DE2759056C2

DE2759056C2 -

Info

Publication number: DE2759056C2
Application number: DE2759056A
Authority: DE
Inventors: Haakon Jun Magnussen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-01-21
Filing date: 1977-12-30
Publication date: 1987-12-03
Also published as: FR2388147A1; GB1576146A; JPS5392904A; DE2759056A1; JPH0637873B2; JPH06173860A; FR2388147B1; US4131393A; CH619511A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpvorrich tung gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Pumpvorrichtung ist aus der DE-OS 23 11 016 bekannt. Bei der bekannten Flüssigkeitspump vorrichtung wird die Drehzahl eines Antriebsmotors für die Pumpe während des Förderhubes mittels einer ge schlossenen Regelschleife, welche einen Drucksensor, eine Regelschaltung, den Antriebsmotor und eine Pum pe umfaßt, derart geregelt, daß sich in einer Auslaßlei tung der Pumpe ein konstanter Druck ergibt. Dies ist bei der bekannten Pumpvorrichtung deshalb ausreichend, weil dort mehrere parallel geschaltete Kolbenpumpen vorgesehen sind.

Ausgehend von dem Stande der Technik gemäß der DE-OS 23 11 016, liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, dasjenige Betriebsintervall, in dem in der Aus laß- bzw. Förderleitung für ein zu versorgendes System ein konstanter Druck aufrechterhalten werden soll bzw. das Betriebsintervall, in dem der Kolben während eines Förderhubes mit konstanter Geschwindigkeit vorge schoben wird, zu verlängern, um auch bei einer Flüssig keitspumpvorrichtung mit einer einzigen Kolbenpumpe einen hinreichend konstanten Druck in der Förderlei tung zu erreichen.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Flüs sigkeitspumpvorrichtung gemäß der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentan spruchs 1 gelöst.

Es ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Flüssigkeitspumpvorrichtung, daß sie zur Versorgung eines Flüssigkeitschromatographen eingesetzt werden kann. Eine typische Flüssigkeits-Chromatographensäule enthält beispielsweise eine Packung von fein verteilten Partikeln zum Trennen der gelösten Bestandteile einer flüssigen Probe. Diese dichten Packungen erzeugen da bei für die Flüssigkeitspumpvorrichtung einen hohen Gegendruck. Beim Fördern von Flüssigkeit mit einer einzigen Kolbenpumpe ergibt sich dabei normalerweise eine pulsierende Strömung, welche die Analyse des ge lösten Stoffes verfälschen kann. Bei der erfindungsge mäßen Flüssigkeitspumpvorrichtung wird dagegen ein Pulsieren der Flüssigkeitsströmung verhindert bzw. so weit verringert, daß mit einem daran angeschlossenen Flüssigkeitschromatographen korrekte Meßergebnisse erhalten werden.

Es ist zwar bereits bekannt (vgl. Sonderdruck aus Zeitschrift "Fette, Seifen, Anstrichmittel", 69. jahrgang, 1967, S. 14 bis 20, sowie Sonderdruck aus Zeitschrift "Technische Mitteilungen", 61. jahrgang, Mai 1968, S. 1 bis 13), bei Flüssigkeitspumpvorrichtungen während der Saugphase mit einer erhöhten Kolbengeschwindigkeit zu arbeiten; dabei erfolgt die Anpassung der Kolbenge schwindigkeit jedoch gegen Ende des Ansaughubes selbst und nicht zwischen dem Ende des Ansaughubes und dem Beginn der Förderung von Flüssigkeit, so daß keine Verkürzung der Druckaufbauphase erfolgt und folglich auch keine Optimierung der eigentlichen För derzeit möglich ist.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auf zusätzliche Einrichtungen, wie zum Bei spiel Druckwandler, verzichtet werden kann, die teuer sind und zwangsläufig die Gefahr eines Ausfallens der Flüssigkeitspumpvorrichtung erhöhen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge genstand von Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeich nungen noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausfüh rungsform einer Pumpvorrichtung gemäß der Erfin dung, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Pumpvorrichtung gemäß Fig. 1 längs der Linie 2-2 in dieser Figur;

Fig. 3 eine Ansicht der Pumpvorrichtung gemäß Fig. 1, gesehen von der Linie 3-3 in dieser Figur in Richtung der Pfeile;

Fig. 4 eine Ansicht der Pumpvorrichtung gemäß Fig. 1, gesehen von der Linie 4-4 in dieser Figur in Richtung der Pfeile;

Fig. 5 eine Teilseitenansicht mit der Tachometeran ordnung gemäß Fig. 4;

Fig. 6 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausfüh rungsform der elektrischen Regeleinrichtungen für eine Pumpvorrichtung gemäß Fig. 1 bis 5;

Fig. 7 ein schematisches elektrisches Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Regeleinrichtungen einer Pumpvorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer abgewandelten bevor zugten Ausführungsform der Regeleinrichtungen einer Pumpvorrichtung gemäß der Erfindung.

Im einzelnen umfaßt die Pumpvorrichtung gemäß Fig. 1 bis 5 eine Kolbenpumpe 10 mit einem Kolben 12, der in einer Kammer 14 hin- und herbeweglich ist. Ein freies Ende 16 des Kolbens steht in Kontakt mit einer Flüssigkeit, welche in die Kammer 14 hinein und aus dieser herausfließt. Das andere Ende 18 des Kolbens 12 steht in Kontakt mit Antriebseinrichtungen 20. Die Kammer 14 füllt sich, wenn sich der Kolben 12 bei einem Saughub von rechts nach links bewegt.

Ein Kammergehäuse 22 ist mit Hilfe von Schrauben 24 und Zapfen 26 fest mit einem Pumpengehäuse 28 verbunden. Ein Stößel 30 ist mit Hilfe einer Lagerbuch se 33 gleitverschieblich in einem Zylinderraum 32 gela gert und steht mit dem anderen Ende 18 des Kolbens 12 über einen Endring 34 in Verbindung. Eine den Kolben 12 umgebende Dichtung sorgt für eine Abdichtung der Kammer 14. Weiterhin sind Ventileinrichtungen 38 vor gesehen (Fig. 2), welche ein einlaßseitiges Rückschlag ventil 40 und ein auslaßseitiges Rückschlagventil 42 um fassen, die beide in das Kammergehäuse 22 einge schraubt sind. Eine Öffnung 44 des Zylinderraums 32 ermöglicht eine Überwachung sowie die Wartung und Reparatur der Verbindung zwischen dem Kolben 12 und dem Endring 34.

An seinem dem Kolben 12 abgewandten Ende trägt der Stößel 30 eine Abtastrolle 46, die an der Kurven bahn 48 einer Kurvenscheibe 50 abrollt. (Gegebenen falls kann auch ein anderes Abtastelement über eine entsprechende Kurvenbahn gleiten). Die Abtastrolle 46 ist mit Hilfe einer Halterung 74 zusätzlich stabilisiert. Eine Druckfeder 52 stützt sich einerseits an einem Kra gen 54 des Stößels 30 und andererseits an einer Schulter 56 des Pumpengehäuses 28 ab. Eine Abdeckplatte 58, welche mit Hilfe von Schrauben 60 befestigt ist, ermög licht den Zugriff zu einem Hohlraum des Pumpengehäu ses 28, welches die Kurvenscheibe 50 aufnimmt. Zu den Antriebseinrichtungen 20 gehört ferner eine Welle 62 zum Antreiben der Kurvenscheibe 50. Die Welle 62 ist mit Hilfe eines Elektromotors 64 (Fig. 1) antreibbar. Im einzelnen treibt die Welle 62 einen Nabenteil 66, der in einer Lagerbuchse 68 des Pumpengehäuses 28 gelagert und dort mit Hilfe von Dichtungen 70 abgedichtet ist. Der Nabenteil 66 treibt seinerseits ein Wellenstück 72, an dem die Kurvenscheibe 50 befestigt ist. Die Drehzahl der Welle 62 ist auf irgendeine geeignete Weise, etwa im Verhältnis von 50:1, gegenüber der Drehzahl einer Ab triebswelle 73 auf der gegenüberliegenden Seite des Elektromotors 64 untersetzt, für die keine Drehzahlun tersetzung vorgesehen ist.

