DE2500618C2

DE2500618C2 - Two-stage zero stroke regulator for adjustable hydraulic pumps

Info

Publication number: DE2500618C2
Application number: DE2500618A
Authority: DE
Inventors: Siegfried 8770 Lohr Bornholdt
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1975-01-09
Filing date: 1975-01-09
Publication date: 1982-11-11
Also published as: DE2500618A1

Description

Die Erfindung betrifft einen zweistufigen Nullhubregler für verstellbare Hydropumpen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a two-stage zero lift controller for adjustable hydraulic pumps according to the preamble of claim 1.

Bei den bekannten zweistufigen Nullhubreglern (FR-PS 8 85SW) sind beide Stufen des Nullhubreglers als gemeinsame mit dem Pumpengehäuse verbundene Einheit ausgebildet, d. h., wenn nur ein einstufiger Nullhubregler gewünscht wird, muß ein völlig neuts Teil für den Nullhubregler am Gehäuse vorgesehen v/erden. Außerdem besteht bei diesen bekannten zweistufigen Nullhubreglern keine Möglichken mit einfachen Mitteln eine getrennte Druckeinstellung für die beiden Stufen des Nullhubreglers vornehmen zu können. Es sind auch jo zweistufige Nullhubregler bekannt (Racine), bei denen die zweite Stufe von einem im Federraum der ersten von einer Fedei gebildeten Stufe angeordneten mit dem Laufring in Kraftschluß r.ehend 1 Kolben gebildet ist, der von einem von einem Druckbegrenzungsventil eingestellten Druck beaufschlagt r ist. Die für die Druckbeaufschlagung erforderliche Steuerflüssigkeit wird von der Druckseite der Pumpe über eine Drossel abgezweigt und dem Federraum zugeführt. Vom Federraum wird die Steuerflüssigkeit über ein Zwei· Wegeventil drucklos abgeführt, solange die Pumpe nur mit der ersten Kompensatorstufe betrieben wird. Beim Betreiben der Pumpe mit der zweiten Kompensatorstufe wird das Zwei-Wegeventil in die Sperrstelluitg geschaltet, so daß sich im Federraum der Steuerdruck aufbaut, der durch das mit dem Federraum in Verbindung stehende Druckbegrenzungsventil festgelegt ist. Dieser Druck beaufschlagt über den im Federraum angeordneten Kolben zusätzlich zur Federvorspannung den Laufring in Richtung maximaler Fördermenge der Pumpe. Dieser bekannte zweistufige Nullhubregler hat den Nachteil, daß der gesan
Druckbereich nicht mit beiden Stufen zu durchfahren im und bei Nullhubbetrieb ein dauernder Steuerölverlust auftritt. Außerdem sind die Regelzeiten in der zweiten Stufe verhältnismäßig lang, da die Steuerflüssigkeit über die Drossel dem Federraum zuströmen muß. In der Zeitschrift »ölhydraulik und Pneumatik«, 14(1970) Nr. 2 S. 87. ist in Figur 12 ein zweistufiger Nullhubregler gezeigt, dessen beide Stufen von einem gemeinsamen Stellkolben gebildet sind, der von zwei unterschiedlichen Drücken zu beaufschlagen ist, die an zwei pruckventilen einzustellen sind, Auch bei diesem Nüllhubregler tritt während des Betriebes ein dauernder Steuerölverlust über die Druckventile auf.In the case of the known two-stage zero-stroke regulators (FR-PS 8 85SW), both stages of the zero-stroke regulator are designed as a common unit connected to the pump housing, i.e. if only a single-stage zero-stroke regulator is required, a completely new part for the zero-stroke regulator must be provided on the housing . In addition, with these known two-stage zero-stroke regulators there is no possibility of being able to make a separate pressure setting for the two stages of the zero-stroke regulator by simple means. There are also two-stage zero-stroke regulators known (Racine), in which the second stage is formed by a piston arranged in the spring chamber of the first stage formed by a spring with the running ring in frictional engagement with one piston, which is acted upon by a pressure set by a pressure relief valve r is. The control fluid required for pressurization is branched off from the pressure side of the pump via a throttle and fed to the spring chamber. The control fluid is discharged from the spring chamber via a two-way valve without pressure as long as the pump is only operated with the first compensator stage. When the pump is operated with the second compensator stage, the two-way valve is switched to the Sperrstelluitg so that the control pressure builds up in the spring chamber, which is determined by the pressure relief valve connected to the spring chamber. This pressure acts via the piston arranged in the spring chamber, in addition to the spring preload, on the raceway in the direction of the maximum delivery rate of the pump. This known two-stage zero lift regulator has the disadvantage that the gesan
Pressure range cannot be passed through with both stages and a permanent loss of control oil occurs during zero-stroke operation. In addition, the control times in the second stage are relatively long, since the control fluid must flow to the spring chamber via the throttle. In the journal "Ölhydraulik und Pneumatik", 14 (1970) No. 2 p. 87., a two-stage zero-stroke regulator is shown in FIG two pressure valves are to be set, also with this zero stroke regulator a permanent loss of control oil occurs via the pressure valves during operation.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen zweistufigen Nullhübregler zu schaffen, der ohne nennenswerten SteUerflüssigkeitsverlust kurze Regelzeiten in beiden Stufen gewährleistet und dessen Nullhubdruck über den gesamten vorgegebenen Druckbereich der beiden Stufen mit einfachen Mitteln einstellbar istThe object of the invention is to create a two-stage zero stroke controller without significant loss of control fluid ensures short control times in both stages and that Zero stroke pressure over the entire specified pressure range of the two stages with simple means is adjustable

