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Steuerungsgetriebe für Pumpen mit veränderlicher Leistung Die Erfindung
betrifft Verbesserungen im Steuerungsgetriebe für Pumpen mit schwankender Leistung,
deren Änderung durch eine mit Druck getriebene Vorrichtung bewirkt werden kann.
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Es ist bekannt, die Leistung von Pumpen mit veränderbarer Leistung
durch einen federbelasteten Kolben oder Plunger zu steuern. Bei dieser bekannten
Einrichtung und fehlendem Druck in der Abflußleitung erhält die Feder die Pumpe
bei vollem Kolbenhub. Wenn der Druck in der Rohrleitung steigt, drückt die Belastung
an dem Kolben allmählich die Feder wieder zusammen, bis bei einem festgesetzten
Druck die Pumpe auf die Null- oder neutrale Mittelstellung gebracht wird, so daß
sie, wenn sie auch ihren Gang fortsetzt, keine Flüssigkeit liefert, aber den Höchstdruck
in der Rohrleitung aufrechterhält.
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Bei dieser bekannten Einrichtung pumpt die Pumpe, wenn sie im wesentlichen
in der neutralen Mittelstellung läuft, ihre eigenen Leckverluste bei Höchstdruck;
alle Druckteile der Pumpe sind höchster Belastung unterworfen.
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Die Erfindung bezweckt, die den bekannten Ausführungen anhaftenden
Nachteile zu beseitigen. Die Anordnung ist derart getroffen, daß, wenn der Arbeitshöchstdruck
in dem System erreicht wird, die Pumpe praktisch auf die Null- oder neutrale Mittelstellung
gebracht, aber bei genügendem Hub gelassen wird, damit das Pumpen einer kleinen
Flüssigkeitsmenge fortgesetzt werden kann.
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Nimmt man an, daß keine Flüssigkeit von der Einrichtung, der die Flüssigkeit
zugeführt wird, verlangt wird, dann steigert die Flüssigkeit; welche gepumpt wird,
den Druck in dem System, was den arbeitenden Kolben weiter niederdrückt und hemmt.
Dieses weitere Niederdrücken wird dadurch gestattet, daß eine Federverbindung zwischen
dem Kolben und dem Pumpensteuerteil eingeschaltet wird; die Feder ist hierbei genügend
stark, um die zur Betätigung der Pumpensteuerung erforderliche Kraft zu überwinden.
Wenn der Druck in dem System um einen festgesetzten Betrag über den Druck steigt,
bei dem die Pumpe bis fast zur neutralen Mittelstellung gebracht ist, öffnet sich
ein Überlastungs- oder Umführungsventil. Die Pumpe wird jetzt vollständig vom Druck
befreit und läßt die Flüssigkeit lediglich in einer Umgehungsleitung zirkulieren.
Um den Druck in dem arbeitenden Strom aufrechtzuerhalten, ist ein Rückschlagventil
zwischen der Pumpe und dem Hauptabflußrohr eingeschaltet. Eine Verbindung zu dem
Überlastungs- oder Umführungsventil ist von der Unterseite des Rückschlagventils
aus, eine Verbindung zu dem antreibenden Kolben
aber von der Oberseite
des Rückschlagventils aus genommen. Eine zweite Verbindung von dem Umführungsventil
führt zu der drucklosen Seite des Systems. Unter diesen Bedingungen geht die Pumpe
leer, solange keine Flüssigkeit aus dem Hauptsystem genommen wird. Sowie aber der
Druck in dem arbeitenden Strom fällt, wird der Kolben durch die Federwirkung angehoben
und das Umführungsventil geschlossen; bei weiterem Druckabfall wächst der Kolbenhub
der Pumpe.
