DE1203004C2 - Foerdermengenregelventil - Google Patents

Description

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auch auf sehr geringe Druckwerte ansprechen kann, Steuerkolben 12 entgegen der Kraftrichtung der Fe-

um bei fehlendem Druckmittelverbrauch die benö- der 17 und 18, so daß die Nut 22 die Nuten 20 und

tigte Schmiermittelmenge durchzulassen. Damit kann 19 miteinander verbindet und damit einen direkten

kein Betriebszustand eintreten, bei dem die Pumpe Weg zum Behälter 3 öffnet.

infolge fehlender Schmierung und Überhitzung zer- 5 In diesem Drehzahlbereich wird die Feder 18 so

stört werden kann. stark zusammengedrückt, daß der Rand 24 an der

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Stirnseite 36 des Steuerkolbens 12 anliegt und die

Erfindung dargestellt. Fördermengenregelung im wesentlichen durch die

Das Fördermengenregelventil 1 ist über die Lei- Feder 17 bestimmt ist. Der Höchstdruck ist in dietung 6 an die Pumpe 4 und mit der Leitung 2 an den ¹⁰ sem Betriebszustand durch die Schließkraft der Fe-Behälter3 angeschlossen. Über die Leitung 7 steht der 18 bestimmt, die den Hohlschieber 14 des das Ventil auch mit dem Abschaltventil 8, dem Ver- Druckbegrenzungsventils mit dem auf die Ringfläche stärker 5 und dem Speicher 9 in Verbindung. Da die 30 wirkenden Arbeitsdruck gegen den Druck der Leihydraulische Anlage mit der eigentlichen Erfindung tung 33, der auf die der Ringfläche 30 gegenüberlienichts zu tun hat, sei hier auf die Schilderung ihrer i5 gende Ringfläche wirkt, dicht an das Dichtungsplätt-Einzelheiten und ihrer Funktion verzichtet. Es sei chen 26 preßt. Wird dieser Druck überschritten, so nur bemerkt, daß die Pumpe 4 von einem Fahrzeug- öffnet sich das Ventil 26, 29 gegen die Federkraft 18, motor angetrieben wird, dessen Umlaufzahlen zwi- und im Gehäuseraum 35 entsteht ein Druckabfall, da sehen Null und einem Höchstwert schwanken kön- durch das geöffnete Ventil 26, 29 pro Zeiteinheit nen. 20 mehr Druckmittel abfließen als durch die Drossel 37

Die Zeichnung gibt nur eine schematische Darstel- vom Gehäuseraum 34 zufließen kann,

lung der Einrichtung. In der Bohrung 10 des Gehäu- Der Druckabfall im Raum 35 gegenüber dem

ses 11 des Fördermengenregelventils sind der Steuer- Raum 34 bzw. gegenüber der Leitung 6 verursacht.

kolben 12, eine Blende 13, ein als Hohlschieber aus- eine Verschiebung des Steuerkolbens 12 in Richtung

gebildetes Schließglied 14 eines Druckbegrenzungs- 25 des geringeren Druckes, bis Druckmittel von der Lei-

ventils mit seiner Führung 15 und ein Federteller 16 tung 6 über die Steuerkanten 22, 19 in bekannter

für zwei Federn 17 und 18 untergebracht. Das Ge- Weise zurück zum Behälter 3 fließen kann. In diesem

häuse 11 weist zwei Steuernuten 19 und 20 und der Falle wirkt das Fördermengenregelventil als vorge-

Steuerkolben zwei Steuernuten 21 und 22 auf. Der steuertes Überdruckventil.

