DE2354352A1

DE2354352A1 - Pumpe

Info

Publication number: DE2354352A1
Application number: DE19732354352
Authority: DE
Inventors: George Arthur Berman; Gilbert Henry Drutchas
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1972-11-02
Filing date: 1973-10-30
Publication date: 1974-05-09
Also published as: AR198447A1; FR2205945A5; CA995976A; DE2354352C2; BR7308550D0; AU6196173A; US3822965A; ES420137A1; SE397865B; JPS5330362B2; JPS4978208A; IT1009532B; GB1445365A

Description

Cleveland, Ohio 44117 /V.St.A.

Unser Zeichen: T

Pumpe

Die Erfindung b.ezieht sich ganz aPlgemein auf die Steuerung der Strömung und auf eine Druckentlastung in einer Pumpe und insbesondere auf eine Pumpe, die eine integrale Strömungssteuerungseinrichtung aufweist.

Es sind bereits Pumpen bekannt, die integrale Strömungssteuerventile oder -schieber aufweisen. Bei den meisten dieser Pumpen ist es erforderlich, daß der Schieber die gesamte Strömung aus dem Pumpenauslaß zum Einlaß zurückführt. Manchmal ist ein derartiger Strömungssteuerschieber außerhalb der Pumpe in einer Leitung angeordnet, die zum Verbraucher führt. Bei anderen Ausführungsformen der Pumpe ist der Strömungssteuerschieber ein Teil der nach Art einer Packung angeordneten Bauteile, die die Pumpe bilden und dieser Schieber ist direkt in Kanälen eines Pumpengehäuses angeordnet. In anderen Fällen ist dieser Schieber als integraler Bauteil von verschiedenen Teilen ausgebildet, die ihrerseits die Pumpe bilden. In jedem

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Fall können im Bereich der oberen Drehzahlen die Bypaßschieber eine Strömungsrate im Bereich von 114 1 pro Minute bis zu 151 1 pro Minute erzeugen, und dies führt zur Entwicklung von hohen Bernoulli'sehen Reaktionskräften. Diese Kräfte erfordern starke Gegenfederkräfte zum Schließen der öffnungen, ohne daß ein Hängenbleiben stattfindet und ohne daß der Schieber Hysteresis-Erscheinungen aufweist» Erhöhte oder zusätzliche Federkräfte führen zu einem erheblichen Anstieg des Druckabfalles in den Drosselstellen, und es erfolgt eine Temperaturerhöhung, und dies führt zu beträchtlichen Kosten, die für Ölkühler aufgewandt werden müssen, um die Temperaturen auf einer Sicherheitshöhe zu halten, durch die ein Verschleiß der Bauteile und ein Ausfall der Verbindungsleitungen verhindert wird.

Zahlreiche Mittel zur Begrenzung der Neigung zum Fressen am Ende wurden bereits benutzt. Feste Spielräume am Ende, die sorgfältig durch eine Qualitätskontrolle überwacht werden, sind schwierig zu beherrschen. Flexible Endplatten aus Bronze oder anderen teuren Materialien wurden ebenfalls bei verschiedenen Ausführungsformen unter erhöhtem Kostenaufwand verwendet. Keine dieser Ausführungsformen ist voll zufriedenstellend.

Gemäß der Erfindung wird ein vollständig anderes Betriebskonzept mit Vorteil entwickelt. Gemäß der Erfindung wird eine Druckplatte mit einer Dichtungsoberfläche vorgesehen, um eine Abdichtung zwischen den Einlaß- und Auslaßabschnitten einer Pumpe zu erzielen, und diese Druckplatte wird unter Druck gesetzt und zwar durch ein fluides Medium, welches unter dem von der Pumpe erzeugten Druck steht.

Bei einer ersten Ausführungsform kann fluides Medium, welches von der Pumpe gefördert wird, durch eine Öffnung oder Drosselstelle geführt werden, ehe dieses Medium die Zahnräder oder andere Antriebseinrichtungen erreicht.

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Bei einer zweiten Ausführungsform wird die Fördermenge zu einem Verbraucher geführt und das abgegebene fluide Medium wird durch eine öffnung oder Drosselstelle in der Rückleitungsseite der Pumpe hindurchgeführt.

In beiden Fällen wird der an der öffnung oder Drosselstelle erzeugte Druckabfall verwendet, um ein vorgespanntes Servoventil oder einen vorgespannten Servoschieber entsprechend der Änderung des Druckabfalls durch eine Drosselstelle oder öffnung bei sich verändernden Pumpendrehzahlen zu betätigen. Die Beaufschlagung des Servoschiebers oder Servoventils öffnet einen modulierten Kanal, der von der statischen Kammer zur Rückseite der Druckplatte führt, um wahlweise diese Kammer zu entlasten. Da die Druckkraft an der Rückseite der Druckplatte entsprechend der Ventilvorspannungseinstellung abfällt, die durch eine Feder und eine öffnung oder Drosselstelle eingestellt wird, wird die Strömungssteuerung durch das Abheben der Druckplatte von der anliegenden Ringoberfläche gesteuert, und es erfolgt die Ausbildung eines direkten Bypasses vom Auslaß zum Einlaß der Pumpe und zwar oberhalb des eingestellten Strömungssteuerpunktes. Dadurch kann die Strömungssteuerung mit einem kleinen Servoschieber oder Servoventil durchgeführt werden, wobei dieses Ventil zusammen mit der beweglichen Druckplatte einen --Effekt"'erzeugt, der ähnlich einem Servoübersetzungseffekt ist. In vorteilhafter Weise führt die Möglichkeit des Abhebens der Druckplatte zu einer verbesserten Steuerung der Strömung innerhalb der Platte und zu geringeren mechanischen Drehmomenten und ferner zu einer Verringerung der Neigung der Kavitationsausbildung. Ein Aufladeeffekt wird durch die Druckplatte erzielt und zwar dadurch, daß eine Reihe von mit nominalen Querschnitten versehene Bohrungen am Umfang des Gehäuses vorgesehen sind, welches den Behälter mit dem Inneren der Pumpe verbindet und zwar an einem Punkt neben der Stelle, an der der sich schnell aus-

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dehnende Strom mit hoher Geschwindigkeit durch den Platten~ Bypaß ausgestoßen wird.

