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Zusatzanmeldung zli i (Ä 2
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Pumpenkombination mit Mengenreguliereinrichtung Die Erfindung betrifft
eine Ölpumpe, bestehend aus mehreren Pumpenstufen und einer Mengenreguliereinrichtung
mit weitgehend konstantem Förderstrom, insbesondere für den Mobilantrieb mit stark
unterschiedlichen und wechselnden Drehzahlen.
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Der Erfindungsgegenstand dient der Druckmittelversorgung von hydraulischen
Anlagen und Sgst.emen,insbesondere der Versorgung von hydraulischen Servo-Steuer-
und Regeleinrichtungen und der Schmierölversorgung.
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Bei Einrichtungen und Anlagen wird außer der Sicher-und Bereitstellung
eines gewissen Druckpotentials insbesondere auch die Bereitstellung einer Mindest-Fördermenge
für die verschiedenen und vor allem niedrigen Betriebsdrehzahlen gefordert, so insbesondere
bei Servoeinrichtungen wie z. B. Arbeit leistenden Druckzylindern. Bei in ihrer
Arbeitsweise und -güte häufig mengenabhängig reagierenden hydraulischen Steuer-
und Regeleinrichtungen ist ein gleichmäßiger Drukmittelstrom erforderlich oder zumindest
vorteilhaft. Beim Einsatz solchen lsedingungen gerecht werdenden Pumpen tritt insbesondere
bei Verwendung in Massen-bzw. Konsumgütern neben ihrer Wirtschaftlichkeit auch
der
konstruktive und somit kostenmäßige Aufwand als Kriterium für den praktischen Einsatz
in den Vordergrund.
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.T>rkömmliche, üblicherweise eingesetzte einfache Verdrängerpumpen
haben eine drehzahlproportionale Förderleistung, wodurch keine optimale Pumpenauslegung
möglich ist. Wird die Pumpengröße den Anforderungen bei niedrigen Betriebsdrehzahlen
gerecht, treten im oberen Drehzahlbereich unnötigerweise hohe Förderströme, verbunden
mit hohen Antriebsleistungen und Druckverlusten in den Verbraucheranlagen auf. Ferner
leidet bei sehr unterschiedlichen Öldurchsätzen die Arbeits-, Steuer-und Regelgüte
entsprechender Anlagen. Letztgenannte Nachteile können zwar durch den Einsatz von
bekannten, extern angeordneten Strömungsteilern begrenzt werden, was aber einen
selten zu vertretenden Aufwand bedeutet. Auch wird dadurch der innere Förderstrom
der Pumpe nicht eingeschränkt, so daß bei unveränderter Pumpenförderung unter dem
vom Abnehmer bestimmten (unveränderten) Betriebsdruck und Staudrücken die Antriebsieistungen
unverändert hoch bleiben.
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Der Einsatz mehrerer Pumpen, die auf mechanischem Wege zu- und abgeschaltet
werden können, bedingt einen relativ großen und teuren Aufwand und den Einsatz von
2. T. verschleißunterliegenden oder auch störungsanfälligen Bauelementen und ist
für den Mobilantrieb ungünstig.
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Bekannte, in ihrer Fördermenge regelbare Pumpen, wie z. 3. Flügelzellenpumpen
mit veränderbaren Exzentrizität-oder Axialkolbenpumpen mit veränderbarem
Taumelscheibenhub
schneiden aus Kostengründen in den meisten Anwendungsfällen - zumindest im Mobilantrieb
-als Alternativlösung aus.
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In der Praxis sind zwar in ihrer Förderleistung in gewissen Grenzen
konstant arbeitende Radialkolbenpumpen bekannt, wobei die Vergleichmäßigung des
Förderstromes durch Drosselung der .Nusgangaeite bewirkt wird. Doch sind solche
Konzeptionen £r3eräuschmäßig ungünstig.
