DE2841083A1

DE2841083A1 - Druckregelventil fuer eine verdraengerpumpe mit veraenderlicher foerdermenge

Info

Publication number: DE2841083A1
Application number: DE19782841083
Authority: DE
Inventors: Frank Woodruff
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1977-09-26
Filing date: 1978-09-21
Publication date: 1979-04-12
Also published as: FR2404258B1; US4182365A; SE440285B; GB2005050A; IT7827910A0; ES473673A1; FR2404258A1; AU520292B2; GB2005050B; IT1100810B; CA1099181A; SE7810046L; DE2841083C2; JPH0135189B2; JPS5457205A; AU3987478A

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil für Kolbenpumpen und insbesondere ein Ventil, das den Förderdruck der Pumpe regelt, indem es einen Servodruck zum Regeln des Kolbenhubes liefert.

Die der US-Anmeldung 835 623 entsprechende deutsche Anmeldung (M-4744) hat eine Verdrängerpumpe mit veränderlicher Fördermenge zum Gegenstand, deren Antriebswelle in einem Gehäuse mittels Wälzlager beidseitig gelagert ist. Das Triebende der Welle trägt eine Schrägscheibe, die um eine gegenüber/Öer Mittelachse der Welle versetzte Achse und vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, quer angeordnete Achse schwenkbar ist. Mehrere Kolben mit hohlen Zylindern sind mit Rückschlagventilen in einem Zylinderblock zusammengefaßt. Während des Förderhubes der Kolben steigt der Zylinderdruck so weit an, daß die Rückschlagventile öffnen und Strömungsmittel in einen gemeinsamen Auslaß gelangt.

Erreicht der Auslaßdruck einen bestimmten Wert, so wird eine Kraft erzeugt, welche über ein hydrostatisches Druckschublager auf die Schrägscheibe wirkt und diese aus der Lage für die maximale Fördermenge ausschwenkt. Die Kolben sind gegenüber der Schrägscheibe so angeordnet, daß bei deren Verschwenken der Kolbenhub verkleinert und damit die Fördermenge und der Druck verringert werden. Es wird auf diese Weise ein Gleichgewicht erzielt, wobei eine verringerte Fördermenge bei einem vorbestimmten im wesentlichen konstanten Druck erzielt wird. Ein Ventil wird in Verbindung mit einer solchen Pumpe verwendet, um den

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Pumpenauslaßdruck so zu steuern, daß sich ein proportionaler Regeldruck einstellt, welcher die auf die Schrägscheibe wirkende Kraft erzeugen kann.

Das in der US-Anmeldung 794 774 erläuterte Ventil weist einen Schieber auf, der vom Pumpenauslaßdruck beaufschlagt ist und gegen Federdruck verschiebbar ist. Wird ein solches Ventil in Verbindung mit einer Pumpe verwendet, die ein hydrostatisches Gleitringlager aufweist, wie es in der US-Anmeldung 835 62 3 beschrieben ist, und ist der Auslaßpumpendruck kleiner als der vorbestimmte Druck, so könnte die Federvorbelastung nicht überwunden werden, so daß sich in der Auslaßsteuerleitung des Ventils kein Druck einstellen könnte. In diesem Fall muß die volle Schubkraft von dem Wälzlager der Pumpenantriebswelle aufgenommen werden. Während kurzer Übergangszeiten kann das Wälzlager entsprechend ausgelegt werden, doch ist eine andere Lösung wünschenswert. Das im folgenden erläuterte Ventil löst die genannte Aufgabe, indem eine Anordnung getroffen wird, welche höhere Auslaßdrücke ermöglicht, ohne daß das Wälzlager für einen bestimmten Druck ausgelegt werden muß.

Der Anmeldungsgegenstand sieht dementsprechend ein Druckregelventil für eine Kolbenpumpe vor, welches in einem Gehäuse eine Ventilbohrung, einen Druckeinlaßkanal, einen federbelasteten Ventilschieber in der Bohrung, der vom Einlaßdruck beaufschlagt und entgegen der Federkraft verschiebbar ist, und einen Auslaßkanal aufweist, wobei eine Bewegung des Ventilschiebers den Querschnitt

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des Auslaßkanals vergrößert, um einen Regeldruck zu erzeugen, Dieses Ventil zeichnet sich dadurch aus, daß an den Auslaßkanal ein zweiter Einlaßkanal angeschlossen ist, daß ein entgegen Federdruck verschiebbarer Kolben vom Druck im zweiten Einlaßkanal beaufschlagt ist, um die Federkraft zu erhöhen, wobei die Feder voll ausgezogen und der Auslaßkanal zur Gänze vom Ventilschieber abgedeckt ist, wenn der Einlaßdruck im wesentlichen O beträgt, wobei Mittel zur Begrenzung der Kolbenverschiebung vorgesehen sind.

