Hydraulische Kraftanlage mit einer Pumpe mit positiver Verdrängung
Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Kraftanlagen von der Art, bei der ein
hydraulischer Speicher mittels einer Pumpe mit positiver Verdrängung innerhalb vorher
festgelegter Druckgrenzen gehalten werden soll, wobei die Pumpe durch einen entsprechenden
Motor ständig angetrieben wird und so ausgeführt ist, dass sie einerseits entlastet
wird, wenn der Speicherdruck einen vorher festgelegten Maximalwert erreicht, und
andererseits zum laden des Speichers druckbeaufsohlagt wird, wenn der Speicherdruck
unter einen vorher festgelegten-unteren Wert sinkt, wobei ausserdem zwischen
der
Pumpe und dem Speicher ein Rückschlagventil zwischengeschaltet ist. Wenn in einer
derartigen .Anlage die Pumpe mittels eines Motors angetrieben wird, der ein verhältnismässig
niedriges Anlassdreh moment hat, beispielsweise mittels einer Druckluftturbine nach
der Art, wie sie bei Flugzeugen zur Schaffung einer Hi.lfskraftversorgung verwendet
werden, so müssen Schwierigkeiten beim Anlassen der Pumpe entstehen, wenn die Anlage
bereits unter Druck steht, es sei denn, dass Vorsichtsmassregeln getroffen sind!
die Pumpe zu entlasten, bis sie eine Drehzahl erreicht hat, bei der ihr Motor genügend
Drehmoment zur Überwindung des Speicherdrucks entfaltet. Dies kann dadurch erreicht
werden, dass die Kraftanlage, zusätzlich zu dein druckgesteuerten Entlastungsschieber,
mit einem zweiten durchflussgesteuerten Entlastungsschieber versehen wird, welcher
die i'umpe entlastet hält vorausgesetzt dass nicht der Fluss durch die Pumpe einen
vorher festgelegten Minimalwert erreichte Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines
verbesserten Entlastungsschiebers, der so wirkt, dass er die Pumpe sowohl entlastet,
wenn der Pumpenfluss unter
einem vorher festgelegten Minimalwert
liegt, als auch wenn der Druck im von der Pumpe gespeisten Speicher einen vorher
festgelegten Maximalwert erreicht. Die Erfindung ist, wenn sie auch in ihrer Anwendung
nicht darauf beschränkt ist, insbesondere für hydraulische Kraftanlagen in Flugzeugen
bestimmt, welche mindestens unter bestimmten Bedingungen durch eine Pumpe mit positiver
Verdrängung unter Druck gesetzt werden, die von einer vom Fahrtwind bzwe vom Propellerstrom
beaufaehlagten Turbine angetrieben wird, welche dem Fahrtwind bzwe dem Propellerstrom
des Flugzeugs ausgesetzt wird, wenn ein Hilfsantrieb erforderlich ist.
| Gemäss der Erfindung ist das Schieberglied relativ |
| zu einem Steuerkolben, der durch den Druck entgegen |
| der vorgespannten yeder druckbeaufschlagt wird, so |
| lange beweglich, als der Druck nicht ausreicht, die |
| Federkraft der vorgespannten Feder zu überwinden, und |
| das Schieberglied wird mittels einer'weiteren Feder", |
| gezwungen, gegen das in einer flussmessenden Öffnung |
| herrschende Druckgefälle den Nebendurchlass zu ,öffnen. |
| Ein Schieber gemäss dem Auäführungsbeispiel''der E.- |
| me@@le |
Jung weist einen durchflussgesteuerten Entlastungsschieber auf,
der gegen die Vorspannung einer Feder mittels des Druckgefälles verschoben wird,
das in einer Öffnung entsteht, die in den Weg der aus der Pumpe zum Rückachlagventil
fliessenden Flüssigkeit eingefügt ist. Der Entlastungsschieber ist dabei so angeordnet,
vorausgesetzt, dass nicht die Menge des Flusses ein vorher festgelegtes kleinstes
Druckgefälle über diese Öffnung hinweg erzeugt, dass er mittels der Feder gegen
die Wirkung des Druckgefälles in einer Stellung gehalten wird, in welcher er einen
von der Pumpenförderseite zu einer Rückleitung führenden Nebendurchlass freigibt,
wodurch die Pumpe entlastet ist. Andererseits ist der Entlastungsschieber so angeordnet,
dass er den Nebendurchlass schliesst, wenn das Druckgefälle über die Öffnung hinweg
ausreicht, die Federkraft der vorgespannten Feder zu überwinden. Der Entlastungsschieber
ist dabei mit einem vom Speicherdruck beaufschlagten Steuerkolben verbunden, der
von einem durch eine Feder vorgespannten Steuerschieber, welcher eine dem Speicherdruck
dargebotene Kolbenfläche aufweist, gesteuert wird, wodurch der Steuerkolben und
der Entlastungsschieber entgegen der
Wirkung des in der Öffnung
herrschenden Druckgefälles in die Entlastungsstellung der Pumpe verschoben werden,
wenn
der Speicherdruck einen vorher festgelegten Nazimalwert erreicht. Für
den Fall, dass der Speicherdruck unter einen vorher festgelegten Wert fällt, der
niedriger als der Maximaldruck liegt, wird der Entlastungssehieber auf einen niedrigen
Druck entlastet, wodurch dann die Stellung des Entlastungsschiebers mittels
des in der Durchflussöffnung herrschenden Druckgefälles festlegbar ist, Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert.
