DE4107977C2 - Einrichtung zur Regelung der Fördermenge einer hydrostatischen Pumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Regelung der Fördermenge einer hydrostatischen Pumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine derartige Einrichtung ist bekannt aus der Druckschrift "Hydraulik in Theorie und Praxis" von Bosch, Ausgabe 1983, Seite 68. Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß die Temperatur des Druckmediums in keiner Weise berücksichtigt wird. So kann es geschehen, daß durch die Differenzdruckregelung die Pumpe voll ausgeschwenkt wird, auch wenn bei niedriger Mediumtemperatur dadurch auf der Saugseite unzulässige Betriebszustände bis hin zum totalen Zusammenbruch des Saugvorgangs eintreten.

Darüber hinaus ist aus der DE 30 16 609 A1 eine Einrichtung zur Regelung der Fördermenge einer verstellbaren Pumpe bekannt, die ein Durchflußmeßgerät, einen Weggeber und einen Druckgeber umfaßt. Diese Gebersignale werden von einem Steuergerät ausgewertet und in ein Ansteuersignal für einen Hubmagneten umgewandelt. Letzterer wirkt auf einen Regelschieber eines Regelventils ein und steuert dadurch eine Druckmittelverbindung von der Verstelleinrichtung der Pumpe zum Tank. Am Regelschieber herrschen ergänzend zur Kraft einer Regelfeder hydraulische Kräfte, die von der Druckdifferenz einer in den Regelkreis geschalteten Blende bestimmt sind. Im Unterschied zum Erfindungsgegenstand wirkt der bekannte Hubmagnet unmittelbar auf den Regelschieber ein, während beim Erfindungsgegenstand zwischen dem Regelschieber und dem Hubmagnet eine Feder angeordnet ist, die einer Regelfeder entgegenwirkt und deren Vorspannung vom Hubmagneten temperaturabhängig veränderbar ist. Das Regelventil hält die Druckdifferenz an der Blende konstant und nimmt dadurch in Wirkverbindung mit der Verstelleinrichtung einer Pumpe bei absinkenden Druckmitteltemperaturen deren Fördermenge unabhängig vom Öffnungsquerschnitt der Blende zurück. Dadurch werden Beschädigungen an der Pumpe, die sich bspw. infolge des Zusammenbrechens des Saugvorgangs ergeben könnten, vermieden. Die Temperatur des Druckmittels wird beim bekannten Regelventil nicht erfaßt.

Gleiches gilt für die Druckregeleinrichtung, wie sie in der DE-Gm 75 01 056 offenbart ist. Diese Druckregeleinrichtung ist entgegen der Fördermengenregeleinrichtung, wie sie der Erfindung zugrunde liegt, mit einem Steuerschieber ausgestattet, der an seinem Außenumfang mit einer dritten, als Drossel wirkenden Ringfläche versehen ist, um im gesamten Regelbereich stabil, d. h. frei von Schwingungen und Übersteuerungen zu arbeiten. An den Stirnflächen des Steuerschiebers liegt zwar, vergleichbar zum Gegenstand der Erfindung, die Druckdifferenz einer verstellbaren Blende an, eine dieser Druckdifferenz überlagerte und der Regelfeder entgegen wirkende zweite Federkraft und ein deren Vorspannung steuernder Hubmagnet ist nicht vorhanden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Regelung der Fördermenge einer hydrostatischen Pumpe hat demgegenüber den Vorteil, daß bei fallender Öltemperatur zu einer bestimmten Öffnung der Meßblende eine immer kleiner werdende Pumpenverstellung korrespondiert, bis im Grenzfall die Pumpe unabhängig vom Öffnungszustand der Meßblende überhaupt nicht mehr verstellt wird.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung wiedergegeben. Letztere zeigt eine Einrichtung zur Regelung der Fördermenge einer verstellbaren Pumpe in teilschematischer Darstellung bzw. ein Regelventil im Teilschnitt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist mit 10 eine verstellbare Pumpe bezeichnet, die über eine Saugleitung 11 Öl aus einem Behälter 12 ansaugt. Das Stellglied 10a der Pumpe 10, beispielsweise die Schrägscheibe einer Axialkolbenpumpe, wird mit Hilfe zweier Stellkolben 13, 14 eingestellt. Der Stellkolben 14 hat eine wesentlich kleinere Fläche als der Stellkolben 13 und wird von der Förderleitung 15 der Pumpe her über eine Steuerleitung 16 beaufschlagt. In der Förderleitung 15 ist eine verstellbare Blende 61 angeordnet.

