DE2607780C2

DE2607780C2 - Verstelleinrichtung für eine Radialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE2607780C2
Application number: DE2607780A
Authority: DE
Inventors: Werner 7016 Gerlingen Rometsch; Horst 7251 Hemmingen Willmer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-02-26
Filing date: 1976-02-26
Publication date: 1981-11-19
Also published as: DE2607780A1; US4077745A; GB1518773A

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für eine Radialkolbenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Das Rückschlagventil bei dieser bekannten Radialkolbenpumpe hat den Zweck, daß das hydrostatische Entlastungsfeld stets von der Hochdruckseite der Pumpe beaufschlagt wird, falls sie in ihrer Drehrichtung veränderbar ist. Das Entlastungsfeld selbst hat den Zweck, die Flächenpressung und Verstellkraft zwischen dem Laufring und dem die Verstellung bewirkenden Stellkolben zu verringern. Diese Entlastung hat aber in der Null-Stellung des Laufrings und bei niedrigem Förderdruck (wie er auch im Entlastungsfeld herrscht) durch ein geringes Reibmoment zur Folge, daß der Laufring durch die Fliehkraft — Reibmomente der Förderelemente (Kolben-Gleitschuh) mitgenommen und in Rotation versetzt wird und nach kurzer Zeit die Drehzahl des Rotors erreicht. Dies ist dadurch zu erklären, daß das Rückschlagventil nicht federbelastet ist und die Drossel eine räumlich andere Lage hat — nämlich im Gleitschuh selbst. Damit kann sich keine größere, auf den Kolben einwirkende Druckkraft aufbauen, die den Hubring am Rotieren hindert. Als Folge davon wird der Schmierfilm zwischen Laufring-Gleitfläche und Gleitschuh abgebaut, so daß die Gleitschuhe an der Laufringfläche festhaften. Um sie bei einer Verstellung desselben loszureißen, ist ein hoher Verstelldruck notwendig, der zu ruckartigem Verstellen des Laufrings führt (DE-OS 19 27 074).

Es ist zwar bekannt, den den Hub der Förderkolben verändernden Hubring unverdrehbar im Gehäuse anzuordnen — er ist um einen Bolzen schwenkbar — das hat aber den Nachteil, daß der Hubring einseitig abgenützt wird, da Hoch- und Niederdruckseite stets an derselben Stelle liegen (DE-OS 19 36 431). Es ist also wichtig, daß sich der Hub- oder Laufring ab und zu verdrehen kann.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Verstelleinrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1 zu schaffen, die es ermöglicht, eine sichere und insbesondere stetige Verstellung des Laufrings der Radialkolbenpumpe aus der Null-Stellung heraus auch bei hohen Drehzahlen herzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst

Auf diese Weise baut sich in der den Stellkolben aufnehmenden Bohrung infolge des geschlossenen Rückschlagventils ein Druck auf, der den Stellkolben

!5 gegen den Laufring preßt und diesen daran hindert, in Rotation versetzt zu werden. Erst wenn der Verstelldruck einen bestimmten Wert erreicht hat, z. B. 25 bar, öffnet das Rückschlagventil, so daß der Druck in der Bohrung nicht weiter ansteigt und die hydrostatische Entlastung wirksam macht.

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

F i g. 1 eine Radialkolbenpumpe mit Verstelleinrichtung in schematischer Darstellung;

Fig.2 einen Längsschnitt durch einen Teil der Verstelleinrichtung.

Die Radialkolbenpumpe 10 besteht im wesentlichen aus einem Rotor 11 mit in diesem angeordneten Förderkolben 12, die an der Innenwand eines Laufrings

13 gleiten. Der Laufring 13 ist zwecks Änderung der Fördermenge gegenüber dem Rotor verschiebbar. Dies geschieht mit Hilfe zweier druckbeaufschlagter Stellkolben 14, 15, die an einander diametral gegenüberliegenden Stellen der Außenfläche des Laufrings 13 anliegen.