Federteller 16 ist als Napf mit den Öffnungen 23, mit 3° Bei niedriger Drehzahl der Pumpe 4 kann der dem Rand 24 und dem Führungszapfen 25 ausgebil- Druckspeicher unter einem höheren Druck stehen, det. Am Rand 24 liegt die Feder 17 an, die sich im als die Pumpe zu erzeugen in der Lage ist. Dann Gehäuse 11 abstützt. Die Feder 18 ist innen im Napf strömt kein Druckmittel mehr durch die Blende 13, geführt und drückt auf den Hohlschieber 14 des und die zuvor beschriebene Öffnungsbewegung des Druckbegrenzungsventils und ein Ventilplättchen 26 35 Steuerkolbens 12 tritt nicht ein, sondern das Druckden Steuerkolben 12 in Richtung auf die Blende 13. mittel steht im Raum 20 unter dem gleichen Druck Am Stirnende 27 des Steuerkolbens 12 sind Distanz- wie in den Räumen 34 und 35 und in der Verbinstücke 28 vorgesehen, die beim Anlegen des Steuer- dungsleitung 33. Unter der Einwirkung der Federn kolbens 12 an der Blende 13 den Durchtritt des 17, 18 wird der Steuerkolben 12 in Anschlagstellung Druckmittels von der Pumpe 4 durch die Leitung 6 40 an die Blende 13 gebracht. Die Federn sind so di- und die Gehäusenut 20 sowie die Öffnung der Blende mensioniert, daß sie hierbei nahezu entspannt wer-13 in Richtung zum Speicherabschaltventil 8 gestat- den. Der in den Gehäuseräumen 34 und 35 herrten. sehende Druck liegt auch auf der Verschlußseite des

Der Hohlschieber 14 des Druckbegrenzungsventils Hohlschiebers 14 des Druckbegrenzungsventils, deist abgesetzt ausgebildet, so daß ein Kragen 29 ent- 45 ren Durchmesser gleich dem Durchmesser des Krasteht, der mit dem abgesetzten Schaft eine Ringfläche gens 29 ist. Da der Druck des Behälters 3 über die 30 bildet. Die Führung 15, die mit dem Steuerkolben Ringnut 19 und den Kanal 31 an der Ringflache 30 verschraubt ist, ist am Außenumfang so abgesetzt, auf der Rückseite des Kragens 29 des Druckbegrendaß in der Sackbohrung des Steuerkolbens 12 ein zungsventils 14 anliegt und auf jeden Fall wesentlich Ringkanal 31 entsteht, der über Querbohrungen 32 50 niedriger ist als der Druck der Pumpe 4 bei niedriger im Steuerkolben 12 mit der Steuernut 19 und damit Drehzahl und da außerdem die Federn 17,18 nahezu mit dem Ablauf 2 zum Behälter 3 verbunden ist. Ein entspannt sind, öffnet das Druckmittel, das auf die Kanal 33 im Gehäuse 11 verbindet die Gehäusekam- der Ringfläche 30 gegenüberliegende Dichtfläche des mer 34 mit der Federkammer 35 hinter dem Steuer- als Verschlußstück dienenden Hohlschiebers 14 des kolben 12, so daß der hinter der Blende 13 herabge- 55 Druckbegrenzungsventils einwirkt, gegen den auf die setzte Förderdruck auf die Ringfläche 36 des Steuer- Ringfläche 30 einwirkenden Behälterdruck den Venkolbens I2 und auf den Hohlschieber 14 des Druck- tilverschluß 26, 29. Das von der Pumpe bei niedrigen begrenzungsventils zur Einwirkung gelangt. Mit 37 Umlaufzahlen geförderte Druckmittel kann durch ist eine Dämpfungsdrossel im Kanal 33 bezeichnet. den Kanal 31 des Steuerkolbens 12 und die Quer-Bei hoher Pumpendrehzahl strömt das Druckmittel 60 bohrungen 32 zum Behälter 3 abströmen. Zwischen aus der Leitung 6 in die Steuernut 20 und von dort den Ventilteilen 26, 29 stellt sich in dieser Phase eine durch die Öffnung der Blende 13 und die Gehäuse- der Fördermenge durch Blende 13 entsprechende kammer 34 über Leitung7 zum Speicherlade- und Schließkraft ein; d.h., je größer die Fördermenge Abschaltventil 8. Die Blende 13 begrenzt die Menge durch die Blende 13 ist, um so größer ist auch die des von der Pumpe 4 in das System geförderten 65 Schließkraft des Ventilverschlusses 26, 29 und damit Druckmittels. Dabei bildet sich ein Differenzdruck auch der nutzbare Druck in der Leitung 7.
vor der Blende und damit an den Kolbenstirnseiten Wird demnach bei einer niedrigen Pumpendrehaus. Das überschüssige Druckmittel verdrängt den zahl der Druck in der Leitung 7 erhöht, so daß in-

