DE19541220C1 - Förderpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe für ein hydraulisches System, welche bei schwankenden Dreh­ zahlen einen Verbraucher mit einem gleichbleibenden Flüssigkeitsstrom versorgen soll, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Förderpumpen der hier angesprochenen Art sind be­ kannt (DE 10 62 118 AS; DE 18 13 500 OS). Sie wei­ sen in dem von der Förderpumpe zum Verbraucher füh­ renden Fluidpfad eine Drossel auf, die der Steue­ rung des an den Verbraucher abgegebenen Flüssig­ keitsstroms dient. Es hat sich herausgestellt, daß derartige Drosseln die Leistungsaufnahme der För­ derpumpe erhöhen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Förder­ pumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Leistungsaufnahme reduziert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Förderpumpe vorgeschlagen, die die im Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Sie zeichnet sich dadurch aus, daß eine Festdrossel in einem Strömungspfad angeordnet ist, der eine Verbindung zu dem Tank der Förderstrompumpe bildet und nicht der Versorgung des Verbrauchers dient. Die Festdrossel ist nämlich in einer sogenannten Boosterleitung angeordnet und zwar - in Strömungs­ richtung gesehen - vor einem Stromregler, der den an den Verbraucher abgegebenen Flüssigkeitsstrom re­ gelt. Die Förderpumpe umfaßt eine in der Fluidver­ bindung zwischen Förderpumpe und Verbraucher gele­ gene Förderstromdrossel, die einerseits mit dem Förderdruck der Pumpe und andererseits mit dem zwi­ schen der Festdrossel und dem Stromregler abgegrif­ fenen Druck beaufschlagt wird. Die Förderstromdros­ sel regelt daher den an den Verbraucher abgegebenen Flüssigkeitsstrom ohne irgendwelche Blenden, die im Verbindungsweg zwischen Förderpumpe und Verbraucher liegt. Die Förderpumpe zeichnet sich also dadurch aus, daß die am Stromregler ohnehin gegebenen Strö­ mungsverhältnisse ausgenutzt werden und der hier gegebene niedrigere Druck über eine Steuerleitung innerhalb der Förderpumpe an die Förderstromdrossel geleitet wird. Die Pumpe ist daher sehr einfach und auch kompakt aufgebaut.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übri­ gen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze der Förderpumpe;

Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt durch eine För­ derstrompumpe;

Fig. 3 eine Prinzipskizze einer Ansicht des Ge­ häuses einer Förderstrompumpe;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Förder­ stromdrossel und

Fig. 5 ein Diagramm, in dem Volumenstrom und Druck der Förderpumpe über der Drehzahl dargestellt sind.

Die im folgenden beschriebene Förderpumpe kann all­ gemein eingesetzt werden und eine an die hydrauli­ schen Gegebenheiten, beispielsweise an den für einen bestimmten Verbraucher erforderlichen Volu­ menstrom anpaßbare Fördereinheit aufweisen. Diese kann beispielsweise als Rotationskolbenpumpe oder - wie hier beispielhaft in Fig. 2 dargestellt - als Flügelzellenpumpe ausgebildet sein.

Fig. 1 zeigt ein Funktionsschema einer Förderpumpe 1 mit einer Fördereinrichtung 3, die auf geeignete Weise antreibbar ist. Hier ist lediglich ein kurzer Wellenstummel 5 angedeutet, der beispielsweise mit einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges ver­ bunden sein kann. Die Fördereinrichtung 3 saugt über eine geeignete Leitung 7 und einen hier nur beispielhaft wiedergegebenen Injektor 9 Hydrauliköl aus einem Tank 11 an. Das Hydrauliköl wird über eine Leitung 13 und über eine Förderstromdrossel 15 an einen Verbraucher 17 abgegeben, der hier nicht näher dargestellt ist.

Es zeigt sich, daß zwischen der Fördereinrichtung 3 und dem Verbraucher 17 nur die Förderstromdrossel 15 angeordnet ist. Zwischen dieser und der Förder­ einrichtung 3 ist insbesondere keine zusätzliche Blende vorgesehen, die die Förderstromdrossel 15 mit einem Differenzdruck versorgt. Die Verluste in­ nerhalb der Pumpe sind daher auf ein Minimum redu­ ziert und damit auch deren Leistungsaufnahme, die durch das Produkt aus Pumpendruck und Volumenstrom ableitbar ist.