Regeleinrichtungen 76 mit zugehörigen Detektorein richtungen 77 - diese Einrichtungen zeigt Fig. 6 in Form eines Blockdiagramms - stehen mit den mecha nischen Einrichtungen gemäß Fig. 1 und 2 über einen Detektor 75 in Verbindung, wobei der Detektor eine Blende 78 aufweisen kann, die an dem Nabenteil 66 vorgesehen ist, welcher sich gemeinsam mit der Welle 62 dreht (Fig. 3). Weiterhin weist der Detektor 75 eine Gabellichtschranke 80 auf, die am Motorgehäuse 82 mit Hilfe eines Bügels 84 mittels Stellschrauben 86 befestigt ist. Anschlußleitungen 88 übermitteln die durch die Blende 78 verursachte Lichtstrahlunterbrechung an An saugsteuereinrichtungen 79. In ähnlicher Weise ist am Ende der Abtriebswelle 73 eine Tachometeranordnung 90 (Fig. 1, 4 und 5) vorgesehen, welche ein Meßrad 92 und einen optischen Detektor 94 aufweist. Das Meßrad 92 weist 360 Übergänge auf, d. h. einen Übergang pro Winkelgrad. Die Anschlußleitungen 88 übermitteln die Lichtunterbrechungen wieder als eine Folge elektri scher Impulse. Eine Scheibe 98 hält das Meßrad 92 mit Hilfe eines Reibrades 100 auf der Abtriebswelle 73. Der optische Detektor 94 ist mittels eines Bügels 102 sowie mit Hilfe von Stellschrauben 104 am Motorgehäuse 82 befestigt, an dem hierfür (ebenso wie für den Bügel 84) ein Ansatz 106 vorgesehen ist.

Die Regeleinrichtungen 76 (Fig. 6) ändern die Ge schwindigkeit der Antriebseinrichtungen 20, außer wäh rend des Zeitintervalls, in welchem Flüssigkeit aus der Kammer 14 herausgedrückt wird.

Betrachtet man nunmehr das Blockdiagramm gemäß Fig. 6, so erkennt man, daß eine Einstellvorrichtung 108 vorgesehen ist, an der eine normale bzw. konstante Ge schwindigkeit eingestellt werden kann und die einen Umsetzer 110 steuert, welcher einen Strom zieht, der der an ihn von der Einstellvorrichtung 108 angelegten Spannung und damit der Normalgeschwindigkeit ent spricht. An einem Schaltungspunkt 116 wird der Fehler strom bzw. die Stromdifferenz zwischen dem durch die Einstellung der Einstellvorrichtung 108 vorgegebenen Strom und einem Strom ermittelt, der von einer Meß schaltung 118 erzeugt wird, die einen Strom erzeugt, der der Geschwindigkeit der Antriebseinrichtungen 20 pro portional ist, welche mit Hilfe der Tachometeranord nung 90 ermittelt wird. Ein Summierverstärker 120 mit hoher Verstärkung liefert in Abhängigkeit von einer Bezugsspannung 122 einerseits und dem Fehlerstrom am Schaltungspunkt 116 andererseits ein Servo-Fehler signal. Dieses wird über eine Rückkopplungsschaltung 124 zur Einstellung der Regelverstärkung und mit Kom pensationseinrichtungen auf den Schaltungspunkt 116 rückgekoppelt und ist im Vergleich zum Strom von der Meßschaltung 1 18 ein relativ kleiner Strom.

Ein Treiber 126 erzeugt ein pulslängenmoduliertes Signal, dessen Tastverhältnis dem eingangsseitig ange legten Fehlersignal vom Summierverstärker 120 pro portional ist. Der Treiber 126 liefert also eine sich än dernde Spannung an die Antriebseinrichtungen, die beim Ausführungsbeispiel ein Gleichstrommotor sein können, weshalb nachstehend der Einfachheit halber nur noch von einem Motor 20 gesprochen wird. Mit Hilfe der Einstellvorrichtung 108 kann somit die Ge schwindigkeit bzw. die Drehzahl des Motors 20 über einen Abgleichkreis eingestellt werden, welcher den Summierpunkt bzw. Schaltungspunkt 116, die Rück kopplungsschaltung 124, den Summierverstärker 120, die Bezugsspannungsquelle (am Anschluß 122) und ei nen Treiber 126 zur Erzeugung eines pulslängenmodu lierten Signals aufweist.

Nach dem Fördern bzw. Auspressen der Flüssigkeit aus der Kammer 14 im Verlauf eines Förderhubes des Kolbens 12, der während dieser Phase mit der einge stellten bzw. mit einer im wesentlichen konstanten Ge schwindigkeit läuft, sprechen die Detektoreinrichtun gen 77 an und signalisieren den Beginn eines Füll- bzw. Ansaughubes des Kolbens 12 sowie (später) das Ende des Ansaughubes. Wie eingangs erläutert, können die Detektoreinrichtungen 77 durch eine Blende 78 und ei ne Gabellichtschranke 80 gebildet sein. Es besteht auch die Möglichkeit, daß die Detektoreinrichtungen 77 als Tachometer zur Abgabe von Impulsen ausgebildet sind, die einem getriggerten bzw. rücksetzbaren Digitalzäh ler zugeführt werden, welcher Beginn und Ende eines Ansaughubes des Kolbens 12 anzeigen kann. Beispiels weise wird beim betrachteten Ausführungsbeispiel der Beginn des Füllvorganges für die Kammer 14, d. h. der Beginn des Ansaughubes, dadurch charakterisiert, daß beim Einsatz eines Gleichstrommotors 20 die Belastung desselben wegen der negativen Steigung 51 der Kur venscheibe plötzlich abfällt, was einen entsprechenden Abfall des Motorstroms zur Folge hat, wobei der plötz liche Abfall des Motorstroms ermittelt und als Startsi gnal für einen Digitalzähler verwendet werden kann. Die Anzeige für den Beginn eines Ansaughubes des Kolbens 12 kann auch durch andere Zeitgebereinrich tungen oder Einrichtungen zum Erfassen der Drehbe wegung einer Antriebswelle ermittelt werden. Derarti ge Einrichtungen sind dem Fachmann bekannt. Mit Hil fe des Digitalzählers wäre es möglich, die (winkelmäßi ge) Dauer des Ansaughubes zu bestimmen. Zu diesem Zweck könnte auch ein analoger Integrator eingesetzt werden, mit dessen Hilfe ein Tachometersignal inte griert wird und der ein Ausgangssignal erzeugt, welches der (winkelmäßigen) Dauer des Ansaughubes propor tional ist. Beim Einsatz eines digitalen Zählers könnte man dessen Zählerstand mit einem vorgegebenen Zäh lerstand vergleichen, der dem Ansaughub des Kolbens 12 entspricht. Das Ausgangssignal des analogen Inte grators könnte andererseits mit einer festen Bezugs spannung verglichen werden, die dem Ende des Ansaug hubs des Kolbens entspricht. Ein typischer Wert für die (winkelmäßige) Dauer eines Füll- oder Ansaughubes des Kolbens liegt bei etwa 50°.

