DE2505778A1

DE2505778A1 - Regeleinrichtung fuer pumpen

Info

Publication number: DE2505778A1
Application number: DE19752505778
Authority: DE
Inventors: Paul Bosch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-02-12
Filing date: 1975-02-12
Publication date: 1976-08-19
Also published as: US4032260A; GB1539940A; DE2505778C2; CH596449A5

Description

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13. Januar 1974 Wd/ffe

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanraeldung

ROBiSRg BOSOH GMBH. STUTTGART

Regeleinrichtung für Pumpen

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für eine öder mehrere verstellbare und von einer gemeinsamen Antriebsmaschine angetriebene Pumpen, von denen mindestens das Stellglied der einen durch zwei einander an diametral gegenüberliegenden Stellen desselben angreifenden, druckbeaufschlagten Kolben eingestellt wird, und der Druckabfall eines von einer Meßpumpe geförderten Druckmittelstroms an einem von diesem beaufschlagten und von einer Feder belasteten Drosselventil als Signal für

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die Istdrehzahl der Antriebsmaschine verwendet wird.

Bei einer derartigen bekannten Einrichtung wird, damit der Druckabfall bei den verschiedenen Solldrehzahlen der Antriebsmaschine gleich hoch ist, der Drosselquerschnitt in Abhängigkeit von einer eingestellten Solldrehzahl verändert. Die Abstimmung zwischen Solldrehzahl und Drosselquerschnitt macht große Schwierigkeiten und erfordert eine Gestängeverbindung zwischen dem Hebel für die Einstellung der Solldrehzahl und des Drosselventils.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Regeleinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der es möglich ist, auf einfache Weise die Antriebsmaschine für den Antrieb einer Einfach-, Doppel- oder Mehrfachpumpe vor dem überlasten zu schützen. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß Sperrmittel für das Steuerglied des Drosselventils vorgesehen sind, die hydraulisch, mechanisch oder elektromagnetisch betätigbar sind.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Antriebsmaschine durch übermäßige Belastung der Pumpen nicht überlastet werden kann. Die Einrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß sie für mehrere Pumpen benutzt werden kann, obwohl der Aufwand kaum größer ist als für eine Einfachpumpe.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in:

Fig. 1 eine Regeleinrichtung für eine Doppelpumpe in schematischer Darstellung;

Fig. 2 eine Abwandlung einer Einzelheit nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1;

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Pig. 3 einen Schnitt längs IH-III nach Fig. 1 ;

Pig. - 4 eine Abwandlung einer Einzelheit nach dem Ausführungs-1) ei spiel nach Pig. 1.

In Pig. 1 sind mit 10 und 11 zwei verstellbare Pumpen bezeichnet. Die Pumpe 10 hat ein Stellglied 12,-welches gegenübtr einem Steuerzapfen 13 um die Exzentrizität e verstellt werden kann und dadurch den Hub von Verdrängerkörpern 14 bestimmt, die in einem auf dem Steuerzapfen 13 gelagerten Rotor 15 etwa sternförmig angeordnet sind. Die Verstellung des Stellglieds 12 erfolgt mit Hilfe zweier Kolben 16, 17, die aneinander diametral gegenüberliegenden Stellen auf das Stellglied 12 einwirken. Der flächengrößere Kolben 16 ist in einer Bohrung 18 geführt, der flächenkleinere Kolben 17 in einer Bohrung 19. Die Pumpe 11 ist genau so ausgebildet wie die Pumpe 10, d. h. sie hat ein Stellglied 20, das gegenüber einem auf einem Steuerzapfen 21 gelagerten Rotor 22 ebenfalls um die Exzentrizität e verstellbar ist. Im Rotor 23 sind s.ternförmig Verdrängerkörper 23 angeordnet, die an der Innenfläche "des Stellgliedes 20 gleiten. Dieses wird durch zwei Kolben 24, 25, welche an einander diametral gegenüberliegenden Stellen einwirken, verstellt, wobei der flächengrößere Kolben 24 in einer Bohrung 26, der flächenkleinere Kolben 25 in einer Bohrung 27 geführt ist.

