DE905456C - Steuerung fuer Fluessigkeitspumpen - Google Patents

Steuerung fuer Fluessigkeitspumpen

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Publication number
DE905456C
DE905456C DEH10788D DEH0010788D DE905456C DE 905456 C DE905456 C DE 905456C DE H10788 D DEH10788 D DE H10788D DE H0010788 D DEH0010788 D DE H0010788D DE 905456 C DE905456 C DE 905456C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pump
control
line
pressure
piston
Prior art date
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Expired
Application number
DEH10788D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Ludwig Wagner
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HANAUER PUMPEN und GETRIEBEBAU
Original Assignee
HANAUER PUMPEN und GETRIEBEBAU
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of DE905456C publication Critical patent/DE905456C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/18Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber
    • F04C14/22Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

  • Steuerung für Flüssigkeitspumpen Das Einstellen der Fördermenge von Flüssigkeitspumpen erfolgt bekanntlich so, daß der Zylinderkörper durch ein Verstellglied auf kleineren oder größeren Hub eingestellt wird. Dieses Verstellglied wird in der Regel nicht von Hand eingestellt, da der auf das Verstellglied einwirkende Reaktionsdruck bei größeren Pumpen zu hoch ist. Oft wird an solche Regelung auch die bestimmte Bedingung geknüpft, daß mit zunehmendem Druck der Betriebsflüssigkeit der Hub und damit die Liefermenge der Pumpe in :einem bestimmten Verhältnis abnimmt. Dias gilt insbesondere für solche Pumpen, die zum Antrieb von Pressen dienen. Bei diesen Pumpen ist es also notwendig, das Verstellglied mit einer selbsttätig wirkenden Regeleinrichtung zu verbinden. Solche Regelungen sind allgemein unter der Bezeichnung Nullhubregelung be,-kannt. Es handelt sich hierbei im wesentlichen um einen gegen das Verstellglied der Pumpe wirkenden Verstellkolben, der ständig von denn aus der Pumpe geförderten Druckmittel beaufschlagt wird. Der Kolben wirkt gleichzeitig gegen eine andere Kraft, z. B. Federkraft, durch welche bei abnehmendem Flüssigkeitsdruck das Verstellglied der Pumpe wieder auf größte Liefermenge zurückverstellt wird, d. h. auf größten Hub der Pumpe.
  • Aus verschiedenen Gründen ist es aber zweckmäßig, bei größeren Pumpen den Regelkolben auf einen Servomotor einwirken zu lassen, der durch einen kleinen vom Regelkolben unmittelbar oder z. B. mittelbar über einen Hebel verstellten Versteuerkolben gesteuert wird. Der Kolben des Servomotors folgt hierbei den Bewegungen des Vorsteuerkolbens nach. Servomotoren dieser Art werden von einer besonderen Hilfsdruckquelle aus mit Betriebsöl versorgt, -so z. B: von einer Zahnradpumpe aus.
  • S 0 : Iche Steueranlagen haben jedoch bei Nulihubregelung einen bisher, nicht erkannten Nachteil. Bei einem plötzlich auftretenden Druckstoß in der Druckleitung der Hauptpumpe (z. B. verursacht durch Aufsetzen des Kolbens einer Presse auf das Werkstück) wird das Abströmen des Druckmittels aus der Druckleitung verhindert. Hierdurch wächst der Flüssigkeitsdruck bedeutend an, wodurch die auf das Verstellglied der Pumpe wirkende Reaktionskraft und damit auch die notwendigen Verstellkräfte entsprechend schlagartig zunehmen: Die bisher bekannten :Servomotoren (mit Versorgung aus einer Hilfspumpe) genügen den zu stellenden Anforderungen hinsichtlich Verstellkraft und Verstellgeschwindigkeit (Beschleunigung) nicht. 'Die stoßartig auftretenden öldrücke gefährden bei, an sich schon hohen Arbeitsdrücken die Lebensdauer der Anlage, insbesondere der Rohrleitungen. Es wird nämlich noch eine gewisse Menge Druckflüssigkeit gefördert, bevor die Pumpe auf den Hub Null eingestellt worden ist, denn es vergeht immer eine lvenn noch so kurze Zeit zum Zurückstellen der Pumpe. Das Zurückregeln der Fördermenge muß hierbei um so schneller erfolgen, je größer die Pumpe ist, weil die von der Pumpe noch geförderte, Flüssigkeitsmenge keinen Ausweg findet und daher über ein hoch vorgespanntes Sicherheitsventil abströmen muß. Auch ein solches Sicherheitsventil verlangt eine bestimmte Zeit bis zur vollständigen öffnung, da die Kolben der Ventile für größere Durchflußleistungen groß dimensioniert sind und entsprechend schwere Federn erfordern. Eine solche Ausweichmöglichkeit für das Druckmittel bieten die bekannten ,Steueranlagen nicht. Es muß also, mit zunehmender Pumpengröße notwendiger werdend, eine solche Ausweichmöglichkeit geschaffen werden.