Die Zeichnung zeigt einen Azialschnitt des Schiebers und andere Teile der Anlage
in schematischer Darstellung, Eine hydraulische Versorgungsanlage weist (siehe Zeichnung)
einen Speicher 1 auf, der über eine Versorgungsleitung 2 eine oder mehrere hydraulische
Versorgungseinrichtungen 2a speist, von denen aus Niederdruck flUssigkeit einer
Rückleitung 3 wieder zugeführt wird. Zum Laden des Speichers 1 ist eine Art hydraulische
Zahnradpumpe
4 vorgesehen, welche durch einen Motor
5,
beispielsweise
eine vom Fahrtwind bzw. Propellerstrom
beaufschlagte Turbine angetrieben
wird, deren Drehmoment innerhalb eines gewissen Drehzahlbereichs ausreichend, jedoch
während des Anlassens wesentlich niedriger ist. Eine Speiseleitung 6 der Zahnradpumpe
4 ist mit dem Speicher 1 über einen erfindungsgemäss ausgebildeten Schieber 7 verbunden,
der selbst mit dem Speicher über eine Leitung'8 verbunden.isty die ein Rüekschlagventil
9 aufweist. Der Schieber 7 ist in der Zeichnung in derjenigen Stellung, gezeigt,
die er einnimmt, wenn die Pumpe stillsteht oder mit niedriger Drehzahl läuft, und
der Druck im Speicher liegt unter dem vorher festgelegten Maximalwert, so wie es
normalerweise der Fall ist, wenn die Zahnradpumpe 4 von dem Motor 5 angelassen wird.
Der Schieber 7 weist ein Schieberglied 10 auf, das axial gleitbar in einer in einem
Schiebergehäuse 12 angebrachten Bohrung 11 sitzt, welche dazu dient, eine Verbindung
zwischen der von der Pumpe wegführenden Speiseleitung 6 und der zum Speicher führenden,
mit dem Rücksehlagventil ausgestatteten Zeitung 8 herzustellen. Entsprechend dem
Druck der Feder 13 befindet sich das Schieberglied 10 in der Zeichnung gesehen auf
der äussersten rechten Seite seines Gesamthubs. Dadurch gibt eine Schulter 14
des
Schiebergliedes einen Abschnitt 15 der Schieber.-bohrung frei, und es bildet sich
zwischen der Schieberbohrung und einem Abschnitt 14a des Schiebergliedesg der einen
geringeren Durchmesser aufweist, ein ringförmiger Durchlass 16, welcher es der der
Bohrung 11 durch die Speiseleitung 6 zugeführten Flüssigkeit ermöglicht, zur pumpeneinlaufseitigen
Rückleitung 3 über einen im Schiebergehäuse befindlichen Satz von Bohrungen 17 zurückzufliessen.
