-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Problem der Selbstansaugung bei Kolbenpumpen
mit Druckventilen, die durch Rückstellfedern vorgespannt sind.
-
Es ist bekannt, die Förderöffnungen einer Kolbenpumpe zu schließen und zu öffnen, indem man
vor diesen Öffnungen eine Platte vorbeilaufen läßt, deren Oberfläche glatt und die an bestimmten
Stellen mit Öffnungen versehen ist: Wenn die Öffnungen der Platte den Öffnungen der Pumpe
gegenüberliegen, wird gefördert, während in den anderen Stellungen der Platte diese Förderung
unterbrochen ist; die so ausgerüsteten Pumpen werden Pumpen "mit Scheiben" genannt. Diese
Pumpen arbeiten sehr zufriedenstellend, vor allem was die Selbstansaug-Funktion betrifft, aber
sie sind in der Herstellung deutlich teurer als die Kolbenpumpen mit Druckventilen.
-
Bei diesen Druckventil-Pumpen ist die Aufgabe des Selbstansaugens der Pumpe sehr schwierig
zu lösen, wenn diese auf einem höheren Niveau als der Behälter mit der hydraulischen
Flüssigkeit liegt. Die zu überwindende Schwierigkeit rührt daher, daß jede ein Ventil
vorspannende Feder eine Steifigkeit aufweisen muß die zum schnellen und gleichmäßigen
Schließen des Ventils ausreicht, die aber dann so ist, daß, wenn die Pumpe während der
Ansaugphase Luft fördert, die derart komprimierte Luft keinen ausreichenden Druck erreicht, um
das Ventil anheben zu können, so daß das Ansaugen nicht erfolgt. Das praktische Ergebnis ist,
daß die Scheibenpumpe, obwohl sie kostspieliger als die Ventilpumpe ist, diese bei zahlreichen
Anwendungen verdrängt.
-
Das anmeldende Unternehmen ist auf die Herstellung von Taumelscheiben- und von
Druckventilpumpen spezialisiert und hat häufig versucht, für dieses Problem eine
zufriedenstellende Lösung zu finden.
-
Zuerst hat sie, im Patent 79.03703 vom 14. Februar 1979 vorgeschlagen, jedes Druckventil in
zwei übereinander angeordneten Stufen auszuführen, wobei ein Hauptventil angeordnet wird,
das die Förderöffnung verschließt und durch eine Feder mit starker Kraft vorgespannt ist und das
seinerseits von einer mittigen Bohrung durchlaufen wird, die ihrerseits durch ein zweites durch
eine schwächere Feder vorgespanntes Ventil verschlossen wird. Im Gebrauch hat sich
herausgestellt, daß insbesondere bei den Kolbenpumpen, bei denen sich der Pumpenkörper, der
die Zylinder und die Kolben trägt (und der Stiefel genannt wird), dreht und die Taumelscheibe
dabei in Drehrichtung feststeht, sich das zweite Ventil seitlich verschiebt und nicht mehr korrekt
auf seinem Sitz aufliegt während die Federn einander überlagern. Die Anmelderin hat diese
Herstellung und das entsprechende Patent aufgegeben.
-
Dann hat die Anmelderin in ihrem Patent 82.00573 vom 15. Januar 1982 vorgeschlagen, jedes
Ventil mit einer Stange zu versehen, die durch die Taumelscheibe betätigt wird. Diese Anordnung
ist in der Theorie vollständig zufriedenstellend, aber es hat sich im Gebrauch herausgestellt, daß
die Stangen brechen. Diese Lösung und das entsprechende Patent wurden ihrerseits
aufgegeben.
-
Beim dritten Mal hat sich die Anmelderin vorgestellt, in der Taumelscheibe selbst ein kleines
Entlüftungsventil anzuordnen. Diese Lösung ist relativ wirksam und wird verwendet; sie ist
Gegenstand eines Patents Nr. 8203819 vom 13. März 1982 und dessen Zusatzes Nr. 83.04025,
aber die Herstellung solcher Pumpen ist kostspielig und ihr Betrieb ist nicht absolut zuverlässig.
-
Die Anmelderin hat dann daran gedacht, in jedem Kolben ein Langloch anzuordnen, das, wenn
der Kolben seinen oberen Totpunkt erreicht, mit einer Auslaßleitung in Verbindung steht, die
manuell geschlossen und geöffnet wird. Diese im Patent Nr. 83.09672 vom 10. Juni 1983
beschriebene Anordnung funktioniert, weist aber den schwerwiegenden Nachteil auf, daß sie
nicht automatisch arbeitet und einen manuellen Eingriff des Bedieners erfordert.
-
Nach 11 Jahren der Entwicklung und fünf fruchtlosen Versuchen ist die Anmelderin daher zur
Lösung gelangt, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist und sie vollständig
zufriedenstellt.
