DE1157080B - Zero lift controller - Google Patents

Description

Nullhubregler Die Erfindung bezieht sich auf einen Nullhubregler zur Schnellabschaltung der Fördermenge bei Erreichen eines bestimmten Förderdruckes, insbesondere für Axialkolbenpumpen mit feststehendem Pumpengehäuse, in welchem mittels eines Steuerkolbens, dem ein Tellerfedersatz mit degressiver Kennlinie entgegenwirkt, über einen Schwenkarm oder Schwenkzapfen eine Taumelscheibe verstellt wird.Zero lift controller The invention relates to a zero lift controller for Rapid shutdown of the delivery rate when a certain delivery pressure is reached, especially for axial piston pumps with a fixed pump housing, in which means a control piston counteracted by a disc spring set with a degressive characteristic curve, A swash plate is adjusted via a swivel arm or pivot pin.

Bei Hochdruckpumpen sind Förderdrücke und Verstellkräfte sehr groß, daher müssen die dem Steuerkolben entgegenwirkenden Federn auch dementsprechend groß dimensioniert sein und eine große Vorspannung zur überwindung der Verstellkräfte haben. Dagegen müssen sie im Schwenkbereich sehr weich sein, um die Druckdifferenz während der Abschaltung so klein wie möglich zu halten. Infolgedessen werden die Federlängen sehr groß, was wiederum zu im Vergleich zu den Pumpenabmessungen großen und sperrigen Reglergehäusen führt.With high-pressure pumps, delivery pressures and adjustment forces are very high, therefore the springs counteracting the control piston must also correspond accordingly Be large and have a large bias to overcome the adjustment forces to have. On the other hand, they have to be very soft in the swivel range in order to cope with the pressure difference as small as possible during shutdown. As a result, the Spring lengths are very large, which in turn is large compared to the pump dimensions and bulky controller housings.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Mängel zu beheben und eine möglichst schnelle Abschaltung bei kleinster Druckdifferenz zu erreichen unter Verwendung eines kleinen Federpaketes. Das wird durch die besondere Ausbildung des Steuerkolbens erreicht, der gegen ein Tellerfederpaket mit degressiver Kennlinie arbeitet, wobei die Fläche eines Tellers vorzugsweise mindestens siebenmal so groß ist wie die Fläche des Steuerkolbens.The object of the invention is to remedy these deficiencies and as far as possible to achieve quick shutdown at the smallest pressure difference using a small spring package. This is due to the special design of the control piston achieved, which works against a disk spring assembly with a degressive characteristic curve, whereby the area of a plate is preferably at least seven times as large as the area of the control piston.

Gemäß der Erfindung ist der Steuerkolben als Zweistufenkolben ausgebildet, dessen zweite Kolbenfläche nach einem gewissen Kolbenweg zugeschaltet wird.According to the invention, the control piston is designed as a two-stage piston, whose second piston surface is switched on after a certain piston travel.

Zweistufenkolben sind an sich bekannt aus der Steuerung hydraulischer Pressen und der Verstelleinrichtung für Axialkolbenmaschinen. Die Größe der Verstellung der Schwenkachse ist immer abhängig von der zugeführten Flüssigkeitsmenge und der Reihenfolge der Kolbenverstellung. Es ist deshalb ein besonderes Steuergerät erforderlich, durch das die Kolben der Reihe nach beaufschlagt werden, da sonst die Verstelleinrichtung nicht funktionsfähig ist.Two-stage pistons are known per se from the control of hydraulic systems Presses and the adjustment device for axial piston machines. The size of the adjustment the swivel axis is always dependent on the amount of liquid supplied and the Sequence of piston adjustment. A special control unit is therefore required by which the pistons are acted upon one after the other, otherwise the adjusting device is not functional.

In bevorzugter Ausführungsweise ist das vom öldruck beaufschlagte Ende des Steuerkolbens mit einer Bohrung versehen, in die ein feststehender Kolben hineinragt. Dieser Kolben weist eine Ringnut auf, die mit dem Raum über der Kolbenstimfläche durch Leitungen verbunden ist.In a preferred embodiment, this is acted upon by the oil pressure End of the control piston provided with a hole in which a stationary piston protrudes. This piston has an annular groove that corresponds to the space above the piston end face connected by wires.

Weitere Kennzeichen der Erfindung offenbart das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel. Fig.1 zeigt den Regler im Schnitt, und zwar in ausgeschwenktem Zustand; Fig. 2 zeigt ein Druck- und Fördermengendiagramm des Erfindungsgegenstandes.Further characteristics of the invention are disclosed in that shown in the drawing Embodiment. Fig.1 shows the controller in section, in a swiveled-out position State; Fig. 2 shows a pressure and flow rate diagram of the subject of the invention.

