DE2350390B2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einstellen der Fördermenge einer Hydropumpe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 4» 20 49 884) wird der durch Drosselung verminderte Pumpenauslaßdruck durch das Fördermengeneinstellventil allein erzeugt. Da für die Betätigung des Steuerventils eine gewisse Höhe des Druckabfalls (etwa 15 bar) Voraussetzung ist, muß ein gewisser Förder- ··"> druckverlust infolge des Fördermengeneinstellventils in Kauf genommen werden. Als Ablaßventil ist bei der bekannten Vorrichtung ein aus einem Überdruckventil und einem Nebenstromventil bestehendes, vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil vorgesehen, wobei das "><i Überdruckventil mit einer festen Drossel oder Drosselkette zusammenarbeitet, jedoch nur bei bestimmten Überlast-Betriebsbedingungen geöffnet ist und dann das Nebenslromventil steuert. Im normalen Betrieb wird an der festen Drossel oder Drosselkette kein '>"> Druckabfall erzeugt, so daß das Steuerventil von dem Druckabfall an dem Fördermengeneinstellventil allein betätigt wird. Damit unterliegt die Fördermenge einem Druckverlust, bevor sie den Verbraucher erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die '" oberbegriffliche Vorrichtung zum Einstellen der Fördermenge von Hydropumpen so auszugestalten, daß der Druckabfall in der Förderleitung der Pumpe am Fördermengeneinstellventil gering gehalten werden kann und trotzdem ein ausreichend hohes Druckgefällc zum Steuern des Steuerventils zur Verfügung steht.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs I gelöst.

Bei der erfindungsgemäßcn Vorrichtung wird der Druckabfall an der festen Drossel erheblich größer gemacht als der Druckabfall an dem Fördermengeneinstellventil. Der durch Drosselung verminderte Pumpenauslaßdruck entsteht als Summe der Druckabfälle an den beiden Drosseln. Der Druckabfall an dem Fördermengenejnstellventil braucht deshalb nur klein zu sein. Gleichzeitig wird der zusätzliche Vorteil erzielt, daß die Verlustleistung gering gehalten werden kann, die für den Regelvorgang aufzuwenden ist.

Stromregelventile (»Zoebel, Ölhydraulik«. Seiten 163 bis 168) bestehen aus einer ersten Drossel mit unveränderlichem Querschnitt und einer zweiten Drossel mit veränderlichem Querschnitt, wobei der Druckabfall der ersten Drossel den Querschnitt der zweiten Drossel so steuert, daß die durch das Stromregelventil fließende Menge unabhängig vom Druck konstant gehalten wird.

Hydraulisch verstellbare Federwiderlager sind an sich bekannt (DE-OS 15 28 550), und zwar im Zusammenhang mit der Modifizierung der Kraft der Feder des Steuerventils. Das verstellbare Federwideriager dient dazu, das Steuerventil von einem Anlaufbetriebszustand zu einem anderer Betriebszustand umzuschalten, bei dem der Pumpenhub bei konstantem Förderdruck verringert wird. Im gleichen Sinne - wenn auch aufgrund abweichender Prinzipien — wirkt das Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 2.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 den hydraulischen Regelkreis einer Pumpe;

F i g. 2 ein Mengenregelventil.

Eine Hydropumpe 10 mit variabler Verdrängung weist einen Stellzylinder 12 auf und speist eine Förderleitung 14, 15, die über ein Fördcrmengeneinstcllventil 16 zu einem Druckmittelvcrbraucher 18 führt. Als Fördermengeneinstellventil 16 können vielerlei Vcntilarten verwendet werden, welche den Druckmitteldurchsatz zum Verbraucher, beispielsweise einem oder mehreren HydromoCorcn, zu steuern und zu bemessen in der Lage sind. In manchen Systemen, die hierfür typisch sind, kann das Fördermengeneinstellventil 16 ein gewöhnliches Vicrwcge-Umsteuerventil umfassen.

