DE2322890A1 - Vorgesteuerter druckregler - Google Patents
Vorgesteuerter druckreglerInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/08—Regulating by delivery pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/12—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B1/26—Control
- F04B1/30—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks
- F04B1/32—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
- F04B1/324—Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block by changing the inclination of the swash plate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Reciprocating Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
Sperry Rand Corporation
Vorgesteuerter Druckregler
Heutige zentrale hydraulische Anlagen, wie sie z.B. in Flugzeugen
Verwendung finden, stellen harte Leistungsanforderungen an die hydraulische Pumpe, die das System mit dem
Druckmittel versorgt. Im allgemeinen wird dazu eine stufenlos verstellbare Verdrängerpumpe vorgesehen, deren die
Fördermenge steuerndes Stellglied einen gleiclimäßigen Druck auf der Druckseite der Pumpe aufrechterhält. Infolge großer
und rascher Veränderungen der erforderlichen Fördermenge bei Zu- oder Abschaltung einer oder mehrerer der durch das
Strömungsmittel betriebenen Vorrichtungen des Systems entsteht eine große Druckschwankungsbreite. Die Aufgabe des
Reglers besteht deshalb darin, derartige Schwankungen möglichst klein zu halten, indem in jedem Augenblick die den
Wechsel der erforderlichen Fördermenge des Systems entsprechende Förderrate rasch verstellt wird. Bisherige, auf
große Verstärkung und rasches Ansprechen ausgelegte Regler für Pumpen haben den Nachteil, daß der Grad der Stabilität
sehr feinfühlig auf den wirksamen Umfang des Systems reagiert. Diese Feinfühligkeit wird oft durch die zu starkem
Überschießen und Druckabfall führende Verringerung der Verstärkung und des Ansprechens des Reglers verringert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Regler für eine stufenlos verstellbare Ver- .
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drängerpumpe vorzusehen, bei dem die im vorgehenden genannten
Schwierigkeiten weitgehend ausgeschaltet sind, der sehr feinfühlig ist oder eine große Verstärkung aufweist und
bei dem ein Über- und Unterschießen des Drucks sowohl an Häufigkeit wie auch an Umfang gering sind.
Eine derartige Wirkung wird erzielt, indem in einer druckgesteuerten
stufenlos verstellbaren Verdrängerpumpe mit Zulauf und Ablauf, mit einer Vorrichtung zur Verstellung
des Förderraums für die Beförderung eines Strömungsmittels zwischen Zulauf und Ablauf und mit einem mit der Vorrichtung
zur Verstellung des Förderraums verbundenen Schwenkkörper zur Verstellung der Fördermenge sowie einem hydraulischen
Stellglied, das den Schwenkkörper in Abhängigkeit des Drucks
im Ablauf verstellt, eine Verbesserung vorgesehen,ist, die ein Mehrfachfedersystem umfaßt, das im Stellglied dem Druck
im Ablauf entgegenwirkt, und daß eine erste Regelfeder, die unmittelbar am Stellglied angreift, umfaßt, eine zweite,
der ersten nachfolgende Regelfeder, sowie eine zwischen den beiden Regelfedern angebrachte Dämpfungsvorrichtung zur Verzögerung
der infolge des Hachfolgens der zweiten auf die erste Regelfeder auftretenden raschen Bewegung.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die eine stufenlos verstellbare Verdrängerpumpe und einen Druckregler darstellende
Zeichnung näher erläutert werden.
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ORiGiNAL
? 23228.9Q
In der Zeichnung ist die Pumpe 10 als eine Axialkolbenpumpe dargestellt, mit einem Zulauf 12 und einem Ablauf 14, sowie
einer umlaufenden Zylindertrommel 16, die durch die Antriebswelle 18 angetrieben wird. Kolben 20 bewegen sich bei ihrem
Umlauf am Schwenkkörper 22 in der Zylindertrommel 16 auf und
ab; der Schwenkkörper 22 ist um Drehpunkte 24 im feststehenden Puiapengehäuse 26 kippbar. Das Ausschwenken des Schwenkkörpers
22 erfolgt mit Hilfe eines hydraulischen Verstellkolbens 28 und einer Druckfeder 30; der Schwenkörper 22 stellt
daher ein Schwenkelement dar» das zur Veränderung der Fördermenge
der Axialkolbenpumpe 10 verstellt werden kann. Die obige Beschreibung stellt nur eine der möglichen , dem Fachmann
bereits bekannten stufenlos verstellbaren Hydropumpen dar.