Die Förderstromdrossel 15 wird einerseits mit dem von der Fördereinrichtung 3 aufgebauten Druck be­ aufschlagt, was hier durch eine gestrichelte Lei­ tung 19 angedeutet ist. Der auf dieser Leitung wir­ kende erste Druck wirkt auf einen gegen ein als Schraubenfeder ausgebildetes elastisches Element 21 beweglich angeordneten Kolben. Die Förderstromdros­ sel 15 wird andererseits mit einer in Richtung der Vorspannkraft des elastischen Elementes 21 wirken­ den Druckkraft beaufschlagt, die über eine gestri­ chelt dargestellte Steuerleitung 23 auf die Förder­ stromdrossel 15 beziehungsweise deren Kolben wirkt. Auf diese Druckkraft wird unten noch näher einge­ gangen.

In der hier dargestellten Funktionsstellung der För­ derstromdrossel 15 gibt diese eine Verbindung zwi­ schen der Fördereinrichtung 3 und dem Verbraucher 17 frei. Sollte der Druck auf der Leitung 19 we­ sentlich größer werden als die Gegenkraft des ela­ stischen Elementes 21 und der auf die Leitung 23 wirkenden Druckkraft, reduziert die Förderstrom­ drossel 15 den Durchfluß von der Fördereinrichtung 3 zum Verbraucher 17. Das Symbol in der Förder­ stromdrossel 15 zeigt hier nur zur Verdeutlichung dieser Funktion eine Unterbrechung der Verbindung zwischen Fördereinrichtung 3 und Verbraucher 17.

Die Förderpumpe 1 weist einen üblichen Stromregler 25 auf, dessen Funktion bekannt ist. Es soll daher hier nur eine kurze Erläuterung erfolgen:

Der Stromregler 25 dient dazu, den an den Verbrau­ cher abgegebenen Volumenstrom zu regeln. Ab einem gewissen Volumenstrom spricht der Stromregler 25 an und verhindert einen weiteren Anstieg, indem eine Verbindung zwischen der Leitung 13 und dem Tank 11 hergestellt wird, über die das "überschüssige" Hydrauliköl abfließt. In der hier gezeigten Funkti­ onsstellung unterbricht der Stromregler 25 die Ver­ bindung zwischen der Leitung 13 und dem Tank 11. Wird jedoch der Hauptsteuerkolben des Stromreglers 25 über eine gestrichelt dargestellte Steuerleitung 26 gegen die Kraft eines elastischen Elementes 27 durch den auf der Leitung 13 herrschenden Druck nach rechts verlagert, wird die angesprochene Ver­ bindung zwischen der Leitung 13 und dem Tank 11 hergestellt, wobei das Hydrauliköl über eine im folgenden als Boosterleitung bezeichnete Leitung 29 zum Tank 11 abströmt. Zwischen der Leitung 29 und der Leitung 13 ist eine Drossel 31 angedeutet, auf die unten noch näher eingegangen wird. Die Drossel 31 ist einerseits mit der Leitung 13 und anderer­ seits mit der zur Förderstromdrossel 15 führenden Leitung 23 verbunden. Die Leitung 23 setzt in einem Bereich an, der auf der Leitung 13 abgewandten Seite der Drossel 31 liegt. Aufgrund der Wirkung der Drossel 31 stellt sich auf der Leitung 23 ein geringerer zweiter Druck ein als der Leitung 13, so daß an der Förderstromdrossel 15 eine Druckdiffe­ renz gegeben ist, da diese über die Leitung 19 un­ mittelbar mit der Fördereinrichtung 3 und damit mit dem auf der Leitung 13 gegebenen höheren ersten Druck verbunden ist. Das elastische Element 27 ist hier als Schraubenfeder ausgebildet, die in einem Federraum 32 untergebracht ist, der mit dem an den Verbraucher abgegebenen Druck A beaufschlagt wird.

Die Förderpumpe 1 weist zusätzlich noch einen soge­ nannten Druckpiloten 33 auf, der grundsätzlich be­ kannt ist und dazu dient, bei einem vorgebbaren ho­ hen Druckwert auf der zum Verbraucher 17 führenden Leitung eine Verbindung zum Tank 11 zu schaffen, um einen weiteren Druckanstieg und damit mögliche Be­ schädigungen des Verbrauchers, der zum Verbraucher führenden Leitung und/oder der Förderpumpe zu ver­ meiden.

Der in Fig. 2 wiedergegebene Teil-Längsschnitt durch die Förderpumpe 1 zeigt den Stromregler 25, der einerseits mit dem von der hier als Flügelzel­ lenpumpe ausgebildeten Fördereinrichtung 3 erzeug­ ten Druck beaufschlagt wird und andererseits mit der Vorspannkraft des elastischen Elementes 27. Der Druckpilot 33 ist in einer anderen Ebene als der des Schnitts im Bereich des Stromreglers 25 ange­ ordnet. Er ist hier jedoch zur Verdeutlichung der Gegebenheiten angedeutet.

