DE2505778C2 - Grenzlastregelventil für eine Verstellpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Grenzlastregelventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einem derartigen bekannten Grenzlastregelventil kann der Abstützpunkt für die das Drosselventil belastende Feder zum Regeleingriff bei beliebiger Drehzahl der Antriebsmaschine beliebig fixiert werden. Dadurch kann eh. der Istdrehzahl der Antriebsmaschine proportionales Signal den "on der Hilfspumpe erzeugten Steuerdruck beeinflussen (Dieter Zeus, Dissertation der TU Berlin 1974, Seiten 8 bis 36 vd 70 bis 78). Diese allgemeinen Hinweise bieten jedoch keinen Lösungsweg für einen bestimmten konkreten Anwendungsfall.

Weiterhin ist eine Verstelleinrichtung für eine Axialkolbenpumpe bekannt geworden, die zu ihrer Steuerung ein Servoventil benutzt. Um die Verstellkraft des von dem Kolben auf die Verstellscheibe ausgeübten Drehmoments zu verringern, ist eine Hilfspumpe vorgesehen, die im Zusammenwirken mit einer Drossel einen Steuerdruck liefert. Dieser wird auf einen auf die Verstellscheibe der Pumpe einwirkenden Steuerkolben geleitet, der eine Gegenkraft an der Verstellscheibe erzeugt. Dadurch werden die von den Förderkolben auf die Verstellscheibe ausgeübten Kräfte verringert, wodurch das Servoventil kleiner dimensioniert werden kann. Eine Grenzlastregelung ist durch eine solche Einrichtung nicht möglich, die im übrigen durch Verwendung eines Servoventil¹; teuer und empfindlich gegenüber Verunreinigungen im Drucköl ist (DE-OS 22 15 891).

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe lugrunde, ein Grenzlastregelventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs zu schaffen, dessen Drosselventil stets auf die .Solldrehzahl der unbelasteten Antriebsmaschine eingestellt ist und im Zusammenwirken mit einem Steuerschieber die Pumpe zurückstellt, wenn durch Belasten derselben die Drehzahl der Antriebsmaschine zu stark abfällt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des Palentanspruchs genannten Mittel gelöst.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Antriebsrnä* schine durch übermäßige Belastung der Pumpe nicht überlastet werden kann. Das Grenzlastregelventil zeichnet sieh insbesondere dadurch aus, daß es auch für mehrere Pumpen benutzt werden kann, obwohl der Aufwand kaum größer ist als für eine einzige Pumpe.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in
Fig. 1 eine Grenzlast-Regeleinrichtung für eine Doppelpumpe in schematischer Darstellung;

Fig.2 eine Abwandlung einer Einzelheit nach dem Ausführungsbeispiel der Fig.!;
F i g. 3 einen Schnitt längs HI-III nach F i g. 1;

Fig.4 eine Abwandlung einer Einzelheit nach dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1.

In F i g. 1 sind mit 10 und 11 zwei verstellbare Pumpen bezeichnet. Die Pumpe 10 hat ein Stellglied 12, welches gegenüber einem Steuerzapfen 13 um die Exzentrizität ο 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 Stellgliedes 12 erfolgt mit Hilfe zweier Kolben 16, 17, die aneinander diametral gegenüberliegenden Stellen auf das Stellglied Ϊ2 einwirken. Der fiächengrößere 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 <. verstellbar ist. Im Rotor 23 sind sternförmig 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 fiächengrößere Kolben 24 in einer Bohrung 26, der flächenkleinere Kolben 25 in einer Bohrung 27 geführt ist.
Das Grenzlastregelventil wird von einer Hilfspumpe 28 versorgt, weiche aus einem Behälter 29 in eine Leitung 30 fördert. Diese führt zu einer Bohrung 31 eines Drosselventils 32, in der ein Ventilschieber 33 dicht gleitend geführt ist. An ieinsr der Leitung 30 zugewandten Stirnseite 33' besitzt der Ventilschieber eine Drosselkerbe 34. weiche mit einer an der Bohrung 31 ausgebildeten Ringnut 35 zusammenwirkt. Auf die entgegengesetzte Stirnseite 36 des Ventilschiebers 33. weiche in einen Raum 37 taucht, wirkt das eine Ende einer Feder 38 ein deren anderes Ende an der Stirnseite eines Steuerschiebers 39 anliegt, welcher in einer Bohrung 40 dicht gleitend geführt ist. Die Bohrung 40 verläuft achsglcich zur Bohrung 31 und mündet ebenso wie jene in den R?um 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