Von der Förderleitung 15 zweigt vor der Blende 61 eine Steuerleitung 17 ab, die am Gehäuse 18 eines Regelventils 19 für die Steuerung der Fördermenge der Pumpe 10 mündet. Von einer Stelle hinter der Blende 61 geht von der Förderleitung eine Steuerleitung 20 aus, die zu einem Druck- Vorsteuerventil 21 führt und von der eine Steuerleitung 22 abzweigt, die ebenfalls am Gehäuse 18 mündet. Vom Steuerventil 19 geht weiterhin eine Steuerleitung 24 aus, die am großen Stellkolben 13 mündet. Außerdem geht vom Regelventil 19 noch eine Abströmleitung 25 aus, die zum Behälter 12 führt.

Im Gehäuse 18 des Regelventils 19 ist eine Schieberbohrung 26 ausgebildet, in welcher ein Regelschieber 27 gleitend geführt ist. Die Schieberbohrung 26 mündet am oberen Teil des Gehäuses 18 in einen Druckraum 28, in welchem eine Regelfeder 29 angeordnet ist, die über einen Federteller 30 auf die eine Stirnseite des Regelschiebers 27 einwirkt. Der Druckraum 28 steht über eine Zwischenbohrung 31 mit der Steuerleitung 22 in Verbindung, d. h. im Druckraum 28 herrscht der Druck hinter der Blende 61. Dazu ist ergänzend zu sagen, daß auch in der Steuerleitung 20 noch eine Blende 33 angeordnet ist, die aber nur wirksam ist, wenn das Vorsteuerventil 21 geöffnet ist.

An der Schieberbohrung 26 sind drei hintereinander liegende Ringnuten 34, 35, 36 ausgebildet. Die Ringnut 34 steht über eine Gehäusebohrung 37 mit der Steuerleitung 17 in Verbindung, die Ringnut 35 über eine Gehäusebohrung 38 mit der Steuerleitung 24 und die Ringnut 36 über eine Gehäusebohrung 39 mit der Abströmleitung 25. Am Umfang des Regelschiebers 27 sind Steuerbunde 40, 41, 42 ausgebildet, im Inneren des Regelschiebers 27 befindet sich eine fast durchgehende Sackbohrung 43, von deren beiden entgegengesetzten Enden Querbohrungen 44, 45 nach außen führen. Damit entsteht eine Verbindung von der Gehäusebohrung 37 zu einem Druckraum 46 an der unteren Seite des Regelschiebers 27. Im Druckraum 46 ist eine verschiebbare Scheibe 48 angeordnet, an die sich die untere Stirnseite des Regelschiebers 27 anlegt und wobei auf die Unterseite dieser Scheibe 48 eine vorgespannte Druckfeder 49 einwirkt, die sich an einen Federteller 50 anlegt, der selbst wiederum am Stößel 51 eines Hubmagneten 52 anliegt.

Nahe der Mündung der Saugleitung in den Behälter 12 ist ein als Kaltleiter ausgebildeter Temperaturfühler 54 angeordnet, von dem eine elektrische Leitung 55 zum Hubmagneten 52 führt sowie eine elektrische Leitung 56 zu einer Stromquelle 57 mit konstanter Spannung, von der aus eine elektrische Leitung 58 auch zum anderen Pol des Hubmagneten 52 führt. Aus der beschriebenen Einrichtung ist zu erkennen, daß am Regelschieber 27 die beiden Federn 29, 49 einander entgegenwirken. Die Vorspannung der Regelfeder 29 ist bei einer bestimmten Einstellung durch eine Einstellschraube 60 konstant, während die Vorspannung der Feder 49 durch den Hubmagneten 52 veränderbar ist.

