DE2356795A1

DE2356795A1 - Steuereinrichtung fuer eine verstellbare pumpe

Info

Publication number: DE2356795A1
Application number: DE2356795A
Authority: DE
Inventors: Werner Rometsch; Karl Veil
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-11-14
Filing date: 1973-11-14
Publication date: 1975-05-15
Also published as: FR2250905A1; GB1467706A; US3924969A; JPS5080502A; FR2250905B3

Description

E. 1824

26.9.1973 Wd/Gü

Anlage zur

Patent- und

Gebrauch smusterliilf sanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, STUTTGARO?

Steuereinrichtung; für eine verstellbare Pumpe

Die Erfindung "betrifft eine Steuereinrichtung für eine verstellbare Pumpe, deren Verstellglied mit Hilfe zweier einander entgegenwirkender, druckbeaufschlagter und flächenungleicher Kolben betätigbar ist, von denen der flächenkleinere stets von der Hochdruckseite beaufschlagt ist, mit einer willkürlich betätigbaren Servosteuereinrichtung, mit deren Hilfe die Druckbeaufschlagung des flächengrößeren Kolbens erfolgt, sowie mit einem Entlastungsventil, das bei Erreichen eines maximalen Druckes eine zusätzliche Verbindung von der Hochdruckseite zu dem flächengrößeren Kolben steuert.

Derartige bekannte Steuereinrichtungen bewirken, daß durch die Anordnung des Druckentlastungsventils eine sogenannte verlustarme Druckbegrenzung der Fumpe oder eines von ihr ge-

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speisten hydrostatischen Antriebs erreicht wird. Dadurch ■werden Pumpe, Antriebsmaschine und Dichtungen vor Überlastung geschützt. Die "bekannte Steuereinrichtung hat aber den Nachteil, daß sie in ihrer Wirkung von der Servosteuereinrichtung in entgegengesetzter Richtung übersteuert wird, das heißt, die notwendige Entlastung erfolgt nicht in der gewünschten V/eise.

Bisher hat man schon versucht, durch Anordnen von Drosseln mit engem Querschnitt in der Zulaufleitung zur bzw. in der Ablaufleitung von der Servosteuerung dieser negativen Beeinflussung der Druckentlastung entgegenzuwirken. Das hat aber den Nachteil, daß hierdurch die Verstellgeschwindigkeit der Servosteuerung leidet und daß durch verstopfte Drosseln die Steuereinrichtung überhaupt ausfällt.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die ein Übersteuern der Druckbegrenzung durch die Servosteuerung ohne Beeinträchtigen der Stellgeschwindigkeit verhindert.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in der Steuereinrichtung ein zusätzliches Steuerventil angeordnet ist, das kurz vor Erreichen des Ansprechdruckes des Entlastungsventils vom Hochdruck derart betätigbar ist, daß es eine Verbindung von der Hochdruckseite über die Servosteuereinrichtung zum flächengrößeren Kolben herstellt, dagegen eine Verbindung von dieser zu einem drucklosen Raum unterbricht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt eine Verstelleinrichtung für eine verstellbare Pumpe in schematischer Darstellung.

Die verstellbare Pumpe 10, welche von einer nicht dargestellten Antriebsmaschine angetrieben ist, besitzt einen Rotor 11, in dem mehrere radial angeordnete Kolben oder Flügel 12 gelagert sind, welche mit ihren aus dem Rotor herausragenden

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Enden an einem Verstellglied 13 anliegen; dieses ist in einer Gehäuseausnehmung 14 verschiebbar angeordnet.

Das Verschieben des Verstellglieds - wodurch die Fördermenge der.Pumpe von Null bis zu einem Maximalwert verändert wird erfolgt mit Hilfe zweier Kolben 15 und 16, welche in einander diametral gegenüberliegenden Gehäusebohrungen 17? 18 dicht gleitend angeordnet sind. Der Durchmesser des Kolbens 16 ist etwa doppelt so groß wie derjenige des Kolbens 17·

In die Gehäuseausnehmung 14- münden zwei Bohrungen, nämlich eine Bohrung 19 und eine Bohrung 20. Dreht sich der Rotor 11 in der durch den Pfeil gekennzeichneten Richtung, so sei die Leitung 19 Hochdruckleitung, die Leitung 20 Niederdruckleitung, welche z.B. an einen Behälter angeschlossen ist, während die Leitung 19 zu einem Verbraucher führt. Dieser ist ein Hydromotor, der mit der Pumpe 11, vorzugsweise im geschlossenen Kreis.verbunden ist, wodurch ein hydrostatisches Getriebe mit geschlossenem Kreislauf verwirklicht wäre.