  • Der wesentliche Erfindungsgedanke, besteht nun darin. die in der Zeit vom Beginn der Verstellung his zum Ende der Verstellung (also bis zum Erreichen des Hubes Null) geförderte hochgespannte Flüssigkeitsmenge in den Servomotor als Ausweichraum der Pumpenverstelleinrichtung abzuleiten, wo sie dazu benutzt werden kann, die Büschleunigung des Verstellgliedes der Pumpe zu erhöhen und dadurch die Zeit für die Verstellung der Pumpe abzukürzen. Erfindungsgemäß wird daher der Servomotor nicht mehr von einer Hilfspumpe mit niedrigem Förderdruck gespeist, sondern mit der Druckleitung der zu riegelnden Hauptpumpe verbunden, derart, daß der Kolben des Servomotors stets von dem unter dem jeweilig hohen Betriebsdruck stehenden Fördermittel beaufschlagt wird.
  • Es ist also Sinn der Erfindung, für das während des Regelvorganges noch in der Hauptpumpe nachgeförderte Druckmittel einen Ausweichraum zu schaffen, der an das bisherige Leitungssystem zusätzlich angeschlossen wird, und das in diesem Zusatzraum ausweichende Druckmittel gleichzeitig zur Erhöhung der Beschleunigung des Verstellgliedes der Hauptpumpe zu benutzen, um die Zeit für die Verstellung der Pumpe abzukürzen.
  • Bei plötzlichem Abschluß der Hauptdruckleitung fließt die gesamte, von der Pumpe geförderte Flüssigkeitsmenge in den Vorsteuerzylinder der Nullhubverstellung und nach deren Ansprechen in den Ausweichzylinder des, Servomotors. Der hohe Druck übt auf den Kolben des Servomotors eine hohe Kraft aus und bewirkt eine beschleunigte Verstellung desselben. Der kleine Nullhubkolben der Vorsteuerung benötigt zu seiner Verstellung und Beschleunigung nur geringe .,Kräfte (Drücke) und Zeiten, so daß die Verzögerung unerheblich ist.
  • In der Zeichnung ist eine Pumpenanlage mit der neuen Verstelleinrichtung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt.
  • An die Pumpe i ist seitlich der Zylinder 2 angeflanscht, in welchem der Steuerkolben 3 eingelagert ist. Dieser Kolben ist mit dem Schlitten 4 der Pump-. durch den :Schaft 5 verbunden. In der Mitte des Kolbens befindet sich der Vorsteuerschieber 6, dessen Bewegungen der Kolben 3 nachfolgt. In einem zweiten Steuerzylinder 7 ist der sogenannte N ullhubkolben 8 eingelagert, der ständig von dem Druckmittel beaufschlagt wird, das von der Pumpe i in die Leitung 9 gefördert wird. Der Kolben 8 ist mit einem Federkolben io verbunden, der gegen eine im Federgehäuse i i untergebrachte Feder 12 anliegt. Das Einstellen der Federspannung erfolgt durch eine mit dem Handrad 13 versehene Schraube 14. Der Nullhubkolben und der Vorsteuerschileber sind durch einen Schwinghebel 15 miteinander verbunden, der auf dem Bolzen 16 gelagert ist. Der Hebel ist mit mehreren Stelllöchern versehen, die ein verschiedenes Einstellen des Bolzens. ermöglichen.