Der Stellzylinder 12 wird von einem Dreiwege-Steuerventil 20 gesteuert, das einen Kolbenschieber mit drei Stellungen aufweist: eine geschlossene Mittelstellung, eine Druckmittclzuführungsstellung und eine Druckmiitclabführstellung. In der Druckmittelzuführungsstellung wird dem Stcllzylinder 12 Druckmittel von der Förderleitung 14 über eine erste Zweigleitung 22 zugeführt und in der Druckmittelabführstellung über Wnc Auslaßlcitting 24 abgeführt. Der Kolbenschieber des Steuerventils 20 wird durch den Pumpenauslaßdruck, der von der Förderleitung 14 vor dem Fördermcngencinstellventil 16 über die Zweigleitung 22 und eine Abzweigung 28 zugeführt wird, gegen die Kraft einer Feder 26 nach links gedrängt. In entgegengesetzter Richtung wirkt auf dem Kolbenschieber des Steuerventils 20 gedrosselter Druck ein. der aus dem Pumpenauslaßdruck durch Druckabfall an dem Fördermengeneinstellventil 16 sowie an einer in einer Zweigleitung 29 liegenden festen Drossel 30, also mit bestimmter Drosselbohrung gewonnen wird. Dieser gedrosselte Druck wird über eine Abzweigung 32 von der Zweigleitung 29 zugeführt.

Ein kleiner konstanter Druekmittclstrom fließt ständig über clic feste Drossel 30. da ein Abfluß über eine

weitere Zweigleitung 34, über ein Stromregelventil 36 und die Auslaßleitung 24 vorgesehen ist. Um den maximal zulässigen Druck in dem System zu begrenzen, ist ein Druckbegrenzungsventil 38 als zusätzliche Auslaßmöglichkeit von der Drossel 30 über eine weitere Zweigleitung 40 vorgesehen.

Im stationären Pumpenbetrieb nimmt der Kolbenschieber des Steuerventils 20 seine geschlossene Mittelstellung ein und die Kraft infolge des Pumpenauslaßdruckes, wjlche auf das rechte Ende des Kolbenschiebers einwirkt, ist genau gleich der Kraft der Feder 26 plus der Kraft infolge des gedrosselten Druckes, welcne auf das linke Ende des Kolbenschiebers einwirken. Dieser gedrosselte Druck ergibt sich aus der Summe des Druckabfalls an dem Fördermengeneinstellventil 16 und der festen Drossel 30, wobei der Druckabfall an der festen Drossel 30 durch die Einstellung des Stromregelventils 36 bestimmt wird, welche den kleinen abfließenden Druckmittelstrom konstant macht.

Wenn das Fördermengeneinstellventil 16 beispielsweise in eine Stellung für stärkere Drosselung ver.neüt wird, so erzeugt dies einen temporären Druckanstieg in den Leitungen 14, 22 und 28, so daß der Kolbenschieber des Steuerventils 20 nach links verschoben wird. Dadurch wird dem Stellzylinder 12 Druckmittel zugeführt und die Pumpenverdrängung wird reduziert. Durch die Verschiebung des Kolbenschiebers nach links wird außerdem eine kleine Menge des Druckmittels in die Leitung 32 und über das Stromregelventil 36 in die Auslaßleitung 24 verdrängt, wodurch anteilmäßig die Durchflußmenge an deren Ausgang reduziert werden.

Wenn die Pumpenverdrängung auf einen solchen Wert zurückgegangen ist, daß der Soll-Druckabfall an dem Fördermcngeneinstellventil 16 auftritt, kehrt der Kolbenschieber des Steuerventils 20 in seine geschlossene Mittelstellung zurück.

Ein entsprechender Ablauf in entgegengesetzter Richtung wird eingeleitet, wenn das Fördermcngeneinstellventil 16 weiter geöffnet wird.

Wenn der Pumpendruck über einen festgelegten Wert steigt, wird das Druckbegrenzungsventil 38 geöffnet und läßt Druckmittel ab. Daduich fällt der Druck in der Abzweigung 32 ab und der Kolbenschieber des Steuerventils 20 wandert nach links in seine dargestellte Druckmittelabführstellung, in der die Pumpenverdängung reduziert wird, bis die Drucküber-■ lastung abgebaut ist.