Wie die Figur jedoch zeigt, liegen die Stellkolben 14,15 nicht unmittelbar am Laufring an, sondern über sogenannte Gleitschuhe 16,17, wobei der Gleitschuh 17 dem Stellkolben 15 zugeordnet ist. Der Stellkolben 15 besitzt einen kleineren Durchmesser als der Stellkolben 14 und ist in einer Bohrung 18 dicht gleitend geführt und durch eine Feder 19 belastet. Der flächengrößere Stellkolben 14 ist in einer Bohrung 20 dicht gleitend geführt und ebenfalls durch eine Feder 21 belastet.

An den Berührungsstellen der Gleitschuhe am Laufring sind hydrostatische Entlastungsfelder 22, 23 ausgebildet, wobei das Entlastungsfeld 22 dem Gleitschuh 17 zugeordnet ist. Das Entlastungsfeid 22 wird von der Bohrung 18 her über im Stellkolben 15 und Gleitschuh 17 ausgebildete Bohrungen 24, 25 mit Druckmittel beaufschlagt. Das Entlastungsfeid 23 am Gleitschuh 16 wird ebenfalls über im Stellkolben 14 und Gleitschuh 16 ausgebildete Bohrungen 26, 27 mit Druckmittel beaufschlagt.

Der notwendige Verstelldruck, d. h. der in Bohrungen 18, 20 herrschende Druck kann von der Radialkolbenpumpe 10 selber stammen. Diese fördert Druckmittel in eine Leitung 28, von der eine Leitung 29 abzweigt, die in die Bohrung 18 mündet. Weiterhin zweigt von der Förderleitung 28 eine Leitung 30 ab, die über ein Wegeventil 31 zur Bohrung 20 führt. Daraus ist zu erkennen, daß in der Bohrung 28 stets der Förderdruck der Radialkolbenpumpe herrscht, in der Bohrung 20 nur dann, wenn das Wegeventil 31 entsprechend eingestellt ist. Darauf ist aber nicht weiter eingegangen.

Die Fig.2 zeigt den Stellkolben 15 samt Gleitschuh V und die dazugehörigen Merkmale in deutlicherem Zusammenhang. Der Stellkolben 15 ist in einer in die Bohrung 18 eingepreßten Buchse 33 dichtend gleitend

geführt Der Stellkolben 15 besitzt eine zylindrische Ausnehmung 34, auf deren Boden ein Gehäuse 35 eines Rückschlagventils aufsitzt Dieses hat einen flanschartigen Rand 36, auf dem sich die Feder 19 abstützt. Im Gehäuse 35 ist eine Stufenbohrung mit den Abschnitten 37, 38 ausgebildet, deren Schulter 39 einen Sitz für das kugelige Ventilglied 40 bildet Der Abschnitt 38 mit dem kleineren Durchmesser der Stufenbohrung ist dem Innenraum der Ausnehmung 34 im Stellkolben zugewandt. Das Ventilgiied 40 wird durch eine Feder 41 a^f seinen Sitz jspreßt Diese liegt am Rand 42 eines Stützrohrs 43 an, das dafür sorgt, daß das Ventilglied 40 nicht zu weit vom Sitz abgehoben wird.

Vom Boden 44 geht eine Stufenbohrung 45,46 aus, die in eine kugelkalottenförmige Ausnehmung 47 am Unterteil des Stellkolbens mündet Die Stufenbohrung 45 bildet eine Drosselbohrung. Der Stellkolben 15 stützt sich über die Ausnehmung 47 auf der Kugelkalotte 48 des Gleitschuhs 17 ab.