  • Die Hochdruckpumpe ist über dem Ölbehälter 17 angeordnet und saugt aus diesem das 01 durch die Leitung 18 an und fördert es in die Druckleitung g. In der Druckleitung ist der Umsteuerschieber i9 angeordnet, der das Kurzschließen der Pumpe ermöglicht, wenn die Arbeitsvorrichtung (Presse) abgeschaltet "werden soll. Das Drucköl fließt dann durch die Rohrleitung 2o in den Behälter zurück. Bei, Antrieb der Arbeitsvorrichtung durch die Pumpe erfolgt der Rückfluß des öles durch die Leitung 21. An die Leitung 9 ist das S;icherheitsventil22 angeschlossen, das auf einen bestimmten Druck anspricht und bei Überschreiten dieses Druckes das öl durch die Leitung 23 abfließen läßt. Der Zylinder des Nullhubkolbens 8 ist durch die Leitung 24 mit der Druckleitung 9 verbunden. Eine an die Druckleitung 24 angeschlossene Zweigleitung 25 führt in den Zylinder :2 des Servomotors. Der Ablauf des Steueröles aus idiesem Zylinder erfolgt durch das Abflußrohr 26. Eine Zahnradpumpe 27 ist als Hilfspumpe zusätzlich vorgesehen. Diese Pumpe fördert das Druckmittel aus dem Behälter 17 durch die Rohrleitung 2$ und drückt es durch die Leitung 29 in die Druckleitung 24. In der Leitung 29 ist ein Rückschlagv entil 3.o angeordnet, das bei Förderung durch die Hauptpumpe i zugehalten wird, so daß dann die Leitung 29 abgesperrt bleibt. Das von der Zahnradpumpe geförderte 01 fließt bei zugehaltenem Ventil 3o durch die Leitung 31 über das überströmventil 32 ab.
  • Bei Drosselung der Hauptleitung 9 (sei es z. B. bei Auftreffen des, Pressenkolbens auf das Werkstück) tritt sofort eine Druckerhöhung auf, die sich auch auf das in der Steuerleitung 24 befindliche Druckmittel überträgt. Der Kolben 8 wird daher gegen den Druck der Feder 12 in Pfeilrichtung verschoben. Durch Einwirkung des :Schwinghebels 15 wird gleichzeitig der Vorsteuerkolben 6 in entgegengesetzte Richtung verstellt, durch dessen Steuerkanten sofort die Zuflußkanäle innerhalb des Kolbens. 3 freigegeben werden, so daß das Drucköl aus der Leitung 25 auf die linke Seite des Kolbens 3 fließen kann. Der links von Kolben 3 befindliche Zylinderraum dient in diesem Falle gleichzeitig als Ausweichraum für das nach Abschluß der Hauptdruckleitung von der noch ungedrosselten Pumpe weitengeförderte Druckmittel. Der Nachfolgekolben 3 wird durch das, von der Hauptpumpe unter dem hohen Betriebsdruck in den Zylinder 2 geförderte 01 in sehr kurzer Zeit nach rechts gesteuert, wobei auch die Pumpe i in die Nullhubstellung gelangt. Die Größe des Ausweichraumes, d. h. also die Größe des Zylinders 2, kann beliebig groß gewählt werden, da die dort einwirkenden Kräfte nicht an d.ie Ausführung irgendeiner Feder oder einer sonstigen Rückstelleinrichtung :gebunden sind. Hierdurch ist es möglich, z. B. gegenüber den bisher üblichen Ausführungen den zehnfachen Raum als Ausweichraum anzuwenden, d. h. also, bei sonst gleichem Verstellhub, den mehr als zehnfachen Querschnitt des Ausweichzylinders.
