DE2001614C3 - Stromregeleinrichtung fur eine Hydraulikpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromregeleinrichtung für eine Hydraulikpumpe, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine solche Stromregeleinrichtung ist vor allem dann erforderlich, wenn die Hydraulikpumpe für eine Hilfskraftlenkung verwendet wird, damit der Förderstrom nicht mit steigender Drehzahl der Pumpe im gleichen Maße zunimmt und dadurch das öl zu stark erwärmt wird.

Bei einer aus der US-PS 29 10 944 bekannten Stromregeleinrichtung erfolgt die Regelung des Nutzstromes dadurch, daß mit steigender Drehzahl und damit steigendem Förderstrom der Pumpe durch zwei im Hauptkanal und weitere in Zweigleitungen angeordnete Drosseln ein Druckabfall erreicht wird. Der Druck in einem Pumpenhochdruckraum wird auf die eine Seite, der Druck in der Verbraucherleitung hinter den beiden Drosseln wird auf die andere, federbelastete Seite des Kolbens geleitet. Die weiteren Drosseln sowie die Aufteilung einer allgemein bei Stromregelventilen bekannten Drossel in zwei Drosseln dienen dazu, den Unterflügelkammern der Flügelzellenpumpe einen reduzierten Druck zuzuführen.

Bei dieser Anordnung wird der Überschußstrom direkt von dem Pumpenhochdruckraum vor der ersten Drossel abgezweigt. Dadurch wird der Druck in dem Hochdruckraum abgesenkt, was zu einer Schließtendenz des Stromregelventils führt und dieses zum Schwingen anregt. Um die Schwingungstendenz des Ventils zu reduzieren, ist in dem Kanal, der zum Federraum des Ventils führt, eine Dämpfungsdrossel angeordnet. Die Schließtendenz und die Neigung zu Schwingungen lassen sich mit dieser Drossel jedoch nicht verringern. Diese Wirkungsweisen verhindern eine zufriedenstellende Absenkung der Fördermenge der Pumpe bei steigender Drehzahl. Die für Lenkungen benötigte Genauigkeit im Druck- und Mengenverlauf des Nutzstromes ist damit nicht gewährleistet. Dieser Nachteil ist bei allen Stromregeleinrichtungen vorhanden, die zur Aufsteuerung des Kolbens des Stromregelventils die Geschwindigkeitswirkung, d. h. den Strömungsdruck des Überschußstromes verwenden.

Dies trifft beispielsweise auch zu fur eine Stromregeleinrichtung nach der FR-PS 11 65 738. Dort ist ein Stromregelventil vorgesehen, das vom Druckabfall einer in der Nutzstromleitung angeordneten Drossel beeinflußt wird. Der hochdruckseitige Steuerdruck wird vor der Drossel abgezweigt und gelangt über eine Dämpfungsdrossel in die eine Steuerkammer des Stromregelventils. Zwischen den beiden Drosseln, in Strömungsrichiung jedoch vor der Hauptdrossel, wird

ίο der Überschußstrom abgezweigt, öffnet das Stromregelventil den Bypass, so bricht der Pumpenhochdruck zusammen und das Ventil erhält eine Schließtendenz. Auch bei dieser Ausführung einer Stromregeleinrichtung wird die dem Federraum entgegengesetzte Steuerkammer des Stromregelventils von dem dynamischen Druck des Überschußstromes beaufschlagt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Stromregeleinrichtung zu schaffen, bei der die Aufsteuerung des Stromregelventils unabhängig von dynamischen Drücken, von der Strömungsgeschwindigkeit in der Zulaufleitung und von der Öffnungsstellung der Bypassöffnung erfolgt. Dadurch soll eine mit steigender Drehzahl der Pumpe abfallende Förderstromkennlinie erreicht werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Ein weiteres zweckmäßiges Merkmal ist im Anspruch 2 angegeben.

Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß die für hydraulische Lenkanlagen erforderliche Genauigkeit im Druck- und Mengenverlauf des Nutzstromes gewährleistet ist, ohne daß mit steigender Drehzahl eine Erwärmung des Förderstromes eintritt, daß eine Öffnungstendenz des Kolbens des Stromregelvenlils bei zunehmender Drehzahl vorhanden ist, und daß sich vor allem im Bereich hoher Drehzahlen ein für die Pumpenfunklion günstigeres Verhältnis von Nutzstrom zu Überschußstrom ergibt. Ferner bewirkt die erfindungsgemäße Stromregeleinrichtung, daß der Ansaugdruck größer ist als bei den bisher bekannten Einrichtungen. Dadurch wird Kavitation vermieden, die Geräuschbildung vermindert und die Füllung der Saugkammern verbessert.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Hydraulikpumpe mit der Stromregeleinrichtung,

F i g. 2 ein Diagramm der Pumpenförderstromkennlinie,

F i g. 3 ein Diagramm der Ansaugdruckkennlinie.

Die erfindungsgemäße Stromregeleinrichtung ist in einer mit 1 bezeichneten Hydraulikpumpe angeordnet. Diese besteht aus einem Gehäuse 10 mit einer Antriebswelle 11, die mittels eines Kugellagers 12 und eines Nadellagers 13 im Gehäuse 10 gelagert und drehfest mit einem Rotor 14 verbunden ist. Der Rotor 14 trägt an seinem Umfang Flügel 15, die in Schlitzen 16 radial beweglich sind und vom Flüssigkeitsdruck unter den Flügeln in Anlage an der Innenbahn eines Kurvenringes 17 gehalten werden. Eine innere Andrückplatte 18 und eine äußere Andrückplatte 19 schließen die vom Rotor 14 und dem Kurvenring 17 gebildeten Kammern stirnseitig ab. Der Kurvenring 17 und die beiden Andrückplatten 18 und 19 sind

⁶^ verdrehsicher im Gehäuse 10 gelagert. Ein Deckel 20 schließt einen Druckraum 21 nach außen ab. Die innere Andrückplatte 18 weist Durchlaßöffnungen 22, die äußere Andrückplatte 19 Durcblaßöffnungen 23 auf, die

das von den Flügeln 15 in den Druckzonen geförderte Druckmittel aufnehmen und über in der Zeichnung nicht dargestellte, achsparallele Bohrungen im Kurvenring 17 eine Verbindung zwischen dem Druckraum 21 und einer Rtngkammer 24 herstellen.

Von der Ringkammer 24 gelangt das Druckmittel über einen Auslaßkanal 25, der gleichzeitig eine erste Drossel 26 bildet, in eine Nutzstromleitung 27 mit einer zweiten Drossel 28 und zum Ausgang, während der restliche Teil des von der Pumpe geförderten Gesamtstromes als Überschußstrom über einen Überströmkanal 29 einem Stromregelventil 30 zugeführt wird. Das Stromregelventil 30 besteht aus einem in einer Gehäusebohrung 31 angeordneten Kolben 32, dessen eine Ringnut 33 eine linke Kolbenfläche 34 von einer rechten Kolbenfläche 35 trennt, die von einer Feder 36 in einer Federkammer 37 beiastet ist Eine Druckleitung 38 führt von dem Druckraum 21 in eine von der linken Kolbenfläche 34 und der Gehäusebohrung 31 gebildete Druckkammer 39. Eine Druckleitung 40 überträgt den Druck, der in der Nutzstromleitung 27 hinter der Drossel 28 herrscht, in die Federkammer 37. Sobald die zwischen der Druckkammer 39 und der Federkammer 37 herrschende Druckdifferenz eine größere Kraft auf den Kolben 32 ausübt als die Feder 36, wird der Kolben 32 nach rechts verschoben, wobei eine Verbindung zwischen der Ringnut 33 und einer Überströmbohrung 41 hergestellt wird, die ihrerseits das Druckmittel aus einem Einlaßkanal 42 einem Ansaugraum 43 zuführt.