Von der Leitung 20 führt um die Pumpe herum zur Leitung 19 eine Leitung 21. In dieser Leitung ist ein Wechselventil 22 angeordnet, das einem Rückschlagventil mit zwei Ventilsitzen 23, 23' und einem Ventilkörper 24 entspricht. Von der Mitte der Leitung 21, d.h. von einer Stelle, welche zwischen den beiden Ventilsitzen liegt, führt eine Leitung 25 einerseits zur Bohrung 17 cles Kolbens 15» andererseits zu einem 4/3-Wegeventil 26, welches drei Schaltstellungen I, II und III besitzt. Von diesem Ventil führt die Leitung 25 weiter zu einer Servosteuereinrichtung 27» die im Prinzip einem 3/3-Wegeventil 27' entspricht, das mittels eines Steuerhebels oder eines Magneten willkürlich in eine der Schaltstellungen I, II oder III geschaltet werden kann. Vom Ventil 27' führt einerseits eine Leitung 28 über das Ventil 26 zu einem Behälter 29, andererseits eine Leitung 30 zu einer Leitung 31» welche in die den Kolben 16 aufnehmende Bohrung 18 mündet und von dort zu einem

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Entlastungsventil 32 führt, welches einem 2/2-Wegeventil mit den Schaltstellungen I und II entspricht. Die Leitung 31 setzt sich hinter dem Ventil fort und mündet in die Leitung 21. Das Ventil 32 ist einerseits von einer Feder 33 belastet, dieser entgegen von einer Leitung y\ beaufschlagt, welche von der Leitung 25 ausgeht.

Das Ventil 26 ist beidseits von Federn 351 36 belastet, welche es in der Mittelstellung II zentrieren. Außerdem führt an die eine Stirnseite des Ventils 26, an welcher sich die Feder 35 befindet, eine Leitung 37? die von der Leitung 20 ausgeht. An die entgegengesetzte Stirnseite des Ventils 26, nämlich dort wo sich die Feder 36 befindet, führt eine Leitung 38, die von der Leitung 19 ausgeht.

Das Ventil 27' der Servosteuerung 27 ist ebenfalls auf entgegengesetzten Seiten von Federn 39* 4-0 belastet; es ist außerdem über eine Stange 41 mit dem Kolben 16 verbunden. Auf diesen wirkt eine Feder 42 ein. Der Kolben 15 ist ebenfalls von einer Feder 43 belastet.

Damit die Pumpe 11 Druckmittel in die Leitung 19 und zum Verbraucher fördern kann, muß das Ventil 27' der Servosteuereinrichtung in der Sehaltstellung III stehen. Das Verstellglied 13 wurde zuvor bereits mechanisch etwas aus der Nullstellung heraus nach oben entgegen dem Kolben 16 verschoben. Daraufhin fördert die Pumpe Druckmittel in die Leitung 19. Der dort entstehende Druck pflanzt sich über die Leitung 21 und das sich öffnende Rückschlagventil 24 in die Leitung 25 fort. Der Ventilkörper 24 liegt dann auf dem Ventilsitz 23· Der in der Leitung 19 herrschende Druck pflanzt sich auch über die Leitung 38 zum Ventil 26 fort, das sich in Schaltstellung II befindet, so daß Druckmittel bis zum Ventil 27' gelangen kann. In der Bohrung 17 herrscht der ungedrosselte Pumpendruck. Dadurch wird der Kolben 15 bei steigendem Druck, obwohl seine Fläche wesentlich kleiner ist als die des Kolbens 16, entgegen dem

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Korben 16 verschoben, wo"bei das Verstellglied 13 auf größere Fördermenge eingestellt wird.

Hat der Förderdruck einen festgelegten Maximalwert erreicht, so wird das Ventil 32 durch den in der Leitung 34- herrschenden Hochdruck entgegen der Kraft der Feder 33 in seine Schaltstellung I verstellt. Nun kann Druckmittel ungedrosselt über die Leitungen 21 und 31 in die Bohrung 18'eindringen. In beiden Bohrungen 17, 18 herrscht nun wohl derselbe Druck, da jedoch die Fläche des Kolbens 16 größer ist, überwiegt dessen Kraft, und das Verstellglied 13 wird gegen seine Mittelstellung verschoben.