Das Schieberglied 10 ist ausserdem mit einem Flansch 18 ausgebildet, dessen Durchmesser
etwas kleiner ist als der Durchmesser eines mit ihm zusammenarbeitenden Abschnittes
19 der Bohrung 11 des Schiebers, wodurch zwischen dem Flansch 18 und der Wand des
Abschnittes 19 ein enger ringförmiger Durchlass 20 bleibt. Alle über die Speiseleitung
6 zugeführte Flüssigkeit muss durch diesen Durchlass fliessen und gelangt entweder
in die Zeitung 8, die den Speicher speist, oder in die Bohrungen 17, die zur Rückleitung
3 führen. Der sich ergebende Fluss durch den ringförmigen Spalt des Durchlasses
20 erzeugt einen Druckabfall, der der Feder 13 entgegenwirkt, und der mit zunehmender
Pumpenfördermenge wächst. Bei einer vorher festgelegten Fördermenge der Pumpe, beispielsweise
bei
der der halben beabsichtigten maximalen Pumpendrehzahl entsprechenden, wird dieser
Druck so gros., dass er die Federkraft der Feder 13 überwindet. und das Schieberglied
10 gegen die Wirkung der Feder in eine Stellung verschiebt9 in welcher die Schulter
14 des Schiebergliedes sich in den Abschnitt 15 der Schie.-berbobrung hineinschiebt.
Auf diese Weise wird der Rückfluse durch den Durchlass 16 und die Bohrungen 17 unterbrochen,
und die aus der Speiseleitung .6 zugeführte Flüssigkeit wird gezwungen, durch die
den Speicher speisende Leitung 8 und das Rückschlagventil 9 zu fliessen, wodurch
der Speicher 1 geladen wird. Wenn der Rückfluss aus der Bohrung 11 über die Bohrungen
17 dann anterbrochen wird. wenn die Zahnradpumpe mit der halben im@^,lan. Drehzahl
arbeitet, so würde der hydro-' dynamische Verlust I lm Durchlass 20 normalerweise
dann auf das vierfache anwachsen, wenn die Pumpe mit ihrer maximalen Drehzahl läuft,
und wenn sonst weiter nichts geschehen würde, Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
kann dieser bei. höheren Pumpendrehzahlen auftretende Verlust dadurch verringert
werden, dass der Abschnitt 19 der Bohrung in Richtung des Flusses mit einem Abschnitt
21 mit grösserem Durchmesser so abschliesst, dass jede-Bewegung des Schiebergliedes
10 über diejenige Stellung
hinaus, bei der sich seine Schulter
in den Durchlass 16 schiebt und den Rückfluss abriegeln eine Vergrösserung des wirksamen
Querschnittes des Durchlasses 20 ergibt, Dadurch wird der Druckabfall auch bei höheren
Durch.-flussgesehwindigkeiten im wesentlichen unverändert aufrecht erhaltene Da
das Sohieberglied 10 nicht nur bei niedrigen Pumpendrehzahlen, sondern auch wenn
der Spei--her 1 voll aufgeladen ist, zur Entlastung der Pumpe verwendet werden soll,
ist das Schieberglied 10 so ausgebildet, dass es an dem Ende, welches in der Stromrichtung
unterhalb der Mündungsstelle der Speiseleitung 6 in dem. ringförmigen Durchlass
20 liegt, in einer Kammer 22 endigte Ausserdem ist ein Steuerkolben 23 vorgesehen,
welcher durch den im Speicher 1 herrschenden, durch eine Leitung 24 zugeführten
Druck beaufschlagt wird. Diese Druckbeaufsehlagung erfolgt entgegen der Federkraft
einer Yorspannfeder 25, die mittels einer durch eine Mittelbohrung des Sehiebergliedes
10 hindurchführenden Sehieberstange 26 übertragen wird. Wenn der über die Zeitung
24 zugeführte Druck die Federkraft der Vorspannfeder 25 überwindet, öffnet der Steuerkolben
23 einen Anschluss
36,
wodurch aus der Zeitung 24 über den
Anschluss 36 und einen Durchlass 27 in die Kammer 22 Speicherdruck zugeführt wird
Ist andererseits der Speicherdruck genügend niedrig, so dass die Vorspannfeder 25
die Schieberstange 26 in ihrer dargestellten Zage halten kann, so gibt der Steuerkolben
23 einen anderen Anschluss 28 frei, welcher über einen Durchlass 29 mit der Rückleitung
5 für die Pumpe und ausserdem mit der Kammer 22 in Verbindung steht, wodurch diese
Kammer zur Rückleitung 3 entlastet wird. Im zuerst beschriebenen Falle überwindet
der in der Kammer 22 herrschende Speicherdruck das im ringförmigen Durchlass 20
auf die Schulter des Flansches 18 des Schiebergliedes 10 wirkende Druckgefälle und
verschiebt das Schieberglied 10 in die dargestellte Zage, in welcher, wie schon
ausgeführt, die Zahnradpumpe 4 entlastet ist.