Die Fördereinrichtung 3 weist in einem Rotor 35 ra­ dial angeordnete Flügel 37 auf, die an einem Kon­ turring 39 anliegen, der einen elliptischen Pumpen­ raum umgibt, der mindestens einen Saug- und einen Druckbereich aufweist. Das von der Fördereinrich­ tung 3 geförderte Fluid wird an einen Druckraum 41 abgegeben, der Teil der Bohrung 43 ist, in der der Steuerkolben 45 des Stromreglers 25 hin- und her­ schiebbar gelagert ist. Das von der Fördereinrich­ tung 3 geförderte Fluid gelangt vom Druckraum 41 über eine hier nicht näher dargestellte Leitung, die in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 13 versehen ist, zum Verbraucher.

In den Druckraum 41 mündet ein in Fig. 1 als Lei­ tung 23 bezeichneter Kanal, von dem hier lediglich die Mündungsöffnung 47 dargestellt ist.

In der hier dargestellten Funktionsstellung liegt der Steuerkolben 45 an einem Anschlag, hier am Kon­ turring 39, an und wird gegen diesen durch die Vor­ spannkraft des elastischen Elementes 27 angepreßt und den auf der Seite des elastischen Elementes herrschenden Drucks A, der dem Verbraucher zuge­ führt wird.

Der Steuerkolben 45 ist so ausgebildet, daß dieser in der hier dargestellten Funktionsstellung eine in die Bohrung 43 mündende Öffnung 49 verschließt, über die eine Verbindung zum Tank beziehungsweise zur Saugseite der Fördereinrichtung 3 besteht. Diese Verbindung ist in Fig. 1 mit der Leitung 29 angedeutet.

Die in einem vorderen Gehäuseabschnitt der Förder­ pumpe angeordnete Fördereinrichtung 3 liegt an ei­ ner Druckplatte 51 an, die im Bereich des Druckrau­ mes 41 eine erste Durchbrechung 53 aufweist, durch die das von der Fördereinrichtung 3 geförderte Fluid in den Druckraum 41 gelangen kann. Es zeigt sich, daß die Flügel 37 dichtend an der ihnen zuge­ wandten Oberfläche der Druckplatte 51 anliegen und daß sich der Druckraum 41 auf der den Flügeln 37 abgewandten Seite der Druckplatte 51 anschließt. Das von der Fördereinrichtung 3 geförderte Fluid tritt unter hohem Druck und mit hoher Geschwindig­ keit durch die Durchbrechung 53 hindurch in den Druckraum 41 ein. Die Darstellung in Fig. 2 läßt erkennen, daß die Mündungsöffnung 47 - in Strömungs­ richtung gesehen - unmittelbar nach der Druckplatte 51 angeordnet ist, also in einem Bereich, den das Fluid mit hoher Geschwindigkeit und daher unter ei­ nem relativ niedrigen statischen Druck durchströmt. Das von der Fördereinrichtung 3 angelieferte Fluid tritt also mit einem ersten Druck durch die Durch­ brechung 53. Dieser erste Druck liegt über die Lei­ tung 19 an der Förderstromdrossel 15 an. Aufgrund der oben beschriebenen hydrostatischen Gegebenhei­ ten stellt sich im Bereich der hohen Strömungsge­ schwindigkeit des Fluids ein niedrigerer zweiter Druck im Bereich der Mündungsöffnung 47 ein, der über die in Fig. 1 dargestellte Leitung 23 an die Förderstromdrossel 15 angelegt wird. Es zeigt sich also, daß die Durchbrechung 53, die ohnehin in je­ der Förderpumpe gegeben und unvermeidbar ist, als Drossel wirkt, die in Fig. 1 als Drossel 31 be­ zeichnet wurde.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht des Gehäuses 55 der För­ derpumpe 1 und zwar eine Draufsicht auf die Fläche, auf der die Druckplatte 51 aufliegt.