Nach der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Anspruches erreicht.
Dadurch, daß beide Stufen des Nullhubreglers von Federn gebildet sind, fallen praktisch keine Steuerölverluste an und durch die räumliche Trennung der beiden Stufen ist die Druckeinstellung für jede S*ufe mit einfachen Mitteln durchführbar und die konstruktive Durchbildung der einen Stufe von der anderen unabhängig, so daß je nach Bedarf die Nullhubregelung ein- oder zweistufig auszubilden ist. Bei einer einstufigen Regelung braucht lediglich die zweite Stufe weggelassen zu werden, ohne dadurch eine konstruktive oder schaltungsmäßige Maßnahme an der ersten Stufe vornehmen zu müssen.According to the invention this is achieved with the features of the characterizing part of the claim.
Because both stages of the zero stroke regulator are formed by springs, there are practically no control oil losses and the spatial separation of the two stages means that the pressure setting for each stage can be carried out with simple means and the structural design of one stage is independent of the other, see above that, depending on requirements, the zero lift control is to be designed in one or two stages. In the case of a single-stage control, only the second stage needs to be omitted, without having to undertake a structural or circuit-related measure on the first stage.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. InFurther details of the invention emerge from the following description of the figures. In

F i g. 1 ist der schaltungstechnische Aufbau und inF i g. 1 is the circuit structure and in

Fig.2 der konstruktive Aufbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen zweistufigen Nullhubreglers für Flügelzellenpumpen im Schnitt dargestellt.2 shows the structural design of an exemplary embodiment of the two-stage zero lift controller according to the invention for vane pumps shown in section.