Eine weitere Möglichkeit wird dadurch gegeben, daß der Rückflußstrom verwendet wird, um das Vorratsbehälteröl anzusaugen. Diese Einrichtung kann verwendet werden, um in ähnlicher Weise den Rückleitungskreis aufzuladen.

Die Steuerung, die erfindungsgemäß ausgebildet ist, weist andere wesentliche Vorteile auf. Ein Ventil oder Sehieberventil kann vorgesehen sein, das entweder Teil des gleichen Aufbaues ist oder getrennt ausgebildet ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine volle Strömungsentspannung bei jeder der beiden Ausführungsformen erzielt werden kann.

Das Abheben der Druckplatte bei Erreichen eines Druckentspannungspegels bildet einen weiteren Portschritt bei der Herstellung der Druckplatte bezüglich des Wirkungsgradesund der Dauerhaftigkeit der Druckplatte.

Der Hersteller hat die Wahl, Pumpen mit größeren oder kleineren Endspielräumen zu bauen, und er hat dadurch die Wahl, das Pressen auszuschalten. Weiterhin steigt der Wirkungsgrad an, da niedrigere Endspielräume erzielbar sind. Die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit werden erhöht und zwar dadurch, daß ein sogenanntes Endfressen ausgeschaltet wird. Dies bedeutet, daß auf der Oberfläche der Druckplatte, die dem gegen diese einwirkenden Bauteil gegenüberliegt, wie beispielsweise dem Rotor oder dem Zahnrad, ein Ölfilm aufrechterhalten wird.

Die erfindungsgemäße Druckplatte kann bei allen Rotationspumpen verwendet werden.

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Die Erfindung soll unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Pumpe, die erfindungsgemäß ausgebildet ist,

Fig. 2 eine Sehnittansicht, genommen längs der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Teilschnittansicht, die zusätzliche Details der Wirkung zeigt,

Fig. 4 eine Ausführungsform einer Druckentlastungseinrichtung,

Fig. 5 eine Teilschnittansicht, welche zusätzliche Details des Austrittskanals der in Fig. 1 dargestellten Pumpe zeigt,

Fig. 6 eine ähnliche Schnittansicht wie Fig. 1, in der ein anderer Pumpenaufbau gemäß der Erfindung gezeigt ist, wobei ein Behälter dargestellt ist, der die Pumpe umgibt,

Fig. 7 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie VII-VII der Fig. 6,

Fig. 8 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie VIII-VIII der Fig. 7, .

Fig. 9 eine Schnittansieht einer anderen Ausführungsform der Druckentlastung,

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Pig. 10 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der Ladeeinrichtung

und
Fig. 11 eine Schnittansicht eines Hydraulikkreises, wobei ein erfindungsgemäßer Seryoschieber verwendet wird.

Die Grundgedanken der Erfindung sind im folgenden in Verbindung mit einer speziellen Pumpe beschrieben, nämlich mit einer Pumpe, bei der Pumpengleitkörper verwendet werden, die die Freiheit haben, sich radial zu bewegen und die sich in Winkelrichtung verschwenken können, wenn sie der benachbarten Bohrungswandung folgen. Es sei bemerkt, daß die Grundgedanken der Erfindung bei jeder Pumpe angewendet werden können, bei der eine Pumpenkammer mit Einlaß und Auslaß vorgesehen ist und die eine der Pumpenkammer benachbarte Druckplatte aufweist, die durch einen Druck belastet ist, um die Einlaß- und Auslaßabschnitte gegeneinander während des normalen Betriebes der Pumpe abzudichten. Derartige Pumpen können beispielsweise Zahnradpumpen sein, oder andere Pumpen mit drehbaren Verdrängerelementen.

In Fig. 1 ist eine im allgemeinen mit 10 bezeichnete Pumpe dargestellt, die ein Gehäuse 11 aufweist, welches eine flache Endoberfläche 12 hat. Eine im allgemeinen napfförmige, aus gezogenem Stahl bestehende Kappe 13 ist vorgesehen,und diese weist eine Endwandung 14 und Seitenwandungen 16 auf. Die Seitenwandungen 16 laufen in einem Flansch 17 auf, der mit einer Aussparung 18 versehen ist. Die Kappe 13 sitzt über dem Gehäuse 11 und ein Haltering 19 sitzt in der Aussparung 18 und liegt gegen das Gehäuse bei 20 an und dadurch werden die Teile in zusammengebauter Weise miteinander gehalten.

Innerhalb der Kappe 13 ist eine Packungsbaueinheit angeordnet, welche die verschiedenen Elemenet aufweist, die eine Pumpe bilden. Es ist eine untere Druckplatte Lp neben der Endober-.fläche 12 angeordnet. Die Teile der Packungsbaueinheit sind

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in einer axialen Reihe angeordnet und das nächste Element ist ein Ring Cr, in dem eine Pumpenkammer ausgebildet ist. Eine Welle 21, die' von einem Antrieb angetrieben werden kann, erstreckt sich in das Gehäuse 11 hinein und weist einen Nutenabschnitt 22 auf, der in einen entsprechenden Nutenabschnitt 23 eines Rotors 2h eingreift. Der Rotor weist eine Anzahl von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten Aussparungen auf, und in jeder Aussparung ist ein Gleitkörper 25 angeordnet, der wirksam ist, um ein fluides Medium von einem Einlaßabschnitt zur Pumpenkammer mit einem erhöhten Druck zu einem Auslaßabschnitt der Pumpenkammer zu fördern. Die erfindungsgemäße Pumpe kann eine Pumpe sein, die Pumpenelemente aufweist, die als Gleitkörper ausgebildet sind, welche radial bewegbar sind und welche sich in einer Winkelrichtung verschwenken können, wenn diese Gleitkörper der benachbarten Bohrungswandung der Pumpenkammer folgen.