Aus der Darstellung sind senkrecht zur Bildebene verlaufende Öffnungen für den Stromregler 25 und den Druckpiloten 33, ein erster Anschluß 57 für einen Verbraucher sowie ein zweiter Anschluß 59 für eine zum Tank führende Leitung ersichtlich. Leitun­ gen 61 und 63 verbinden den Anschlag 57 mit dem an­ hand der Erläuterungen zu Fig. 2 erwähnten Feder­ raum 32. Es ist hier angedeutet, daß der Druckpilot 33 einerseits mit der zum Verbraucher führenden Leitung 63 und andererseits mittels einer Leitung 65 mit einem Saugbereich 67 in Verbindung steht, aus dem die Fördereinrichtung 3 Fluid ansaugen kann. Wenn der Druckpilot 33 anspricht, wird Öl an die Leitung 65 abgegeben. In den Saugbereich 67 mündet ebenfalls eine vom Tank kommende Leitung 69. Die Einlaßbereiche 71 der hier als Flügelzellen­ pumpe ausgebildeten Fördereinrichtung 3 sind eben­ falls angedeutet. Sie sind mit dem Saugbereich 67 verbunden. Von dem Stromregler 25 führen Kanäle 73 am Saugbereich 67 vorbei zu den Einlaßbereichen 71, wobei der in Fig. 1 angesprochene Injektor 9 aus­ gebildet wird. Die Kanäle 73 entsprechen der als Boosterleitung bezeichneten, in Fig. 1 gezeigten Leitung 29.

Vom Stromregler 25 führt ein hier kreisbogenförmig ausgebildeter Kanal 74 zu einer Bohrung 75, in der die Förderstromdrossel 15 untergebracht werden kann. Die Bohrung 75 ist über eine Leitung 77 mit dem ersten Anschluß 57 und damit mit der Förder­ seite der Fördereinrichtung 3 verbunden. Eine Lei­ tung 79 stellt eine Verbindung zwischen dem Kanal 74, der der in Fig. 1 dargestellten Leitung 23 entspricht, und der Bohrung 75 beziehungsweise der Förderstromdrossel 15 her. In die Bohrung 75 münden also Leitungen, die einerseits mit dem an den Ver­ braucher abgegebenen Druck A beaufschlagt werden und andererseits mit dem an der Mündungsöffnung 47 der Leitung 23 gegebenen Druck.

Die hier nicht dargestellte Druckplatte 51, die auf dem Gehäuse 55 dichtend aufliegt, weist eine be­ reits oben angesprochene erste Durchbrechung 53 auf, die im Bereich des Stromreglers 25 vorgesehen ist. Die Durchbrechung 53 ist hier durch eine Linie 81 angedeutet, die eine Außenkontur der Druckplatte 51 wiedergeben soll. Die Druckplatte 51 weist eine weitere Durchbrechung 83 auf, die beispielsweise kreisrund ist und im Bereich der Mündung der Boh­ rung 75 angeordnet ist.

Die Durchbrechung 83 ist so angeordnet, daß sie - ebenso wie die Durchbrechung 53 - im Auslaßbereich der Fördereinrichtung 3 angeordnet ist und mit dem von der Förderpumpe 1 geförderten Fluid und einem Druck C beaufschlagt wird.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine Förder­ stromdrossel 15, die in die anhand von Fig. 3 er­ läuterte Bohrung 75 eingebracht ist. Die Schnitt­ darstellung läßt auch die Druckplatte 51 sowie die Durchbrechung 83 deutlich erkennen.

Die Förderstromdrossel 15 weist eine in die Bohrung 75 eingesetzte Hülse 85 auf, die eine sich in Rich­ tung der Durchbrechung 83 öffnende Eingangsöffnung 87 umfaßt. An ihrem der Eingangsöffnung 87 gegen­ überliegenden Ende ist die Hülse 85 mit einer Ab­ schlußwand 89 versehen, die einen Durchlaß 91 zeigt. Der Durchlaß steht in Fluidverbindung mit der Leitung 79, von der hier lediglich die Öffnung ersichtlich ist und die zur Leitung 23 führt.

Die Hülse 85 ist außerdem mit senkrecht zu ihrer Mittelachse 92 verlaufenden Öffnungen 93 versehen, die in einen zwischen Hülse und Innenwand der Boh­ rung 75 liegenden Ringraum 95 münden. Dieser steht über die anhand von Fig. 3 erläuterte Leitung 77 mit dem ersten Auslaß 57 in Verbindung und damit mit einem Verbraucher, der an die Förderpumpe 1 an­ geschlossen ist.