folge der inneren Leckölverluste in der Pumpe die Fördermenge durch die Blende 13 abnimmt, so sinkt gleichzeitig unabhängig von der Drehzahl der Pumpe und nur abhängig von der Fördermenge durch die Blende 13 auch die Schließkraft des Ventils 26, 29, so daß bei geeigneter Dimensionierung der bereits angeführten Teile der Ventilverschluß sich öffnet und ein bestimmter Teilbetrag des Druckmittels von der Pumpe 4 über die Blende 13, die Leitung 33 und den Ventilverschluß 26, 29 zum Behälter abströmen kann. Hierdurch ist es völlig unmöglich, daß ein Betriebszustand eintritt, bei dem die Pumpe gegen einen hohen Druck ohne gleichzeitige äußere Nutzfördermenge arbeitet.

Die beaufschlagten Flächen des Steuerkolbens 12, der Blende 13 und der Ringfläche 30 müssen hierzu so bemessen und auf die Durchflußzahlen für Lecköl im Innern der Pumpe abgestimmt werden, daß unabhängig vom Druck in der Leitung 7 stets die äußere Nutzfördermenge etwa gleich oder möglichst sogar größer ist als die innere Leckölmenge,

Bekanntlich ist dieser Zustand eine Selbstverständlichkeit bei höheren Pumpendrehzahlen und Förder-

o mengen, und das wesentliche Merkmal der Erfindung ist es, diesen für die Betriebssicherheit jeder Pumpe entscheidenden Betriebszustand auch bei sehr niedrigen Drehzahlen und höheren Drücken zu gewährleisten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 zende Feder in Richtung des zweiten Arbeitsraumes Patentansprüche: vorgespannt ist und in Ruhelage eine mit einem Rücklauf in Verbindung stehende Gehäusenut sperrt,

1. Für Flüssigkeitspumpen, insbesondere Dreh- bei Druckbeaufschlagung aber eine druckabhängige flügelpumpen, bestimmtes Fördermengenregel- 5 Verbindung zwischen Gehäusenut und dem zweiten ventil mit einem Steuerkolben, der innerhalb Druckraum schafft und bei dem ein Schließglied eines Regelventilgehäuses zwei Arbeitsräume bil- eines Druckbegrenzungsventils im Steuerkolben eine det, wovon der erste vom Druck hinter einer Verbindung zwischen dem ersten Arbeitsraum und Blende in einer Druckmittelförderleitung, der dem Rücklauf steuert.

zweite vom Druck vor dieser Blende beaufschlag- io Eine solche Flüssigkeitspumpe ist durch die bar ist und der durch eine sich am Regelventilge- USA.-Patentschrift 2 818 813, bekannt. Flüssigkeitshäuse abstützende Feder in Richtung des zweiten pumpen, insbesondere Drehflügelpumpen, beispiels-Arbeitsraumes vorgespannt ist und in Ruhelage weise in Kraftfahrzeugen, die bisweilen auch mit eine mit einem Rücklauf in Verbindung stehende niedrigen Umdrehungszahlen laufen, müssen oft in Gehäusenut sperrt, bei Druckbeaufschlagung 15 Bereichen arbeiten, in denen die theoretische Förderaber eine druckabhängige Verbindung zwischen menge beim Druck Null gleich groß ist, wie die inne-Gehäusenut und dem zweiten Druckraum schafft ren Leckölverluste der Pumpe bei einem hohen Arund bei dem ein Schließglied eines Druckbegren- beitsdruck, so daß in solchem Falle keine Nutzfördezungsventils im Steuerkolben eine Verbindung rung entsteht. Unter diesen Betriebsverhältnissen erzwischen dem ersten Arbeitsraum und dem 20 hitzt sich das Druckmittel in unzulässigem Maße, und Rücklauf steuert, dadurchgekennzeich- die Pumpe wird durch die Hitzeeinwirkung und die net, daß die Feder (17, 18) .des Steuerkolbens mangelhaften Schmierverhältnisse schnell zerstört.
(12) nur an dem Schließglied (14) des Druckbe- Durch das in der USA.-Patentschrift 2 818 813 grenzungsventils (14, 29, 26) in Schließrichtung vorgesehene Fördermengenregelventil ist die Pumpe angreift, so' daß der Kraftschluß . zwischen dem 25 zwar vor Überdruck geschützt, sie kann jedoch nicht Steuerkolben (12) und der Feder (17, 18) mittel- bei niedrigen Drehzahlen entlastet werden,
bar über das Schließglied (14) erfolgt. Hiergegen kann Abhilfe durch ein Ventil geschaf-