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Das Umführungsventil kann drehbar sein und mittels eines einen Nocken
oder eine Kurvenscheibe betätigenden Daumens getrieben werden. Mit der Kurvenscheibe
oder dem Nocken wirkt ein unter Federdruck oder hydraulischem Druck stehender Plunger
zusammen, der ein rasches Schließen oder Öffnen des Umführungsventils bewirkt. Das
Umführungsventil kann auch einen Plunger enthalten, der eine toten Gang zulassende
Verbindung mit dem Pumpensteuerkolben hat und in einem Zylinder beweglich ist, der
mit dem Abflußsystem und dem Pumpengehäuse oder einem Behälter durch Röhren verbunden
ist. Der Plunger ist ferner so eingerichtet, daß er bei der Überlaufbewegung des
Kolbens von seinem Sitz gehoben wird. Das Umführungsventil kann auch hydraulisch
betätigt werden, öffnet sich, wenn der festgesetzte Höchstdruck überschritten wird,
damit die von der Pumpe gelieferte Flüssigkeit in das Pumpengehäuse oder einen Behälter
umgeleitet wird, und schließt sich, wenn der Druck auf den normalen Arbeitshöchstdruck
des hydraulischen Systems fällt.
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In den Zeichnungen ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand dargestellt.
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Fig. i bis 4 zeigen eine Ausführungsform. Fig. i ist teils Ansicht,
teils Schnitt der allgemeinen Anordnung des Steuerungsgetriebes.
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Fig. 2 und 3 sind teilweise Einzelansichten in größerem Maßstab und
zeigen das Umführungsventil in geschlossener bzw. offener Stellung.
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Fig.4 ist eine teilweise Einzelansicht des Steuerungsgetriebes in
Stellung bei geringster Leistung mit dem Umführungsventil in Offenlage.
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Fig. 5 und 6 zeigen in geschlossener bzw. offener Stellung eine abgeänderte
Ausführungsform des Umführungsventils.
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Fig. 7, 8 und 9 zeigen eine abgeänderte Anordnung, bei der das Umführungsventil
-unabhängig von dem Pumpensteuerkolben betätigt wird.
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Fig. 7 ist ein senkrechter Schnitt, Fig. 8 ein senkrechter Schnitt,
rechtwinklig zu Fig. 7, Fig. 9 eine Draufsicht.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. i bis 4 bezeichnet 2 die Pumpe,
die durch einen federbelasteten Pumpensteuerkolben 6 gesteuert wird. Der Kolben
6 wird entgegen der Wirkung einer Feder 17 durch die Flüssigkeitsbelastung aus dem
Abflußrohr i beeinflußt. Die Kammer 6= über dem Kolben 6 ist mit dem Rohr = mittels
eines Rohres 7 verbunden.
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3 bezeichnet ein Rückschlagventil, das in das Rohr i nahe an der Pumpe
2 eingesetzt ist. Die Anordnung ist derart, daß, wenn ein festgesetzter Arbeitshöchstdruck
in dem Rohr i überschritten wird, die Pumpe 2 leer geht und nicht dem Druck in dem
Rohr i unterworfen ist, da sie von diesem durch das Rückschla5 ventil 3 getrennt
ist.