Ein mit dem Detektor 75 verbundener Verstärker 128 stellt den Beginn des Ansaughubes des Kolbens 12 fest und sendet ein Signal aus, mit dessen Hilfe eine erste Schalteinrichtung bzw. ein erster Schalter 114 über ein ODER-Gatter 130 betätigt wird, sowie - direkt - eine zweite Schalteinrichtung bzw. ein zweiter Schalter 132. Der erste Schalter 114 führt in Verbindung mit einem Entkoppler 112 zu einer wirksamen Unterdrückung des Einflusses des Umsetzers 110 und einer Steuerschaltung 152 für die Steuerung der Ansauggeschwindigkeit am Schaltungspunkt 116. Die Geschwindigkeit des Motors 20 wird folglich während des Ansaughubes mit Hilfe einer Ansauggeschwindigkeitssteuerung 134 bestimmt. Die Steuerung 134 erhöht die Geschwindigkeit des Mo tors 20 in den meisten Fällen in einem Ausmaß, welches den verschiedenen Systemparametern, d. h. Vorrich tungs- und Flüssigkeitsparametern angepaßt ist, bei spielsweise den Kavitations- und Entgasungseigen schaften der Flüssigkeit, welche von der Pumpvorrich tung 10 gefördert wird. Weiterhin muß die Geschwin digkeit der einlaßseitigen Ventileinrichtung 38 ebenso als ein Faktor berücksichtigt werden, welcher die Pump geschwindigkeit begrenzt wie die hydraulische Gesamt konzeption der Pumpvorrichtung. Bei sehr hohen Nor mal- bzw. Grundgeschwindigkeiten kann es sogar erfor derlich sein, daß die Geschwindigkeit des Motors wäh rend der Ansaugphase im Hinblick auf die genannten Faktoren abgesenkt werden muß. Dies gilt insbesonde re beim Arbeiten mit Flüssigkeiten mit niedrigem Siede punkt, wie z. B. Pentan, Athyläther und dergleichen.

Der Beginn der Geschwindigkeitserhöhung durch die Ansaugsteuereinrichtungen 79 setzt auch einen Integra tor 136 auf einen sehr niedrigen Wert, auf dem dieser während des betreffenden Ansaughubes des Kolbens 12 verbleibt. Bei Beendigung des Ansaughubes des Kol bens 12, welche von den Detektoreinrichtungen 77 si gnalisiert wird, werden die Schalter 114 und 132 desakti viert. Es erfolgt jedoch kein Auspressen von Flüssigkeit aus der Kammer 14, bis der Kolben im Verlauf seines Auspreßhubes im Verlauf einer Druckaufbauphase den Gegendruck des auslaßseitigen Rückschlagventils 42 sowie die Kompressibilität der Kolbendichtung, die Kompressibilität der Flüssigkeit, die Kammerverfor mung und ähnliche Phänomene überwindet, die als "Nachgiebigkeit" bezeichnet werden. Bei einem typi schen Flüssigkeits-Chromatographsystem muß der Kol ben 12 beispielsweise bei seinem Auspreßhub ein Volu men von etwa 7 µl verdrängen, um einen Gegendruck von 140 kg/cm² zu überwinden, wobei sich an diese Phase des Auspreßhubes, welche als Druckaufbauphase bezeichnet wird, ein im wesentlichen linearer Anstieg anschließt.

Zu Beginn der Druckaufbauphase ändern Druckauf baueinrichtungen 138 die Geschwindigkeit des Motors 20. Zu den Druckaufbaueinrichtungen 138 gehören Ver stärkereinrichtungen 142, welche die Tachometeranord nung 90 umfassen, die die Drehgeschwindigkeit der Ab triebswelle 73 mißt und ein entsprechendes Impulssignal erzeugt, welches von der Meßschaltung 118 empfangen wird. Mit der Meßschaltung 1 18 kann ein Verstärker 144 verbunden sein, welcher die Amplitude des impulsförmi gen Signals von der Tachometeranordnung 90 bzw. von der Meßschaltung 118 einstellt und das in der Amplitude eingestellte impulsförmige Signal dem Integrator 136 zuführt. Der Integrator 136 erzeugt daraufhin ein Ram pensignal, welches Komparatoreinrichtungen 140 zuge führt wird und welches der Drehzahl der Abtriebswelle 73, der Drehzahl der Kurvenscheibe 50 oder der linea ren Verschiebung des Kolbens 12 proportional ist.

Die Komparatoreinrichtung 140 besitzt einen Kom parator 146, dessen zweitem Eingang von einer Druck meßeinrichtung 148 ein Gegendruck oder Staudrucksi gnal zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Kompara tors 146 wird an den einen Eingang eines UND-Gatters 150 angelegt, und zwar solange wie der Integrator 136 ein ansteigendes Ausgangssignal liefert, welches jedoch kleiner ist als das Staudrucksignal, d. h. während der Druckaufbauphase. Durch das Ausgangssignal des Komparators 146 wird über die Steuerschaltung 152 für die Druckaufbaugeschwindigkeit ein zusätzlicher Strom vom Schaltungspunkt 116 gegen Erde gezogen. Das "Hochschalten" mit Hilfe der Steuerschaltung 152 er höht die Geschwindigkeit des Motors 20, bis das Ram pensignal im wesentlichen gleich dem Staudrucksignal von der Druckmeßeinrichtung 148 ist. Das Eintreten dieses Zustands bedeutet, daß mit Hilfe des Kolbens 12 ein ausreichend hoher Flüssigkeitsdruck für die Über windung des Gegendrucks des auslaßseitigen Rück schlagventils 42 erzeugt wurde, und zwar unter der Vor aussetzung, daß der Verstärker 114 richtig eingestellt wurde. Nach Erreichen dieses Zustands kehrt die Pump vorrichtung zu ihrer normalen bzw. konstanten Förder bzw. Füllgeschwindigkeit zurück. Das Ausgangssignal des Integrators 136 bleibt hoch, bis der nächste Ansaug zyklus beginnt. Die Umschaltung von der Druckaufbau geschwindigkeit zu der normalen Fördergeschwindig keit erfolgt im wesentlichen sofort, um jede Abschwä chung zu vermeiden, wenn keine Flüssigkeit angeliefert wird. Ein Isolator 154 verhindert während des Normal betriebes eine Aktivierung bzw. ein Wirksamwerden der Steuerschaltung 152.

Mit Hilfe der Druckaufbauverstärkereinrichtungen 142 kann die Druckaufbauphase gemessen als lineare Verschiebung des Kolbens oder als winkelmäßige Ver drehung der Abtriebswelle 73 für jedes vorgegebene Staudrucksignal verlängert oder verkürzt werden. Spe ziell erhöht oder verringert man hierzu die Einstellung des Verstärkers 144 derart, daß die Anstiegsgeschwin digkeit des Rampensignals erhöht oder verringert wird. Die Veränderung der Druckaufbauphase ist erforder lich, um eine Korrektur bezüglich unterschiedlicher Vis kositäten der geförderten Flüssigkeit, insbesondere des geförderten flüssigen Lösungsmittels, bezüglich des Strömungswiderstandes der Chromatographsäule und bezüglich anderer Faktoren herbeizuführen, welche die Strömungsgeschwindigkeit beeinflussen.

Da die Zeitintervalle für das Ansaugen und den Druckaufbau begrenzt sind, kann die gewünschte Strö mungsgeschwindigkeit, welche an der Einstellvorrich tung 108 für die normale Geschwindigkeit eingestellt ist möglicherweise nicht gleich der tatsächlichen durch schnittlichen Geschwindigkeit auf der Auslaßseite der Kammer 14 sein. Beispielsweise kann in einigen Fällen das Zeitintervall für die Druckaufbauphase bereits überschritten sein, ehe das auslaßseitige Rückschlag ventil 42 öffnet. Außerdem kann auch der am Rück schlagventil 42 wirksame Staudruck während des An saughubes und der Druckaufbauphase abfallen, was ei nen schwachen Impuls in der Flüssigkeitsströmung zur Folge hat. Derartige Impulse werden mit Hilfe des Ver stärkers 144 ebenfalls verringert, indem eine Anpassung der eingestellten Strömungsgeschwindigkeit an die von der Pumpvorrichtung tatsächlich erzeugte Strömungs geschwindigkeit vorgenommen wird.