Eine obere Druckplatte Up ist vorgesehen, die eine Dichtungsfläche 30 auf einer Seite aufweist, welche gegen den Ring €r anliegt und die Einlaßabschnitte der Pumpe gegen die Auslaßabschnitte der Pumpe während des normalen Pumpenbetriebes abdichtet.

Die obere Druckplatte Up weist eine Umfangsausspärung 31 auf, in der eine 0-Ringdichtung 32 sitzt. Diese Dichtung 32 liegt auch gegen die benachbarte Wandung der Kappe 13 an und dadurch werden in dichtender Weise die Einlaßabschnitte der Pumpe, die mit 33 bezeichnet sind, gegenüber* der Auslaßkammer C2 der Pumpe abgedichtet.

Eine Stützplatte 3¹* liegt gegen die hintere Oberfläche 36 der oberen Platte Up auf und diese Stützplatte erstreckt sich über die Hinterseite der oberen Platte Up und bildet somit eine Wandung' der Kammer C2, die ihrerseits eine Drucksteuerkammer ist. Die verschiedenen Teile der Packungsbaueinheit, die in einer axialen Reihe angeordnet sind_s sind

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anfangs mittels einer Schraubenfeder 37 vorgespannt, deren eines Ende sich gegen die Wand 14 der Kappe 13 abstützt und deren anderes Ende sieh gegen die Stützplatte 3*f abstützt. Alle die Teile werden auf diese Weise bis zur Inbetriebnahme der Pumpe zusammengehalten. Sobald die Pumpe in Betrieb ist, wird fluides Medium unter:.einem von der Pumpe erzeugten Druck durch eine Pumpenaus1aßöffnung 38 und durch eine öffnung 04 in die Kammer C2 abgegeben.

GemäR> der Erfindung werden die Teile der Packungsbaueinheit in fluchtender Lage mittels Paßstiften gehalten, die einen speziellen Aufbau, aufweisen. Der Paßstift kö besteht aus einem hohlen Rohr und dadurch wird ein axial sich erstreckender Kanal P3 geschaffen, der durch das Innere des Paßstiftes hindurch verläuft. Eine Kugel 41 dichtet das offene Ende des Paßstiftes HO ab; Es ist jedoch eine öffnung 02 in der Wandung des Paßstiftes ausgebildet und dadurch wird der Kanal P3 mit der Kammer C2 verbunden. Ein anderer Paßstift ist bei 42 dargestellt, und dieser besteht aus einem hohlen Rohr, und es wird dadurch ein innerer Kanal gebildet₉ der mit P4 bezeichnet ist. Eine Kugel 4,3 dichtet das Ende des Paßstiftes 42 ab. Auch hier ist eine öffnung 03 vorgesehen_s die den Kanal P4 mit der Kammer C2 verbindet. Wie Fig. 5 zeigt, wird der Pumpenausgang von den nierenförmigen Äuslaßöffmmgen abgeleitet, die in der oberen Platte Up ausgebildet sind und die bei OPK bezeichnet sind _f und es erfolgt eine Leitung durch eine Bohrung P6, die in dem Ring Cr ausgebildet ist und ferner erfolgt der Auslaß durch einen Kanal P7, der in der unteren Platte Lp ausgebildet ist, und dieser Kanal mündet in den Kanal P8 des Gehäuses 11 und der Pumpenauslaß erstreckt sich von dort in den Raum G4, der sich in Verbindung mit einer Anschlußleitung befindet, die in ein Ansehlußgewinde P des Gehäuses 11 eingeschraubt werden kann. Das unter dem von der Pumpe erzeugten Druck stehende fluide Medium wird auf diese Weise zw einer Verbraucherstelle gebracht. Wenn beispielsweise

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die in den Figuren dargestellte Pumpe als eine Servolenkungspumpe verwendet wird, so wird das fluide Medium dann zu einer Servoeinrichtung geführt. Nachdem das fluide Medium abgegeben und zurückgeführt ist, wird der Rückfluß in eine Kammer Cl geführt, die im Gehäuse 11 im Bodenabschnitt eines Rückleitungsanschlusses 50 (Fig. 1) ausgebildet ist« Das rückströmende Medium, das in die Kammer Cl eintritt, gelangt in einen Kanal Pl, der in dem Gehäuse 11 ausgebildet ist und strömt dann durch eine Öffnung 01, die in einem äußeren Rohr Tl ausgebildet ist, wie es vergrößert im.einzelnen in Fig. 3 gezeigt ist. Konzentrisch in das Rohr Tl ist ein zweites Rohr T2 eingeschoben, welches bei 51 einen ausgestanzten Abschnitt aufweist, wodurch eine öffnung 52 gebildet wird, die mit der öffnung 01 fluchtet. Der ausgestanzte oder Zungenabschnitt 51 liegt über der Öffnung:52 und ist vor der Öffnung 01 angeordnet, um eine laminare Strömung von der Öffnung 01 ins Innere des Rohres T2-.aufrechtzuerhalten, so daß durch die Strömung durch die Öffnung ein Vorverdichtungs- oder Überdruckeffekt erzeugt wird. Ein derartiger Uberdruckströmungseffekt erzeugt eine Strömung durch das Rohr T2 und zwar durch den Kanal P20, der durch das hohle Innere des Rohres T2 gebildet wird, wobei dieser Kanal mit dem Vorratsbehälter 60 verbunden ist. Der Strömungsimpuls, der sich, aus dieser Wirkung ergibt, drückt die Überdruckflüssigkeit über den Kanal P2 in den Pumpeneinlaß Ip der unteren Platte Lp.