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Der Kolben 6 ist mit dem Arm 4 eines Winkelhebels 4, 5 wirksam verbunden
und so eingerichtet, daß er beim Überschreiten des festgesetzten Arbeitsdrucks ein
drehbares Umführungsventil8 öffnet, so daß die von der Pumpe 2 gelieferte Flüssigkeit
in den Rohren 9, 91 zu dem Pumpengehäuse umgeleitet wird und, wenn der festgesetzteArbeitshöchstdruck
wiederhergestellt ist, ein Schließen des Ventils 8 bewirkt. Der Kolben 6 ist mit
dem Hebelarm 4 mit Hilfe einer Druckfeder io wirksam verbunden,, die einen Überlauf
des Kolbens 6 bei überschrittenem Arbeitshöchstdruck gestattet, wenn der Hebelarm
5 an einem einstellbaren Anschlag ii - in der Stellung des Winkelhebels 4, 5 für
kleinste Leistung - sein Widerlager hat. In letzterer Stellung liefert die Pumpe
2 nur eine geringe Flüssigkeitsmenge. Das Umführungsventil enthält ein mit Durchlässen
versehenes drehbares Küken 8, das eine Kurvenscheibe oder einen Nocken mit einer
Kante i2 aufweist. Diese Kante i2 kommt bei der Überlaufbewegung des Kolbens 6 zum
Öffnen. des Umführungsventils (Fig. 4) mit einem W ulstring 13 an einem senkrecht
beweglichen Hebedaumen 14 in Berührung. Der Hebedaumen 14 ist an einem Schenkel
25 angebracht, der sich mit dem Kolben 6 bewegt. Eine andere Kante 15 der Kurvenscheibe
kommt in der Offenstellung des Umführungsventils gemäß Fig. 3 mit einem unter- Federdruck
stehenden Plunger 16 in Eingriff, der dazu dient, dem Umführungsventil 8 eine rasche
Schließbewegung zu erteilen, wenn der Kolben 6 sich bei Druckabnahme in dem Rohr
i unter Wirkung seiner Federn erheben kann.
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Bei Beginn der Aufwärtsbewegung des Kolbens 6 schließt sich das Umführungsventil
8, und bei weiterem Druckverlust in dem Rohr i setzt der Kolben seine Aufwärtsbewegung
fort. Die Folge ist eine Schwenkbewegung des Winkelhebels 4, 5 fort von dem Anschlag
2i, wodurch die Pumpenleistung gesteigert wird, um den Arbeitshöchstdruck in bekannter
Weise wiederherzustellen und aufrechtzuerhalten.
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Das Schließen des Umführungsventils 8 wird eingeleitet, wenn der Daumenwulstring
13 mit der Kante 18 der Kurvenscheibe in Eingriff
kommt, worauf
der Plunger 16, wie beschrieben, arbeitet.
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Mit ig ist ein Anschlag bezeichnet, der die Drehbewegung des Umführungsventils
8 begrenzt.
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Der Kolben 6 arbeitet in einem Zylinder 2o, der die Kammer 6° begrenzt
und mit einem an dein oberen Ende eines die Feder 17 einschließenden zylindrischen
Gehäuses -2Z1 angebrachten Deckel 21 ein Stück bildet. Das zylindrische Gehäuse
211 ist an seinem unteren Ende mit einer Führungsbüchse 22 versehen, durch die die
Kolbenstange 61 geht.
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Beim Arbeiten der Pumpe ist eine Drucksteigerung auf das festgesetzte
Höchstmaß in dem Rohr i von einem Niederdrücken des Kolbens 6 und einer Verminderung
der Pumpenleistung begleitet, bis bei Erreichung des festgesetzten Höchstdruckes
in dem Rohr i der Hebelarm 5 sich an dem Anschlag ii abstützt. Eine Drucksteigerung
über das festgesetzte Höchstmaß hinaus bewirkt weiteres Niederdrücken desKolbens
6, das von einer weiteren Zusammendrückung der Federn 17 und io begleitet ist, sowie
ein Öffnen des U mführungsventils B. Hierauf «-ire die Pumpe instand gesetzt, bei
schwachem Druck leer zu gehen, bis der Druck an derAuslaßseite des Rückschlagventils
3 auf das Höchstmaß sinkt; dieser Druckabfall ist von einem Schließen des Umführungsventils
8 begleitet. Druckverlust unter dem Höchstmaß ist von einer Steigerung der Pumpenleistung
begleitet, wie bereits auseinandergesetzt ist.
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Die Feder 17 braucht nur genügend steif zu sein, um die für die Betätigung
des Pumpensteuerliebels 4, 5 erforderliche Kraft zu übertragen.