Der für die Betätigung des Steuerventils 20 zur Verfugung stehende Druck ist theoretisch die Summe des Druckabfalls an dem Fördermengeneinstellventil 16 und der festen Drossel 30. Wird nun der Druckabfall an

in der festen Drossel 30 relativ hoch gewählt, beispielsweise fünfmal höher als der Druckabfall an dem Fördermengeneinstellventil 16, so kann man eine Betätigung des Steuerventils 20 erzielen, ohne einen hohen Druckabfall an dem Fördermengeneinstellventil

ι ·"■ 16 in Kauf nehmen zu müssen. Auf diese Weise wird der Förderdruckverlust in der Förder- oder Hauptdruckmittelleitung 14,15 erheblich reduziert.

Die Fig. 2 zeigt ein modifiziertes Stromregelventil 42, welches die Funktionen der Ventile 36 und 38

-¹H (Fig. 1) ausführt. Ein Ventilkegel 43 wird in der Zeichnung nach rechts durch die ...raf' einer Feder 44 gedrängt. Die Federkraft 44 wird in Abhängigkeit von dem Betriebsmitteldruck automatisch mittels eines Kolbens 46 eingestellt, dessen Durchmesser dem

ί Durchmesser des Ventilsitzes entspricht. Ein Kolbcnkopf 48 begrenzt den Hub des Kolbens 46. Eine Zweigleitung 50 führt dem Kolben 46 den Betriebsmitteldruck von einem Punkt vor der festen Drossel 30 zu. Eine weitere, außen liegende Feder 52 stützt den Kolben

:d 46 gegen Betriebsmitteldruck ab. De; Kolben 46 nimmt also in Abhängigkeit von dem Betriebsmitteldruck (und entgegen der Kraft der Federn 44, 52) jeweils eine Stellung ein, bei der der Ventilkegel 43 einer richtig bemessenen, in Schlicßrichtung wirkenden Kraft untcr-

ii liegt, der die Kraft des gedrosselten Druckes im Öffnungssinne entgegenwirkt. Im Normalfall fließt durch die Ventilöffnung der konstante Druckmiltelstrom ab, der an der Drossel 30 einen im wesentlichen konstanten Druckabfall erzeugt. Im Überlastfjll findet

in der Kolben 46 einen Anschlag, und die Anpressung des Ventilkegel 43 reicht nicht aus, die abfließende Diuckmittelmengc klein zu halten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einstellen der Fördermenge einer mittels eines Stellzylinders einstellbaren Hydropumpe, mit folgenden Merkmalen: ein Steuer- ^r. ventil für der Stellzylinder ist mit einer Seite unmittelbar an einer Förderleitung bei Pumpenauslaß und mit der anderen Seite über eine Drosselkette an die Pumpe angeschlossen, wobei am Steuerventil der Pumpenauslaßdruck einerseits und der durch iu Drosselung verminderte Pumpenauslaßdruck sowie die Kraft einer Feder andererseits anliegen; die Drosselklappe schließt ein in der Förderleitung der Pumpe angeordnetes Fördermengeneinstellventil sowie eine in einer Zweigleitung angeordnete feste r< Drossel ein; die feste Drossel arbeitet mit einem Ablaßventil zusammen, gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen: das Ablaßventil ist als Stromregelventil (36, 42) ausgebildet, über das unabhängig vom Druck in der Förderleitung (ΐ4,15) ständig ei λ kleiner konstanter Druckmittelstrom Rießt, welcher an der festen Drossel (30) andauernd einen bestimmten Druckabfall erzeugt.

2. Vorrichtung nach einem Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 2^r> daß das Stromregelventil (42) in einem bestimmten Bereich des Pumpendrucks mit einer variablen, druckabhängigen, in Schließrichtung wirkenden Kraft einer Feder (44) und in einem Überlastbereich des Pumpendruckes mit einem festliegenden Feder- to Widerlager (46, 48) arbeitet, wobei es als Druckbegrenzungsventil wirkt.