In Fig. 1 bezeichnen Pdie verstellbare Flügelzellenpumpe und Fl die die erste Stufe des Nullhubreglers bildende einstellbare Feder. F2 bezeichnet die die zweite Stufe des NvJIhubreglers bildende Feder und S die Saugleitung und L die Leckölleitung der Flügelzellenpumpe P. Die Feder F2 steht mit einem Kraftkolben K in Verbindung, dessen eingeschlossener Druckraum R über die Steuerleiidng X und dem Drei-Wegeventil V mit der Druckleitung PL der Flügelzellenpumpe in Verbindung bringbar ist. Bei Druckbeaufschlagung des Kolbenraumes R durch die von der Druckleitung P2 abgenommene Steuerflüssigkeit verschiebt sich der Kraftkolben K in Richtung des mit dem Tank T in Verbindung stehenden Zylinderraumes Z und spannt hierbei die mit dem Laufring der Flügelzellenpumpe Pin Wirkverbindung stehende Feder F2 auf einen entsprechenden von einer Anschlagwand iV festzulegenden Wert vor. Zur Druckbeaufschlagunp ist das Drei-Wegeventil V aus der gezeigten den Kolbenraum R mit dem Tank T verbindenden Ausgangsschaltstellung a in die Schaltstellung b zu schalten. Wird die Feder F2 zugeschaltet, wirken an dem Laufring die Federn Fl und F2 gemeinsam, so daß sich eine der Summe der Kennlinien der beiden Federn entsprechende Regelkurve ergibt. Die Regelzeiten sind bei Vernachlässigung der Massenkräfte praktisch nicht größer als bei Wirksamwerden nur der Feder Fl. Dadurch erübrigt sich der Einbau eines zusätzlichen die Regelzeit im günstigen Sinne beeinflußenden Druckspeichers.In Fig. 1, P denotes the adjustable vane pump and Fl denotes the adjustable spring which forms the first stage of the zero stroke regulator. F2 denotes the spring forming the second stage of the NvJIhubreglers and S the suction line and L the leakage oil line of the vane pump P. The spring F2 is in connection with a power piston K , whose enclosed pressure chamber R via the control line X and the three-way valve V with the pressure line PL of the vane pump can be brought into connection. When the piston chamber R is pressurized by the control fluid taken from the pressure line P2 , the power piston K moves in the direction of the cylinder chamber Z that is connected to the tank T and thereby tensions the spring F2, which is operatively connected to the raceway of the vane pump Pin, onto a corresponding stop wall IV to be determined. For pressurization, the three-way valve V is to be switched from the shown starting switch position a, which connects the piston chamber R to the tank T , into switch position b. If the spring F2 is switched on, the springs F1 and F2 act together on the race, so that a control curve corresponding to the sum of the characteristics of the two springs results. When the inertia forces are neglected, the control times are practically no greater than when only the spring Fl becomes effective. This means that there is no need to install an additional pressure accumulator which has a favorable effect on the control time.

Nach dem Ausführungsbeispiel nach F1 g. 2 besteht die verstellbare Flügelzellenpumpe aus dem Pumpengehäuse 1 sowie dem mit der Welle 2 eine Dreheinheit bildenden Rotor 3. In radial verlaufenden Schlitzen 3a des Rotors 3 sind Flügel 4 gleitend geführt deren nach außen weisenden Kanten 4a mit der Lauffläche 5a des Laufringes 5 in Berührung stehen. Die Flügel schließen Zellen 7 ein, die sich in Drehrichtung des Rotors 3 gemäß dem Pfeil 6 vom Punkt S1 des Laufringes S bis zum Punkt 52 kontinuierlich vergrößern und damit Arbeitsmittel aufnehmen und vom Punkt 52 bis zum Punkt 51 wieder kontinuierlich Verkleinern und damit das Arbeitsmittel wieder abgeben bzw. in dem nicht dargestellten Druckraum Verdrängen. Der Laufring 5 wird von der Druckfeder 8, deren Vorspannung von derAccording to the embodiment according to F1 g. 2, the adjustable vane pump consists of the pump housing 1 and the rotor 3, which forms a rotating unit with the shaft 2. In radially extending slots 3a of the rotor 3, vanes 4 are slidably guided, the outwardly facing edges 4a of which are in contact with the running surface 5a of the raceway 5 . The wings include cells 7, which increase continuously in the direction of rotation of the rotor 3 according to the arrow 6 from point S 1 of the raceway S to point 52 and thus take up working equipment and from point 52 to point 51 again continuously decrease and thus the working equipment release again or displace in the pressure chamber, not shown. The raceway 5 is of the compression spring 8, the bias of the