Bezüglich der Strömungssteuerwirkung sei unter Hinweis auf die Figuren der Zeichnung bemerkt, daß dadurch, daß die in die Kammer Cl eintretende Rückflußmenge durch die Öffnung hindurchgeht, ein Drückabfall erzeugt wird, der auf den vorderen Abschnitt eines Strömungssteuerventiles Vfc einwirkt, dessen Steuerfläche -mit Sl bezeichnet ist. Das Ventil Vfc bewegt sich unter der Kraft des Strömungsabfalles,um die Drucksteuerkammer C2 hinter der unter Druck stehenden oberen Platte Up über einen Kanal P2 zu öffnen, der seinerseits durch das Strömungssteuerventil Vfc gesteuert wird. Der Kanal

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P2 steht in Verbindung mit dem Kanal P3 des hohlen Paßstiftes iJO und dieser Kanal ist mit der Kammer C2 durch die öffnung 02 verbunden. Dieser Kanal P2 wird mit einem Kanal Pll verbunden, der seinerseits mit einer Niederdrucksone verbunden ist, vorzugsweise mit dem Vorratsbehälter. Auf diese Weise kann der Druck in der Kammer C2 abfallen und es wird der oberen Druckplatte Up ermöglicht, sich von der Oberfläche abzuheben, die durch den Ring Cr gebildet wird, wodurch der Auslaßdruck direkt in die Einlaßabschnitte der Pumpe neben der Dichtungsfläche 30 der oberen Druckplatte Up abgeleitet wird, wobei auch die benachbarten Seiten des Rotors 24 mit der Niederdruckseite in Verbindung gebracht werden.

Das Strömungssteuerventil Vfs ist ursprünglich durch eine Steuerfeder vorgespannt, die bei SpI gezeigt ist. Diese Feder wird in ihrer Stellung durch eine Haltekugel 62 (Pig.l) gehalten. Das Strömungssteuerventil Vfc kann demgemäß unter Verwendung der kleinen Feder SpI voreingestellt werden und wirkt als ein Servosteuerventil, welches den Druck regelt, der auf die Endplatte einwirkt,die durch die obere Druckplatte Up gebildet wird. Es sei bemerkt, daß die öffnung 04 kleiner ist als beide öffnungen 02 und 03, wodurch der Druck in der Kammer C2 abfallen kann, wenn das Strömungssteuerventil Vfc betätigt ist.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform tritt die Druckentspannung auf, wenn der Druck in einem Raum C4, der mit der Kammer C2 über die öffnung 03 im Paßstift 42 und die Kanäle P4 und P5 verbunden ist, einen Entspannungsdruck erreicht. Eine Kugel B hebt sich von einem Sitzring Se ab und dadurch wird eine Feder Sp2 zusammengedrückt. Da die Kammer C3 mit der Niederdruckseite über einen Kanal P9 verbunden ist, wird der Druckpegel in der Kammer C2 an der Rückseite der oberen Druckplatte Up auf einen Druckpegel eingestellt, der durch die Spannung in der Feder Sp2 eingestellt wird. Hierdurch wird die Entspannung eingestellt.

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Es sei nunmehr auf die Pig * 6, 7 und 8 Bezug genommen, die den Aufbau einer Pumpe zeigen. Da jedoch die meisten·der Teile im Aufbau und in der Punktionsweise den bisher beschriebenen Teilen entsprechen, sollen gleiche Bezugszeichen verwendet werden, üra gleiche Teile zu kennzeichnen. Es ist eine Pumpe IO dargestellt, die ein Gehäuse 11 aufweist, welches eine flache Endoberfläche 12 hat. Eine aus gezogenem Stahl bestehende Kappe 13 ist vorgesehen, die eine Endwandung lU und Seitenwandungen 1.6 aufweist, welche in einen Endflansch 17 auslaufen, der eine .Innennut 18 bildet, in der ein Verriegelungsring 19 sitzt, der gegen einen benachbarten Abschnitt des Gehäuses 11 anliegt.

Innerhalb der Kappe 13 ist am Gehäuse 11 eine Packungsbaugruppe angeordnet, die in axialer Reihenfolge Pumpenbauteile aufweist, die eine untere Druckplatte Lp₉ einen Ring Cr und eine obere Druckplatte Up umfassen. Diese obere Druckplatte Up kann miteinander verbundene Bauteile aufweisen, wobei eine Dichtungsfläche 30 und eine Stützplatte 34 vorgesehen sind und ferner eine Antriebsoberfläche 36. Ein O-Ring 32 ist in einer Aussparung 31 im äußeren Abschnitt der oberen Druckplatte Up vorgesehen und dadurch wird in abgedichteter Weise ein Einlaßabschnitt 33, der die Packungsbaugruppe umgibt, und eine Auslaßkammer C2' voneinander getrennt, wobei die , Kammer C2 hinter der Druckplatte Up liegt, Eine Kompressionsfeder 37 ist zwischen der Wand IM und der oberen Druckplatte Up angeordnet, um eine anfängliche Vorspannung und Belastung für die Packungsbaugruppe zu erzeugen. Ein Zapfen 70 weist einen Kopf 71 innerhalb der Kapperiwandung 14 auf und ferner einen Gewindeabschnitt 72, der sich zu Montagezwecken nach außeh erstreckt. Ein Behältergehäuse 73 weist eine öffnung auf, und in diese greift der Montagezapfen 72 ein und eine Dichtung 7^ ist zwischen dem Behältergehäuse73 und einer Mutter 76 angeordnet. Das Behältergehäuse weist eine Füllöffnung 77 auf-, die mittels einer Kappe 78 geschlossen wird