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Auch begünstigen sie nachteiligerweise die blverschäumung.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist Schaffung; von Pumpen, die bei
stark unterschiedlichen Betriebszahlen weitgehend gleichmäßige Förderleistungen
aufweisen und deren Antriebsleistungsbedarf nicht mit der drehzahlproportional zunimmt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelört, daß der Kompressionsbereich
von Verdrängerpumpen durch Anordnung mehrerer Anzapfungen und Auslässe in mehreren
Pumpenstufen unterteilt wird, die über Kanäle mit hydraulischen Steuer- und Regeleinrichtungen
verbunden werden, welche in einer vorbestimmten, zweckentsprechenden Weise mit einer
Niederdruck- oder drucklosen Pumpenbasis, z. B. der Saugseite, verbunden werden.
Dadurch wird der Förderanteil dieser partiellen Druck- und Kompressionszonen der
gesamten Jlutzförderung entzogen.
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Mit Verminderung (ies Druckpotentials in diesen pnrtiellen "abgeschalteten"
Pumpenzonen, die nicht dem Druckpotential des Verbrauchers unterliegen, wird auch
die Antriebsleistungsaufnahme entsprechend gesenkt.
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Das Ab- und Umschalten wird bevorzugt auf hydraulischem
Wege
bewirkt. Indem der Differenzdruck einer vom Nutzförderstrom durchströmten Drosselblende
dafür herangezogen wird, kann eine selbstregelnde Funktion liner im Pumpengehäuse
integrierten relativ einfachen Regeleinrichtung ohne in Anspruchnahme externer Bauelemente
erzielt werden.
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Vorteile Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen besonders
darin, daß für die Funktion und Arbeitsgüte von Servo- Steuer- und Regeleinrichtungen
durch die weitgehend gleichmäßige Mengenförderung vorteilhafte und günstige Betriebsbedingungen
geschaffen werden (Fig. 3).
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Dadurch, daß die Förderleistung der erfindungsgemäß abgeschalteten,
vom Betriebsdruck der zu versorgenden Anlage entbundenen Pumpenstufen nahezu Null
beträgt und bei stark unerschiedlichen Betriebsdrehzahlen besonders im oberen Betriebsdrehzahlbereich
sich die Antriebsleistung stark vermindert, wird ein relativ hoher Energiespareffekt
erzielt. Ca. Fig. 4).
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Zusätzlich energiesparend wirkt sich der genannte Vorteil abermals
aus, weil bei sonst überschüssiger Förderleistung in deri oberen Betriebsdrehzahlbereichen
hiermit erhohte Staudrücke in den Verbrauchersystemen vermieden werden.
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Gegenüber herkömmlichen festen bzw. immer aktiven Pumpenstufen kann
z. B. bei einem Betriebsdrehzahlbereich von 1 : 6 bis max, ca. 70 % der sonst maximal
erforderlichen Antriebsenergie eingespart werden, unter der herkömmlichen Vorussetzrng,
daß herkömmliche Pumpen mengenmäßig für den untersten Drehzahlbereich ausgelegt
werden müssen.
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Mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Mengenreguliereinrichtung
können, vom Verbraucher gesteuert, je nach momentanem Bedarf, unterschiedlich hohe
Fördermengen ausgeregelt werden.
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Weitere, besondere, einfache Zusatzeinrichtungen ermöglichen ein D-Verhal.ten
in der Fördercharakteristik bei spontanen Drehzahlanstiegen, was in manchen Einsatzfällen
nützlich und sehr vorteilhaft sein kann.
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Ein weiterer besonderer Vorteil ist, daß bewährte Verdrängerpumpensysteme,
die sich für bestimmte Einsatzgebiete prädestiniert haben, unverändert mit den erfindungsgemäßen
Einrichtungen versehen, uneingeschränkt in der Praxis eingesetzt werden können.