Schraube 9 mit Kontermutter 10 einstellbar ist, in Richtung der Ausnehmung la des Pumpengehäuses 1 belastet. Der Federteller 12, der sich am Laufring 5 abstützt, weist einen Zapfen 12a auf, der in einer Sackbohrung 5b des Laufringes eingreift und diesen am Drehen hinden. Auf der der Sackbohrung Sb gegenüberliegenden Seite ist am Laufring ein Halteteil 13 mittels Schrauben 14 befestigt, in dessen achsparalleler Ausnehmung 13a ein Bolzen 15 vorgesehen ist Am Bolzen 15 ist eine radial verlaufende mit der Druckfeder 8 auf gleicher Achse liegende Stange 16 angeschweißt, an deren freiem Ende sich über einen Sprengring 17 ein Federteller 18 für eine Druckfeder 20 abstützt. Der gegenüberliegende Federteller 21 der Druckfeder 20 stützt sich ebenfalls über einen Sprengring 22 an einem rohrförmigen Körper 23 ab. Dieser rohrförmige Körper 23 ist seinerseits in einem rohrförmigen Gehäuseteil 25 geführt, das mittels Schrauben 26 mit seinem flatischartigen Teil 25e am Pumpengehäuse 1 befestigt ist. Das Gehäuseteil 25 ist nach außen durch einen Deckel 27 abgeschlossen, der eine mittels der Schraube 28 mit Kontermutter 35 einstellbare Anschlagplatte 29 für den rohrförmigen Körper 23 aufweist. Deckelseitig weist das rohrförmige Gehäuseteil 25 einen Bereich größeren Durchmessers mit einem Druckanschluß 25b auf, der die Führungswand 25a für einen Kolben 30 bildet, der sich über einen Sprengring 31 in deckelseitiger Verschieberichtung am rohrförmigen Körper 23 abstützt. Der Kolben 30 weist am inneren und äußeren Umfang je eine umlaufende Nut 30a. 30ö auf, die Dichtungsringe 31, 32 aufnehmen und damit eine druckdichte Verbindung des Kolbens mit dem rohrförmigen Körper 23 einerseits sowie eine druckdichte Führung des Kolbens an der Führungswand 25a andererseits herstellen. Der rohrförmige Gehäuseteil 25 weist in einer umlaufenden Nut 25c eine Dichtung 33 zur druckdichten Führung des rohrförmigen Körpers 23 auf.Screw 9 is adjustable with lock nut 10, loaded in the direction of the recess la of the pump housing 1. The spring plate 12, which is supported on the raceway 5, has a pin 12a which engages in a blind hole 5b of the raceway and prevents the latter from rotating. On the side opposite the blind bore Sb , a holding part 13 is fastened to the race by means of screws 14, in whose axially parallel recess 13a a bolt 15 is provided At the end, a spring plate 18 for a compression spring 20 is supported by a snap ring 17. The opposite spring plate 21 of the compression spring 20 is also supported on a tubular body 23 via a snap ring 22. This tubular body 23 is in turn guided in a tubular housing part 25 which is fastened to the pump housing 1 by means of screws 26 with its flat-like part 25e. The housing part 25 is closed to the outside by a cover 27 which has a stop plate 29 for the tubular body 23 which can be adjusted by means of the screw 28 with a lock nut 35. On the cover side, the tubular housing part 25 has an area of larger diameter with a pressure connection 25b which forms the guide wall 25a for a piston 30 which is supported on the tubular body 23 via a snap ring 31 in the cover-side displacement direction. The piston 30 has a circumferential groove 30a on the inner and outer circumference. 30ö, accommodate the sealing rings 31, 32 and thus establish a pressure-tight connection of the piston to the tubular body 23 on the one hand and a pressure-tight guidance of the piston on the guide wall 25a on the other hand. The tubular housing part 25 has a seal 33 in a circumferential groove 25c for guiding the tubular body 23 in a pressure-tight manner.