Bei Inbetriebsetzung ist der Pumpenauslaßdruck, welcher dem Einlaßkanal zugeführt wird, und der proportionale, vom Ventil erzeugte Regeldruck im wesentlichen O. Sobald der Auslaßdruck ansteigt, wird der Ventilschieber gegen die Feder zu verschoben, welche voll entspannt ist und keine Kraft ausübt. Durch die Verschiebung des Ventilschiebers wird der Auslaßkanal geöffnet, worauf der Regeldruck ansteigt und in der Pumpe wirksam wird, um in der beschriebenen Weise die Pumpenverstellung vorzunehmen. Ferner wirkt der Regeldruck auf den Ventilkolben, welcher entgegen der Verschiebung des Ventilschiebers verschoben wird und dabei die Feder zusammendrückt. Ventilschieber und Kolben werden solange verschoben, wie der Auslaß- und der Regeldruck ansteigt, bis ein vorbestimmter einstellbarer Druck erreicht ist.

Die Erfindung wird nun anhand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert, in der ein Querschnitt durch das erfindungsgemäße Regelventil gezeigt ist.

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In der Zeichnung ist das Regelventil 1 mit einem Pumpengehäuse 2 vereinigt- Zur Bauweise der Pumpe wird auf die US-Anmeldung 835 62 verwiesen.

Ventil 1 weist ein mit dem Pumpengehäuse 2 vereinigtes Gehäuse 4 mit einer axialen Bohrung 6 und einem Ventilschieber 8 auf. Eine Kammer 1o ist mit dem Pumpenauslaß in Verbindung, ist also mit dem Pumpenauslaßdruck beaufschlagt, wie es in der US-Anmeldung 794 774 offenbart ist. Die von der Bohrung 6 gebildete Kammer 1o weist eine entsprechende Verbindung auf.

Das Ventilgehäuse 4 weist ferner eine Kammer 12 auf, in welcher eine Feder 14 angeordnet ist, die in der Darstellung voll entspannt ist und die zwischen einem Teller 16 und einem tassenförmigen Halter 18 angeordnet ist. Der Teller 16 liegt auf dem Ende 2o des Ventilschiebers 8. Ein Ende 23 eines Kolbens 22 kommt neben dem Halter 18 zu liegen, so daß der Halter vom Kolben verschoben werden kann. In der Bohrung 6 sind ferner Öffnungen 24 angeordnet, die mit dem Regeldruckauslaß 26 in Verbindung stehen.

Der Regeldruckauslaß 26 führt zur Pumpe 2. Der im Auslaß 26 herrschende Servodruck verstellt die Pumpenkolben über ein hydrostatisches Gleitringlager, das Gegenstand der Anmeldung 835 623 ist. Der durch die Pumpe hindurchwandernde Servodruck gelangt durch eine Leitung 28, die in Verbindung mit der Leitung 26 steht, zurück zum Einlaßkanal 3o des Ventils 4.

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Der Einlaßkanal 3o steht in Verbindung mit einer Kammer 32 _T in welcher der übertragene Servodruck wirksam ist. Der Kolben 22 weist ein Gewindeende 34 auf, das eine Einstellmutter 36 trägt. Die Anordnung der Bohrung, des Ventilschiebers 8_r der Öffnungen 24 und der Leitung 2 6 sind in mancher Hinsicht mit der in der US-Anmeldung 794 774 offenbarten Anordnung ähnlich.

Die Betriebsweise ist folgende:

Unter Startbedingungen sind der Pumpenauslaßdruck in der Kammer 1o und der über die Leitung 26 zur Pumpe geführte Servodruck im wesentlichen O. Wächst der Pumpenauslaßdruck, so wirkt er auf das Ende des Ventilschiebers 8 und drückt diesen in Pfeilrichtung a nach rechts, wobei die voll entspannte Feder 14 keine Gegenkraft liefert.