Eine Druckmeßeinrichtung 148 mißt das Drehmo ment am Motor 20 und wandelt dieses in ein entspre chendes Staudrucksignal um. Die Antriebseinrichtun gen können einen elektrischen Gleichstrommotor um fassen, wobei in diesem Fall der Speisestrom für den Motor proportional zu dem Drehmoment ist, mit wel chem der Motor belastet ist, so daß mit Hilfe der Druck meßeinrichtung 148 eine Umformung in ein Signal erfol gen kann, welches den Staudruck anzeigt.

Es können Einrichtungen 158 zum Abschalten des Motors 20 bei vorgegebenen Werten des Staudrucks vorgesehen sein, und zwar für einen oberen Grenzwert und/oder einen unteren Grenzwert desselben, wobei diese Einrichtungen als Druckdetektor 160 mit einem oberen und/oder einem unteren Schwellwert und mit einem Schwellwertanzeiger 162 ausgebildet sind. Au ßerdem kann ein Überdruckbegrenzer 164 mit Hystere se vorgesehen sein, der dem Reaktivieren des Motors 20 nach Absinken des Staudrucks in einen vorgegebenen Arbeitsbereich dient.

Ein Antriebsdetektor 168 und ein Verzögerungsglied 170 sind mit dem einen Eingang eines UND-Gatters 174 verbunden, an dessen zweitem Eingang über das UND- Gatter 150 das Ausgangssignal des Komparators 146 anliegt. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 174 und das Ausgangssignal des Druckdetektors 160 werden über ein ODER-Gatter 176 und einen Inverter 178 dem Druckmesser 148 zugeführt, um diesen zu desaktivieren, wobei die genannten Einrichtungen zusammen Sper reinrichtungen 180 bilden. Mit Hilfe dieser Einrichtun gen ist es möglich, eine Druckmessung während des Ansaugens und während der Druckaufbauphase zu ver hindern, sowie während einer Freilaufphase vorgegebe ner Dauer, die durch das Verzögerungsglied 170 be stimmt wird und sich an die Aufpumpphase anschließt. Das Blockdiagramm gemäß Fig. 8 zeigt eine Variante der Regeleinrichtungen 76. Die Detektoreinrichtungen 77 können dabei wieder den Beginn eines Ansaughubes des Kolbens 12 signalisieren und aus einer Blende 78 mit zugehörigen Einrichtungen oder aus anderen Einrich tungen, wie sie vorstehend beschrieben wurden, aufge baut sein. Es wird jedoch davon ausgegangen, daß die Detektoreinrichtungen 77 den Beginn des Auspressens der Flüssigkeit während des normalen Auspreßhubes des Kolbens 12 anzeigen. Zu diesem Zeitpunkt ist ein erster Schalter 182 eingeschaltet und ein zweiter Schal ter 184 ausgeschaltet. Die Schalter 182 und 184 können als analoge Übertragungsgatter aufgebaut sein. Zum genannten Zeitpunkt ist das den Motor 20 belastende Drehmoment konstant und zum Rückstaudruck der ge förderten Flüssigkeit proportional. Die bereits weiter oben erläuterte Einstellvorrichtung 108 zum Einstellen der normalen Arbeitsgeschwindigkeit bestimmt die Ge schwindigkeit bzw. Drehzahl des Motors 20 über einen Servo-Summierverstärker 186, der ein verstärktes Feh lersignal in Abhängigkeit von den Signalen erzeugt, die ihm von der Einstellvorrichtung 108 und von der Tacho meteranordnung 90 zugeführt werden.

Während des normalen Fließens der Flüssigkeit er zeugt eine Gegenkopplungsschleife 187 aus einem zwei ten Summierverstärker 188, einem Integrator 190 und dem ersten Schalter 182 an einem Schaltungspunkt 192 ein gemitteltes Drehmomenten-Fehlersignal. Der zwei te Summierverstärker 188 vergleicht den Augenblicks wert des Motorstromes - gemessen als Spannungsab fall über einem Abtastwiderstand R 25 - welcher bei einem Gleichstrommotor dem Drehmoment proportio nal ist, mit der Ausgangsspannung des Integrators 190. Dem Integrator 190 wird seinerseits an seinem einen Eingang (+) das Drehmomenten-Fehlersignal aus der Gegenkopplungsschleife 187 zugeführt und anderer seits an seinem zweiten Eingang (-) Bezugspotential.

Das Ausgangssignal des Integrators 190 ist also mit anderen Worten während des normalen Pumpens gleich der gemittelten Spannung über dem Widerstand R 25.

Zu Beginn des Füllvorganges bzw. des Ansaughubes schalten die Detektoreinrichtungen 77 den ersten Schal ter 182 aus, wodurch die Gegenkopplungsschleife unter brochen wird und wobei das Ausgangssignal des Inte grators 190 auf seinem letzten Wert "eingefroren" wird. Der zweite Schalter 184 wird dagegen über einen Inver ter 185 eingeschaltet. Während des Ansaughubes sinkt das Drehmoment am Motor 20 erheblich ab, so daß das Drehmomentsignal, welches dem zweiten Summierver stärker 188 zugeführt wird, kleiner ist als das Ausgangs signal des Integrators 190. Das Drehmomenten-Fehler signal, d. h. das Ausgangssignal des zweiten Summier verstärkers 188, wird über den zweiten Schalter 184 dem ersten Summierverstärker 186 zugeführt. Die zu sätzliche Zuführung des Drehmomenten-Fehlersignals hat zur Folge, daß der Motor 20 mit Höchstgeschwin digkeit läuft, da ihm vom Servo-Summierverstärker 186 während dieser Betriebsphase ein sehr großes verstärk tes Fehlersignal zugeführt wird.

Am Ende des Ansaughubes und zu Beginn der Druck aufbauphase steigt die Belastung des Motors 20 an, während das Drehmomenten-Fehlersignal abzufallen beginnt. Während die Belastung weiter ansteigt, nimmt das Drehmomenten-Fehlersignal 20 noch weiter ab. Ge gen Ende der Druckaufbauphase sinkt das Drehmomen ten-Fehlersignal auf Null ab und hat keinen weiteren Einfluß auf das Ausgangssignal des Servo-Summierver stärkers 186. Der Motor 20 kehrt also zu seiner norma len Geschwindigkeit für das Auspressen bzw. Fördern der Flüssigkeit zurück. Die Detektoreinrichtungen 77 signalisieren wieder den Beginn des normalen Pump vorganges, so daß der zweite Schalter 184 aus- und der erste Schalter 182 eingeschaltet wird.

Ein Differenzierer 194 erzeugt ein Signal, welches der Beschleunigung des Motors 20 proportional ist. Dieses Beschleunigungssignal wird von dem Drehmomentsi gnal über dem Widerstand R 25 abgezogen. Als Ergeb nis wird ein "wahres" Drehmomenten-Fehlersignal am Eingang des Servo-Summierverstärkers 186 erhalten, und zwar während des Ansaughubes und der Druckauf bauphase. Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 keine Kompressibilitätseinstellung erforderlich ist, die einen dem Verstärker 144 entsprechenden Verstärker, wie beim zuvor betrachteten Ausführungsbeispiel, er forderlich machen würde.

In dem Schaltbild gemäß Fig. 7 sind die Spannungsan schlüsse jeweils als kleine Nullkreise dargestellt, an de nen der ungefähre Sollwert der Spannung in Volt ange geben ist, wobei es sich durchwegs um Gleichspannun gen handelt.

Die Einstellvorrichtung 108 für die Normalgeschwin digkeit wird bei der betrachteten Schaltung durch einen veränderlichen Widerstand R 101 gebildet, welcher mit einem RC-Glied R 58, C 14 zusammengefaßt ist, wel ches ein Tiefpaßfilter bildet, mit dessen Hilfe Wechsel spannungsanteile aus einem Gleichstromsignal, d. h. aus dem pulslängenmodulierten Signal, herausgefiltert wer den. Dies gilt insbesondere, wenn das Signal von einer fernen Programmiervorrichtung (nicht dargestellt) her angeführt wird. Mit Hilfe des Widerstandsnetzwerks R 55, R 56, R 6 und R 57 wird der Einstellvorrichtung 108 eine Null-Offsetspannung zugeführt, so daß sich beim Nullabgleich des Widerstandes R 55 ein echtes Nullsignal ergibt.