  • Die von der Hauptpumpe für die Verstelleinrichtung gelieferte Olmenge ist so groß, daß sich die Anwendung einer besonderen Hilfspumpe erübrigt. Trotzdem muß eine solche Hilfspumpe kleiner Abmessung verwendet werden, wenn bei der Schaltung die Möglichkeit besteht, daß die Hauptpumpe drucklos fördert, d. h. daß die Druckflüssigkeit aus der Druckleitung frei in den Ablauf zurückfließen kann, denn in diesem Fall könnte man die Hauptpumpe unter Anwendung der Vors:tenerung nicht verstellen, da der Hauptkreislauf nicht unter Druck ,steht. Zu diesem Zweck dient daher die kleine Zahnradpumpe 27, die einen zusätzlichen Strom des 'Steuermittels von niedrigem Druck in die Steuerleitung24 drückt, wobei ein Überströmen in die Hauptleitung 9 durch ein Rückschlagventil 33 verhindert wird. An Stelle der Zahnradpumpe ließe sich auch eine kleine Flüssigkeitspumpe mit verstellbarem Hub und selbsttätiger Nullhubregelung verwenden, @so daß deren Fördermenge bei Förderung der Hauptpumpe und bei zugehaltenem Rückschlagventil 3o selbsttätig annähernd auf Null abgedrosselt wird.
  • Um die gleiche Verstelleinrichtung für verschiedene Pumpentypen verwenden zu können (unter Anwendung der gleichen Feder und der gleichen Vors:teuereinrichtung), ist der Gelenkpunkt des Hebels 15 verstellbar eingerichtet. Der Hebel ist zu diesem Zweck mit mehreren Stiellöchern versehen, d,ie ein einfaches Umstecken des Bolzens 16 ermöglichen.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Steuerung für Flüssigkeitspumpen, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomotor mit der .Druckleitung (9) der zu regelnden Hauptpumpe (i) verbunden ist, so daß der Kolben (8) des Servomotors von dem unter dem jeweiligen hohen Betriebsdruck stehenden Fördermittel beaufschlagt wird.
  2. 2. Steuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Hauptsteuerzylinders (2) so groß gewählt ist, daß derselbe gleichzeitig als Ausweichraum für das von der Hauptpumpe (i) nach Abdrosselung der Förderleitung (9) bis zur Abschaltung der Pumpe noch nachgeförderter Druckmittel dient.
  3. 3. Steuerung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfspumpe (27) zusätzlich an die Steuerleitung (24) angeschlossen und die Druckleitung (29) der Hilfspumpe durch ein Rückschlagventil (3o) absperrbar eingerichtet ist, so daß bei Druckloswerden der Hauptförderleitung (9) das: Steuermittel zur Verstellung der Hauptpumpe von der Hilfspumpe allein in die Steuerleitung 2:4 gefördert wird.
DEH10788D 1944-06-16 1944-06-16 Steuerung fuer Fluessigkeitspumpen Expired DE905456C (de)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1031639B (de) * 1954-04-02 1958-06-04 Bendix Aviat Corp Plungerpumpe
DE1177938B (de) * 1960-07-28 1964-09-10 Stahlwerke Brueninghaus G M B Leistungsregeleinrichtung fuer Axialkolbenpumpen
DE1216695B (de) * 1957-01-11 1966-05-12 Mannesmann Meer Ag Anordnung zum Steuern von regelbaren Pumpen, Druckfluessigkeits-Motoren und -Getrieben
DE2303014A1 (de) * 1972-01-22 1973-08-09 Brockhouse Eng Ltd Steuereinrichtung in einer oder fuer eine hydraulische kraftuebertragungseinrichtung
DE3339165A1 (de) * 1983-10-28 1985-05-23 J.M. Voith Gmbh, 7920 Heidenheim Verstelleinrichtung fuer das verdraengungsvolumen einer verdraengermaschine

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