Wird der Ventilschieber 8 nach rechts gedrückt, so öffnen sich die Bohrungen 24 und es entsteht ein Servodruck, welcher durch die Leitung 2 6 zur Pumpe gelangt und den Kolbenhub der Pumpe verstellt. Der Servodruck durchsetzt die Pumpe und gelangt außerhalb der Pumpe durch die Leitung 28 und den Einlaß 3o in die Kammer 32.

Der in der Kammer 32 herrschende Servodruck verschiebt den Kolben 22, wodurch der Halter 18 in Pfeilrichtung b nach links geschoben wird, und die Feder 14 zusammendrückt, so daß diese eine Kraft entgegen der Ventilschieberverstellung 8 ausübt.

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Die Anordnung ist so getroffen, daß der Ventilschieber 8 solange nach rechts wandert, wie der Kolben 22 nach links verschoben wird, während Auslaß- und Servodruck gleichzeitig ansteigen. Erreicht die Verschiebung einen vorbestimmten Wert, welcher einem bestimmten Servodruck entspricht, so legt sich die Einstellmutter 5 an eine Kante 39 der Kammerwandung 38. Der Verstellhub kann also durch die Einstellmutter 36 verändert werden.

Hieraus ist ersichtlich, daß auch Betriebszustände auftreten können, bei denen in der Leitung 26 kein Druck herrscht. In diesem Fall würde die volle Schubkraft vom Wälzlager am Antriebsende der Pumpen welle aufgenommen werden. Kann dieser Zustand für kurze Übergangszeiten toleriert werden, wenn man ein entsprechendes Lager verwendet, so soll dies jedenfalls für längere Zeitspannen vermieden werden. Die beschriebene Anordnung weist den Vorteil auf, daß in einem solchen drucklosen Zustand die Feder 14 entspannt ist und die auf sie wirkende Kraft in etwa O ist, so daß ein Servodruck erzeugt werden kann, welcher das hydrostatische Schublager der Pumpe beaufschlagt und wieder zurück zum Ventil geleitet wird, um die Feder 14 zusammenzudrücken, so daß dann ein höherer Auslaßdruck erforderlich, um den Ventilschieber 8 zu verstellen.

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Claims

Patentansprüche

1.1 Druckregelventil, bestehend aus einer Zylinderbohrung, einem Druckeinlaß, einem federbelasteten Ventilschieber, der mit dem Einlaßdruck beaufschlagt ist, und einem Auslaß, wobei eine Verschiebung des Ventilschiebers den Querschnitt des Auslasses vergrößert und einen Servodruck erzeugt, der am Auslaß ansteht und die zu regelnde Vorrichtung beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Auslaß (26) verbundener zweiter Einlaß (28) und ein vom Druck im zweiten Einlaß beaufschlagter Kolben (22) vorgesehen ist, bei dessen Verschiebung die Federkraft ansteigt, wobei die Feder (14) im entspannten Zustand und der Auslaß (26) durch den Ventilschieber (8) geschlossen ist, wenn der Druck am Einlaß (1o) etwa 0 beträgt, und daß Mittel (36,39) zur Begrenzung der Kolbenverschiebung vorgesehen sind.

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2. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Ventilschieber (8) zugekehrte Ende der Feder (14) mit einem Federteller (16) versehen ist und das entgegengesetzte Ende des Ventilschiebers im Bereich der mit dem Einlaßdruck beaufschlagten Kammer (1o) angeordnet ist und daß zwischen der Kammer (1o) und der Feder (14) der Steuerquerschnitt des Auslasses (26) vorgesehen ist.

3. Regelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (22) an dem gegenüberliegenden Ende der Feder (14) vorgesehen ist und über einen Halter (18) auf die Feder wirkt und daß das entgegengesetzte Ende des Kolbens in eine Kammer (32) mündet, welche mit dem zweiten Einlaßkanal (28) versehen ist.

4. Regelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Kolbens (22) durch in der Kamer (32) befindliche Anschlagmittel (36,39) begrenzbar ist.

5. Regelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Kolbens (22) durch eine Einstellmutter (36) begrenzbar ist, welche auf dem mit Gewinde versehenen Ende des Kolbens (22) vorgesehen ist.

6. Regelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmutter auf dem mit Gewinde versehenen Ende des Kolbens verdrehbar ist.

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7. Regelventil nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (8) und der Kolben (22) im Gegensinn zueinander verschiebbar sind, bis die Kammer (32) über den zweiten Einlaß (28) mit einem vorbestimmten Druck beaufschlagt ist.

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