Im Inneren der Hülse 85 ist eine Blende 97 mit ei­ ner Blendenöffnung 99 vorgesehen. In dem Innenraum der Hülse 85 befindet sich ein Steuerkolben 101, der kürzer ist als der zwischen der Blende 97 und der Abschlußwand 89 verbleibende Freiraum. Der der Blende 97 zugewandte Abschnitt des Steuerkolbens 101 ist als Hohlraum 103 ausgebildet. Die Wandung des Hohlraumes 103 weist einen Außendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser des Innenraumes 105 der Hülse 85 entspricht. Der Steuerkolben 101 ist außerdem mit einer umlaufenden Ringnut 107 verse­ hen, deren eine seitliche Begrenzungswand mit min­ destens einer Öffnung 108 versehen ist, die den von der Ringnut 107 freigegebenen Raum mit dem Hohlraum 103 verbinden. Auf seiner dem Hohlraum 103 abge­ wandten Seite wird der Steuerkolben 101 mit der Kraft eines elastischen Elementes, das hier als Schraubenfeder 109 ausgebildet ist, beaufschlagt. Die Vorspannkraft der Schraubenfeder 109 bewirkt, daß der Steuerkolben 101 in seiner hier dargestell­ ten Ausgangslage mit seiner rechten Stirnseite 111 an der Blende 97 anliegt. In dieser Stellung steht die Ringnut 107 über die Öffnungen 93 in Fluidver­ bindung mit dem Ringraum 95, der seinerseits mit der Leitung 77 verbunden ist. Oben wurde festge­ stellt, daß die Durchbrechung 83 mit dem Druckaus­ laß der Fördereinrichtung 3 in Verbindung steht. Damit kann das von der Fördereinrichtung 3 geför­ derte Fluid durch die Durchbrechung 83 und durch die Blendenöffnung 99 in den Hohlraum 103 gelangen. Der Steuerkolben 101 wird damit mit einer nach links entgegen der Vorspannkraft der Schraubenfeder 109 wirkenden Druckkraft beaufschlagt, die durch die Bodenfläche des Hohlraumes 103 bestimmt wird, in der sich die Öffnungen 108 zur Ringnut 107 be­ finden.

Steigt der von der Fördereinrichtung 3 aufgebaute Druck im Bereich der Blendenöffnung 99, wird der Steuerkolben 101 schließlich gegen die Kraft der Schraubenfeder 109 und gegen die auf die Ab­ schlußwand 89 über Leitung 79 wirkende Druckkraft nach links bewegt. Dadurch schiebt sich die in Fig. 4 rechte Flanke der Ringnut 107, die hier als Steuerkante wirkt, über die Öffnung 93 und drosselt dadurch den Fluidstrom, der über die Durchbrechung 83, die Blendenöffnung 99, den Hohlraum 103, die Öffnungen 108, den Ringraum 107 und über die Öff­ nungen 93 in den Ringraum 95 gelangt und von dort über die Leitung 77 zum Verbraucher.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß der Steuerkolben 101 nicht nur von dem von der Fördereinrichtung 3 aufgebauten Druck C beaufschlagt wird, sondern auch von dem unmittelbar hinter der Druckplatte 51 im Bereich der Durchbrechung 53 herrschenden Druck B, der über die Mündungsöffnung 47 abgegriffen wird, der der Förderstromdrossel 15 über die Leitung 23 und über die Leitung 79 zugeführt wird, und der von links auf die Abschlußwand 89 wirkt. Der im Bereich der Mündungsöffnung 47 herrschende Druck wirkt sich damit letztlich durch die Öffnung 91 auf die linke Seite des Steuerkolbens 101 aus, so daß dort eine Kraft aufgebaut wird, die mit der Vorspannungskraft der Schraubenfeder 109 gleichgerichtet ist. Ein Gleichgewichtszustand ist erreicht, wenn die auf die linke Seite des Steuerkolbens 101 wirkenden Druckkräfte, also die auf der Kraft der Schrauben­ feder 109 und auf dem Druck B beruhenden Kräfte, gleich groß sind wie die in den Hohlraum 103 einge­ leiteten Druckkräfte.

Die Förderstromdrossel 15, die auch als Staudruck­ drossel bezeichnet werden kann, wird also mit dem Differenzdruck beaufschlagt, der zwischen dem er­ sten Druck C auf der Förderseite der Fördereinrich­ tung 3 gegeben ist und der andererseits im Bereich der Stirnseite des Stromreglers 25 über die Mün­ dungsöffnung 47 abgegriffen und über die Steuerlei­ tung 29 und die Leitung 79 auf die linke Seite des Steuerkolbens 1 einwirkt (zweiter Druck B).

Die Förderstromdrossel 15 ist so ausgelegt, daß auch bei einem sehr hohen, über die Blendenöffnung 99 auf den Steuerkolben 101 wirkenden Druck dieser an einen Anschlag fährt und den Durchlaß zwischen der Blendenöffnung 99 und dem Kanal 77 nicht weiter vermindert. Dies kann dadurch sichergestellt wer­ den, daß die Öffnungen 93 so angeordnet sind, daß sie auch bei der erwähnten Anschlaglage des Steuer­ kolbens 101 nicht vollständig abgeschlossen sind. Es ist auch möglich, zusätzliche Öffnungen in der Hülse 85 so anzuordnen, daß diese, bei einer Verla­ gerung des Steuerkolbens 101 ganz nach links in seine Anschlaglage, nicht abgeschlossen werden.

