DE2337481C2

DE2337481C2 - Folgesteuereinrichtung für eine verstellbare Pumpe

Info

Publication number: DE2337481C2
Application number: DE2337481A
Authority: DE
Inventors: Paul 7140 Ludwigsburg Bosch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-07-24
Filing date: 1973-07-24
Publication date: 1982-05-13
Also published as: JPS5043502A; DE2337481A1; FR2241210A5

Description

Von der Leitung 18 fahrt eine Leitung 20 zu einem Wechselventil 21, Vom Wechselventil führt eine Leitung 22 zur Leitung 19, Das Wechselventil hat zwei Ein- bzw, Auslässe 23, 24 und einen Ventilkörper 25. Von der Mitte des Wechselventils 21 führt eine Leitung 26 zu einer Leitung 27, die einerseits zur Bohrung 15' im Reglergehäuse führt, in welcher der Stellkolben 15 dicht gleitend gelagert ist, andererseits zu einer Bohrung 29 ebenfalls im Reglergehäuse, in welcher ein Steuerschieber 30 dicht gleitend geführt ist. Letzterer bildet einen Teil des Druckbegrenzungsventils.

Im Reglergehäuse 16 ist weiterhin eine Längsbohrung 31 ausgebildet, in welcher ein Steuerschieber 32 gleitend geführt ist Dieser hat eine mittige, durchgehende Längsbohrung 33, in der ein Führungsbolzen 34 gleitend gelagert ist. An diesem stfitzt sich über eine Scheibe 35 eine Feder 36 ab, die den Stellkolben 14 stets gegen das Versteügiied 13 drückt. Die Feder stützt sich andererseits an einer Flanschbuchse 37 ab, in welcher Durchlässe 38 ausgebildet sind. Die Flanschbuchse 37 wird durch einen Distanzring 39 festgehalten.

Am Boden der Flanschbuchse 37 stützt sich eine Feder 40 ab, deren anderes Ende am Steuerschieber 32 anliegt Die Längsbohrung 31 ist durch eine Verschlußschraube 41 verschlossen. An dieser stützt sich ebenfalls eine Feder 42 ab, die andererseits an einer Scheibe 43 eines Bolzens 44 anliegt, welcher mittels eines Schraubteils 45 in einer Bohrung 46 der Verschlußschraube axial verschiebbar angeordnet ist Die beiden Federn 40, 42 bestimmen im Zusammenwirken mit den Bolzen 44 die Mittenstellung des Steuerschiebers 32. Ist dieser druckausgeglichen, so wird er durch die Feder 40 mit einer Schulter 47 an die Scheibe 43 angedrückt. Da die Feder 42 stärker ist als die Feder 40, vermag letztere den Steuerschieber nicht weiter nach links zu verschieben.

Der Steuerschieber besitzt anschließend an die Schulter 47 eine Ausnehmung 48, in welche der Bolzen 44 hineintauchen kann. Am Außenumfang des Steuerschiebers 32 ist eine Verzahnung 50 ausgebildet in die ein im Reglergehäuse 16 gelagertes Ritzel 51 eingreif;. Am Ritzel 51 ist ein Hebel 52 befestigt, der über ein nachgiebiges Gestänge 53 mit einem Steuerhebel 54 verbunden ist. Das nachgiebige Gestänge besteht aus einer Feder 55, einem unteren gekröpften Gestängeteil 56 und einem oberen gekröpften Oestängeteil 56'. Das untere Gestängeteil 56 ist am Hebel 52 befestigt, das obere Gestängeteil 56' am Steuerhebel 54. Innerhalb der Kröpfung liegt die Feder 55. Mit Hilfe des Steuerhebels kann das Ritzel 51 verdreht werden.

Nahe der Ausnehmung 48 dringt in die Längsbohrung 33 des Steuerschiebers 32 eine Querbohrung 58 ein. Vom oberen Ausgangspunkt der Querbohrung 58 ist am Steuerschieber eine längliche Ausnehmung 59 ausgebildet. In diese mündet eine Querbohrung 60, die Anschluß zu einem Behälter 61 hat. Rechts von der Querbohrung 58 mündet in die Längsbohrung 33 eine zweite Querbohrung 62, die in eine im Steuerschieber parallel zu dessen Längsachse verlaufende Bohrung 63 mündet. Diese führt zum rechten Ende des Steuerschiebers. In die Längsbohrung 33 mündet eine dritte Querbohrung 64, die von einer am Außenumfang des Steuerschiebers ausgebildeten Ringnut 65 ausgeht In diesem Bereich befindet sich in der Bohrung 31 ?ine Ringnut 66, in welche ein von der Wand des Reglergehäuses ausgehende Schrägbohrung 67 mündet. An diese Schrägbohrung 67 ist eine Leitung 68 angeschlossen, welche in die Leitung 27 mündet.