Zur Steuerung der Fördermenge der Axialkolbenpunpe 10 mit dem
Ziel der Aufrechterhaltung eines im wesentlichen gleichmässigen
Drucks am Ablauf 1-4 ist eine Vorsteuereinrichtung 32
vorgesehen, die kleinste Druckveränderungen am Ablauf 14 abfüllt, wie sie während der Schluckveränderungen bei Wechseln
im System auftreten, und leitet das Strömungsmittel zum Verstellkolben 28 oder von diesem weg. Die Vor Steuer einrichtung
32 umfaßt einen Steuerschieber 34, dessen rechtes freies Ende vom Druck am Ablauf durch die DruckzuführMtung 36
beaufschlagt wird. Das linke Ende des Steuerschiebers 34
liegt an einem mit der Bezugszahl 38 bezeichneten Mehrfach-Federsystem an, das den Steuerschieber 34 nach rechts
drückt. Der Steuerschieber 34 stellt ein Dreiwege-Ventil
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dar, das in seiner Nullstellung den Durchfluß zu oder
vom Verstellkolben 28 durch eine Verstelleitung 40 absperrt. Wird der Steuerschieber 34 nach links bewegt» erhält das
Strömungsmittel aus der Druckzuführleitung 36 Zutritt zur Verstelleitung 40; wird der Steuerschieber nach rechts bewegt,
wird das Strömungsmittel aus der Verstelleitung 40 durch die Rücklaufleitungen 42 und 44 zum Zulauf der Pumpe
geMtet. Damit erfüllt der Steuerschieber 34 die Funktion eines VorSteuerventils zur Steuerung des Verstellkolbens
in Abhängigkeit von Druckveränderungen am Ablauf 14 und ist damit mit Ausnahme des Mehrfach-Federsystems und des Dämpfungssystems, die noch zu beschreiben sind, typisch für eine
Reihe wohlbekannter druckabhängiger Regler für stufenlos verstellbare Verdrängerpumpen.
Das Mehrfach-Federsystem 38 umfaßt eine erste Regelfeder 46,
die direkt am Steuerschieber 34 anliegt, sowie- eine zweite Regelfeder 48, die der Regelfeder 46 nachfolgt. Mit Hilfe
einer Vorspannschraube 50 wird der Druck der beiden Regelfedern 46 und 48 eingestellt und damit der durchschnittliche
Druck, der auf den Steuerschieber 34 wirkt, verändert. Zwischen den beiden Regelfedern 46 und 48 liegt ein Schwimmkolben
52, der in den die beiden Regelfedern umschließenden
Zellen leitet und das Strömungsmittel von der einen Zelle in die andere oder umgekehrt bewegt. Eine Drosselöffnung 54
stellt eine beschränkte Verbindung zwischen den beiden Federzellen her und gestattet die langsame Bewegung des
Kolbens, wodurch eine raschere Bewegung abgebremst wird.
Somit stellen der Schwimmkolben 52, die Drosselöffnung 54 und die beiden Regelfederzellen ei,nen Dämpfer dar, mit
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dessen Hilfe rasche Veränderungen des linken Endes der Regelfeder 46 gedämpft werden, d.h., von raschen Bewegun-*
gen, wie sie beim Nachfolgen der Regelfeder 48 auf die Regelfeder 46 entstehen.
Zum Zweck der Veränderung der Dämpfungswirkung des Schwimmkolbens
52 und der Drosselöffnung 54 wird die Veränderungsrate der Lage des Schwenkkörpers 42 zu dem Mehrfach-Federsystem
mit Hilfe eines Rückführsteuerkolbens 56 zurückgeführt, der mit der linken Regelfederzelle über die Rückführleitung
58 verbunden ist. Dadurch werden rasche Veränderungen der Stellung des linken Endes der Regelfeder 46
abgeschwächt oder verhindert, weil Strömungsmittel in die linke Regelfederzelle eingespritzt oder daraus abgezogen wird,
und zwar im Gegensatz zu der im übrigen normalen Bewegung des als einfache Dämpfung wirkenden Schwimmkolbens 52.
Die Federraten der beiden Regelfedern 46 und 48 sind vorzugsweise gleich, so daß im ausgeglichenen Zustand die beiden
Regelfedern eine einzige Feder darstellen, die die halbe Federr'ate jeder einzelnen Regelfeder besitzt. Damit reagiert
das Steuerungssystem als ganzes außerordentlich feinfühlig auf geringe oder langsame Bewegungen der Regelfeder 34,
und der Regler besitzt damit eine große Verstärkung im Zustand der vollständigen oder annähernden Ausgeglichenheit.
Wird der Steuerschieber 34 infolge größerer oder rascherer Brucksehwankungen stärker bewegt, verzögern die Dämpfungswirkung des Schwimmkolbens 52 und der Drosselöffnung 54
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die Bewegung des linken Endes der Regelfeder..46 und erhöhen
dadurch die Federrate, die auf das linke freie Ende des Steuerschiebers 34 wirkt. Damit verringert sich die Verstärkung
des gesamten Servosystems bei größeren Schwankungen. Die Feinfühligkeit des Reglers ist also bei kleinen
Schwankungen groß und bei großen Schwankungen kleiner.