Die Vorspannkraft der Schraubenfeder 109 ist so ge­ wählt, daß der Steuerkolben 101 erst dann an­ spricht, wenn der Steuerkolben 45 des Stromreglers 25 bereits angesprochen hat, wenn also der Steuer­ kolben 45 aus seiner in Fig. 2 dargestellten Aus­ gangslage gegen die Vorspannungskraft des elasti­ schen Elements 27 nach links bewegt und die Boosterleitung freigegeben wurde.

Die Funktion der anhand der Fig. 1 bis 4 erläu­ terten Förderpumpe 1 soll anhand des in Fig. 5 wiedergegebenen Diagramms näher erläutert werden. In diesem Diagramm sind über der Drehzahl n der Förderpumpe 1 beziehungsweise deren Fördereinrich­ tung 3 der Volumenstrom Q und der Druck p einge­ zeichnet. Durch eine durchgezogene Linie ist der Volumenstrom gekennzeichnet, mit einer gestrichel­ ten Linie der mit A gekennzeichnete Druck, der am ersten Auslaß 57 herrscht und der an den Verbrau­ cher 17 weitergeleitet wird, mit einer strichpunk­ tierten Linie der mit B gekennzeichnete Druck, der an der Mündungsöffnung 47 abgegriffen und über die Leitung 23 und die Leitung 79 an das linke Ende des Steuerkolbens 101 weitergeleitet wird, und mit ei­ ner Doppelpunkt-Strich-Linie der mit C gekennzeich­ nete Druck, der auf der Druckseite der Förderein­ richtung 3 herrscht und der beispielsweise an den Durchbrechungen 53 und 83 anliegt. Die Buchstaben A, B und C finden sich auch in den Fig. 1, 2, 3 und 4 wieder, um die Zusammenhänge der Druckver­ hältnisse deutlich werden zu lassen.

Im Betrieb der Förderpumpe 1 ergibt sich also auf der Auslaß- beziehungsweise Druckseite der Förder­ einrichtung 3 ein Druckverlauf, der in Fig. 5 mit c gekennzeichnet ist. Der im Druckraum 41 gegebene Druckverlauf ist mit B gekennzeichnet. Dieser Druckverlauf stellt sich auch in der Leitung 23 und in der Leitung 79 ein, außerdem im Innenraum 105 und damit auf der linken Seite des Steuerkolbens 101.

Der mit A gekennzeichnete Druckverlauf ergibt sich am ersten Auslaß 57 der Förderpumpe 1, er stellt sich also auch beim Verbraucher 17 ein.

Der Verlauf der verschiedenen Druckwerte ist, ebenso wie der Volumenstrom Q, abhängig von der Drehzahl, mit der die Förderpumpe 1 angetrieben wird.

Gemäß Fig. 5 steigt der am Ausgang der Förderein­ richtung 3 gegebene Druck C linear mit der Drehzahl an. Die Druckwerte im Druckraum 41, also der Druck B, steigen identisch an. Die Druckwerte C und B sind also gleich. Bei einer bestimmten, hier mit N1 gekennzeichneten Drehzahl ist der Druck im Druck­ raum 41 soweit angestiegen, daß der Kolben 45 aus seiner in Fig. 1 dargestellten Ausgangslage gegen die Vorspannkraft des elastischen Elements 27 nach links verlagert wird. Der Kolben 45 öffnet damit eine Verbindung zur Leitung 29 beziehungsweise zum Kanal 73, so daß das von der Fördereinrichtung 3 geförderte Fluid beziehungsweise Hydrauliköl zu den Einlaßbereichen 71 der Fördereinrichtung 3 gelangt. Der Druck wächst damit nicht mehr so rasch wie in dem Drehzahlbereich n N1. Dadurch, daß der Kolben 45 das Fluid zum Kanal 73 beziehungsweise zur Lei­ tung 29 abströmen läßt, ergibt sich eine hohe Strö­ mungsgeschwindigkeit, so daß aufgrund der Änderung der statischen und dynamischen Druckverhältnisse der Strömung sich ein zweiter Druckwert B ergibt, der kleiner ist als der Druckwert C am Ausgang der Fördereinrichtung 3. Der zweite Druck B wird, wie erläutert, ebenso wie der Druckwert C an die För­ derstromdrossel 15 gelegt, so daß diese mit einem Differenzdruck beaufschlagt wird, ohne daß es ir­ gendwelcher zusätzlichen Drosseleinrichtungen be­ dürfte, wie diese beim Stand der Technik immer vor­ gesehen sind. Durch die sich ergebende Druckdiffe­ renz Δp₂ spricht schließlich die auch als Stau­ druckdrossel bezeichnete Förderstromdrossel 15 an. Das heißt, der Steuerkolben 101 bewegt sich aus der in Fig. 4 dargestellten Lage nach links und ver­ kleinert den freien Querschnitt der Öffnungen 93, durch die das von der Fördereinrichtung 3 angelie­ ferte Fluid über den Kanal 77 zum Verbraucher strömt. Die Druckdifferenz Δp₂ zwischen dem ersten Druckwert C und dem zweiten Druckwert B nimmt bei wachsender Drehzahl der Förderpumpe 1 immer weiter zu, so daß der Steuerkolben 101 entgegen der Kraft der Schraubenfeder 109 und der durch den Druck B im Innenraum 105 aufgebauten Druckkraft nach links an einen Anschlag bewegt wird. Dadurch wird eine wei­ tere Querschnittsverminderung für den Durchfluß des geförderten Fluids vermieden.