Dem Spannungs-/Strom-Umsetzer 110 entspricht ein Operationsverstärker Z 3 b, dessen Ausgang mit der Ba sis eines Transistors Q 4 mit hoher Verstärkung verbun den ist. Der Kollektor des Transistors Q 4 zieht Strom über Widerstände R 59 und R 60, um die Eingangssigna le für den Operationsverstärker Z 3 b abzugleichen. Es ist zu beachten, daß der Widerstand R 60 ein veränderli cher Widerstand ist, der zur Eichung bzw. zum Abgleich der dem Umsetzer zugeführten Spannung dienen kann. Ein Widerstand R 61 und ein Kondensator C 7 dienen gemeinsam der Korrektur von Nichtlinearitäten der Einstellvorrichtung 108 sowie in Abhängigkeit von den Fülleinrichtungen 79 zur Korrektur der eingestellten Strömungsgeschwindigkeit. Dies ist besonders bei nied rigen Strömungsgeschwindigkeiten nützlich, wo die Verzerrung am größten ist.

Ein Widerstand R 65 dient als Entkoppler 112. An diesen Widerstand liegt, wenn er eine Entkopplung zwi schen der Einstellvorrichtung 108 und den Druckauf baueinrichtungen 138 bewirkt, an beiden Enden die glei che Spannung von etwa 7,5 Volt an, wenn eine integrier te Schaltung Z 4 b, die als erster Schalter 114 dient, von den Fülleinrichtungen 79 eingeschaltet wird.

Der Summierungs- bzw. Schaltungspunkt 116 ist di rekt mit einer integrierten Schaltung Z 1 verbunden, welche der Meßschaltung 118 entspricht, die ihrerseits einen Frequenz-/Strom-Wandler mit Frequenzverdop pelungseigenschaften darstellt. Die integrierte Schal tung Z 1 enthält auch den Summierverstärker 120, einen Verstärker mit hoher Verstärkung.

Die Tachometeranordnung 90, welche als Baueinheit OD1 ausgebildet ist, sendet an die integrierte Schaltung Z 1 einen pulsierenden Strom, dessen Frequenz propor tional zur Geschwindigkeit der Antriebseinrichtungen bzw. des Motors 20 ist. Ein Widerstand R 4 dient als Lastwiderstand, während ein Kondensator C 4 als Ent koppelkondensator zum Abblocken der Gleichstrom komponente des Wechselstromsignals dient, welches aufgrund der Zerhackerwirkung des Bauteils OD1 er zeugt wird. Das Wechselstromsignal passiert die inte grierte Schaltung Z 1 und wird über einen Widerstand R 67 auf "Erde" bezogen. Ein Kondensator C 7 bestimmt die angelieferte Ladungsmenge bei jedem Nulldurch gang des Wechselstromsignals durch die Meßschaltung 118. Der Kondensator C 7 bestimmt also die Verstär kung der Meßschaltung 118. Ein Widerstand R 9 dient am Ausgang des Summierverstärkers 120 in der inte grierten Schaltung Z 1 als Niederzieh-Widerstand.

Die Meßschaltung 118 leitet den Strom von der inte grierten Schaltung Z 1 zum Widerstand R 53 und schließlich zum Schaltungspunkt 116. In entsprechender Weise wird das Ausgangssignal des Summierverstär kers 120 mit Hilfe des Widerstandes R 9 zu einem sehr kleinen Gegenkopplungsstrom, welches über den Wi derstand R 7 dem Schaltungspunkt 116 zugeführt wird. Im betrachteten Fall können die Ausgangssignale des Summierverstärkers 120 und des Schaltungspunktes 116 nicht unter 7 Volt absinken. Folglich ist die Erholzeit des Summierverstärkers 120 für den Fall, daß er überlastet wird, verringert.

Kondensatoren C 5 und C 6 sowie ein Widerstand R 8 bestimmen den Abfall der Frequenzcharakteristik; ihre Werte sind also so gewählt, daß die gesamte Regel schleife nicht schwingt und eine angemessene Dämp fungscharakteristik sowie eine optimale Ansprechzeit besitzt. Ein Widerstand R 5 liefert einen Öffnungsstrom zu einem Teil des Summierverstärkers 120 in der inte grierten Schaltung Z 1. Ein Widerstand R 6 liefert einen kleinen positiven Strom zu dem Schaltungspunkt 116, wodurch der Widerstand R 55 auf einen echten Null wert abgeglichen wird, wie dies oben erwähnt wurde.

Der Summierverstärker 120 speist auch eine inte grierte Schaltung Z 2 c, welche einen Bestandteil des Treibers 126 zur Erzeugung des pulslängenmodulierten Signals darstellt. Das Fehlersignal vom Summierver stärker 120 wird in der integrierten Schaltung Z 1 mit einem Dreieck-Wellen-Signal verglichen, welches von einem Dreieck-Wellen-Generator erzeugt wird, der aus einer integrierten Schaltung Z 2 b in Verbindung mit passiven Bauelementen C 8, R 11, R 13, R 10, R 12 und CR5 aufgebaut ist. Das resultierende Ausgangssignal der integrierten Schaltung Z 2 c ist ein pulslängenmodu liertes Signal, welches dem Treiberteil des Treibers 126 zugeführt wird. Die Pulslänge der Leistungsimpulse des modulierten Signals ist dabei dem Fehlersignal vom Summierverstärker 120 direkt proportional.

Transistoren Q 8 bis Q 11 steuern einen weiteren Transistor Q 12 synchron mit sehr hoher Geschwindig keit "leitend" und "nicht leitend". Ein Widerstand R 19 dient als Hochzieh-Widerstand für die integrierte Schal tung Z 2 c, während ein Kondensator C 19 die dieser integrierten Schaltung zugeführte Leistung filtert. Ein Widerstand R 20 dient der Begrenzung des Spitzen stroms durch den Transistor Q 8. Wenn der Transistor Q 8 leitend wird, dann wird der Transistor Q 9 nicht leitend. Die Transistoren Q 8 und Q 9 sind also komple mentär zueinander. Das pulslängenmodulierte Signal mit einer Frequenz von etwa 25 kH ist anfänglich "hoch" und positiv und fließt über eine Diode CR15, einen Kondensator C 9, einen Widerstand R 21, einen Wider stand R 22, und den Transistor Q 10 zur Basis des Tran sistors Q 11.

jeder von dem Transistor Q 8 gelieferte Strom, der einen oberen Schwellwert von etwa 10 µA übersteigt, wird von dem Transistor Q 10 über eine Diode CR16 nach Erde abgeleitet. Der Strom über den Widerstand R 22, d. h. der nicht abgeleitete Teil des Stroms, wird der Basis des Transistors Q 11 zugeführt und schaltet diesen nicht leitend. Die Begrenzerwirkung des Transistors Q 10 verhindert, daß der Transistor Q 11 beim ersten Einschalten übersteuert wird, so daß er schneller abge schaltet werden kann. Nach dem Aufladen des Konden sators C 9 begrenzt der Widerstand R 21 den Strom durch den Transistor Q 8 auf etwa 10 µA, so daß der Transistor Q 10 nach Beendigung der Aufladezeit für den Kondensator C 9 im wesentlichen keinen Strom mehr nach Erde ableitet. Der Transistor Q 12 wird in nerhalb eines Zeitintervalls von 200 ns, ausgehend vom Beginn der Einschaltfolge, leitend gesteuert, wobei die Spannung an seinem Kollektor einen niedrigen Wert annimmt. Wenn das pulslängenmodulierte Signal "nied rig" wird, dann wird der Transistor Q 9 leitend und der Transistor Q 8 wird nicht leitend, so daß die Spannung am Emitter des Transistors Q 9 (an der oberen Platte des Kondensators C 9) "niedrig" werden kann. Der Kon densator C 9 bildet eine Quelle für eine negative Vor spannung, so daß er von den Basen der Transistoren Q 11 und Q 12 große Ströme sehr schnell über die Diode CR17 ableiten kann. Dies ermöglicht ein sehr schnelles Abschalten der Transistoren Q 11 und Q 12 und damit ein sehr schnelles Ansteigen der Spannungen an den Kollektoren derselben. Diese "Ein"-/"Aus"-(Hoch/Nied rig)-Folge erfolgt mit der relativ hohen Frequenz von 25 kH, so daß jede von dem Motor 20 ausgehende hörbare Frequenz vermieden wird. Weiterhin wird die Notwen digkeit für einen großen Kühlkörper für den Transistor Q 12 vermieden, da, wie dies vorstehend beschrieben wurde, die Umschaltung in nur 200 ns stattfindet.