Die Arbeitsweise der Stromregeleinrichtung zrigt folgenden Ablauf: Der Förderstrom des aus ders Flügelzellen der Hydraulikpumpe verdrängten Druckmittels steigt in Abhängigkeit von der Drehzahl linear an. Außerdem ist die Größe des Förderstromes noch von dem Druck abhängig, der zur Überwindung der Strömungswiderstände erforderlich ist. Der jeweils größte Druck: p\ ist in dem Druckraum 21 und infolge Strömungsveirluste etwas reduziert in der Ringkammer 24 vorhanden, die über die Durchlaßöffnungen 22 und 23 miteinander verbunden sind. Beim Abströmen des Druckmittels aus der Ringkammer 24 über den Auslaßkanal 25, der als Drossel 26 mit regelbarem Querschnitt v/irkt, entsteht der erste Druckabfall vom Druck pi auf einen Druck pi, der jedoch über die Ringnut 33 keinen Einfluß auf die Funktion des Stromregelventils 30 hat Im Auslaßkanal 25 findet eine Teilung des Förderstromes in einen Nutzstrom und einen Überschußstram statt, deren Verhältnis zueinander mit wachsender Drehzahl kleiner wird. Der Nutzstrom fließt vom Auslaßkanal 25 über die Nutzstromleitung 27 und die Drossel 28 zum Verbraucher. Der Druckabfall an der Drossel 28 vom Druck pi bis zu einem Druck pi ist umso größer, je größer die Strömungsgeschwindigkeit isL Da der maximale Druck Pi über die Druckleitung 38 in die Druckkammer 39, und der Druck ps über die Druckleitung 40 in die Federkammer 37 übertragen wird, ist der Kolben einem rein statisch wirkenden Differenzdruck ausgesetzt, der je nach Abstimmung der Feder 36 den Kolben mehr oder weniger stark aufsteuert Dabei gelangt der Überschußstrom vom Auslaßkanal 25 über den Überströmkanal 29 und die Ringnut 33 in die Überströmbohrung 41 und wird dann zusammen mit dem durch den Einlaßkanal 42 einströmenden Druckmittel dem Ansaugraum 43 zugeführt, von wo aus die Saugkammern gefüllt werden. Je größer der auf den Kolben 32 einwirkende Differenzdruck ist, umso größer ist auch der Überschußstrom, der in der Pumpe umläuft. Das Neue daran gegenüber den bekannten Einrichtungen ist die durch den statischen Druck p\ bewirkte Aufsteuerung des Kolbens 32, durch die erst die für eine hydraulische Lenkeinrichtung so wichtige Regelkonstanz und Genauigkeit der Druckmittelzuführung gewährleistet ist.

Mit der erfindungsgemäßen Stromregeleinrichtung wird außerdem, wie das Diagramm in F i g. 2 zeigt, erreicht, daß bei niedrigen Drücken der Nutzstrom mit zunehmender Drehzahl stärker abnimmt als bei hohen Drücken; dies ist für die Funktion der Hydraulikpumpe als Kraftquelle für eine Lenkeinrichtung sehr zweckmäßig. Ein weiterer Vorteil dieser Stromregeleinrichtung ist die dadurch bewirkte Erhöhung des Ansaugdruckes, wie das Diagramm in Fig.3 zeigt. Die mit A bezeichnete Linie zeigt das Verhältnis von Ansaugdruck zu Drehzahl bei der neuen Stromregeleinrichtung für einen mittleren Druck von 50 at, während die mit B bezeichnete gestrichelte Linie die vergleichbaren Werte des entsprechenden Ansaugdruckes bei bekannten Einrichtungen angibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Stromregeleinrichtung für eine Hydraulikpumpe zur Regelung eines Nutzstromes, insbesondere für hydraulische Lenkeinrichtungen, mit zwei in einer Nutzstromleitung angeordneten, in Reihe geschalteten Drosseln und mit einem Stromregelventil, dessen federbelasteter Kolben an seiner einen Endfläche mit einem Hochdruckraum der Pumpe und an seiner anderen, federbelasteten Endfläche mit dem stromabwärts hinter den beiden Drosseln liegenden Teil der Nutzstromleitung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der abzuregelnde Überschußstrom von dem zwischen den beiden Drosseln (26 und 28) liegenden Teil der Nutzstromleitung (27) abgezweigt wird und über eine zwischen den beiden Endbunden des Kolbens (32) angeordnete Ringnut (33) der Eingangsseite der Pumpe (1) zuführbar ist.

2. Stromregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Drossel (26) einstellbar ausgebildet ist.