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Fig. 5 und 6 zeigen eine wahlweise Ausführung eines Umführungsventils,
das einen in einem Zylinder 231 arbeitenden Plunger 23 enthält. Der Plunger
hat eine Stange 24, die mit dein Teil 25 an der Kolbenstange 61 mit Hilfe einer
toten Gang zulassenden Verbindung 26 verbunden ist. In dem Kolben 23 ist
ein besonderes Umführungsventil 27 eingeschlossen, das bei der Cberlaufbewegung
des Kolbens 6, wenn der Piunger 23 das Ende seiner Abwärtsbewegung erreicht, von
seinem Sitz, wie Fig. 6 zeigt, abgehoben wird, um die Verbindung der Rohre q,
91 herzustellen, welche an Kanäle in dem Zylinder 231 angeschlossen sind.
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Ein Ausgleichkanal 28 in dem Zylinder 231 sichert einen axialen Ausgleich
oder eine axiale Entlastung des Plungers 23.
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Fig. 7, 8 und g zeigen eine abgeänderte Anordnung, welche die Betätigung
des Umführungsventils unabhängig von dem Pumpensteuerkolben macht. In diesen Figuren
bezeichnet 30 einen Kolben, der ein federbelastetes Umführungsventil steuert
und durch Druck in dem Pumpenabflußsystem mittels eines Rohre 31 beeinflußt wird.
Der Kolben 30 ist so eingerichtet, daß er beim Überschreiten des festgesetzten
Arbeitshöchstdruckes ein Öffnen eines in die Umgehungsleitung g, 91 (Fig.
i) eingeschalteten Umführungsventils 32 und bei Wiederherstellung des Arbeitshöchstdruckes
ein Schließen des Ventils 32 bewirkt.
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Der Kolben 30 ist mit einem Schwenkhebel 33 wirksam verbunden,
der ein unter Federdruck stehendes Sperrglied 34 trägt,'das mit einem mit dem Ventil
32 wirksam verbundenen Sperrglied 35 in Eingriff kommt. Die Anordnung ist derart,
daß, wenn der festgesetzte Arbeitshechstdruck überschritten wird und wenn dieser
Druck wiederhergestellt wird, das Sperrglied 34 den Hebel 35 bewegt, wodurch das
Ventil 32 geöffnet oder geschlossen wird. Das Sperrglied 34 hat eine N ockennase
36, die mit einer Nase 37 an dem Hebel 35 in Eingriff steht, so daß bei einer begrenzenden
'\Vinkelstellung des Sperrgliedes34 der Hebel 35 bewegt wird, um ein öffnen des
Ventils 32 zu bewirken, und bei einer anderen begrenzenden Winkelstellung des Sperrgliedes
34 der Hebel 35 bewegt wird, um ein Schließen des Ventils 32 zu bewirken.
Mit 38, 39 sind einstellbare Anschläge bezeichnet, welche die Stoß-oder Schlagbewegung
des Hebels 35 begrenzen. Der Kolben 30 ist entgegen seiner Flüssigkeitsbelastung
durch eine Druckfeder 4o belastet und wirkt auf den Hebel 33 vermittels einer Stange
.11. Die Stange 41 ist in Längsrichtung geführt und bei 42 an ein gegabeltes Gelenkglied
43 angelenkt, das seinerseits bei 44 an dem Hebel 33 drehbar angebracht ist. Das
Sperrglied 34 ist in einer Ausnehmung 45 des Hebels 33 beweglich und steht unter
der Belastung einer Druckfeder 46, deren Spannung durch Drehen einer Deckelmutter
47 von Hand einstellbar ist. Die Hebel 33 und 35 sind um eine Welle 48 drehbar gelagert,
die durch ein Gehäuse 49 geht, welches das ganze Getriebe enthält. Das Umführungsventil
32 hat eine Kolbenform und ist mit dem Hebel 35 mittels eines längs einstellbaren
Gelenkgliedes 5o wirksam verbunden.