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Der Einfindungsgegenstand erinöglich aufgrund seiner selbstregelnden
Fähigkeit, einen einfachen Anbau und vielseitige Einsatzmöglichkeiten, da keine
weiteren externen Stell- oder Servoglieder - wie es bei den eingangs erwähnten,
bekannten regelbares Pumpen der Fall ist - erforderlich ind. Dennoch können vorteilhafterweise
wegen der beklnntenLeiitgängigkeit der verwendeten Steuerschieber als hydraulische
Schaltelemente relativ einfache, leichte Servoelemente wie z. B. Hubmagnete zusätzlich
angeordnet werden, die auf die hydraulischen Schaltelemente einwirken, um deren
Funktion in Sonderfällen zu iiberspielen.
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Vorteilhafterweise wird durch die erfindungsgemäße Ausstattung mit
Niederdruckausgängen,die bei erhöhten Betriebsdrehzahlen zusätzlich Druckmittel
liefern, die Möglichkeit geschaffen, zusätzlich zur (eingeschränken bzw. vergleichmäßigten)
Nutzförderung zu zù Schmier- und besonders Kühlaufgaben zur Verfügung
zu
stellen, dessen Bedarf im oberen Betriebsdrehzahlbereich besonders aktuell ist.
Damit können separate Niederdruck-Schmierölpumpen eingespart werden.
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Schaltschemata, Kennlinien über Funktion und Ausführungsbeispiele
Folgende Darstellungen beinhalten: Fig. 1 ein Schaltschema einer erfindungsgemaßen
Pumpenstufen-Kombination mit einer Regeleinheit ohne festgelegte Schaltstufen für
stetige nutzfördermengenabhängige Regelung.
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Fig. 2 ein Schalt schema einer erfindungsgemäßen Pumpenstufen-Kombination
mit einer Regeeinheit mit festgelegten Schaltstufen für nutzfördermengenabhängige
Regelung und extern zu steuernde zusätzliche Betatigungselemente, wie z. B. Hubmagnete.
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Fig. 3 Drehzahlabhängig die Förderkennlinien einer erfindungsgemäß
geregelten Mehrstufenpumpenkombination nach Fig. 1.
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Fig. 4 Drehzahl.abhängige Antriebsleistungskennlinien einer erfindungsgemäß
geregelten Mehrstufenpumpenkonbination nach Fig. 1 mit dem Förderverhalten nach
Fig. 3.
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Fig. 5 Das Schaltschema einer druckgesteuerten Schalt-und Regeleinrichtung
für die Förderströme mehrerer Pumpenstufen.
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Fig. 6 Das SchAltschema einer Zweikreis-Pumpenreglerkombination für
einen a) mengengeregelten Hochdruckkreis b) druckgeregelten Miederdruckkreis Fig.
7 Ein schematisches Ausführungsbeispiel einer Rotorpumpe (bestehend aus innen-und
außenverzahntem Zahnrad) mit mehreren Anzapfungen der Kompressionszonen, die mit
einer nutzfördermengenabhängigen, stetig regelnden Regeleinheit verbunden sind.
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Fig. 8 Ein schematisches Ausführungsbeispiel einer Rollen- oder Flügelzellenpumpe
mit mehreren Anzapfungen der Kompressionszonen und einer nutzfördermeilgerlesteuerten
Regeleinrichtung mit zuscitzlichen, extern steuerbaren Servogliedern, wie z. B.
Hubmagneten.
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Fig. 9 Ein schematisches Ausfiihrungsbei spiel einer Radial- oder
Axinl-Kolbenpumpe mit nutzfördermengenabhängiger, stetig regelnder Rogel einrichtung,
wobei einzelne oder paarweise Druckzylinder als separate Pumpenstufen erfasst und
die Förderströme der Schalt- und Regeleinrichtung getrennt zugeführt werden.
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Fig 10 Ein Schaltschema einer "Antriebsenergie-Sparschaltung", mit
der unter Betriebsdruck stehende Förderstiöme und somit die Antriebsleistungen bedarf
smengenabhängig nochmal vermindert werden können, in Kombination mit einem Verbraucherbeispiel.
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Positions- und Funktionsbeschreibung Fig.1 und Fig. 2: Die Pumpenstufen
1I-III, bestehend aus partiellen ~'ruckråumen von Verdrängerpumpen oder auch aus
mehreren, separat arbeitenden, zu einer Einheit zusammengefassten Pumpen, entnehmen
den Ölstrom der Saugleitung 2 und führen ihn getrennt zu dem Steuer- oder Regelement
3 oder dem Schaltelement 4.
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In Fig. 1 führen parallele Verbindungsleitungen bzw.
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Kanäledurch Rückschlagventile 5 zu einer gemeinsamen Sammel- und
Abflußleitung 6. Eine darin befindliche Drosselstelle 7 bewirkt einen Druckabfall
4 ( (Q2), dessen unterschiedliche Druckpotentiale über die Verbindungsleitungen
8 und 9 auf ein Stellorgan eines stetig arbeitenden Regelelementes 3 wirken. Die
sich aus dem Druckpotential der Basis 8 ergebende Druckkraft einerseits und aus
Basis 9 ergebende Druckkraft zusammen mit der Rückstellkraft des Steuerelementes
3 andererseits bestimmen die Reglerposition und -charakteristik des Elementes 3.
Je nach der Größe die Drosselstelle 7 durchströmende Nutzfördermenge stellt sich
die Regelposition des Elementes 3 ein. In vorliegendem Beispiel werden durch Element
7 die Pumpenstufen 1I-III mit Basen niedrigen Druckers verbunden, z. 13. mit Ausgang
10 für externe Schmierölkreisläufe oder mit Verbindungsleitung 11 zur Saugseite
2. Die Rückschlagventile 5 verhindern eine Rückströmung aus der druckbeaufschlagten
Sammel- bzw. Abflußleitung 6 zu den mit lo oder 11 verbundes n druckentlasteten
Pumpenstufen, welche aufgrund des niedrigen Druckpotentials dem trieb eine niedrigere
Antriebsleistung abverlangen.
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In Fig. 2 führt das hydraulische Schaltelement 4 2-Wegeschaltfunktionen
aus, wodurch nacheinander entweder von den Pumpenstufen Verbindungen zur Sammel-
und Abflußleitung 6 oder zur druckentlasteten Leitung lo hergestellt werden. Der
Schaltvorgang kann wiederum mengenabhängig durch eine Druckdifferenz an der Drosselstelle
7 , die über Verbindungsleitungen 8 u.
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9 auf das Stellorgan einwirkt oder mit Hilfe eines extern angesteuerten
Servogliedes, wie z. B. eines elektr. Hubmagneten, bewirkt werden.
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Fig. 3 verdeutlicht die Fördermengenverhältnisse: B-C ist der Verlauf
des idealen Druckölbedarfes einer zu versorgenden hydraulischen Anlage, der ab einer
gewissen Pumpen-Mindestdrehzahl z. B. 0,2 nmax, wo bereits die volle, bzw. eine
gewisse, möglichst konstant zu haltende Druckölversorgung sichergestellt sein muß.
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B-D entspricht dem Fördermengenanfall beim Einsatz einer herkömmlichen
Verdrängerpumpe Q = f (n) im Betriebsdrehzahlbereich, die den Forderungen gemäß
des untersten Betriebsdrehzahlpunktes ausgelegt wird. Diese Kennlinie entspricht
ferner der inneren Förderleistung aller Pumpenstufen 1I-III.
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B-E entspricht d en dem Nutzfördermengenverlauf der Pumpenstufenkombination
mit der erfindungsgemäßen Mengenregelung. Er ergibt sich aus dem Gleichgewichtszustand
am Reglerkolben des Steuerelementes 3 wie unter Fig. 1 beschrieben. Im einzelnen
ergeben sich folgende Funktionsabläufe: Nach Überschreiten der Fördermenge B stellt
das Steuerelement 3 aufgrund des geänderten Kräftegleichgewichtes als Folge des
getinclerten Druckgefälles an Drosselstelle 7
eine Verbindung der
Pumpenstufe III zur druckentlasteten Basis 10 her. Dies erfolgt gedrosselt bis zum
Drehzahlpunkt I G, ab hier ist der Fö rd eranteil der Pumpenstufe III der Nutzförderung
gänzch entzogen. Diese wird in G nur von den Pumpentuben II und I gestellt. Bei
zunehmender Drehzahl wiederholt t sich dieser Vorgang im Druckpfad der Pumpenstufe
II, bei II-l fördert Pumpenstufe II druckarm im Kreise, den Nutzförderstrom stellt
nur Pumpenstufe 1. Nach weiterem Drehzahlanstieg wird ein Teil dieses Förderstromes
gedrosselt bis max.
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E-K der Saugseite durch die Verbindung 11 zugeführt.
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Fig. 4: B-D entspricht sowohl der Leistungsaufnahme einer einstufig
arbeitenden Pumpe PAn = f (Q . p) sowie der Summe aller Pumpenstufen 1I III unter
der herkömmlichen Voraussetzung, daß alle aktiven Druck-bzw. Verdrängerräume und
-zonen dem Druckpotential der zu versorgenden hydraulischen Anlage unterliegen.
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Bis zum Betriebspunkt F-G wird die volle Antriebsleistung aller Pumpenstufen
geforderte Obwohl in Fig. 3 die Nutzförderleistung für diesen Drehzahlbereich durch
B-G begrenzt wird, fordert in diesem Arbeitsbereich Pumpenstufe III, da sie noch
dem Druckpotential des Vcrbrauchérs unterliegt, ihre volle Antriebsleistung. Erst
ab G, wo der leistungsbestimmende Faktor Druck der Pumpenstufe m dem Druckniveau
von 10 entspricht, ist die innere Leistung dieser Stufe gering bzw, Null. Nach Drehzahlanstieg
über H-I ist dementsprechend die Leistungsaufnahme der Pumpenstufe II auch abgeklungen.
Danach verläuft die Leistungsaufnahme der gesamten erfindungsgemäßen Pumpenkombination
mit Mengenregelung
entsprechend des Antriebsleistungsverlaufes
der Pumpenstufe I. Bei fallender Pumpendrehzahl vollzieht sich der Funktionsablauf
entsprechend umgekehrt. Im Betriebsdrehzahlbereich wird durch die Punkte B-F-G-H-I-K
die Leistungsaufnahme der erfindungsgemäßen Pumpe begrenzt, gegenüber dem Verlauf
B-D einer in ihrer Förderleistung gleichen herkömmlichen Verdrängerpumpe, wenn sie
nach dem Betriebspunkt B (nmin) ausgelegt wurde. Mehrere Pumpenstufen als im Beispiel
vermindern weiter den Antriebsleistungsbedarf.
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Fig. 5: entspricht im weamtlichen in Aufbau und Funktion Fig. 1. Die
Steuerung und Betätigung des hydraulischem Schaltelementes 47 vollzieht sich aber
druckabhängig durch das Druckpotential des Verbrauchers. Dieses Schaltprinzip ist
dann vorteilhaft, wenn das äuRere Druckpotential (des Verbrauchers) bei meist relativ
geringem Verbrauch konstant gehalten werden muß (z. B. für Schaltkupplungen).
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Bei konstanten Betriebsbedingungen mit geringem Verbrauch (nur zum
Halten von Kupplungen) werden die mengenmäßig nicht benötigten Pumpenstufen z.
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13. III und II vom Nutzförderstrom gänzlich abgetrennt, ihr innerer
Druck entspricht dann der Pumpenbasis 6. Die erforderliche Antriebsleistung ist
dann entsprechend der Druckreduktion niedriger.
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Bei plötzlichem Förderrnengenbedarf, z. B. Schalten von Kupplungen,
spricht aufgrund eines gewissen Druckabfalles das Stellglied von Regelelement 5
aT, und schaltet die Pumpenstufen II und III je nach Bedarf wieder zu. Als Druckdifferenz
zum Schalten
reichen wenige Prozent des Betriebs- bzw. Nenndruckes
aus.
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Fig. 6: weist drei Förderkreise auf: ) Anzapfung der Verbindungsleitungen
Pumpe -Steuer- und Regelelement 47 zum Teil über Rückschlagventile 5, 5, der Drossel
7 zum Abfluß 6.
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Steuerung der von der Nutzfördermenge trennenden Puxapenstufen durch
mengenabhängige Druckdifferenz von Drossel 7. Dieser (erste) Förderkreis bestückt
vorteilhafterweise den größten Mengenbedarf mit höchstem Druckniveau einer zu versorgenden
hydraulischen Anlage.
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b) Anzapfung der Verbindungsleitungen zwischen 47 und einer weiteren
hydraulischen Steuer- und Regeleinrichtung 48 dient z. B. zur Versorgung einer bezüglich
Menge und Druck dem ersten nachstehenden Förderkreis mit Ausgang 45 bei konstant
zu haltendem Druckniveau. Bei anteilig geringer Durckmittellieferung dieses Versorgungskreises
jßt es vom. Standpunkt der Energie einsparung günstiger, die Versorgung dieses Kreises
aus Pumpenstufen, die noch den ersten Kreis beliefern, heranzuziehen. Damit können
die bereits vom ersten kreis weggeschalteten Pumpenstufen abermals voll von diesem
Kreis getrennt werden, so daß sie ohne Druck und somit ohne bzw. geringe Axtriebsenergie
arbeiten. Wird dagegen vom vorliegenden Förderkreis ein relativ hoher Mengenanteil
bei relativ niedrigem.
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Druck gefordert, ist es vorteilhafter, die bereits vom eraten Förderkreis
entbundenen Pumpenstufen dafür heranzuziehen, weil dann die Antriebsenergie dieser
Pumpenstufen geringer sein wird, als wenn
die Fördermenge dieses
Kreises unter den hohen.
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Druckbedingungen des ersten Förderkreises erzeugt würde. Vielsorgung
Pumpenausführungen lassen eine differenziertere Optimierung dieser Abstimmungen
zu als wenige Stufen. Auch muß die Einsatzhäufigkeit der Drehzahlbereiche und somit
oder Aktivitätsanteil der einzelnen Pumpenstufen durch den ersten Förderkreis beim
Abstimmen berücksichtigt werden. Um unter allen Betriebsdrehzahlbereichen (besonders
im unteren Drehzahlgebiet) einen Druckaufbau sicherzustellen, ist durch das Schalt
element 5o über den Verbindungepfad 51 diesem Förderkreis eine Vorrang schaltung
eingeräumt. Wird im unteren, diesbezüglich kritis-chen Drehzahlbereich der Mengenversorgung
des Förderkreises a) dagegen Vorrang eingeräumt, entfällt Schaltelement 50 und der
Verbindungspfad 51.
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c) Niederdruck- bzw. druckloser Versorgungskreis mit Ausgang 10 für
zusätzliche Schmier- und Kühlaufgaben hydraulischer Anlagen. Er wird nur im oberen
3etriebsdrehzahlbereich, wo die allgemeinen Leistungs- und Verlustleistungsmaxima
liegen, Versorgt. Überdruckventil 51 vermindert hohe Staudruck im äußeren Verbrauchersystem
und hält somit die Verlustleistungen bzw. Antriebsleistungen der"leerlauSenden"
Pumpenstuten in niedrigen Grenzen.
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Fig. 7: Die Verdrängerpumpe mit einem außen- und innenverzahnten Rotor
12 und 13 saugt über die Saugleitung 2, den Längsschlitz 14 im Bereich der Expansionszone
des Rotorpaares Öl ein. Im Druck bzw.
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Kompressionsbereich des Rotorpaares befinden sich als Austritte die
Öffnungen 15, 16 und 17. Diese führen über Kanäle sowohl zu den Steuerkanälen 18,
19 und 20 im Steuergehäuse 21, als auch über 2 Rückschlagventile 5 und einen direkten
Verbindungskanal zur Sammel--11tung 22 axial in das Gehäuses Darin befindet sich
axial verschiebbar ein hoher Steuerschieber 23 mit einer Drosselblende 24 und einem
Ringspalt 25, welcher über einen Kanal 26 mit der Saugleitung 2 in Verbindung steht.
22 wird axial durch eine Feder 27 entgegen dem Zulauf 21 vorgespannt. In 20 befindet
sich ein :Auslaufkanal 28, der den druckseitigen Ausgang der Pumpe bildet. Die Kolbenstellung
wird durch den Gleichgewichtszustand, der sich aus den am Kolben einwirkenden hydraulischen
Kräften und der Federkraft bestimmt. Bei zunehmender Rotordrehzahl und ansteigen
der Förderleistung wird der Steuerkolben soweit aus--gLenkt, daß der Förderstrom
der partiellen Förderstrecke 15 durch den Ringspalt 25 nach 26 abfließt und somit
der Nutzförderung entzogen wird. Der von Austritt 15 erfasste Kompressionsraum wird
daher ent--spannt, diese Förderstrecke fördert dadurch weitgehend drucklos und somit
verlustarm. Bei weiterem Fördermengenanstieg infolge Drehzahlerhöhung werden die
den Austrittsöffnungen 16 und 17 zugeordneten partiellen Förderstrecken über die
Kanäle 20 und dann.
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19 mit dem Abfluß verbunden und diese Partien ebenfalls der Nutzförderung
entzogen.
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Fig. 8: Flügel- oder Rollenzellenpumpe mit Je 2 gegenüberliegenden
Expansions- und Kompressionszonen, wobei die eine Kompressionszone 2 Austrittsöffnungen
29 und 3o aufweist, welche, sowie die gegenüberliegende Austrittsöffnung 31 mit
einer zweiw egeventilahnli chen St euer einricht ung 18 in Verbindung
stehen,
die die Förderströme aus diesen Kompressionsrdumen in eine Abfluß-: Sammelleitung
28 leiten oder zur Sammelleitung lo minderen Druckniveaus. Die Steuerkantenzuordnungen
sind, wie dargestellt, oder nach Schaltbild Fig. 2 so versetzt angeordnet, daß der
Wechsel des Druckmittelflusses von den einzelnen partiellen Pumpenzonen kommend
drehzabl- bzw. fördermengenabhängig nacheinander von der Abflußsammelleitung 28
abgetrennt und zu einer druckarmen bzw. drucklosen Sammelleitung 10 geleitet werden.
Die Stellkommandos dazu können von einem durch die Drosselstelle 7 verursachten
Differenzdruck über die Verbindungskanäle 8 und 9 auf die Kolbenflächen einwirken.
Auch oder zusätzlich zu den hydraulischen selbstreglnden Stellgrößen können extern
gesteuert durch Hubmagnete 32 oder ähnlichem Stellbewegungen ausgeführt werden.
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Fig. 9: An Radial- oder Axialkolbenpumpen sind durch Verbindungskanäle
die Druck- bzw. Förderkammern 33 einzelner Druckzylinder mit Steuerkanälen eines
Steuerschiebergehäuses 34 verbunden.
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Der Steuerschieber 35 weist eine Ringnut 36 auf, welche mit einer
Abflußleitung 10 niedrigen Druckpotentials in Verbindung steht. Der Nutæförderstrom
von den Druck- und Förderzylindern fließt durch einen Ringspalt 37, durch radiale
Öffnungen 38 im Steuerschieber 35,durch dessen Längsbohrurlg 39 und Drosselblende
4o zum AbfluB 28. Die Feder 41 hält das Gleichgewicht zwischen den auf den Kolben
stirnseitig einwirkenden hydraulischen Differenzkräften. Bei zunehmendem Förderstrom
infolge ansteigenden Drehzahlen verlagert sich die Kolbenposition und gibt nacheinander
die Druck- und Föderzylinderverbindungen
über Ringspalt. 36 zum
Abfluß 10 frei. Die Ventile 5 verhindern ein Abfließen des Ölstromes aus noch für
die Nutzförderung aktiven Druck- und Förderstufen.
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Das dem Abfluß 28 abgewandte Kolbenende ragt in einen Dämpfungsraum
42, dessen Dämpfungswirkung durch eine als einseitig wirkendes Rückschlagventil
ausgebildete Drosselblende 43 bestimmt wird. Die Feder 44 drückt diese Drosselblende
43, die außen Durchlässe 45 aufweist, gegen den Ventilsitz 46. Damit bewegt sich
der Steuerkolben einseitig verzögert: bei spontan zunehmender Drehzahl und somit
Förderung wird die Nutzförderung abweichend von der Kennlinie B-E in Fig. 3 kurzzeitig
erhöht, bei abnehmender Drehzahl dagegen erfolgt durch das Abheben von 43 von Teil
46 die Verregelung verzögerungsfrei.
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Fig. 10; enthält zu bekannten Anordnungçn der Pumpenstufen 1I-IV,
der Saugseite 2, ein hydraulisches Regelelement 3, Rückschlagventile 5, die in die
Sammel- und Abflußleitung 6 führen, zwei Drosselstrecken 7 und 53 sowie ein weiteres
djfferenzdruckbetätigtes Schaltelement 54. Dieses vermag die Drossel~ stelle 53
über Leitungen 55 und 56 wahlweise kurzzuschließen bzw. zu umgehen oder wirksam
zu lassen.
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Das durch Druckdifferenzen betätigte StelV lied des Regelelementes
3 wird durch die Steuerleitungen 57 und 58 versorgt, welche um die gesamten Druckverluste;
in 7 und 53 oder der Drosselstelle 7 alleine,unterschiedliche Druckpotentiale aufweisen.
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54 Funktionsbeispiele zum Schaltelement enthält Blatt 17 Schemabeispiel
einer zu versorgenden hydraulischen Anlage: Ein Uberdruckventil 63, ein Verbraucher
mit relativ
niedrigem Mengenbedarf 64, einen über einen Steuerschieber
65 versorgten, doppelwirkenden Kraftkolben 66 mit seinen Zuleitungen 67 und 68,
in denen sich Drosseistrecken 69 und 70 befinden, ein im Abfluß von 65 sitzendes,
den unteren Druckpegel begrenzendes Überdruckventil 71, welche in ein Schmier~ ölsystem
72 den Ölstrom abfließen lässt. Die Zylinderbasen des Kraftkolbens 66 sind mit den
Steuerleitungen 61 und 62 verbunden. Der mengenmäßig dominierende Verbraucher sei
der Kraftkolben 66, sein Drucksittelbedarf bestimmt die Schaltfunktionen des Schaltelementes
54.
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Funktionsbeispiele zum Schaltelement 54: (s. Fig. 10) a) Voraussetzungen
für Kräftegleichgewicht am Stellorgan des Schaltelementes 54 ist: Fp59 + Fp60 =
FFeder + Fp61 + Fp62 b) Drossel 53 ist unwirksam bzw. umgangen, nur Druckdifferenz
aus Drossel 7 wirkt am Stellglied des Schaltelementes 3 , wobei eine hohe Konstantmenge
durch Regelelement 3 ausgeregelt wird Fp59 + Fp60 > FFeder + Fp61 + Fp62 z. B.
bei einseitiger Auslenkung am Steuerschieber 65 nach links und arbeiten des Kraftzylinders
66 ist Fp6 + Fp6 > FFeder + (Fp6 + Fp70) + Fp71
c) Drossel 53
ist wirksam, Druckdifferenz aus 7 und 53 wirken auf Stellglied von 3 ein, 3 regelt
niedrige Konstantfördermenge aus Fp59 + Fp60 < FFeder + Fp61 + Fp62 z. B. bei
Mittelstellung des Steuerkolbens 65 und Haltestellung des Kraftkolbens 66 ist Fp6
+ Fp6 < FFeder + (Fp6 - F#p65) + (Fp6 - F#p65)