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und liegt am Gehäuse 11 bei 79 an. Eine 0-Ringdichtung 80 bildet eine Abdichtung und dadurch ist es möglich, daß der gesamte Innenraum des Gehäuses 73 einen Behälter bilden kann. Dieser Behälter ist in Pig. 3 mit 60 gekennzeichnet.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausfuhrungsform der Erfindung sind die Gleitkörper bei 25 dargestellt und diese sind radial nach außen durch Belastungsfedern 25a vorgespannt. Die Welle' 21 ist in einer Lagerbuchse 21a drehbar gelagert, und eine Dichtung 21b ist im Gehäuse 11 vorgesehen. Bei der in Fig. dargestellten Ausführungsform mündet der hohle Paßstift 40a direkt in die Kammer C2 hinein. Es sei auf Fig. 8 Bezug genommen. Die Kammer C*! erhält fluides Medium aus den Pumpenauslässen und gibt dieses durch eine öffnung 86 in einem Sitzeinsatz 87 ab, welcher in einem Gewindeanschluß F angeordnet ist. Es sei bemerkt, daß ein Strömungssteuerventil 80 durch eine Feder 81 vorgespannt ist. Das Ventil hat im allgemeinen die Form eines rohrförmigen Schiebers, weist jedoch eine konische Oberfläche 85 auf. Das Ventil 80 bewegt sich in einer Hülse 82, die praktisch ein Zylinder ist, der Schieberstege und Aussparungen aufweist, damit eine Schieber- oder Ventilwirkung erzielt werden kann. Insbesondere weist die Hüls3 eine Durchgangsöffnung 83 auf-, die mit dem Kanal in Verbindung steht, der sich durch den hohlen Paßstift *JOa erstreckt, nämlieh mit dem Kanal P3. Die Strömung aus der Pumpenrückleitung tritt in eine Kammer C8 ein, und es erfolgt ein Druckabfall an einer Drosselstelle, und auf diese Weise wird ein Druckabfall erzeugt, der das Strömungssteuerventil 80 bewegt. Wegen des konischen Abschnittes 81 wird die öffnung 83 fortschreitend geöffnet und dadurch wird die Kammer C2 über den Kanal P3 im Paßstift entlastet oder entspannt. Die konische Oberfläche stellt sicher, daß sich das Strömungssteuerventil 80 um eine erheblich größere Strecke bewegt als die Druckplatte Up sich bewegt, um den Strömungssteuerpegel aufrechtzuerhalten. Dadurch wird eine größere Stabilität in dem Ventilsystem erzeugt, und es wird in gewisser Weise ein Servoeffekt bewirkt. .

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Bei der in Fig. β dargestellten Druckentspannung ist diese Druckentspannung vom StrömungssteuBrventil abhängig. Die Strömung, die in die Auslaßkammer C^ (Fig. 8) von der Auslaßöffnung eintritt, spricht auf einen Bedarf des Verbrauchers an, bis ein Entspannungsdruck erreicht wird. Beim. Entspannungsdruck wird eine Kugel B2, die durch eine Feder B3 vorgespannt ist, abgehoben und erlaubt eine Strömung in die Kammer C8 und zur Drosselöffnung 05. Dadurch wird das Strömungssteuerventil 80 in der beschriebenen Weise in die öffnungsstellung geschaltet und es erfolgt eine Nebenströmung direkt über die Dichtungsoberfläche 30 hinweg.

Um eine Druckentspannungsfunktion unabhängig von einer Strömungssteuerung zu erzielen, kann die in Fig. 9 dargestellte Ausbildung"vorgesehen sein, bei der der Druck in der Kammer C4 die Einstellung der Feder Sp2 übersteigt und den Schieberkolben 82 bewegt und einen flötenartigen Schlitz Sf in die Kammer C5 einführt, in der Atmosphärendruck herrscht. Der Druckpegel, der durch den Kanal P4 von der Kammer C2 zugeführt wird, fällt ab, um den Druck in der Kammer C4 entsprechend der Druckeinstellung der Feder Sp2 aufrechtzuerhalten und dadurch wird die Druckentspannung reguliert.

Es sei nunmehr auf Fig. 10 Bezug genommen. Eine Pumpe 90 weist ein Gehäuse 91 auf, welches Bohrungen 92 hat, die ausserhalb um die Druckplatte 93 herum angeordnet sind. Die Bohrungen 92 werden auf diese Weise zu Leitungen für die Nach- . füllströmung vom Behälter R, der zwischen dem Gehäuse 91 und einem Bauteil 94 angeordnet ist. Die erste Nebenschlußleitung über den Ring 96, die sich aus dem Plattenabheben ergibt, saugt öl aus dem Vorratsbehälter R an und dadurch wird eine Ladewirkung erzielt.

In Fig. 11 ist eine Drucköffnungs- oder Druck-Drosselstellen-. schaltung dargestellt. Ein Gehäuse 99 weist eine Bohrung 100 mit aufeinanderfolgenden Einsenkungen auf_s und diese Bohrung

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endet an einer Endwandung 101, an der eine Entspanmmgsventilbaugruppe 102 anliegt. Ein Kanal 103 im Gehäuse 100 führt die Strömung vom Entspannungsventil zum Behälter zurück. Eine Hülse 104 ist in der Bohrung 100 durch einen O-Ring 106 abgedichtet und bildet einen Ventilsitz 107 für eine Ventilkugel 108, die in die Sehließstellung durch eine Feder 109 vorgespannt ist. Das andere Ende der Feder stützt sich gegen einen Verschlußstopfen 110 ab.

