieber in Öffnungslage zu verbringen.

7. Steuerungsmechanisnms nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die unnormalen Bedingungen ansprechenden Mittel sowohl eine Feder aufweisen, welche eine Kraft am Schieber in einer Richtung ausüben, als auch eine Kammer, welche den Druck aus einem der Kanäle am Schieber anliegt, um eine der Federkraft entgegengesetzt gerichtete Kraft auszulösen.

8. Steuerungsmechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die unnormalen Bedingungen ansprechenden Mittel ein Thermoelement aufweisen, welches am Schie ber anliegt, daß sich das Thermoelement entsprechend Temperaturanstieg und Temperaturabstieg dehnt und zusammenzieht, und daß das Thermoelement durch Mittel dem Fluid eines der Kanäle ausgesetzt ist.

9. Steuerungsmechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekenn«* zeichnet, daß der Schieber aus einem Spindelkörper besteht, welcher eine Verschlußfläche zum Verschließen der Umgehungsleitung aufweist, und daß der Schieber fernerhin eine reduzierten Querschnitt aufweisende Außenfläche besitzt, um die Umgehungsleitung zu öffnen.

10. Steuerungsmechanismus nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber aus einer Spindel besteht, welche eine Verschlußfläche zum Verschließen der Umgehungsleitung besitzt, und daß eine Außenfläche des Schiebers reduzierten Querschnitt besitzt, um die Umgehungsleitung zu öffnen.

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