Bei der betrachteten Schaltung erfolgt ferner eine Strombegrenzung für den Transistor Q 12 mit Hilfe ei nes Abtastwiderstandes R 27 und einer integrierten Schaltung Z 2 d mit zugehöriger größerer Beschaltung. Die integrierte Schaltung Z 2 d ist ein Komparator, der eine mit Hilfe von Widerständen R 14, R 15 und R 16 erzeugte Bezugsspannung mit einer Signalspannung über einem Kondensator C 15 vergleicht. Diese Signal spannung stellt einen Mittelwert des Spannungsabfalls über dem (Strom-) Abtastwiderstand R 27 dar, wobei sich aufgrund des Einsatzes von Widerständen R 17, R 18 und einer Diode CR12 eine gewichtete duale Zeit konstante ergibt. Wenn beispielsweise der Spannungs abfall über dem Widerstand R 27 die Spannung über dem Kondensator C 15 übersteigt, dann wird die Diode CR12 in Durchlaßrichtung vorgespannt, so daß der Wi derstand R 17 die Zeitkonstante am Kondensator C 15 mit bestimmt. Ein typischer Wert liegt im vorliegenden Fall bei 4,7 µs. Andererseits wird die Diode CR12 dann, wenn der Spannungsabfall über dem Widerstand R 27 kleiner ist als die Spannung über dem Kondensator C 15, in Sperrichtung vorgespannt, so daß die Wider stände R 17 und R 18 die Zeitkonstante für die Aufla dung des Kondensators C 15 bestimmen, welche nun mehr bei 20 µs liegt. Wenn bei dem Komparator Z 2 d die Signalspannung die Bezugsspannung übersteigt, dann dominiert das Ausgangssignal des Komparators Z 2 d über das pulslängenmodulierte Signal der inte grierten Schaltung Z 2 c so daß der Treiberteil des Trei bers 126 gesperrt wird. Der Widerstand R 15 senkt die Bezugsspannung auf einen so niedrigen Pegel ab, daß gewährleistet ist, daß der Treiber 126 für die Dauer von etwa 30 µs gesperrt bleibt. Wenn die Spannung am Kon densator C 15 unter die abgesenkte Bezugsspannung abgesunken ist, dann wird die integrierte Schaltung Z 2 c wieder freigegeben, um den Treiberteil des Treibers 126 zu reaktivieren. Die Ein-/Aus-Schaltwirkung dieser Strombegrenzung erfolgt wieder mit der Ultraschallfre quenz von etwa 25 kH, so daß die Entstehung störender Frequenzen im hörbaren Bereich vermieden wird. Die Strombegrenzung kann bei einem Strom von etwa 4A durch den Widerstand R 27 erfolgen.

Eine Induktivität L 2 und ein Kondensator C 11 bil den ein Tiefpaßfilter, welches langsam auf Stromände rungen des Treibers 126 anspricht und das pulslängen modulierte Signal vom Treiber in ein geglättetes Gleichstromsignal umsetzt, welches dem Elektromotor S 1 zugeführt wird. Wenn die Diode CR19 in Durchlaß richtung vorgespannt wird, dann ist also mit anderen Worten ein Transistor Q 13 gesperrt und die Speisung des Elektromotors S 1 erfolgt über das Tiefpaßfilter L 2, C 11. Wenn jedoch eine von dem Gleichstrommotor S 1 erzeugte Gleichspannung diejenige Gleichspannung übersteigt, die über dem Kondensator C 11 liegt, dann wird die Diode CR19 in Sperrichtung vorgespannt, so daß der Transistor Q 13 leitend gesteuert wird und den Elektromotor S 1 kurzschließt und bremst. Eine Diode CR18 dient als Klammerdiode und hält die Spannung an den Kollektoren der Transistoren Q 11 und Q 12 bei gesperrtem Transistor Q 12 auf der Speisespannung von 35 Volt.

Die Druckmeßeinrichtungen 148 enthalten einen Stromabtastwiderstand R 25, welcher die Strombela stung für den Elektromotor S 1 effektiv mißt. Diese Strombelastung ist proportional zum Drehmoment des Elektromotors S 1 und damit proportional zum Stau druck für die Pumpvorrichtung 10, welche in der anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Weise aufgebaut sein kann. Ein Motorstromabtastverstärker in Form eines Emitter folgers weist einen Transistor Q 6 mit zugehörigen Wi derständen R 28, R 30, R 32 und R 33 auf, während ein weiterer Transistor Q 7 und ein Widerstand R 31 ein Vorspannungsnetzwerk für den Transistor Q 6 bilden. In diesem Schaltungsteil dient ein RC-Glied C 17, R 29 zum Ausfiltern hochfrequenten Rauschens bei der Ab taststromverstarkung.

Ein Thermistor T 1 verringert die Verstärkung des Verstärkers mit dem Transistor Q 6, da die Drehmo mentenkonstante des Elektromotors S 1 bei ansteigen der Temperatur absinkt.

Ein Widerstand R 30 dient der Begrenzung des Po tentials über einem Potentiometer R 32 auf 15 Volt, so daß dieses Potentiometer zur Meßbereichseinstellung für ein Meßgerät M 1 dienen kann, auf welches weiter unten noch eingegangen wird.

Die Signalaufbereitung des von dem Potentiometer R 32 gelieferten Signals erfolgt mit Hilfe eines Tiefpaß filters R 34, R 70 und C 16. Dieses Tiefpaßfilter in Form eines RC-Gliedes kann eine Zeitkonstante von etwa 3 s haben. Eine integrierte Schaltung Z 4 d ist ein Schalter, der die Ladung auf dem Kondensator C 16 aufrechter hält, wenn er ausgeschaltet ist. Die Ladung auf dem Kondensator C 16 stellt den Mittelwert der Spannung über dem Potentiometer R 32 dar; der Motorstromab tastverstärker Z 3 d ist also ein nicht-invertierender Ver stärker mit der Verstärkung 1, welcher wegen des Wi derstandes R 36 für das Abziehen einer einstellbaren Offset-Spannung geeignet ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers Z 3 d beträgt aufgrund der Einstellung des Widerstandes R 36 Null Volt. An diesem Punkt ist der Kolben 12 nicht mit einem Staudruck beaufschlagt. Das Meßgerät M 1, welches über einen Widerstand R 37 an geschlossen ist, liefert eine Druckanzeige.

Der Schalter Z 4 d ist während des Füllvorganges bzw. des Ansaugens, und während des Druckaufbaus sowie während eines sich daran anschließenden Zeitin tervalls, in dessen Verlauf der Kolben auf seine Normal geschwindigkeit geht, gesperrt. Dieser Aspekt der Erfin dung, der in Fig. 6 durch die Austasteinrichtungen ange deutet ist, wird nachstehend noch näher erläutert.