In dem nur zum Teil wiedergegebenen Gehäuse 1 einer Axialkolbenpumpe dreht sich wiegenartig ein Taumelscheibenkörper 2, der mit seinem Schwenkzapfen 3 kugelig in einem verschiebbaren Steuerkolben 4 gelagert ist. Dieser ist in seinem unteren Teil mit einer als Zylinder ausgebildeten Bohrung 5 versehen, in die ein fester Kolben 6 hineinragt, der im Flansch 7 gelagert ist und durch eine Einstellschraube 8 axial verschoben werden kann. Der durch den Kolben 6 und die Führung des Steuerkolbens 4 gebildeten Ringfläche 4a desselben wird der Förderdruck der Pumpe durch die Bohrung 9 zugeführt. Der Kolben 6 ist mit einer Ringnut 10 versehen, die bei ausgeschwenkter Taumelscheibe innerhalb des Zylinders 5 liegt. Diese Ringnut ist durch Bohrungen 10a oder Schlitze mit dem Raum oberhalb der Kolbenfläche 6a verbunden. Im Steuerkolben 4 ist ein Rückschlagventil 11 vorgesehen, dessen durch die Feder 12 belasteter Ventilkörper 13 mittels eines am Kolben 6 angeordneten Stiftes 6b angehoben werden kann. Der Ventilraum steht durch eine Bohrung 14 drucklos mit der Kugelkalotte 3a des Schwenkzapfens 3 in Verbindung. Der obere Teil des Steuerkolbens 4 ragt in ein fest mit der Pumpe verbundenes Federgehäuse 15 und wirkt mit seinem Bund 16 gegen das Tellerfederpaket 17, das sich am einschraubbaren Deckel 18 des Federgehäuses 15 abstützt.In the only partially reproduced housing 1 of an axial piston pump a swash plate body 2 rotates like a cradle, with its pivot pin 3 is mounted spherically in a displaceable control piston 4. This is in his the lower part is provided with a bore 5 designed as a cylinder, into which a protruding fixed piston 6, which is mounted in the flange 7 and by an adjusting screw 8 can be moved axially. The through the piston 6 and the guide of the control piston 4 formed annular surface 4a of the same is the delivery pressure of the pump through the bore 9 supplied. The piston 6 is provided with an annular groove 10, which when swiveled out Swash plate lies within the cylinder 5. This ring groove is through holes 10a or slots connected to the space above the piston surface 6a. In the control piston 4, a check valve 11 is provided, the valve body of which is loaded by the spring 12 13 can be raised by means of a pin 6b arranged on the piston 6. Of the The valve chamber is pressureless through a bore 14 with the spherical cap 3a of the pivot pin 3 in connection. The upper part of the control piston 4 protrudes firmly into the pump connected spring housing 15 and acts with its collar 16 against the disk spring assembly 17, which is supported on the screw-in cover 18 of the spring housing 15.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Durch die Vorspannung des Federpaketes 17, die durch den Deckel 18 am Federgehäuse 15 eingestellt und mittels einer Ringskala am Federgehäuse 15 abgelesen werden kann, wird der Steuerkolben 4 in seine Endstellung geschoben und somit der Taumelscheibenkörper 2 voll ausgeschwenkt. Sobald der Förderdruck die Ringfläche 4a des Steuerkolbens 4 über die Bohrung 9 beaufschlagt, schwenkt der Steuerkolben 4 den Schwenkzapfen 3 und somit den Taumelscheibenkörper 2 zur Mittelstellung hin. Sobald die Kante der Ringfläche 4a des Steuerkolben 4 die Ringnut 10 des feststehenden Kolbens 6 erreicht, wird über die Bohrungen 10a auch die Unterfläche 4b des Ventilkörpers 11 mit dem Förderdruck beaufschlagt, womit die auf den Steuerkolben 4 wirkende Verstellkraft mindestens verdoppelt und der Steuerkolben 4 sofort bis nahezu in die Nullstellung verstellt wird. Erst in dieser ist der Verstelldruck mit dem Federdruck im Gleichgewicht, so daß die Fördermenge der Pumpe nur noch dem Leckölverlust der nachgeschalteten Steuer- und Antriebsorgane entspricht bzw. diese ausgleicht. Sinkt der Förderdruck, so drückt das Federpaket 17 den Steuerkolben 4 nach unten, und die Pumpe fördert so lange, bis der eingestellte Förderdruck wieder erreicht ist. Sobald die Kante der Ringfläche 4a des Steuerkolbens 4 die Ringnut 10 abdeckt, hebt der am Kolben 6 befindliche Stift 6b das Rückschlagventil 11 an, und der Raum über dem Kolben 6 wird drucklos. Durch Verstellen der Einstellschraube 8 kann die Stellung des Steuerkolbens 4 zum Zeitpunkt der Schnellabschaltung festgelegt werden.The mode of operation of this device is as follows: By preloading of the spring assembly 17, which is set by the cover 18 on the spring housing 15 and read off by means of a ring scale on the spring housing 15 can be, the control piston 4 is pushed into its end position and thus the swash plate body 2 fully swiveled out. As soon as the delivery pressure reaches the annular surface 4a of the control piston 4 acted upon via the bore 9, the control piston 4 pivots the pivot pin 3 and thus the swash plate body 2 towards the central position. Once the edge of the annular surface 4a of the control piston 4, the annular groove 10 of the stationary piston 6 reached, the lower surface 4b of the valve body is also reached via the bores 10a 11 is applied with the delivery pressure, whereby the adjusting force acting on the control piston 4 at least doubled and the control piston 4 immediately to almost the zero position is adjusted. Only in this is the adjustment pressure in equilibrium with the spring pressure, so that the delivery rate of the pump only compensates for the leakage oil loss of the downstream Control and drive organs corresponds to or compensates for them. If the delivery pressure drops, so the spring assembly 17 presses the control piston 4 down, and the pump delivers until the set delivery pressure is reached again. Once the edge the annular surface 4a of the control piston 4 covers the annular groove 10, lifts the one on the piston 6 located pin 6b to the check valve 11, and the space above the piston 6 is depressurized. By adjusting the adjusting screw 8, the position of the control piston 4 can be set at the time of the emergency shutdown.