Bewegt sich nun der Verstellkolben 16 nach innen, so wird das mit ihm gekoppelte Ventil 27' in eine Stellung zwischen II und III gebracht. Hierdurch würde, falls keine entsprechende Vorkehrung getroffen wäre·, aus der Bohrung 18 Druckmittel über die Leitung 30 und die Leitung 28 zum Behälter 2.1-i abströmen, so daß der Kolben 15 die Pumpe sofort wieder unerwünscht auf höhere Fördermenge einstellen würde. Dies wird durch das erfindungsgemäße Ventil 26 verhindert. Kurz vor Erreichen des Schaltdruckes für das Ventil 32 wird nämlich das Ventil 26 durch den in der Leitung 38 herrschenden Druck in seine Schaltstellung III verschoben. Dadurch kann kein Druckmittel mehr aus der Bohrung 18 über die Leitung 28 zum Behälter abströmen, da diese Verbindung durch das Ventil 26 unterbrochen ist. Die Servosteuerung, d.h. das Ventil 27' kann nun bei einer Stellung zwischen I und II bewirken, daß unter Hochdruck stehendes Druckmittel in die Bohrung 18 dringt und die Pumpe weite hin auf kleinere Fördermenge und dadurch niedrigeren Druck einstellt. '

Arbeitet die Pumpe 11 als Hydromotor - das ist dann der Fall, wenn sie in einen geschlossenen Kreis geschaltet ist und der. Hydromotor als Pumpe arbeitet -, so fließt ihr unter Hochdruck stehendes Druckmittel über die Leitung 20 zu. Wird nun der

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maximale Druck erreicht und gelangt das Ventil 32 wieder in seine Schalt st ellung I, so wird die Bohrung 18 nun über die Leitung 31 und das Ventil 32 sowie die Leitung 21 mit der den Niederdruck führenden Leitung 19 verbunden. Der in der Leitung 20'herrschende Hochdruck hat den Ventilkörper 24 auf den Ventilsitz 23' gedrückt, so daß nun der in der Bohrung 17 herrschende Druck das Verstellglied 13 nach oben entgegen dem Kolben 16 verschiebt und damit die als Motor betriebene Pumpe auf höhere Fördermenge einstellt.. Kurz vor dem Umsteuern des Ventils 32 ist das Ventil 26 durch den in der Leitung herrschenden Druck 37 in seine Schaltstellung I verstellt worden. Nun wird vom Ventil 26 die Leitung 25 versperrt, während die Leitung 28 weiterhin zum Behälter 29 verbunden ist. Dadurch ist es möglich, daß die Servosteuereinrichtung bzw. das Steuerventil 27' in Richtung größerei' Fördermenge weiterhin verstellt werden kann.

Die Pumpe 11 kann auch so ausgebildet sein, daß sie von +Q über Null nach -0 einstellbar, d.h. reversierbar ist. Auch in diesem Fall ist die oben beschriebene Einrichtung voll wirksam.

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Claims

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Ansprüche

.!Steuereinrichtung für eine verstellbare Pumpe, deren Verstellglied mit Hilfe zweier einander entgegenwirkender, druckbeaufschlagter und flächenungleicher Kolben "betätigbar ist, von denen der flächenkleinere stets von der Hochdruckseite beaufschlagt ist, mit einer willkürlich betätigbaren Servosteuereinrichtung, mit deren Hilfe die Druckbeaufschlagung des flächengrößeren Kolbens erfolgt, sowie mit einem Entlastungsventil, das bei Erreichen eines maximalen Druckes eine zusätzliche Verbindung von der Hochdruckseite zu dem flächengrößeren Kolben steuert, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinrichtung ein zusätzliches Steuerventil (26) angeordnet ist, das kurz vor Erreichen des Ansprechdruckes des Entlastungsventils (32) vom Hochdruck derart betätigbar ist, daß es eine Verbindung von der Hochdruckseite über die Servosteuereinrichtung (27) zum flächengrößeren Kolben (16) herstellt, dagegen eine Verbindung von dieser zu einem drucklosen Raum (29) unterbricht.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flächengrößere Kolben (16) mit der Servosteuereinrichtung (27) in Verbindung steht, z.B. über ein Gestänge
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5. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (26) als 4/3-Wegeventil ausgebildet ist und auch beim Betrieb der Pumpe als Hydromotor wirksam ist.

4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hoch- und Niederdruckseite ein Wechselventil (22) angeordnet ist, über welches Verbindung von der jeweiligen Hochdruckseite zu dem Entlastungsventil (32) und dem Steuerventil.(26) besteht. .Li-,

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