Der Regelkreis wird von einer Meßpumpe 28 versorgt, welche aus einem Behälter 29 in eine Leitung 30 fördert. Diese führt zu einer Bohrung 31 eines Drosselventils 32, in der ein Steuerglied 33 dicht gleitend geführt ist. An seiner der Leitung 30 zugewandten Stirnseite 33' besitzt das Drosselventil eine Drosselkerbe 34» welche mit einer' an der Bohrung 31 ausgebildeten Ringnut 35 zusammenwirkt. Auf die entgegengesetzte Stirnseite 36 des zylindrischen Steuergliedes, welche in einen Raum 37 taucht, wirkt das eine Ende einer Peder 38 ein, deren anderes Ende an der Stirnseite'eines Steuerschiebers 39 anliegt, welcher in

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einer Bohrung 40 dicht gleitend geführt ist. Die Bohrung 40 verläuft achsgleich zur Bohrung 31 und mündet ebenso wie jene in den Raum 37, welcher zum Behälter 29 entlastet ist.

An die Bohrung 31 führen radial und einander gegenüberliegend zwei Bohrungen 41, 42 heran; in der Bohrung 41 ist ein Kugelkolben 43, in der Bohrung 42 ein Kugelkolben 44 dicht gleitend angeordnet. Von der Bohrung 41 führt eine Leitung 45 zu der den Kolben 25 aufnehmenden Bohrung 27. Von der Bohrung 42 geht eine Leitung 46 aus, welche zu einer Leitung 47 führt, die einerseits an der Bohrung 40 mündet, andererseits an einem Wechselventil 48, in dem ein Ventilkörper 49 angeordnet ist, welcher mit zwei Ventilsitzen 50 oder 51 zusammenwirkt. Vom Y/echselventil führt einerseits eine Leitung 52 zur Leitung 45, andererseits eine Leitung 53 zu der den Kolben 17 aufnehmenden Bohrung 19. Die Leitung 53 ist außerdem an die Druckleitung 54 der. Pumpe 10 angeschlossen, welche Leitung zu einem nicht dargestellten Verbraucher führt. ·

In die Leitung 45 mündet die von der Pumpe 11 ausgehende Druckleitung 55, welche ebenfalls zu einem nicht dargestellten Verbraucher führt. Von der den Kolben 16 aufnehmenden Bohrung 18 führt eine Leitung 56 zu einer Bohrung 57·, welche in die den Steuerschieber 39 aufnehmende Bohrung 40 mündet. Von dieser Bohrung führt außerdem noch eine Leitung 58 zum Behälter 29. Vom Endteil 40' der Bohrung 40, in welcher eine sehr schwache Feder 60 angeordnet ist, die nur den Zweck hat, den Steuerschieber stets gegen die Feder 38 zu legen - führt eine Leitung 61 zur Leitung 30. Der Steuerschieber 39 hat drei Bunde 62, 63, 64, wobei die Breite des Bundes 63 dem Durchmesser der Bohrung 57 entspricht. Nahe dem rechten Ende des Raumes 37 ist ein Anschlag 66 angeordnet," an den der Steuerschieber 39 durch die Feder 60 gedrückt wird, wenn die Peder 38 ganz entspannt istt.

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Die den Kolben 24 aufnehmende Bohrung 26 ist über eine Leitung 67 an die Leitung 56 angeschlossen.

Die beiden Pumpen 10, 11, wie auch die Meßpumpe" 28 werden von einer nicht dargestellten, gemeinsamen Antriebsmaschine, z. B, einem Dieselmotor, synchron angetrieben. Sie saugen über nicht weiter bezeichnete Leitungen Druckmittel aus dem Behälter 29an und fördern es in Druckleitungen 54, bzw. 55. Der in der Druckleitung 54 herrschende Druck pflanzt sich über die Leitung 53 und das Wechselventil l\8 sowie die Leitung 47 zur Bohrung 57 am Steuerschieber 39 fort, wenn der förderdruck der· Pumpe 10'höher" ist als derjenige der Pumpe 11. Über die Leitung 46 wirkt der Druck auch in der Bohrung 42 und beaufschlagt den Kugelkolben 44. Der von der Pumpe 11 erzeugte Druck wirkt in der Bohrung 27 und pflanzt sich über die Bohrung 45 zu der den Kugelkolben 43 aufnehmenden Bohrung 41 fort. Ist deren Druck höher, so wird das Wechselventil umgeschaltet, so daß der Druck der Pumpe 11 in die Leitung fortgepflanzt wird.