Die Radialkolbenpumpe fördert Druckmittel in die Leitung 28. Dieses gelangt über die Leitung 29 in die den Stellkolben 15 aufnehmende Bohrung 18. Das Wegeventil 31 steht in seiner Stellung II, in welcher die den Stellkolben 14 aufnehmende Bohrung 20 abgeschlossen ist, d. h. in der Bohrung 20 herrscht durch die größere Fläche ein geringerer Druck als in der Bohrung 18. Wird die Radialkolbenpumpe angefahren, so befindet sich der Laufring 13 infolge der gleich großen Kräfte der Federn 19, 21 und unterschiedlicher Drücke in den Bohrungen 18 und 20 in Null-Lage. Im hydrostatischen Entlastungsfeld 23 des Gleitschuhs 16 herrscht der geringe Druck der Bohrung 20. Der Druck im hydrostatischen > Entlastungsfeld 22 entspricht dem Förderdruck. Der Förderdruck ist beim Anfahren gering, so daß die Anpreßkraft des Stellkolbens 15 durch die Feder und die hydraulischen Druckkräfte nicht groß genug ist um ein großes Reibmoment gegenüber dem Laufring 13 zu erzeugen. Die Folge davon ist daß der Laufring 13 durch die Fliehkraft-Reibmomente der Kolben-Gleitschuhe 12 mitgenommen wird und nach kurzer Zeit die Drehzahl des Rotors 11 erreicht Dadurch werden die üblicherweise zwischen Gleitschuhsohle und Innenfläche des Laufrings vorhandenen hydrostatischen und hydrodynamischen Druckfelder abgebaut und die Gleitschuhe kleben am Laufring. Um s-e beim Verstellen des Laufrings in die neue Position zu bringen, ist eine große Verstellkraft notwendig, die zu ruckartigem Verstellen des Laufrings führt, d. h. ein sicheres Verstellen des Laufrings 13 ist nicht mehr immer gewährleistet. Dieser Vorgang findet statt, wenn keine besonderen Maßnahmen getroffen sind.

Durch die Anordnung des erfindungsgemäßen Rückschlagventils wird erreicht, daß sich in der Bohrung 18 oberhalb des Stellkolbens 15 mit zunehmender Drehzahl des Rotors bei geschlossenem Rückschlagventil ein Druck aufbaut der den Stellkolben samt Gleitschuh so stark gegen den Laufring drückt, daß dieser festgehalten wird. Dies ist dadurch möglich, daß das hydrostatische Entlastungsfeld 22 im niederen Druckbereich durch das Rückschlagventil wirkungslos gemacht wird. Das Reibmoment zwischen Gleitschuh 17 und Laufring 13 vergrößert sich dadurch und verhindert ein Mitdrehen des Laufrings. Erst dann, wenn ein bestimmter Druck erreicht ist, z. B. 25 bar, wird das Ventilgiied 40 von seinem Sitz abgehoben, und Druckmittel kann nun im hydrostatischen Druckfeld 22 eine Gegenkraft aufbauen, wodurch die sonst übermäßig große Kraft so weit abgebaut wird, daß ein Verdrehen des Laufrings 13 gerade verhindert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verstelleinrichtung für eine Radialkolbenpumpe mit umlaufendem Laufring für die Förderkolben, der mittels zweier flächenungleicher, druckbeaufschlagter Stellkolben eingestellt wird, die aneinander diametral gegenüberliegenden Stellen an der Außenfläche des Laufrings anliegen und der flächenkleinere Stellkolben stets von der Förderseite der Radialkolbenpumpe mit Druckmittel beaufschlagt ist und mindestens an der Berührungsstelle von Laufring und flächenkleinerem Stellkolben über ein Rückschlagventil an diesem ein hydrostatisches Entlastungsfeld aufgebaut ist, das über eine in diesem Stellkolben ausgebildete Drossel gespeist ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (40) federbelastet ist und zwischen der Drossel (38) und dem hydrostatischen Entlastungsfeld (22) im Stellkolben (15) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil aus einem Gehäuse (35) besteht, das durch eine Feder (19) gegen eine Bodenfläche (44) in einer Höhlung (34) des Stellkolbens (15) gepreßt wird und daß im Gehäuse eine Stufenbohrung (37,38) ausgebildet ist, gegen deren Schulter sich unter der Kraft einer Feder (41) das Schließglied (40) des Rückschlagventils legt.