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Druckventil für eine hydraulische Kolbenpumpe
der Art mit einem Hauptventil, das die Förderleitung der Pumpe verschließt und von einer Feder
mit starker Kraft vorgespannt ist, und mit einem Hilfsventil, das zur Ableitung der Luft während
der Ansaugphase vorgesehen ist, wobei das Druckventil dadurch gekennzeichnet ist, daß das
Hilfsventil von einer Scheibe gebildet wird, die auf dem Hauptventil über einen an diesem
ausgebildeten Vorsprung angeordnet ist und gegen eine Vielzahl kleiner Bohrungen anlegbar ist,
die in kranzförmiger Anordnung durch den Körper des Hauptventils hindurch verlaufen.
-
Die vorliegende Erfindung kann auch die folgenden Anordnungen aufweisen: Die Bewegung des
Hilfsventils ist sehr gering und auf ungefähr 1 mm begrenzt; diese Begrenzung kann durch
Anlage gegen die Feder des Hauptventils erreicht werden.
-
Als nicht beschränkendes Beispiel und um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, zeigen
in den beigefügten Zeichnungen:
-
Figur 1 eine Schnittansicht in Längsrichtung eines Kolbens, der mit einem erfindungsgemäßen
Ventil versehen ist;
-
Figur 2 eine Detailansicht in vergrößertem Maßstab des Ventils aus Figur 1 und
-
Figur 3 eine Ausführungsvariante des Ventils aus Figur 2.
-
Es wird nun auf diese Figuren Bezug genommen, aus denen ersichtlich ist, daß der Kolben 1 in
einer Bohrung 2 gleitet, die in einem Pumpenkörper 3 ausgebildet ist. Der Kolben 1 wird durch
eine Taumelscheibe 4 hin- und herbewegt, gegen die der Kolben 1 mittels eines Zwischenteils 5
an liegt, das auf der Fläche der Taumelscheibe 4 gleitet. Wenn das Zwischenteil 5 auf der Fläche
der Taumelscheibe 4 gleitet, läuft es beiseits an einem Langloch 6 vorbei, durch das die
Hydraulikflüssigkeit ankommt. Der Kolben 1 ist hohl, so daß die Flüssigkeit ihn durchläuft und
durch die Leitung 7 hindurch gefördert wird. Die Leitung 7 wird durch ein Ventil 8 verschlossen,
das durch eine Feder 9 vorgespannt ist, die ausreichend stark für ein schnelles und vollständiges
Schließen des Ventils 8 eingestellt ist. Die Feder 9 wird durch einen Deckel 10 gehalten, der eine
Schürze 11 als Führung für das Ventil 8 aufweist. An ihrem anderen Ende ist die Feder 9 auf
einen zylindrischen Vorsprung 8a des Ventils 8 aufgesteckt. Das Ventil 8 weist einen weiteren
Vorsprung 8b auf, dessen Durchmesser ein wenig größer als der des Vorsprungs 8a ist und auf
dem die Scheibe 12 angeordnet ist. Diese Scheibe 12 liegt auf einer Reihe von Bohrungen 13
auf, die durch das Ventil 8 hindurchgebohrt sind.
-
Auf diese Weise wird die Scheibe, die in dem Sinn frei ist, daß sie nicht durch eine Feder
vorgespannt ist, während der Ansaugphase, wenn solche Kolben wie der Kolben 1 Luft fördern,
angehoben und läßt die in den Bohrungen 13 gestaute Luft vorbeiströmen; dann, wenn
vollständig entlüftet ist, kommt die Hydraulikflüssigkeit durch die Leitung 7 und hebt das Ventil 8
an, wobei die Bohrungen 13 keine Aufgabe mehr haben.
-
In der Figur 3 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, bei der die selben Elemente mit den
selben Bezugszeichen versehen sind. Der einzige Unterschied zum Ventil der Figur 1 besteht
darin, daß das Ventil nicht mehr durch die Schürze 11 des Deckels 10 geführt ist, sondern über
eine am Umfang verlaufende Schräge in einfacherer Weise auf der Öffnung der Leitung 7
angeordnet ist.
-
In beiden Fällen ist es wichtig, daß der Verschiebeweg der Scheibe 12 gering ist, d.h. praktisch
gleich oder etwas größer als der Durchmesser der Bohrungen 13. In den dargestellten Beispielen
liegt dieser Verschiebeweg in der Größe von einem Millimeter. Zu diesem Zweck verwendet man
die Feder 9 des Hauptventils als Anschlag, gegen den sich die Scheibe anlegt. Dafür genügt es,
die Höhe des Vorsprungs 8b gleich der Dicke der Scheibe plus dem gewünschten Weg
auszubilden und ihn mit einem Durchmesser zu versehen, der ein wenig größer als der des
Vorsprungs es, aber kleiner als der Außendurchmesser der Feder 9 ist, so daß diese etwas über
den Vorsprung 8b hinausragt und dabei auf diesem aufliegt.