Die Meßpumpe 28 fördert einen der Antriebsmaschine drehzahlproportionalen Druckmittelstrom. Der Druckabfall am Drosselventil

32 ist durch die Kraft der Feder 38 gegeben. Der Steuerschieber

33 ist nur dann frei beweglich, wenn'die Pumpen 10 und 11 drucklos fördern, die Antriebsmaschine also nicht oder sehr gering belastet ist.

Ss sei angenommen, daß die Pumpe 10 gegen Widerstand von der Verbraucherseite her fördern muß. Dadurch baut sie einen Druck auf, der unter anderem den Kugelkolben 44 gegen den Steuerschieber 33 preßt und ihn in der Stellung festklemmt, auf die er sich bei entlasteter Antriebsmaschine entsprechend deren Drehzahl eingestellt hatte.

Fördert demgegenüber die Pumpe 11 gegen Widerstand nicht aber die Pumpe 10, so wird der Steuerschieber 33 auch durch den. Ku- ' gelkolben 43 festgeklemmt, der nun über die Leitung 45 beaufschlagt ist„

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Die am Drosselventil entstehende Druckdifferenz ist derart, daß vor der Drosselkerbe 34 ein höherer Druck herrscht als an der Ringnut 35. Fällt nun bei zunehmender Belastung die Drehzahl der Antriebsmaschine ab, so fällt der Druck vor dem Drosselventil. Im Endteil 40* der Bohrung 40 herrscht über die Leitung derselbe Druck, wie ihn die Meßpumpe 28 erzeugt. Fallen die Drehzahl der Antriebsmaschine und damit der Druck ps vor dem Drosselventil und damit im Raum 40' auf einen bestimmten Wert ab, so verschiebt die Feder 38 den Steuerschieber 39 nach rechts, da ja das Steuerglied 33 festgeklemmt ist. Darauf wird die Leitung 56 mit der Leitung 58 verbunden, worauf Druckmittel· aus der Bohrung 18 zum Behälter 29 abströmen kann. Da in der Bohrung 19 weiterhin der Förderdruck der Pumpe herrscht, wird nun das Stellglied 12 auf kleinere Exzentrizität und damit die Pumpe auf geringere Fördermenge eingestellt. Dadurch, daß nun die Pumpe weniger fördert, wird die Antriebsmaschine entlastet. Ihre Drehzahl steigt nun wieder soweit an, bis der mit ihr ansteigende Druck ps der Meßpumpe ausreicht, den Steuerschieber 39 nach links zu verschieben, bis sein Bund 63 die Bohrung 57 verschlossen hat.

Bei noch weiter steigender Drehzahl der Antriebsmaschine wird der Druck im Bohrungsteil 40' so groß, daß der Steuerschieber 39 nach links verschoben wird, worauf unter Förderdruck stehendes Druckmittel über die Leitung 47 in die Leitung 56 eindringen kann und den Kolben 16 beaufschlagt. Da dessen Fläche wesentlich größer ist als die des Kolbens 17, wird nun die Pumpe 1Ö auf größere Fördermenge eingestellt.

Genau dasselbe geschieht an der Pumpe 11, da die Bohrung 26 über die Leitung 67 mit der Leitung 56 verbunden ist.

Wie das Ausführungsbeispiel nach den Fig.· 2 und 3 zeigt, sind zum Festklemmen des Steüergliedes 33 nicht unbedingt Kolben notwendig. Dieses wird hier lediglich durch den in den Bohrungen 41', A2¹ herrschenden? Druck .festgeklemmt, da die radial gegenüber liegenden Bohrungen zum Behälter 29 hin entlastet sind.

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Das Festklemmen des Steuergliedes 33, das hier in einer Bohrung 70 gleitet, kann auch willkürlich geschehen, z. B. durch einen Elektromagneten 71, dessen Anker auf einen Kolben 72 einwirkt, welcher in einer quer zur Bohrung 70 verlaufenden Bohrung 73 angeordnet ist und auf das Steuerglied dann drückt, wenn der Elektromagnet erregt ist. Dies kann beispielsweise bei einem Fahrzeug willkürlich durch den Fahrer geschehen, wenn dieser den Drehzahlhebel der Antriebsmaschine betätigt.

