DE2350390C3 - - Google Patents
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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
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B2205/00—Fluid parameters
- F04B2205/08—Pressure difference over a throttle
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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 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 bar) Voraussetzung ist, muß ein gewisser Förderdruckverlust
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 Überdruckventil mit einer festen Drossel oder Drosselkette
zusammenarbeitet, jedoch nur bei bestimmten Überlast-Betriebsbedingungen geöffnet ist und dann
das Nebenstromventil 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 wi
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 Druckgefälle ··'<
zum Steuern des Steuerventils zur Verfügung steht.
Die gestellte Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen 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
fördermengeneinstellventil 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 versteübare 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 Federwiderlager 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. Hie über ein Fördermengeneinstellventil
16 zu einem Druckmittelverbraucher 18 führt. Als Fördermengeneinstellventil 16 können vielerlei
Ventilarten verwendet werden, welche den Druckmitteldurchsatz zum Verbraucher, beispielsweise einem
oder mehreren Hydromotoren, zu steuern und zu bemessen in der Lage sind. In manchen Systemen, die
hierfür typisch sind, kann das Fördermengeneinstellventil 16 ein gewöhnliches Vierwege-Umsteuerventil
umfassen.
Der Stellzylinder 12 wird von einem Dreiwege-Steuerventil
20 gesteuert, das einen Kolbenschieber mit drei Stellungen aufweist: eine geschlossene Mittelstellung,
eine Druckmittelzuführungsstellung und eine Druckmittelabführstellung. In der Druckmittelzuführungsstellung
wird dem Stellzylinder 12 Druckmittel von der Förderleitung 14 über eine erste Zweigleitung
22 zugeführt und in der Druckmittelabführstellung über eine Auslaßleitung 24 abgeführt. Der Kolbenschieber
des Steuerventils 20 wird durch den Pumpenauslaßdruck, der von der Förderleitung 14 vor dem
Fördermengeneinstellventil 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 Druckmittelstrom fließt ständig über die 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 nimn.i der Kolbenschieber
des Steuerventils 20 seine geschlossene Mittelstellung ein und die Kraft infolge des Pumpenauslaßdruckes,
welche auf das rechte Ende des Kolbenschiebers einwirkt, ist genau gleich der Kraft der Feder
26 plus der Kraft infolge des gedrosselten Druckes, weiche 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 Druckrr:ttelstrom
konstant macht
Wenn das Fördermengeneinstellventil 16 beispielsweise in eine Stellung für stärkere Drosselung verstellt
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
Hern pörd?rmen^enei?i«te!!venti! 16 auftritt, kehrt 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 Drucküberlastung
abgebaut ist
Der für die Betätigung des Steuerventils 20 zur Verfügung stehende Druck ist theoretisch die Summe
des Druckabfalls an dem Fördermengeneinstellventil 16 und der festen Drossel 30. Wird nun der Druckabfall an
ίο 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
16 in Kauf nehmen zu müssen. Auf diese Weise wird der Förderdruckverlust in der Förder- oder Hauptdruckmittelleitung
14,15 erheblich reduziert
Die F i g. 2 zeigt ein modifiziertes Stromregelventil 42, welches die Funktionen der Ventile 36 und 38
(Fig. 1) ausführt Ein Ventilkegel 43 wird in der Zeichnung nach rechts durch die Kraft einer Feder 44
gedrängt Die Federkraft 44 wird in Abhängigkeit von dem Betriebsmitteldruck automatisch mittels eines
Kolbens 46 eingestellt dessen Durchmesser dem Durchmesser des Ventilsitzes entspricht Ein Kolbenkopf
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
46 gegen Betriebsmitteldruck ab. Der 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 Schließrichtung wirkenden Kraft unteres H^CTt Hf»r Hi*» If rsift Hpc σ?αΓΟ55?Η?Π OnlCk?S !ΓΠ
Kolbenschieber des Steuerventils 20 in seine geschlossene Mittelstellung zurück.
Ein entsprechender Ablauf in entgegengesetzter Richtung wird eingeleitet, wenn das Fördermengeneinstellventil
16 weiter geöffnet wird.
Wenn der Pumpendruck über einen festgelegten Wert steigt, wird das Druckbegrenzungsventil 38
geöffnet und läßt Druckmittel ab. Dadurch fällt der Öffnungssinne entgegenwirkt Im Normalfall fließt
durch die Ventilöffnung der konstante Druckmittelstrom ab, der an der Drossel 30 einen im wesentlichen
konstanten Druckabfall erzeugt Im Überlastfall findet der Kolben 46 einen Anschlag, und die Anpressung des
Ventilkegels 43 reicht nicht aus, die abfließende Druckmittelmenge klein zu halten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Vorrichtung zum Einstellen der Fördermenge einer mittels eines Stellzylinders einstellbaren
Hydropumpe, mit folgenden Merkmalen: ein Steuerventil 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
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 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 (14,15)
ständig ein kleiner konstanter Druckmittelstrom fließt, welcher an der festen Drossel (30) andauernd
einen bestimmten Druckabfall erzeugt
2. Vorrichtung nach einem Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
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-Widerlager (46, 48) arbeitet, wobei es als Druckbegrenzungsventil
wirkt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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