Eine Steuerschieberhülse 110 ist in der Bohrung 100 durch drei in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnete O-Ringe ' 112, 113 und 114 abgedichtet. Eine oder mehrere öffnungen 116 verbinden das Innere der Hülse 111 mit einem ringförmigen Servobypaß 117, der zum Behälter führt, wobei diese ringförmige Bypaßaussparung 117 zwischen den Dichtungen 112 und 113 ausgebildet ist.

Eine oder mehrere öffnungen 117 sind in der Hülse 111 zwischen den Dichtungen 113 und Hh ausgebildet und bilden eine Schieberaussparung, die von einem Schiebersteg 119 gesteuert v/erden, die an einem Ende eines Steuerschiebers 120 ausgebildet ist, dex* axial innerhalb der Hülse 111 bewegbar ist. Der Schieber 120 weist eine Bohrung auf, die mit einer Schulter 121 ausgerüstet ist. Ein Ende einer Feder 122 stützt sich an dieser Schulter ab, wobei das andere Ende dieser Feder sich gegen die Hülse 104 abstützt. Dadurch besteht die Neigung, den Schieber I¹IO in einer Richtung vorzuspannen. Die öffnungen 118 stehen mit einem ^anal 123 in Verbindung, der dem Kanal ¹JOa, der bereits beschrieben wurde, entspricht. Dadurch v/ird eine Leitung gebildet, die zu einer statischen Kammer führt, die der Kammer C2 entspricht. Der Steuerschieber 120 weist einen vorderen Steg 12¹I auf, der gleitbar in der Hülse 111 innerhalb des O-Ringes 112 liegt.

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Ein Sitzeinsatz 126 ist vorgesehen, der einen Kanal 127 aufweist, der zu einem Pumpenauslaß128 führt. Es ist ebenfalls ein Halsabschnitt 129 an einem Ende vorgesehen, der eine bemessene öffnung bildet. Der Steuerschieber 120 weist einen Schieberkopf 130 auf, der gegen den Rand des Halsabschnittes 129 anliegt und dadurch die öffnung abschließt. Dieser Schieberkopf weist einen Schaft 131 auf, der sich durch die öffnung bei 129 hindurcherstreckt. Der Schaft 131 ist, wie bei

132 gezeigt, konisch ausgebildet und weist' eine Fühlöffnung

133 in der Endwandung auf.

Eine Ringraum, der axial innerhalb des Sitzeinsatzes 126 angeordnet ist, ist bei 134 gezeigt und bildet eine Druckkammer, die der Kammer Ck entspricht und dieser Raum nimmt über einen Kanal 136 fluides Medium von den Pumpenauslässen auf.

Der Steuerschieber 120 arbeitet als Servoschieber und der Schaft I31 am Schieber 120 dient zwei Zweckenj Zuerst ist es möglich, einen Fühler an der hinteren Schieberkammer auszubilden, ohne daß schwierig zu bohrende Bohrungsanordnungen gebohrt werden müßten, um die vorderen und hinteren Teile¹ des Schiebers zu verbinden. Zweitens- ermöglicht asr Schaft 131 die Ausbildung eines konischen Schaftes und zwar durch die Ausbildung der konischen Oberfläche 132» wobei sich dieser konische Schaft durch eine Drosselöffnung erstreckt, die durch die Halsöffnung 129 gebildet wird. Falls erforderlich oder gewünscht, kann man hierdurch eine fallende StrÖmungscharakteristik erzielen.

Der Druckabfall an der Öffnung 129 verschiebt im Betrieb'den Servoschieber 120 in verschiedene VorspannungsStellungen und zviar entsprechend der sich ändernden Pumpendrehzahl. Die Beaufschlagung des Servoschiebers öffnet einen modulierten Kanal 123, der sich von der statischen Kammer G2 zur Hinterseite der Druckplatte 93 erstreckt, um wahlweise diese Kammer zu

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entspannen. Da die Druckkraft an der Rückseite der Druckplatte entsprechend der Schiebervorspannung abfällt, die durch die Feder 122 und die öffnung 129 eingestellt wird,wird eine Strömungssteuerung durch das Abheben der Druckplatte 93 von der anliegender Dichtungsoberfläche des Ringes 96 bewirkt, und der direkte Bypaß vom Auslaß zum Einlaß der Pumpe übersteigt den Strömungssteuerungseinstellpunkt. Die Steuerung wird durch einen kleinen Servoschieber durchgeführt, der zusammen mit der beweglichen Druckplatte 93 einen Servoübersetzungseffekt erzeugt.

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Claims

P a t 'e η t a η s ρ r Ü c h e

[1,J Verfahren zur Steuerung der Strömung in einer.Pumpe, dadurch — gekennzeichnet, daß eine Druckplatte mit dem von der Pumpe erzeugten Druck belastet wird, um eine Abdichtung zwischen den Einlaßteilen und den Auslaßteilen der Pumpe zu erzielen, daß die von der Pumpe abgegebene, unter dem von der Pumpe erzeugten Druck stehende Flüssigkeit einer Verbraucherstelle zugeführt wird und die abgegebene Flüssigkeit zur Pumpe zurückgeführt wird, daß die abgegebene Flüssigkeit in der Rückleitung durch eine, Öffnung oder Drosselstelle hindurchgeführt wird, daß der Druck, der auf die Druckplatte einwirkt, als Funktion ". des Druckabfalles an dieser Drosselstelle entlastet wird, wodurch die Druckplatte entlastet wird und wodurch es möglich wird, daß die Auslaßabschnitte der Pumpe direkt über eine Bypaßleitung mit den Einlaßabschnitten verbunden werden.
2. Verfahren zur Steuerung der Strömung in einer Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckplatte mit einer Flüssigkeit, die unter dem von der Pumpe erzeugten Druck steht, belastet wird, um eine Abdichtung zwischen den Einlaßabschnitten und den Ausiaßäbßchnitten der Pumpe zu erzeugen, daß die von der Pumpe abgegebene Flüssigkeit unter dem von der Pumpe erzeugten Druck zu einer Verbrauchsstelle geführt wird und daß die abgegebene Flüssigkeit zur Pumpe zurückgeführt wird, daß wahlweise der Druck, der auf die Druckplatte einwirkt dadurch entlastet wird, daß ein Servoschieber oder Servoventil verwendet wird,-welches durch den Aufbau eines Druckes im Pumpenauslaß betätigt wird, welcher durch die normalen parasitären Verluste im stromab gelegenen Strömungskreis erzeugt wird, wodurch die Druckplatte entlastet wird und wodurch es möglich wird, daß die Auslaßäbschnitte durch eine Bypaßleitung direkt mit den Einlaßabschnitten der Pumpe an der Druckplatte verbunden wer-r den. - .