Der kleine Stellkolben 14 ist stets vom Druck in der Förderleitung 15 der Pumpe 10 vor der Blende 61 beaufschlagt, und dieser Druck setzt sich auch über die Steuerleitung 17 und die Gehäusebohrung 37 zur Ringnut 34 fort, dringt über die Querbohrung 44 in die Sackbohrung 43 am Regelschieber 27 ein und pflanzt sich auch über die Querbohrung 57 in den Druckraum 46 fort. An der Blende 61 ergibt sich ein Druckgefälle von etwa 10 bar, das durch die Einstellung der Blende 61 und durch die Vorspannung der Regelfeder 29 einstellbar ist. Im Druckraum 28 herrscht der Druck hinter der Blende 61, der sich dorthin fortpflanzt über die Steuerleitungen 20, 22 sowie die Gehäusebohrung 31. Daraus ist zu erkennen, daß am Regelschieber 27 die Druckdifferenz der Blende 61, sowie die Differenzkraft der beiden Federn 29, 49 angreift. Der Regelschieber 27 steuert mit seinen Steuerbunden 40, 41, 42 die Verbindung von der Ringnut 34 über die Ringnut 35 und die Steuerleitung 24 zum großen Stellkolben 13 bzw. die Verbindung von diesem über die Ringnut 35 zur Ringnut 36 und von dort über die Steuerleitung 25 zum Behälter 12. Die durch die Regelfeder 29 und die Druckdifferenz vorgegebenen Kräfte stellen den Regelschieber 27 so ein, daß er das Stellglied 10a der Pumpe 10 derart einstellt, daß die Druckdifferenz an der Blende 61 konstant bleibt. Auf diese Weise erreicht man eine durch die Regelfeder 29 vorgegebene Fördermenge der Pumpe 10.

Die Vorspannung der Feder 49 ist abhängig von der Temperatur am Temperaturfühler 54. Mit fallender Temperatur des Öls sinkt der Widerstand des Temperaturfühlers 54, der Magnetstrom steigt und mit ihm die Magnetkraft und die Vorspannung der Druckfeder 49; die resultierende Federkraft und damit die Fördermenge der Pumpe 10 sinkt. Weil dadurch bei fallender Öltemperatur zu einer bestimmten Meßdrosselöffnung eine immer kleiner werdende Pumpenverstellung korrespondiert, wird im Grenzfall die Pumpe 10 unabhängig vom Öffnungszustand der Blende 61 überhaupt nicht mehr verstellt, d. h. die Pumpe 10 fördert nicht mehr. Auf diese Weise erreicht man eine Reduzierung des Fördervolumenstroms der Pumpe 10 mit sinkender Öltemperatur.

Ist ein bestimmter, durch das Druck-Vorsteuerventil 21 vorgegebener Förderdruck erreicht und öffnet dieses, so wird die Pumpe 10 in bekannter Weise zurückgeregelt, bis der vorgegebene Förderdruck wieder erreicht ist. Dieser Vorgang ist bekannt.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Regelung der Fördermenge, gegebenenfalls auch des Förderdrucks einer verstellbaren, eine relativ stark viskose Flüssigkeit wie Öl fördernden hydrostatischen Pumpe (10), deren Stellglied (10a) mit Hilfe wenigstens eines Stellkolbens (13) entgegen einer Gegenkraft einstellbar ist, dessen Stellung durch ein Regelventil (19) gesteuert wird, an dessen Regelschieber (27) die Druckdifferenz einer in der Pumpenförderleitung (15) angeordneten Meßdrossel oder Blende (61) wirksam ist und auf den auch von der Seite des niedrigen Druckes her eine Regelfeder (29) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Regelschieber (27) entgegen der Kraft der Regelfeder (29) eine zweite Feder (49) und ein Hubmagnet (52) einwirkt, der in Abhängigkeit eines in der Nähe der Saugstelle der Pumpe (10) angeordneten Temperaturfühlers (54) verstellbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmagnet (52) ein Elektromagnet ist und in Reihe mit dem als Kaltleiter ausgebildeten Temperaturfühler (54) an einer Stromquelle (57) mit konstanter Spannung liegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Stellglied (12) der Pumpe (10) einander entgegenwirkend zwei Stellkolben (13, 14) einwirken, von denen der eine (14) eine wesentlich kleinere druckbeaufschlagte Fläche hat und stets von der Hochdruckseite der Pumpe (10) her beaufschlagt ist.