Die Verstellung der Pumpe 11 braucht nicht unbedingt auf die oben beschriebene Weise erfolgen; sie kann beispielsweise synchron zur Pumpe 10 über eine nicht dargestellte mechanische Verbindung verstellt werden.

Die oben beschriebene Regeleinrichtung ist selbstverständlich auch für nur eine Pumpe verwendbar, wo sie genau denselben Zweck erfüllt, nämlich die Antriebsmaschine vor Überlastung zu schützen. Dies.ist zeichnerisch nicht dargestellt, da ohne weiteres vorstellbar. In'diesem Fall ist dann nur ein Sperrmittel für das Steuerglied notwendig« Um das Starten der Antriebsmaschine zu erleichtern, ist die Feder 60 um so viel schwächer ausgebildet als die vorgespannte Feder 38, daß bei der Anlaßdrehzahl der Steuerschieber 39 die Verbindung zwischen den Leitungen 57 und 58 offen hält.

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Claims

Ansprttehe

1.)Regeleinrichtung für eine oder mehrere verstellbare und ν/ση einer gemeinsamen Antriebsmaschine angetriebenen Pumpe, von denen mindestens das Stellglied der einen durch zwei einander an diametral gegemlberliegenderi Stellen: desselben angreifenden,, druckbeaufschlagten; Kalben eingestellt ward, und der D-puiekabfall eines vom eimer¹ Meßpumpe geförderten Dr-uickmdttelstroms an einem von diesem beaufschlagten und von einer Feder belasteten Drosselventil als Signal für die Istdrehzahl der Antriebsmaschine vervfendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß Sperrmittel (43, Hh; 72, 73) für das Steuerglied (33) des Drosselventils vorgesehen sind, die hydraulisch, mechanisch oder elektromagnetisch betätigbar sind.

2. Einrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß etwa achsgleich zum Steuerglied (33) des Drosselventils (32) ein denselben Durchmesser besitzender Steuerschieber (39) angeordnet ist, der über ein federndes Mittel (38) mit dem Steuerglied verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2 mit mindestens zwei

verstellbaren Pumpen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pumpe (10, 11) ein eigenes Sperrmittel in Form eines Kolbens zugeordnet ist, der von der betreffenden Pumpe

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"beaufschlagt ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmittel nur von der Pumpe beaufschlagt ist, die den höheren Förderdruck erzeugt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl des höheren Förderdrucks über ein Wechselventil· (48) erfolgt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der druckbeaufschlagten Stirnseite (33') des Steuergliedes (33) des Drosselventils (32). eine Drosselkerbe (34) ausgebildet ist, über welche eine Verbindung (35) zu einem drucklosen Raum gesteuert wird, daß die flächengleiche, dem Steuerglied abgewandte Stirnseite des Steuerschiebers (39) ebenfalls von der Meßpumpe beaufschlagt ist, und daß zwischen den beiden einander zugewandten Stirnseiten des Steuerglieds und des Steuerschiebers eine Druckfeder (38) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (39) Verbindungen von der Hochdruckseite (54, 55) einer der Pumpen (1O, 11) und von einem drucklosen Raum (2.9) zu dem das Stellglied (12, 20) dieser Pumpe einstellenden Kolben (16, 24) steuert, während der entgegenwirkende Kolben (17,25) stets vom Förderdruck der Pumpe beaufschlagt ist. ·

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8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dai3 die andere Pumpe oder die anderen Pumpen unabhängig von der ersten Pumpe steuerbar ist oder sind,

z. B. über Folgesteuereinrichtungen oder manuell.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperren des Steuergliedes (33) .des Drosselventils (32) durch auf seine Oberfläche unmittelbar einwirkenden Flüssigkeitsdruck (Druckfeld) von der den höheren Druck führenden Pumpe erfolgt.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben von entgegengesetzten Seiten auf die Oberfläche des Steuergliedes einwirken.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmittel für das Steuerglied (33) mindestens ein Elektromagnet (71) ist, der willkürlich betätigbar ist, z. B. vom Drehzahlhebel der Antriebsmaschine.

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