WirkungsweiseMode of action

In der gezeigten Lage des Laufringes 5 weist dieser seine maximale Exzentrizität zur Drehachse D des Rotors 3 auf. In Hieser Lage des Laufringes 5 fördert die Pumpe ihre maximale Arbeitsflüssigkeitsmenge. Der rohrförmige Körper 23 liegt mit seinem rotorseitigen Ende 23a am Boden 25c/des Gehäuseteils 25 aul, wobei der Bolzen 15 um den Betrag der maximalen Exzentrizität des Lauf ringes 5 von der Anlage 13b des Halteteiles 13 entfernt "iegt. Dadurch w;-d der Laufring 5 nur von der Vorspannkraft der die erste Stufe des Nullhubreglers bildenden Druckfeder 8 gegen die Gehäuseinnenwand \b im Bereich der Ausnehmung la gedruckt. Steigt der Pumpe^druck auf einen Wert an. der über dem der eingestellten Vorspannkraft der Druckfeder 8 entsprechendem Wert liegt, verschiebt sich der Laufring entgegen der Vorspannkraft der Druckfeder 8 in Richtung der letzteren, und zwar entlang der Gleitfläche 36a der Abstützschraube 36. Durch die Abstützschraube 36 ist der Laufring 5 in dessen Verschieberichtung zur Drehachse D einzustellen. Der Laufring 5 kann sich nur soweit in Richtung der Druckfeder 8 verschieben, bis er annähernd eine zentrische Lage zur Drehachse D des Rotors 3 einnimmt. In dieser Lage des Laufringes 5 erfolgt eine weitere Förderung nur noch zur Deckung der Leckverluste der Pumpe.In the position of the race 5 shown, it has its maximum eccentricity in relation to the axis of rotation D of the rotor 3. In this position of the race 5, the pump delivers its maximum amount of working fluid. The tubular body 23 lies with its rotor-side end 23a on the bottom 25c / of the housing part 25, the bolt 15 being removed from the system 13b of the holding part 13 by the amount of the maximum eccentricity of the running ring 5 Running ring 5 is only pressed by the preload force of the compression spring 8, which forms the first stage of the zero stroke regulator, against the inner wall of the housing \ b in the area of the recess la. the raceway moves against the pretensioning force of the compression spring 8 in the direction of the latter, namely along the sliding surface 36a of the support screw 36. The support screw 36 is used to adjust the raceway 5 in its direction of displacement to the axis of rotation D. The raceway 5 can only move so far in the direction the compression spring 8 until it is approximately in a central position to the axis of rotation D of the rotor 3. In this position of the barrel ring 5, further funding takes place only to cover the leakage losses of the pump.

Das in den Zellen 7 befindliche Arbeitsmittel wirdThe working fluid located in cells 7 is

ίο deshalb lediglich von der Saug- zur Druckseite und von dort wieder zurück zur Saugseite transportiert Der Druck auf der Druckseite der Pumpe entspricht hierbei der Kraft der Druckfeder in deren zusammengedrück ler Lage. In der zentrischen Lage des Laufringes 5 zur Drehachse Ddes Rotors 3 liegt die Anlagewand 136 des Halteteils am Bolzen 15 an. Wird nun über den Druckanschluß 25b des rohrförmigen Gehäuseteils 25 unter Druck stehende Steuerflüssigkeit in dem von dem Kolben 30 begrenzten Raum 37 zugeführt, verschiebt sich der Kolben 30 in Richtung des Deckels 27, wobei er über den Sprengring 31 den rohrförmigen Körper 23 mit verschiebt, und zwar soweit, bis sich das deckelseitige Ende 236 des rohrförmiger körpers 23 an der Anschlagplatte 29 abstutzt. Über den bpr ;ngring 22 wird auch der Federteller 21 mit in deckelseitiger Richtung verschoben und über die Druckfeder 20. den Federteller 18, den Sprengring 17 und Stange 16 mit an die Anlage--and 136des Halteteils 13 sich abstützenden Bolzen 15 gedrückt. Somit verschiebt sich der Laufring 5ίο therefore only transported from the suction to the pressure side and from there back to the suction side. The pressure on the pressure side of the pump corresponds to the force of the compression spring in its compressed position. In the central position of the race 5 to the axis of rotation D of the rotor 3, the contact wall 136 of the holding part rests on the bolt 15. If now, via the pressure connection 25b of the tubular housing part 25, pressurized control fluid is supplied to the space 37 delimited by the piston 30, the piston 30 moves in the direction of the cover 27, moving the tubular body 23 via the snap ring 31, and until the cover-side end 236 of the tubular body 23 is braced against the stop plate 29. The spring plate 21 is also displaced in the cover-side direction via the spring ring 22 and the spring plate 18, the snap ring 17 and rod 16 are pressed via the compression spring 20 with the bolts 15 supported on the abutment and 136 of the holding part 13. The race 5 is thus displaced