Der Rückführsteuerkolben 56 beeinflußt darüberhinaus das
Nachfolgen der Regelfeder 48 auf die Regelfeder 46, indem Druckveränderungen sich in der linken Federzelle auswirken,
die der Bewegung des Steuerschiebers 34 entgegengesetzt
sind. Derartige Druckveränderungen sind dann am stärksten, wenn die Geschwindigkeit des Schwenkkörpers 22 am größten
ist. Daraus resultiert eine Art Vorsignal, das eine Verringerung des nachfolgenden Überschießens bestimmter Druckschwankungen
bewirkt. Die Rückführung vom Rückführsteuerkolben 56 zum Dämpfer v/irkt sich als eine Erhöhung des Dämpfungsverhältnisses
des Reglers in seiner Gesamtheit aus. Die Rückführung stellt natürlich eine erste abgeleitete Funktion
Jeder Druckschwankung dar. Das allgemeine Ergebnis der veränderlichen
Verstärkung und der abgeleiteten Rückführung ist ein druckabhängiges Steuerungssystem bei einem weitaus grösseren
Fördermengenbereich des Systems stabil bleibt, als dies mit den bisherigen Steuerungen möglich war,* und das
ein über- oder Unterschießen des Drucks, das gewöhnlich mit Durchflußänderungen bei hydraulische Systemen der beschriebenen
Art einhergeht, sehr stark verringert.
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Claims (7)
- PatentansprücheΛ"
1y Druckgesteuerte stufenlos verstellbare Verdrängerpumpe mit Zulauf und Ablauf, mit einer Vorrichtung zur Verstellung des Förderraums für die Beförderung eines Strömungsmittels zwischen Zulauf und Ablauf und mit einem mit der Vorrichtung zur Verstellung des Förderraums verbundenen Schwenkkörper zur Verstellung der Fördermenge s.owie einem hydraulischen Stellglied, das den Schwenkkörper in Abhängigkeit des Drucks im Ablauf verstellt,dadurch gekennzeichnet, daß ein Mehrfach-Federsystem vorgesehen ist, das im Stellglied dem Druck im Ablauf ent-• gegenwirkt, mit einer ersten Regelfeder, die unmittelbar am Stellglied angreift und mit einer zweiten, der ersten nachfolgenden Regelfeder sowie einer zwischen den beiden Regelfedern angebrachten Dämpfungsvorrichtung zur Verzögerung der infolge des Nachfolgens der zweiten auf die erste Regelfeder auftretenden raschen Bewegung-. - 2. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung einen Verstellkolben und eine Vorsteuereinrichtung umfaßt, die den Verstellkolben wahlweise mit dem Zulauf oder dem Ablauf verbinden.
- 3. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß, die Dämpfungsvorrichtung eine erste, die erste Regelfeder umgebende Zelle umfaßt und mit dem Zulauf verbunden ist, sowie eine zweite, die zweite Regelfeder umgebende Zelle, einen die beiden Zellen trennenden309851/0340Schwimmkolben und eine Drosselöffnung zwischen den beiden Zellen
- 4. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückführvorrichtung vorgesehen ist, -auf die das Schwenkelement wirkt und die mit der Dämpfungsvorrichtungzur Beeinflussung des Nachfolgens der zweiten Rgelfeder auf die erste in Abhängigkeit der Bewegungsrate des Schwenkelements verbunden ist.
- 5. Verdrängerpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführvorrichtung einen Kolben umfaßt, der- Strömungsmittel in die zweite Federzelle einspritzt oder daraus absaugt.
- 6. Verdrängerpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung einen Verstellkolben und einen Steuerschieber zur wahlweisen Verbindung des Verstellkolbens mit dem Zulauf oder Ablauf umfaßt.
- 7. Verdrängerpumpe nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Regelfeder die gleiche Kraft-Weg-Rate besitzen.0.9 851/0340
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US26239872A | 1972-06-13 | 1972-06-13 | |
US26239872 | 1972-06-13 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2322890A1 true DE2322890A1 (de) | 1973-12-20 |
DE2322890B2 DE2322890B2 (de) | 1976-04-08 |
DE2322890C3 DE2322890C3 (de) | 1976-11-25 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112377382A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-02-19 | 浙江大学 | 一种基于比例减压阀控制的变量轴向柱塞泵 |
Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN112377382A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-02-19 | 浙江大学 | 一种基于比例减压阀控制的变量轴向柱塞泵 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2322890B2 (de) | 1976-04-08 |
AU467692B2 (en) | 1975-12-11 |
AU5483873A (en) | 1974-10-31 |
CA983316A (en) | 1976-02-10 |
GB1361591A (en) | 1974-07-30 |
JPS5334323B2 (de) | 1978-09-20 |
FR2188700A5 (de) | 1974-01-18 |
SE389169B (sv) | 1976-10-25 |
US3784328A (en) | 1974-01-08 |
JPS4963002A (de) | 1974-06-19 |
IT986142B (it) | 1975-01-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |