DE3217360A1

DE3217360A1 - Regeleinrichtung fuer eine verstellbare pumpe

Info

Publication number: DE3217360A1
Application number: DE19823217360
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 7015 Korntal Nonnenmacher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-05-08
Filing date: 1982-05-08
Publication date: 1983-11-10
Also published as: EP0093916A1; JPH0459471B2; JPS58195088A

Description

η. 1773 8

15.^. 1982 Wd/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Regeleinrichtung für eine verstellbare Pumpe Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Regeleinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer derartigen bekannten Iruckproportional verstellbaren Pumpe ändert sich innerhalb eines bestimmten Bereiches des Steuerdrucks das Hubvolumen der Pumpe linear mit diesem Druck. Die Auslegung kann mit positivem oder negativem Gradienten erfolgen, d.. h. bei steigendem Steuerdruck wird das Hubvolumen größer oder kleiner. Sine derartige Einrichtung hat den Nachteil, daß die die Pumpe antreibende Maschine überlastet werden kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit ihr in Abhängigkeit vom Arbeitsdruck der

il I /

Steuerdruck jeweils so gebildet wird, daß das Produkt aus Hubvolumen mal Arbeitsdruck der Pumpe konstant bleibe Für konstante Antriebsdrehzahl bedeutet dies konstante Leistung an der Antriebsmaschine. Diese kann damit nicht überlastet werden. Wesentlich ist, daß die erfindungsgemäße Einrichtung eine exakte Leistungshyperbel erzeugt und eine einfache Veränderung des gewählten Leistungsniveaus erlaubt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. So kann es vorteilhaft sein, wenn der Steuerdruck nicht über eine Hilfspumpe erzeugt werden muß, sondern direkt aus dem Arbeitsdruck der Pumpe gewonnen werden kann.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung, Figur 2 ein Diagramm, Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel, Figur h ein zweites Diagramm, Figur 5 ein drittes Ausführungsbeispiel wiederum in schematischer Darstellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist mit 10 eine verstellbare Pumpe bezeichnet, deren Hubring 11 mittels eines druckbeaufschlagten Stellkolbens 12 entgegen einer Gegenkraft 12 zwecks Hubveränderung der Kolben verstellbar ist. In die den Stellkolben

ORIGINAL INSPECTED

12 aufnehmende Bohrung iU mündet eine Leitung i5 , lio von einem Ventil 16 herkommt. Das Ventil Io ist symboli.-. ■-. als 3/3-Wegeventil dargestellt, das zwischen den einzelnen Schaltstellungen "I-III fließende oder stetige Übergor .r: aufweist. Dies ist symbolisch durch lie zwei par all-ι.. ·.'-:■-laufenden Linien dargestellt.

Von der Leitung 15 zweigt eine Leitung 18· ab, iie zur linken Stirnseite A des Ventilschiebers führt. Dieser ist über eine Stange 19 oder einen Stößel an einem Hebel 20 angelenkt.

Von einer Hilfspumpe 22 führt eine Leitung 23 zum Ventil 16, von diesem eine Leitung 2k zu einem Behälter 2?. " Zwischen den Leitungen 23 und 2k ist ein Druckbegrenzungsventil 26'angeordnet.

Der Hebel 20 ist um einen Schwenkpunkt 25' schwenkbar. Die Lage des Schwenkpunkts wird vorgegeben durch eine an einer Solbenstange 26 angeordneten Rolle 27. Der mit der Kolbenstange 26 verbundene Kolben 28 ist in einem Zylinder *9 geführt und über eine Leitung 30 vom Arbeitsdruck der Pumpe 10 entgegen der .Kraft einer Feder 31 beaufschlagt.

Am Hebel 20 greift über einen stets konstanten Hebelarm a eine Feder 33 an; deren Vorspannung ist veränderbar. 3ei einer bestimmten, konstant gehaltenen Federvorspannung übt sie über den Hebelarm a ein konstantes (rechtsdrehend·=: Drehmoment auf den Hebel 20 aus. Diesem wirkt ein linksdrehendes Drehmoment entgegen, bestehend aus der Kraft A mal ρ mal dem Hebelarm b ■' = ρ mal c_), wobei ρ der

St j. S t

Steuerdruck am Ausgang des Ventils 16 ist, ρ der Arbeitsdruck der Pumpe 10, c^ die Wirkfläche des Kolbens

BAD ORIGINAL

geteilt durch die Federkonstaate.der Feder 21.

Der Kraft A mal ρ wirkt eine Feder ^: Federkraft F ._) entgegen, deren Wirkriohtung in Richtung der Kraft α mal ρ verläuft. Am Hebel 20 herrscht Gleichgewicht, vena

a A. p_gi. = P₂ + F₁ . ξ = F₂ + F₁ . -777Τ ^ist;

daraus errechnet sich

F ^T · a

P _, = 2 + 1 1 oder = υ + ■ c · ? ;

st — · — *

A-c ρ

P ist die über die Vorspannung von F, wählbare hydraulische Leistung der Pumpe 10. Daraus ist :u erkennen, laß der Steuerdruck eine Hyperbel ist - siehe hierzu Figur 2 -biv. daß das Produkt aus Hubvolumen und Arbeitsdruck ebenfalls eine Hyperbel wird, wenn dieser Steuerdruck die Pumpe 11 druckproportionai verstellt.

Ein Regelvorgang sieht folgendermaßen aus: Steigt beispielsweise bei einem bestimmten Hubvolumen der Pumpe "1 der Arbeitsdruck ρ an, so wiri der Kolben 2-3 entgegen der Kraft der Feder 31 verschoben, und der Hebelarm b wird größer. Damit wird auoh las linksdrehende Moment A mal ρ mal b größer und überwiegt das rechtsdrehende Moment F mal a. Der Hebel 20 schwenkt nun um den Schwenkpunkt J5' entgegen dem Uhrzeigersinn, wodurch das Ventil 1b aus seiner Neutralstellung II in Arbeitsstellung I verstellt wird. Dadurch kann Druckmittel aus der Bohrung 1h zum Behälter 25 abströmen. Die Feder 13 stellt dann die Pumpe auf geringere Fördermenge ein, und zwar £,0 lange, bis das rechtsdrehende Moment infolge des geringer werdenden Druckes ρ^^ den Hebel 20 und damit das

Ventil 16 wieder in seine vorherige Lag·; bring¹..

Herrscht wieder Gleichgewicht am Hebel und sink¹: i<:r Arbeitsdruck p, so verschiebt; die Feder 31 den -Cola-?n 28 derart, daß der Hebelarm b kleiner wiri. Nunmehr Vber«. : ■■ das rechtsdrehende Moment F1 mal a das 3ntgegerig«r i. ohV;->? , wodurch der Hebel 20 um den Schwenkpunkt 25' im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Das Ventil 16 wird nun aus seiner Neutralstellung II in Arbeitsstellung III verstellt. Von der Hilfspumpe 22 gefördertes Druckmittel kann nunmehr in die-Leitung 15 strömen und über den Stellkolben 12 die Pumpe auf größere Fördermenge einstellen. Damit wird der Kolben 28 wieder solange entgegen der Kraft der Feder 3"· verschoben bis über die Kennlinie der Feder 31 wieder Gleichgewicht am- Hebel 22 hergestellt ist.

Das Ventil Ib wirkt als Druckminderventil mit stetigem übergang zwischen Sperr stellung und den ArbeitsStellungen I und III. Der von der Hilfspumpe 22 erzeugte Druck p, wird durch das Ventil in den Druck p_ct umgewandelt siehe hierzu dia obigen Formeln.

Auf diese Weise wird die Pumpe 10 so eingestellt, laß das Produkt aus Fördervolumen und Arbeitsdruck steto konstant ist, d. h. diese Werte bilden eine exakte Hyperbel.

Die Kraft F^ am Hebelarm b, die ρ entspricht, bewirkt eine Ausstellung der Pumpe erst ab einem bestimmten Druck, z. 3. 10 bar (Vorspannung der Feder 13)', auf iie weitere Funktion hat das Moment ?„ mal b keinen Einfluß.

BAD ORIGINAL

IYJbU 1773

-2-

Das Ausfünrungsbei spiel nach Figur 3 unterscheide¹; sich ■/on demjenigen nach Figur 1 dadurch, daß hier ier Regier mit einer Pumpe zusammenwirkt, deren Hubvolumen bei steigendem Steuerdruck abnimmt - siehe hierzu Figur h. Oiea bedingt geringfügige Änderungen in der Regeleinrichtung - in der gleiche Teile wie zuvor mit denselben Ziffern bezeichnet sind. Die Änderung besteht im wesentlichen
nur darin, daß nun der Hebel 20 einarmig ausgebildet ist, und zwar dadurch, daß der Schwenkpunkt 25*unterhalb der Wirkrichtung der Kräfte F und A mal ρ liegt, und da.S

w S Ti

auch die Kraft F größer ist als die Kraft A mal ρ , ienn

c. 3 t

sonst würde sich der Hebel 20 von der Holle 2" abheben. Somit ist bei Kräftegleichgewicht

a a

A · ρ . = F₀-F₁.- = F- - F₁ · und damit:

*st 2 1b 2 1 c„.o

¹2 F

^Pst ⁼ A " · - oder = P₁ - c . P

A · C , Ό 1

t ρ

Im obigen Ausführungsbeispiel wird der Hilfsdruck nichvon einer Hilfspumpe erzeugt, sondern er wird von ier ve: stellbaren Pumpe ". 0 abgezweigt.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 5 zeigt, da3 S-eueriruok ρ__v und Federkraft F^ auch jeweils von der aniere .Seite her am Steuerventil 1o einwirken können.

Durch Verändern der Vorspannung der Federn F kann

i.'iö Le i jtungsniveau auf einfache Weise verändert werden

λ-in! der Le 13 tungshyperbe 1 ) . Mit F₀ wiri ier Wer* p,
■'si^he Figur h) der Pumpenkennlinie berücksichtigt.

Leerseite

Claims

η. 1778 8

15.k.1982 Wd/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

Ansprüche ■

1 .j Regeleinrichtung für eine verstellbare Pumpe mit einem Steuerventil, das Druckmittel unter einem Steuerdruck zu einem das Verstellorgan (Schwenkscheibe, Hubring) der Pumpe einstellenden Kolben leitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdruck auf die Stirnseite (A) des Steuerventilschiebers (16) einwirkt und die so erzeugte erste Kraft an einem Hebel (20) über einen Hebelarm (b) einwirkt, dessen Länge sich linear proportional dem Arbeitsdruck der Pumpe 10 ändert, und daß diesem Moment ein zweites Moment am Hebel entgegenwirkt, das gebildet ist aus einer an einem Hebelarm (a) mit konstanter Länge angreifenden Kraft (F1).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Ia£ der vom Steuerventilschieber auf den Hebel (20) ausgeübten Kraft eine Kraft (F2) entgegenwirkt, die insbesondere in derselben Wirkrichtung verläuft.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel zweiarmig ausgebildet ist und die zweite Kraft durch eine Feder (3U) erzeugt wird.

— ο —

k. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Hebelarm
(b) dadurch gebildet wird, laß der Hebel (20) an einen:
Schwenkpunkt (25') anliegt, der am Ende einer Kolbenstange (26) liegt, deren Kolben (28) vom Arbeitsdruck der verstellbaren Pumpen (10) beaufschlagt ist.

5· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet,, daß das Steuerventil ( 16) als Druckminderventil mit stetigem Übergang zwischen den einzelnen
Schaltstellungen ausgebildet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel einarmig ausgebildet ist.

T. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel zweiarmig ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdruck aus dem von einer
Hilfspumpe (22) geförderten Druckmittelstrom gebildet vird

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdruck aus dem von ier verstellbaren Pumpen selbst geförderten Druckmittel abgezweigt wird.