5^ri 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 Wechselventil 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 Drückleitung 55, Welche ebenfalls zu einem (licht dargestellten Verbraucher führt. Von der den

4,3

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, wubei 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 gedruckt wird, wenn die Feder 38 ganz entspannt ist

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 Hilfspumpe 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 28 an und fördern es in Druckleitungen 54, bzw. 55. Der in der Druckleitung 54 herrschende Druck pflanzt sich über die Leitung 53 und das Wechselventil 48 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 erzeug;e 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 Hilfspumpe 28 fördert einen der Antriebsmaschine drehzahlproportionalen Druckmittelstrom. Der Druckabfall am Drosselventil 32 ist durch die Kraft der Feder 38 gegeben. Der Ventilschieber 33 ist nur dann frei beweglich, wenn die Pumpen 10 und 11 drucklos fördern, die Antriebsmaschine also nicht oder sehr gering belastet ist

Es 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 Ventilschieber 33 preßt und ihn in der Stellung festklemmt, auf die er sich bei entlasteter Antriebsmaschine entsprechend deren Leerlaufdrehzahl eingestellt hatie.

Fördert demgegenüber die Pumpe 11 gegen Widerstand, nicht aber die Pumpe 10, so wird der Ventilschieber 33 durch den Kugelkolben 43 festgeklemmt, der nun über die Leitung 45 beaufschlagt ist.

Die am Drosselventil entstehende Druckdifferenz ist derart, daß vor der Drosselkerbe 34 ein höherer Druck ττο
/ / O

herrscht als an der Ringnut 35. Fällt nun bei zunehmender Belastung die Drehzahl dtr Antriebsmaschine ab, so fällt der Druck vor dem Drosselventil. Im Endteil 40' der Bohrung 40 herrscht über die Leitung 61 derselbe Druck, wie ihn die Hilfspumpe 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 der Ventilschieber 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 so veit an, bis der mit ihr ansteigende Druck ps der Hilfspumpe ausreicht den Steu schieber 39 nach links /u verschieben, bis sein Bund S3 d-e Bohrung 57 verschlossen hat

Bei noch weiter steigender Drehzahl der Antriebsmaschine wird der Druck im Bohrungstei! 40' so groß, daß der Stf ierschieber 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 iun die Pumpe 10 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 F i g. 2 und 3 zeigt, sind zum Festklemmen des Ventilschiebers 33 nicht unbedingt Kolben notwendig. Dieser wird hier lediglich durch den in den Bohrungen 41', 42' herrschenden Druck festgeklemmt, da die radial gegenüber liegenden Bohrungen zum Behälter 29 hin entlastet sind. Das Festklemmen des Ventilschiebers 33. der hier in einer Bohrung 70 gleitet, kann auch willkürlich geschehen, z. B. durch einen Elektromagneten 71, dessen Anker auf einen Kolben '/~2 einwirkt, welcher in einer quer zur Bohrung 70 verlaufenden Bohrung 73 angeordnet ist und auf den Ventilschieber 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.

Um das Starten der Antriebsmaschine zu erleichtern, ist die Feder 60 um se viel schwächer ausgebildet als die vorgespannte Feder 38, daß bei der Anlaßdrehzahl der S'euc. se hieber 39 die Verbindung zwischen den Leitungen 57 und 58 offen hält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 25

   78

   Patentanspruch:

   Grenzlastregelventil für eine von einer Antriebsmaschine angetriebene Verstellpumpe, welche Antriebsmaschine auch eine einen drehzahlproportionalen Druckmittelstrom liefernde Hilfspumpe antreibt, von deren Druckleitung eine Verbindung über ein mit Sperrmitteln versehenes einstellbares Drosselventil zu einem Behälter führt, dadurch gekennzeichnet, daß das fixierbare Drosselventil (32) einen Ventilschieber (33) enthält, der sich an einer Feder (38) gegen den Druck der Hilfspumpe (28) abstützt und daß gleichachsig am anderen Ende der Feder ein Steuerschieber (39) angeordnet ist, der auf dem der Feder abgewandten Ende vom Förderdruck der Hilfspumpe beaufschlagt ist und den Stellzylinder (16 oder 24) der Verstellpumpe (10 oder 11) entweder mit dem Druck der Verstellpumpe beaufschlagt oder den StelLzylinder mit dem Tank verbindet.