Der Druckdetektor 160 für die Feststellung eines oberen und eines unteren Schwellwerts des Druckes enthält zur Einstellung einer oberen Schwellwertspan nung einen Widerstand R 102 und zur Einstellung eines unteren Spannungsschwellwertes einen Widerstand 103. Die integrierte Schaltung Z 3 c vergleicht den obe ren Grenzwert mit dem unteren Grenzwert über Wi derstände R 39, R 40, R 41 und R 42. Dioden CR13 und CR14 sind in Durchlaßrichtung vorgespannt und liegen zwischen dem als Potentiometer ausgebildeten Wider stand R 102 und dem ebenfalls als Potentiometer ausge bildeten Widerstand R 103. Das Ausgangssignal der in tegrierten Schaltung C 3 c bleibt niedrig, solange das Eingangssignal für den oberen Grenzwert größer ist als das Eingangssignal für den unteren Grenzwert und wenn die Druckspannung am Ausgang der integrierten Schaltung Z 3 d innerhalb dieser Grenzwerte liegt. Wenn die dem Staudruck proportionale Ausgangsspan nung der integrierten Schaltung Z 3 d den oberen Grenzwert übersteigt, dann wird die Diode CR13 in Sperrichtung vorgespannt und veranlaßt damit, daß das Ausgangssignal der integrierten Schaltung Z 3 c "hoch" wird, wodurch der erste Schalter 114 aktiviert wird. Gleichzeitig wird der Widerstand R 65 kurzgeschlossen, wodurch der Motor 20 stillgesetzt wird. Wenn der Stau druck in dem System absinkt, dann wird durch das Wi derstandsnetzwerk R 38, R 40, R 41 und R 42, welches die Hystereseeinrichtungen des Überdruckbegrenzers 164 bildet, ein erneutes Anlaufen des Elektromotors herbeigeführt. Wenn das Ausgangssignal der integrier ten Schaltung Z 3 d unter den unteren Schwellwert ab sinkt, dann wird die Diode CR14 in Sperrichtung vorge spannt, wodurch veranlaßt wird, daß das Ausgangssi gnal der integrierten Schaltung Z 3 c "hoch" wird, wo durch der Motor S 1 abgeschaltet wird. Anschließend erfolgt eine neue Einstellung des Widerstandes bzw. des Potentiometers R 103, um den Elektromotor S 1 neu anlaufen zu lassen. Der Schwellwertanzeiger 162 wird durch einen Widerstand R 43 und eine Leuchtdiode I 102 gebildet.

Die Ansaugsteuereinrichtungen 79 umfassen die De tektoreinrichtungen 77, welche ihrerseits aus einer Blen de 78 und einer Gabellichtschranke 80 bestehen. Die Baueinheit OD2 stellt die Elemente 78 und 80 dar. Eine integrierte Schaltung Z 3 a und ein Widerstand R 47, zum Unterdrücken des Rauschens, arbeiten als Verstär ker 128. Das Element SW1 ist ein Schalter zum Ab schalten der Detektoreinrichtungen 77. Das von der Baueinheit OD2 in Verbindung mit dem Verstärker 128 erzeugte Signal schaltet die integrierte Schaltung Z 4 b, nämlich den ersten Schalter 114 über eine Diode CR10 und einen Widerstand R 44 ein, welche zusammen das ODER-Gatter 130 bilden. Ein Widerstand R 66 be stimmt folglich die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl des Elektromotors S 1 während des Ansaug- bzw. Füllvor ganges, da an beiden Seiten des Widerstands R 65 das gleiche Potential anliegt. Das Ausgangssignal der inte grierten Schaltung Z 3 a wird außerdem dem Transistor Q 1 über einen Strombegrenzungswiderstand R 48 zu geführt, welcher einen Kondensator C 13 auf einen niedrigen Wert (d. h. Null) setzt. Der Kondensator C 13 stellt eine Möglichkeit für die Ausbildung des (Ladungs-) Integrators 136 dar. Das Ausgangssignal der integrier ten Schaltung Z 3 a steuert die integrierte Schaltung Z 4 c, welche eingeschaltet wird, wenn die Blende 78 den Lichtstrahl in der Gabellichtschranke 80 unterbricht. Die integrierten Schaltungen Z 4 c und Z 2 a bilden das UND-Gatter 150 und den Inverter 172. Eine Diode CR22 und ein Widerstand R 73 bilden das UND-Gatter 174. Eine Diode CR23 und ein Widerstand R 74 bilden das ODER-Gatter 176 und den Inverter 178. Ein Wider stand R 54 dient als passiver Hochzieh-Widerstand zum Aufrechterhalten einer positiven Spannung an der inte grierten Schaltung Z 4 c, wenn die integrierten Schaltun gen Z 2 a und Z 4 c abgeschaltet sind. Ein Austastsignal an die integrierte Schaltung Z 4 d führt während des schnellen Ansaugens somit, wie oben erläutert, zu einer Desaktivierung des Druckmessers 148. Wenn ein sol ches Austastsignal von der integrierten Schaltung Z 4 d empfangen wird, dann halten die Halteeinrichtungen in Form eines Kondensators C 16 den Wert des Stromab tastverstärkers, welche vorstehend in Verbindung mit dem Transistor Q 6 beschrieben wurde, an dem Wider stand R 32. Für den Druckmesser 148 ergibt sich somit während der Ansaugphase und während der Druckauf bauphase im Verlauf eines Kolbenzyklus eine stetige Druckanzeige.

Sobald die Blende 78 das Ende des Ansaughubes an zeigt, beginnt die Druckaufbauphase. Es wird ein Ram pensignal erzeugt und der integrierten Schaltung Z 2 a zugeführt, die dem Komparator 146 entspricht. Ein zweites Signal von der integrierten Schaltung Z 3 d zeigt den an der Pumpvorrichtung wirksamen Staudruck an. Bei Beginn der Druckaufbauphase wird der Widerstand R 66 hinsichtlich der Beeinflussung der Motordrehzahl unwirksam und durch die Widerstandskombination R 64 und R 65 ersetzt. Mit anderen Worten ist also beim bevorzugten Ausführungsbeispiel gegenüber der nor malen Geschwindigkeitseinstellung beim Auspreßhub ein zusätzlicher Schritt vorhanden. Außerdem empfängt die integrierte Schaltung Z 4 d über die Diode CR22 ein weiteres Ausblendsignal und reagiert wie während des Ansaugvorganges. Nachdem die Druckaufbauphase ab geschlossen ist, liefert der Kondensator C 18 noch für ein vorgegebenes Zeitintervall das Ausblendsignal, um ein Ansprechen des Druckmessers während der Aus laufphase des Elektromotors S 1 auf die Normalge schwindigkeit bzw. während des Übergangs zur norma len Fördergeschwindigkeit zu verhindern.

Das der integrierten Schaltung Z 2 a zugeführte Ram pensignal wird mit Hilfe von Transistoren Q 2 und Q 3 sowie mit Hilfe von Widerständen R 49, R 50 und R 52 erzeugt, wobei diese Elemente gemeinsam einen "Stromspiegel" bilden, der dem Stromfluß durch den Wi derstand R 53 am Ausgang der integrierten Schaltung Z 1 folgt. Die genannten Elemente bilden zusammen die Druckaufbauverstärkereinrichtung 142. Der Wider stand R 50 entspricht dabei dem Verstärker 144 für die Amplitudeneinstellung des impulsförmigen Signals der Meßschaltung 118 bzw. der integrierten Schaltung Z 1.

Während der Begrenzung wegen Über- bzw. Unter schreiten der vorgegebenen Grenzwerte gewährleistet die Diode CR23, daß der Schalter Z 4 d eingeschaltet bleibt, so daß eine Sperrung des Überdruckbegrenzers 164 vermieden wird. Auf diese Weise wird eine automa tische Rückstellung des Uberdruckbegrenzers ermög licht.