2. Fördermengenregelventil nach Anspruch 1, fen werden, das nur unterhalb einer bestimmten Fördadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied dermenge wirksam ist und den Druckmittelstrom (14) an seinem der Feder zugekehrten Ende 30 zum Behälter ableitet. Es ist z.B. möglich, in die einen Kragen (29) aufweist, wobei die dem Steu- Förderleitung ein Kolbenschieberventil einzuschalerkolben (12) zugewandte Stirnseite am radialen ten, durch dessen Kolben eine enge Bohrung geführt äußeren Rand mit einem ringförmigen Ansatz wird, wodurch ein Differenzdruck entsteht, der bei versehen ist, der dichtend, vorzugsweise unter niedriger Fördermenge auf einen Wert nahe bei Null Zwischenschaltung einer Dichtplatte (26), am 35 zurückgeht. Der Kolben weicht unter Federdruck Steuerkolben (12) anliegt, wobei die dem Steuer- dann zurück und öffnet einen Ablauf zum Behälter, kolben (12) abgewandte Ringfläche (30) des Kra- Steigt die Fördermenge wieder an, dann wächst auch gens (29) vom Behälterdruck beaufschlagt ist. der Differenzdruck, der Kolben verschließt wieder

3. Fördermengenregelventil nach den Ansprü- den Ablauf, und die Fördermenge nimmt ihren norchenl und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die 40 malen Weg zum Verbraucher oder, falls der höchst-Feder (17, 18) aus zwei hintereinander geschalte- zulässige Förderdruck überschritten wird, den Weg ten Druckfedern (17, 18) mit einem dazwischen über das Überdruckventil zum Behälter. Bei dieser angeordneten Federteller (16) besteht, von denen Möglichkeit ist jedoch für die zusätzliche Funktion die eine Feder (18), die an dem Schließglied (14) auch ein zusätzliches Ventil erforderlich.

anliegt, schwächer ist als die andere Feder (17), 45 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein die sich am Ventilgehäuse (11) abstützt, derart, Fördermengenregelventil zu schaffen, das zwei Funkdaß bei Belastung der Federteller (16) mit seinem tionen erfüllt, nämlich die Arbeitsmenge des Druck-Rand (24) an der Stirnseite (36) des Steuerkol- mittels bei hohen Pumpendrehzahlen durch Ableibens (12) anliegt. tung des Überschusses zum Vorratsbehälter zu be-

4. Fördermengenregelventil nach einem oder 5° grenzen und außerdem bei niedrigen Pumpendrehmehreren der vorangehenden Ansprüche, da- zahlen und fehlendem Verbrauch eine ausreichende durch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (12) Schmiermittelmenge für die Pumpe durchzulassen.

in seiner Schließstellung mit seinen an seiner Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geStirnfläche (27) befindlichen Anschlägen (28) an löst, daß die Feder des Steuerkolbens nur an dem der Blende anliegt. 55 Schließglied des Druckbegrenzungsventils in Schließ

richtung angreift, so daß der Kraftschluß zwischen dem Steuerkolben und der Feder mittelbar über das

Schließglied erfolgt.

Eine besonders vorteilhafte Lösung besteht darin, 60 daß die Feder aus zwei hintereinandergeschalteten

Die Erfindung betrifft ein für Flüssigkeitspumpen, Druckfedern mit einem dazwischen angeordneten insbesondere Drehflügelpumpen, bestimmtes Förder- Federteller besteht, von denen die eine Feder, die an mengenregelventil mit einem Steuerkolben, der in- dem Schließglied anliegt, schwächer ist als die andere nerhalb eines Regelventilgehäuses zwei Arbeitsräume Feder, die sich am Ventilgehäuse abstützt, derart, bildet, wovon der erste vom Druck hinter einer 65 daß bei Belastung der Federteller mit seinem Rand Blende in einer Druckmittelförderleitung, der zweite an der Stirnseite des Steuerkolbens anliegt,
vom Druck vor dieser Blende beaufschlagbar ist und Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen

der durch eine sich am Regelventilgehäuse abstüt- insbesondere darin, daß das Druckbegrenzungsventil