Es zeigt sich aus Fig. 5, daß der Volumenstrom Q aufgrund der hier beschriebenen Funktionsweise des Stromreglers 25 und der Förderstromdrossel 15 bei zunehmender Drehzahl n der Förderpumpe 1 bis zum Erreichen der Drehzahl N1 linear anwächst. Die Druckdifferenz Δp₁ zwischen dem Druck A und den Druckwerten B und C nimmt bis zum Erreichen der Drehzahl N1 immer weiter zu, bis der Stromregler 25 anspricht und den an den Verbraucher abgegebenen Volumenstrom abregelt. Es wird also durch die Ab­ gabe des geförderten Fluids an den Kanal 73 eine Aufladung der Einlaßbereiche 71 bewirkt und keine weitere Steigerung des an den Verbraucher abgegebe­ nen Volumenstroms Q. Der Volumenstrom Q steigt da­ her im Drehzahlbereich N1 n N2 nur noch sehr wenig an. Wenn nach Erreichen der Druckdifferenz Δp₂ an der Förderstromdrossel 15 diese anspricht, wird der an den Verbraucher abgegebene Volumenstrom Q mit steigender Drehzahl abgeregelt. Es ergibt sich für den Bereich N2 n N3 ein linearer Ab­ fall des Volumenstroms, bis der Steuerkolben 101 an seinem linken Anschlag anliegt und keine weitere Abregelung mehr möglich ist. Es stellt sich dann, auch bei wachsender Drehzahl ein konstanter Volu­ menstrom Q ein.

In der Betriebsphase, in der das Stromregelventil 25 noch nicht angesprochen hat, wird das von der Fördereinrichtung 1 angelieferte Fluid im wesentli­ chen ausschließlich über die Durchbrechung 93 und über die Förderstromdrossel 15 an den Verbraucher geliefert. Erst wenn der Stromregler 25 anspricht, kann das Hydrauliköl über die Durchbrechung 53 zum Verbraucher 17 gelangen. Dadurch baut sich auch der Differenzdruck Δp₂ auf, wobei der zweite niedri­ gere Wert B über die Steuerleitung 29 und die Lei­ tung 79 auf die linke Seite des Steuerkolbens 101 weitergeleitet wird. Nach dem Ansprechen des Steu­ erkolbens 25 wird das von der Fördereinrichtung 3 abgegebene Fluid zum einen durch die Durchbrechung 53 und andererseits durch die Durchbrechung 83 an den Verbraucher weitergeleitet. Die Staudruckrege­ lung der Förderpumpe 1 erfolgt also über den Teil­ strom des geförderten Fluids, der über die Durch­ brechung 83 und über die Förderstromdrossel 15 ver­ läuft.

Bei herkömmlichen Pumpen ist die Bohrung 75 eben­ falls vorgesehen. Aus ihr entspringt die Leitung 77, die zum Verbraucher führt. Die Druckplatte ei­ ner herkömmlichen Pumpe verschließt die Eingangs­ öffnung 87 der Bohrung 75 nicht vollständig. Auch hier ist eine Meßblende vorgesehen, deren Durchmes­ ser wesentlich kleiner ist als der der Durchbre­ chung 83. Die Meßblende reduziert zwar den Volumen­ strom, dieser steigt jedoch mit wachsender Drehzahl an. Es ergibt sich also eine konstante Stromrege­ lung.