in wieder soweit in Richtung der Gehäusewand \b bis er an dieser im Bereich der Ausnehmung la anliegt und damit die Pumpe wieder ihre maximale Mtnge fördert.in again so far in the direction of the housing wall \ b until it rests against this in the area of the recess la and thus the pump again delivers its maximum length.

Dadurch, daß der Abstand zwischen dem deckelseiti-Because the distance between the cover-side

gen Ende 236 des rohrförmigen Körpers 23 und dergene end 236 of the tubular body 23 and the

Γι Anschlagplatte 29 größer ist als die maximale Exzentrizität des Laufringes, wird die Feder beim Anliegen des deckelseitigen Endes 236 des rohrförmigen Körpers 23 an der Anschlagplatte 29 entsprechend dieses Differenzbetrages zwischen diesem Abstand und der Exzentrizität des Laufringes zusätzlich vorgespannt. Damit wird der Laufring 5 sowohl von der Vorspa^nkraft der die erste Stufe des Nullhubreglers bildenden Druckfeder 8 als auch von der Kraft der die zweite Stufe des Nü/lhubreglers bildenden Druckfeder 20 in seiner maximalen exzentrischen Lage gehalten. Der Laufring 5 kann sich somit erst wieder in Richtung seiner zentrischen Lage zur Drehachse D des Rotors 3 verschieben, wenn die aus dem Pumpendruck resultierende Kraft die Summe der Vorspannkräfte beiderIf the stop plate 29 is greater than the maximum eccentricity of the race, the spring is additionally biased when the cover-side end 236 of the tubular body 23 rests against the stop plate 29 according to this difference between this distance and the eccentricity of the race. Thus, the raceway 5 is held in its maximum eccentric position both by the preloading force of the compression spring 8 forming the first stage of the zero stroke regulator and by the force of the compression spring 20 forming the second stage of the zero stroke regulator. The race 5 can thus only move again in the direction of its central position to the axis of rotation D of the rotor 3 when the force resulting from the pump pressure is the sum of the pretensioning forces of both

in Druckfedern überwiegt. Nimmt de^r Laufring 5 wieder seine zentrisrhe Lage zum Rotor 3 ein und damit eine weitere Förderung in das angeschlossene hydraulische System einstellt, entspricht der im angeschlossenen beispielsweise von Spannzylindern gebildeten Hydrauliksystem sich einstellende Druck der in dieser Stellung des '„au" ringes
Federn 8 und 20.predominates in compression springs. Takes de ^r race 5 again its zentrisrhe location to the rotor 3, and thus further promote setting in the connected hydraulic system, corresponds to the hydraulic system formed in the connected instance of clamping cylinders resulting pressure in this position of the '"au" ring
Springs 8 and 20.

an diesem wirkenden Kraft beiderin this working force of both

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Two-stage zero stroke regulator for adjustable hydraulic pumps with two springs acting on the actuator, which set the pump to maximum delivery rate, the second spring being operatively connected to the actuator via a hydraulically actuated power piston and with which the preload of the spring can be adjusted, characterized in that the springs au ^f opposite sides of the actuator are arranged, and each spring has an adjusting device.