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der⁴ Servoschieber oder das Servoventil durch den Druckabfall betätigt wird, der'an einer Drosselstelle oder Öffnung in der Auslaßleitung erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Servoschieber ouer das Servoventil durch den Druckabfall an einer Drosselstelle oder Öffnung in der Pumpenrückleitung betätigt wird.
5. Pumpe mit einer druckbelasteten Druckplatte, welche die Einlaß- und Auslaßabschnitte einer Pumpenkamroer₃ die Verdrängerelemente enthält , gegeneinander abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Servoschieber oder Servoventil vorgesehen ist, welches den Druck, der auf die Druckplatte einwirkt, entlastet, daß Öffnungen oder Drosselstellen vorgesehen sind, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die den Servoschieber mit dem Druckabfall an den Öffnungen oder den Drosselstellen in Beziehung bringen, wobei bei einer Entlastung der Druckplatte die Auslaßabschnitte der Pumpe direkt' über eine Bypaßleitung mit den Einlaßabschnitten verbunden werden.
6. Pumpe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung oder Drosselstelle in der Rückleitung der Pumpe angeordnet ist, wobei die abgegebene Flüssigkeit zur Rückführungsseite der Pumpe durch diese Drosselsteile hindurchgeht.
7. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet ₃ daß die Öffnung oder Drcrselstelle in der Auslaßleitung der Pumpe angeordnet ist, wobei die von der Pumpe abgegebene Flüssigkeit durch diese Drosselstelle hindurchgeht, ehe sie einen Verbraucher erreicht.

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8. Pumpe mit einem Gehäuse, in dem eine Pumpenkammer ausgebildet ist, die Einlaß- und Ausraßöffnungen hat, und mit sich drehenden Verdrängerelementen in der Pumpenkammer und ferner mit einer Druckplatte neben dieser Pumpenkammer, die eine Dichtungsfläche aufweist, um die Einlaß- und Auslaßabschnitte während des Betriebes <ier Pumpe gegeneinander anzudichten und mit einer Drucksteuerkammer hinter dieser Druckplatte, durch die die Druckplatte mit'Flüssigkeit belastet werden kann,¹ die unter dem von der Pumpe erzeugten Druck steht, und mit einer Rüekleitung im Gehäuse, welche abgegebene, zur Pumpe zurückgeführte Flüssigkeit aufnimmt, gekennzeichnet durch eine Drosselstelle und ein Servoventil oder einen Servoschieber, der einen Kanal in dem Gehäuse steuert, der die Drucksteuerkammer zu einem Niederdruckberei.ch hin entlüftet und zwar entsprechend dem Druckabfall an der Drosselstelle, wodurch die Druckplatte entlastet wird und wodurch direkt die Auslaßabschnitte der Pumpe mit den Einlaßabschnitten über eine Bypaßleitung an der Dichtungsoberfläche der Druckplatte verbunden werden. ,
9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle in der Rüekleitung ausgebildet ist, durch die die abgegebene Flüssigkeit zur Rückleitungsseite der Pumpe zurückgeführt wird. . -
10. Pumpe nach Anspruch 8,, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle in der Auslaßleitung der,Pumpe angeordnet ist und daß durch die Drosselstelle von der Pumpe geförderte Flüssigkeit geführt wird, ehe diese eine Verbraucherstelle erreicht.
11. Pumpe mit einem Gehäuse, in dem eine Pumpenkammer mit Einlaß- und Auslaßabschnitten ausgebildet ist, gekennzeichnet durch eine Druckplatte, die eine Dichtungsoberfläche neben der Pumpenkammer aufweist,· um die Einlaß- und Auslaßabschnitte während des Betriebes der Pumpe voneinander zu trennen, wobei die Druckplatte anfangs vorgespannt ist, eine Drucksteuerkammer

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in dem Gehäuse, über die die Druckplatte mit unter von der Pumpe erzeugtem Druck stehender Flüssigkeit beaufschlagt wird, einen hohlen Paßstift, der sich durch die Druckplatte und in das Gehäuse hindurch erstreckt und in dem ein Kanal ausgebildet ist, der an einem Ende.mit der Druckkammer in Verbindung steht, ein Servoventil, welches diesen Kanal am anderen Ende steuert, um wahlweise die Drucksteuerkammer zu einer Zone von vermindertem Druck hin zu entlasten, wodurch eine Entlastung der Druckplatte die Auslaßabschnitte zu den Einlaßabschnitten hin verbindet und zwar direkt über die Dichtungsoberfläche der Druckplatte hinweg.
12. Pumpe mit einer axialen Reihenanordnung von Bauteilen, die einen Ring umfassen, der eine Pumpenkammer enthält, und die eine Endplatte umfassen, die mit einer Dichtungsfläche neben dem Ring versehen ist und mit einer Drucksteuerkammer hinter dieser Endplatte, dadurch gekennzeichnet, daß sich hohle Paßstifte durch die axiale Reihenanordnung von Bauteilen hindurcherstrecken, in denen Entspannungskanale ausgebildet sind, die an einem finde mit der Drucksteuerkammer in Verbindung stehen, daß ein Servoventil am anderen Ende der Entspannungskanäle die Verbindung zu einer Zone mit herabgesetztem Druck steuert, wodurch wahlweise die Endplatte entlastet werden kann, um die Auslaßabschnitte der Pumpe direkt mit den Einlaßabschnitten zu verbinden und zwar über eine Bypaßleitung, die an der Dichtungsfläche vorbeiführt.
13. Pumpe mit einem Packungssatz von Bauteilen, die einen Ring umfassen, in der eine Pumpenkammer ausgebildet ist und eine. Druckplatte, die eine Dichtungsoberfläche neben der Pumpenkammer aufweist und eine Antriebsoberfläche, die von einer Flüssigkeit mit der von der Pumpe erzeugtem Drück belastet werden kann, gekennzeichnet durch eine erste Feder, die sich an der Antriebsoberfläche abstützt, um anfangs die Packungsbaugruppe in die sitzende Stellung zu belasten und um eine