Ein wesentlicher Gesichtspunkt der hier be­ schriebenen Erfindung ist, daß die Förderstromdros­ sel 15, die anhand von Fig. 4 erläutert wurde, eine Staudruck abhängige Regelung des Hydrauliköls ermöglicht. Sie kann nachträglich in die ohnehin vorhandene Bohrung 75 eingebracht werden. Es bedarf lediglich der Herstellung der Leitung 79, was, wie aus Fig. 3 ersichtlich, durch einen schlichten Bohrvorgang möglich ist, da der erste Anschluß 57 einen relativ großen Durchmesser aufweist, so daß durch die Anschlußöffnung hindurch eine Bohrung in das Gehäuse 55 der Förderpumpe 1 eingebracht werden kann, die schließlich den Kanal 74 schneidet. Der Kanal 74, der die Leitung 23 realisiert, kann in das Gehäuse 55 der Förderpumpe 1 oder aber in die dem Gehäuse zugewandte Oberfläche der Druckplatte 51 eingebracht werden, um die Staudruckregelung mit Hilfe der hier beschriebenen Förderstromdrossel 15 nachträglich in eine bestehende Pumpe einzubringen.

Vorzugsweise wird jedoch der Kanal 74 in das Ge­ häuse eingegossen, während die Leitungen 77 und 79 durch einen Bohrvorgang eingebracht werden.

Insgesamt wird deutlich, daß die hier beschriebene Förderpumpe 1 eine geringere Leistungsaufnahme auf­ weist, da nur eine, und zwar schon eine vorhandene Drosselstelle, zur Pumpendruck- und zur Förder­ stromregelungserhöhung beiträgt. Die Drosselstelle ergibt sich im Bereich der Durchbrechung 53, durch die das Fluid mit hoher Geschwindigkeit hindurch­ tritt, so daß sich der erste Druckwert C, der von der Fördereinrichtung 3 zur Verfügung gestellt wird, aufgrund hydraulischer Gegebenheiten, nämlich durch den kleineren Strömungsquerschnitt nach der Durchbrechung, auf den zweiten Druckwert B unmit­ telbar nach der Durchbrechung 53 erniedrigt. Die Mündungsöffnung 47 ist so angeordnet, daß sie den zweiten Druckwert B erfaßt. Auf diese Weise kann die Förderstromdrossel 15 mit dem Differenzdruck Δp₂ beaufschlagt werden, um die Staudruckregelung zu verwirklichen. Die Druckdifferenz über dem Steu­ erkolben 101 der Förderstromdrossel 15 wird durch den geschwindigkeitsabhängigen Anteil des Druckwer­ tes B, der sich unmittelbar hinter der Durchbre­ chung 53 einstellt, über die Steuerleitung 29 an die Förderstromdrossel 15 weitergeleitet.

Claims (5)

1. Förderpumpe für ein hydraulisches System, welche bei schwankenden Drehzahlen einen Verbraucher mit einem gleichbleibenden Flüssigkeitsstrom versorgen soll, mit einer durch eine erste vom Förderdruck der Pumpe (Druck C) und einem niedrigeren Druck ge­ bildeten Druckdifferenz steuerbare Förderstromdros­ sel in der Förderleitung und mit einem Stromregler, welcher in einer Boosterleitung zwischen der Druck­ seite der Pumpe (Druck C) und deren Saugseite ange­ ordnet ist und überschüssige Hydraulikflüssigkeit in Abhängigkeit von dem an den Verbraucher abgege­ benen Flüssigkeitsstrom abregelt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Boosterleitung (29) - in Strö­ mungsrichtung gesehen - vor dem Stromregler (25) eine Festdrossel (31) angeordnet ist, und daß der niedrigere Druck zum Ansteuern der Förderstromdros­ sel (15) zwischen der Festdrossel (31) und dem Stromregler (25) abgegriffen wird.

2. Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit steigendem Förderdruck zunächst die Steuerung des Stromreglers (25) und dann die Steuerung der Förderstromdrossel (15) anspricht.

3. Förderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Förderstromdrossel (15) einen einen Teilstrom von der Fördereinrichtung (3) zum Verbraucher (17) beeinflussenden Steuerkolben (101) aufweist.

4. Förderpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steuerkolben (101) in einer Boh­ rung (75) gegen die Kraft eines elastischen Ele­ ments (Schraubenfeder (109)) beweglich geführt ist, deren Stirnseite mit dem von der Fördereinrichtung (3) gelieferten Medium beaufschlagt wird, und die über im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse (92) der Bohrung (75) verlaufende radiale Öffnungen (93), mit dem Verbraucher (17) in Strömungsverbin­ dung steht.

5. Förderpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das mit dem Steuerkolben (101) zusam­ menwirkende elastische Element als Schraubenfeder (109) ausgebildet ist, die eine Vorspannkraft auf den Steuerkolben (101) ausübt.