In einem Druck- und Fördermengendiagramm nach Fig.2 äußert sich das schnelle Abschalten der Pumpe in einem fast senkrechten Abfallen der voll ausgezogenen Kurvenlinie. Die normale Nullkurvenlinie wäre dagegen in der strichpunktierten Weise allmählich abgefallen.This is expressed in a pressure and flow rate diagram according to Fig. 2 rapid shutdown of the pump in an almost vertical drop of the fully extended Curve line. The normal zero curve line, on the other hand, would be in the dash-dotted manner gradually fell off.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Nullhubregler für Axialkolbenpumpen, insbesondere mit feststehendem Pumpengehäuse und einem den Schwenkwinkel beeinflussenden, vom Förderdruck der Pumpe gegen einen Tellerfedersatz beaufschlagten Steuerkolben, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (4) in an sich bekannter Weise als Zweistufenkolben ausgebildet ist, dessen zweite Kolbenfläche (4b) nach einem bestimmten Kolbenweg zugeschaltet wird. PATENT CLAIMS: 1. Zero lift regulator for axial piston pumps, in particular with a fixed pump housing and a swivel angle influencing, vom Delivery pressure of the pump against a set of diaphragm springs acted upon by the control piston characterized in that the control piston (4) in a manner known per se as a two-stage piston is formed, the second piston surface (4b) after a certain piston travel is switched on. 2. Nuilhubregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (4) mit seinem vom öldruck beaufschlagten Ende einen feststehenden Kolben (6) umfaßt, der eine mit dem Raum über seiner Kolbenstirnfläche (10a) durch Leitungen (6a) verbundene Ringnut (10) aufweist. 2. Nuilhub regulator according to claim 1, characterized in that the control piston (4) has a stationary end to which the oil pressure acts Piston (6) comprises one with the space above its piston face (10a) through Has lines (6a) connected annular groove (10). 3. Nullhubregler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum über dem feststehenden Kolben (6) mit der Abölleitung über ein Ventil (12) verbunden ist, das von einem an diesem Kolben (6) vorgesehenen Stift (6b) od. dgl. geöffnet wird, sobald die Ringnut (10) von der Druckleitung (9) getrennt wird. 3. Zero lift controller according to the claims 1 and 2, characterized in that the space above the stationary piston (6) is connected to the drain line via a valve (12), which is connected to this by a Piston (6) provided pin (6b) or the like is opened as soon as the annular groove (10) is separated from the pressure line (9). 4. Nullhubregler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Kolben (6) mittels einer Einstellschraube (8) axial verstellbar ist. 4. Zero lift controller according to claims 1 to 3, characterized in that the stationary piston (6) by means of an adjusting screw (8) is axially adjustable. 5. Nullhubregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (18) des die Federn (17) umschließenden Federgehäuses (16) in Richtung der Federachse verstellbar und mit einer Ringskala versehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 827 756; französische Patentschriften Nr.1 086 859, 1047 170; USA.-Patentschriften Nr. 2 382 027, 2 392 543, 2 407 013; Zeitschrift »Konstruktion«, 1956, Heft 5, S. 193l194.5. Zero stroke regulator according to claim 1, characterized in that the cover (18) of the spring housing (16) enclosing the springs (17) is adjustable in the direction of the spring axis and is provided with an annular scale. Documents considered: German Patent No. 827 756; French Patent No. 1 086 859, 1047170; U.S. Patent Nos. 2,382,027, 2,392,543, 2,407,013; "Construction" magazine, 1956, No. 5, pp. 193-194.