Claims

1. Flüssigkeitspumpvorrichtung mit einem gleitver schieblich in einem Zylinder angeordneten Kolben zum Fördern von Flüssigkeit gegen einen Gegen druck, mit Antriebseinrichtungen zum Antreiben des Kolbens zu einer Hin- und Herbewegung mit Druck- und Ansaughüben desselben in dem Zylin der, mit Regeleinrichtungen zum Regeln der Ge schwindigkeit der Antriebseinrichtungen, derart, daß die Kolbengeschwindigkeit während des För derhubes im wesentlichen konstant ist, und mit De tektoreinrichtungen zum Feststellen des Beginns und des Endes eines Ansaughubes und zum Erhö hen der Geschwindigkeit der Antriebseinrichtun gen während des Ansaughubes, dadurch gekenn zeichnet, daß die Regeleinrichtungen (76) Druck aufbauphasen-Steuereinrichtungen (138) umfassen, die derart ausgebildet sind, daß die Kolbenge schwindigkeit während einer Druckaufbauphase zwischen dem Ende des Ansaughubes und dem Be ginn der Förderung von Flüssigkeit in das System gegenüber der Kolbengeschwindigkeit während des Förderhubes erhöht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Laufgeschwindigkeit der An triebseinrichtungen (20) während der Druckauf bauphase gleich der Laufgeschwindigkeit während des Saughubes ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Regeleinrichtungen (76) Ansaug steuereinrichtungen (79) umfassen, durch die eine mit Hilfe einer Sollwerteinstellvorrichtung (108) für den Förderhub vorgegebene Laufgeschwindigkeit der Antriebseinrichtungen (20) zu Beginn eines An saughubes des Kolbens (12) in Abhängigkeit von einem entsprechenden Ausgangssignal der Detek toreinrichtungen (77) erhöhbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Laufgeschwindigkeit der An triebseinrichtungen (20) durch die Druckaufbau phasen-Steuereinrichtungen (138) am Ende des An saughubes des Kolbens (12) in Abhängigkeit von einem entsprechenden Ausgangssignal der Detek toreinrichtungen (77) veränderbar und dann nach Vorrücken des Kolbens (12) um eine vorgegebene Strecke auf die der vorgegebenen Kolbenge schwindigkeit während des Förderhubes entspre chende Laufgeschwindigkeit zurückführbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die vorgegebene Strecke, welche der Kolben (12) während der Druckaufbauphase zu rücklegt, entsprechend dem für den Förderhub vor gegebenen Druck auf der Auslaßseite der Pumpe gewählt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrich tungen (77) eine mit einer Abtriebswelle (73) der Antriebseinrichtungen (20) drehbare und mit einer Lichtschranke (80) zusammenwirkende Blende (78) aufweisen, durch die ein Lichtstrahl der Licht schranke (80) während der Drehung der Abtriebs welle (73) um einen vorgegebenen, dem Ansaughub entsprechenden Winkel unterbrechbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrich tungen (77) eine mit einer Abtriebswelle (73) der Antriebseinrichtungen (20) verbundene, der Erzeu gung einer Impulsfolge dienende Tachometeran ordnung sowie einen Digitalzähler umfassen, der die erzeugten Impulse während eines Zeitintervalls aufsummiert, welche der Drehung der Abtriebs welle (73) um einen der Dauer des Ansaughubes entsprechenden Winkel entspricht, und daß durch den Digitalzähler bei Erreichen eines vorgegebe nen Zählerstandes ein das Ende des Ansaughubes anzeigendes Signal erzeugbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Druckaufbauphasen-Steuerein richtungen (138) folgende Merkmale aufweisen:

a) Es sind Druckmeßeinrichtungen (148) zum Messen des von der Kolbenpumpe erzeugten Druckes und zum Erzeugen eines entspre chenden Ausgangssignals vorgesehen;
b) es sind Einrichtungen (142) vorgesehen, durch die ein Rampensignal erzeugbar ist, wel ches der axialen Verschiebung des Kolbens (12) proportional ist, und
c) es sind Komparatoreinrichtungen (140) vor gesehen, durch die für ein Zeitintervall zwi schen dem Beginn des Rampensignals und dem Zeitpunkt, in dem dieses im wesentlichen gleich dem Drucksignal ist, ein Beschleuni gungssignal für die Antriebseinrichtungen (20) erzeugbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtungen (142) zur Erzeu gung des Rampensignals folgende Merkmale auf weisen:

a) Es ist eine Tachometeranordnung (90) vor gesehen, durch die eine der Drehzahl der Ab triebswelle (73) der Antriebseinrichtungen (20) entsprechende Impulsfolge erzeugbar ist;
b) es ist ein einstellbarer Verstärker (144) zum Verstärken der Impulsfolge in Abhängigkeit von den Anlagen- und Flüssigkeitsparametern vorgesehen und
c) es ist ein Integrator (136) vorgesehen, dem das Ausgangssignal des Verstärkers (144) zu führbar ist und durch den das Rampensignal erzeugbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßeinrichtungen (148) derart ausgebildet sind, daß das Drucksignal in Abhängigkeit von der Drehmomentbelastung ei nes Elektromotors (64) der Antriebseinrichtungen (20) erzeugbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß der Elektromotor als Gleich strommotor (64) ausgebildet ist und daß das Druck signal in Abhängigkeit vom Motor-Speisestrom er zeugbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtun gen (76) folgende weitere Merkmale aufweisen:

a) es ist ein Strom-Abtastwidersand (R 25) vor gesehen, mit dessen Hilfe ein Signal erzeugbar ist, welches der jeweiligen Drehmomentenbe lastung der Antriebseinrichtungen (20) pro portionalist;
b) es ist ein Summierverstärker (188) vorgese hen, mit dessen Hilfe ein Drehmomentenfeh lersignal bezüglich der Antriebseinrichtungen (20) erzeugbar ist;
c) es ist ein Integrator (190) vorgesehen, dem das Drehmomentenfehlersignal von dem Sum mierverstärker (188) und ein Bezugssignal (Er de) zuführbar sind, wobei dem Summierver stärker (188) als Eingangssignale das Signal von dem Strom-Abtastwiderstand (R 25) und das Signal vom Ausgang des Integrators (190) zuführbar sind;
d) es ist eine Tachometeranordnung (90) vor gesehen, mit deren Hilfe ein der Laufge schwindigkeit der Antriebseinrichtungen (20) proportionales Signal erzeugbar ist;
e) es ist ein Servo-Summierverstärker (186) vorgesehen, dem als Eingangssignal das Dreh momentenfehlersignal vom Summierverstär ker (188), das Signal der Tachometeranord nung (90) und ein der vorgegebenen Kolben geschwindigkeit während des Förderhubes entsprechendes Signal zuführbar sind und durch den ein verstärktes Fehlersignal für die Antriebseinrichtungen (20) erzeugbar ist (Fig. 8).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Differenzierer (194) vorgese hen ist, durch den ein der Beschleunigung der An triebseinrichtungen (20) proportionales Signal er zeugbar ist, welches einem Eingang des Summier verstärkers (188) als abzuziehendes Signal zuführ bar ist.

14. Pumpvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Ansaugsteuereinrichtungen (79) einen Verstärker (128) aufweisen, der mit dem Ausgang der Detektoreinrichtungen (77) verbun den ist und durch den am Anfang und am Ende eines Saughubes des Kolbens (12) verstärkte An fangs- bzw. Endsignale erzeugbar sind, daß ein Ent koppler (112) vorgesehen ist, durch den das der vorgegebenen Kolbengeschwindigkeit während des Förderhubes entsprechende Signal während des Ansaughubes unterdrückbar ist, und daß eine Ansauggeschwindigkeitssteuerung (134) vorgese hen ist, durch die die Laufgeschwindigkeit der An triebseinrichtungen (20) während des Saughubes des Kolbens (12) festlegbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Druckaufbauphasen-Steuerein richtungen (138) eine Steuerschaltung (152) aufwei sen, durch die die Laufgeschwindigkeit der An triebseinrichtungen während einer Druckaufbau phase des Kolbens (12) festlegbar ist.