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kontinuierliche Vorspannungskraft auf diese Packungsbaugruppe auszuüben, eine Entspannungsvorrichtung, mit der wahlweise der Druck, der auf die Antriebsoberfläche einwirkt, zu entspannen, wobei die Auslaßabschnitte der Pumpe direkt über die Dichtungsoberfläche der Endplatte hinweg mit den Einlaßabschnitten verbunden werden, wobei die Entspannungseinrich-■ tungen ein Ventil aufweisen, welches eine zweite Feder hat, . die sich gegen ein Ventilelement abstützt, um anfangs das Ventil zu schließen, und wobei Einrichtungen vorgesehen sind, die zur Betätigung des Ventiles dienen und die den Druckaufbau im Pumpenauslaß benutzen, der durch die normalen parasitischen Verluste in einem stromab gelegenen Strömungskreis erzeugt wird, wodurch durch die Auswahl des Bereiches der ersten und zweiten Federn eine erhöhte Stabilität im Ventiloder Schiebersystem erzielt wird.
14. Pumpe mit einer Rückleitung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schieber in dieser Rückleitung vorgesehen ist, der ein konisches Schieberelement aufweist, welches sich in einer Schieberbohrung bewegen kann, wobei Schieberstege und Aussparungen vorgesehen sind, daß eine Feder anfangs den Schieber in einer ersten Richtung beaufschlagt, daß die Öffnung oder Drosselstelle in der Rückleitung vorgesehen ist, durch die die Strömung in der Rückleitung hindurchgeleitet wird, daß der Schieber gemäß einer Funktion des Druckabfalles an dieser Öffnung oder Drosselstelle bewegbar ist, daß eine Bypaßeinrichtung eine druckbelastete Endplatte aufweist, die eine Dichtungsoberfläche hat, welche eine Wand einer Pumpenkammer bildet und welche eine Antriebsoberfläche hat, die durch Flüssigkeit mit dem von der Pumpe erzeugten Druck beaufschlagt wird, daß ein Entspannungskanal vorgesehen ist, um den Druck, der auf die Antriebsoberfläche'einwirkt, zu entlasten, daß der Schieber den Entluftungskanal durch eine fortschreitende Öffnung des Kanals ,steuert und zwar.durch die Einwirkung der konischen Oberfläche, daß dadurch eine Bewegung der Endplatte geschaltet wird, um direkt die Auslaßab-

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" ²² " 235Λ352

schnitte der Pumpe mit den Einlaßabschnitten über eine Bypaßleitung zu verbinden, daß sich der Schieber um eine wesentlich größere Strecke bewegt als diese Endplatte, um einen Strömungspegel aufrechtzuerhalten, wodurch ein Servoübersetzungseffekt bei der Strömungssteuerung der Pumpe erzielt wird.
15·. Pumpe mit einem Ring, der eine Pumpenkammer bildet, in der Verdrängerkörper angeordnet sind, und mit einer Druckplatte, die abdichtend gegen den Ring anliegt, um die Pumpenkammer abzuschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte ein Teil einer statischen Kammer ist, welche Flüssigkeit, die unter dem von der Pumpe erzeugten Druck steht, aufnimmt, daß die Druckplatte gegen den Ring durch die Druckbelastung vorgespannt ist, daß Entlastungseinrichtungen vorgesehen sind, die einen Servoschieber oder ein Servoventil aufweisen, welches durch den Aufbau eines* Druckes im Pumpenauslaß betätigt wird, wobei dieser Druckaufbau durch die normalen parasitären Verluste in einem stromab gelegenen Strömungskreis erzeugt wird.
16.. Pumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Servoschieber oder das Servoventil durch einen Druckabfall an einer Drosselstelle oder einer öffnung betätigt wird, wobei diese Drosselstelle oder Öffnung in der Auslaßleitung der Pumpe angeordnet ist, durch die die Flüssigkeit unter dem von der Pumpe erzeugten Druck hindurchgeführt wird.
17· Pumpe n-'-.ch Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß das Servoventil durch den Druckabfall an einer öffnung oder Drosselstelle gebildet wird, die in der Rückleitung der Pumpe ausgebildet ist, wobei die abgegebene Flüssigkeit durch diese Drosselstelle hindurch zur Rückleitungsseite der Pumpe geführt wird.

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18. Pumpe nach Anspruch 15 mit einem Gehäuse und einem Behälter₃ die außerhalb neben dem Ring angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß öffnungen in dem Gehäuse vorgesehen sind, die Leitungen und eine Strömung aus dem Behält erb ilden, wobei diese öffnungen so angeordnet sind, daß die Bypaßströmung über den Ring, die durch ein Abheben der Druckplatte erzeugt wird, aus dem Behälter Flüssigkeit ansaugt, um eine Ladewirkung zu erzielen.

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