Am Führungsbolzen 34 ist ein Bund 70 ausgebildet, dessen Breite mindestens so groß ist wie der Durchmesser der Bohrung 62. Der Bund 70 vermag diese in einer bestimmten Stellung des Führungsbolzens 34 zu verschließen. Links des Bundes 70 befindet sich am Führungsbolzen eine längliche Ringnut 72. In einer Ringnut des Führungsbolzens befindet sich außerdem noch ein Sprengring 73, der in eine Ringnut 74 des Steuerschiebers 32 eingreift Die Breite dieser Ringnut ίο ist etwas größer als die Breite des Bundes 73.

Der Teil der Bohrung 31, welcher der Verschlußschraube 41 zugewandt ist, ist als Druckkammer 76 bezeichnet Der Teil der Bohrung 31, welcher dem Kolben 14 zugewandt ist «st als Druckraum 77 bezeichnet Von diesem führt eine Schrägbohrung 78 zur Außenseite des Reglergehäuses 16. Von der Mündungsstelle führt eine Leitung 79 zur Bohrung 29, welche den Steuerschieber 30 aufnimmt Vom Druckraum 76 verläuft ebenfalls eine Bohrung 80 zur Außenseite des Reglergehäuses. An deren Mündungsstelle schließt sich eine Leitung 81 ^n, welche ebenfalls zur Bohrung 29 führt.

Der Steuerschieber 30 hat einen mittigen Bund 82,

links und rechts davon befinden sich Ringnuten 83, 84.

Am linken Ende des Steuerschiebers 30 ist ein Ansatz 85 ausgebildet Dadurch entsteht in der Bohrung 29 ein Druckraum 86. In diesen mündet die Leitung 27. Das rechte Ende 87 des Steuerschiebers 30 liegt an einem Federteller 88 an, auf den eine Feder 89 einwirkt. Diese stützt sich an einer eine Bohrung 90 verschließenden Schraube 91 ab.

Die beiden Leitungen 79,81 sind an Bohrungen 92,93

angeschlossen, welche im Bereich der Ringnut 84 in die Bohrung 29 münden, wenn der Steuerschieber 30 sich in seiner linken Endstellung befindet, wo der Fortsatz 85 am Bohrungsendc anliegt.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt:

Es sei angenommen, daß die Pumpe 10 sich in ihrer

Null-Förderstellung befindet Soll die Pumpe Dtuckmittel fördern, so wird der Hebel 54 im Uhrzeigersinn verschwenkt, wonach über das Gestänge 53, 52 das Ritzel 51 ebenfalls im Uhrzeigersinn verdreht wird. Es verschiebt den Steuerschieber 32 nach rechts und dieser verschieb» über die Ringnut 74 und den federnden Ring 73 den Führungsbolzen 34 in derselben Richtung. Dieser

drückt nun über den Stellkolben 14 das Versteilglied 13 in Förderstellung, worauf die Pumpe 10 einen geringen Verstellstrom in die Leitung 18 fördert. Dieser gelangt über die Leitung 20 zum Wechselventil 21. Dadurch wird der Ventilkörper 25 auf den Sitz 24 gedrückt, so daß Druckmittel nunmehr über das Wechselventil in die Leitung 27 strömen kann. Von dort gelangt es einerseits in die Bohrung 15' zum Kolben 15, andererseits teils ■jbei die Leitung 68 in die Schrägbohrung 67 und teils über die Leitung 27 in den Druckraum 86 am Steuerschieber 30. Daraus ist zu ersehen, daß die Anfangsverstellung der Pumpe mechanisch erfolgt.

Durch das Verschieben des Steuerschiebers 32 gibt der Bund 70 die Ouerbohrung 62 frei. Druckmittel kann daraufhin über die Schrägbohrung 67, die Ringnut 66, die Querböhrung 64, die Ringnut 72 und die Querbohrung 62 in die Längsbohrung 63 und zum Di ucKraum 77 fließen. Wohl herrscht nun in der Bohrung 15' am Stellkolben 15 derselbe Druck wie im Druckraum 77 und damit am Stellkoiben 14. Da jedoch dessen Fläche wesentlich größer ist als die des Stellkolbens 15, wird das Verstellglied 13 aus seiner Nullstellung nach rechts verschoben, so daß die Pumpe nun in verstärktem MaD

Druckmittel zu fördern beginnt. Die Feder 36 führt den Führungsbolzen 34 dieser Bewegung nach. Durch das Nachfolgen des Führungsbolzens 34 wird die Querbohrung 62 wieder durch den Bund 70 am Führungsbolzen verschlossen, und das Verstellglied 13 bleibt nun in dieser Lage stehen.

Wird der Steuerhebel 54 nunmehr nach links verschwenkt, so dreht sich das Ritzel entgegen dem Uhrzeigersinn und verschiebt den Steuerschieber 32 nach links. Dadurch kann Druckmittel aus dem Druckraum 77 über die Längsbohrung 33, die Querbohrung 62. die Ringnut 71. die Querbohrung 58 und die Bohrung 60 zum Behälter 61 abströmen. Damit baut sich der Druck im Druckraum 77 ab, während er in der Bohrung 15' erhalten bleibt. Nunmehr kann der Stellkolben 15 das Verstellglied 13 der Pumpe in der entgegengesetzten Richtung wie zuvor, d. h. in Richtung auf seine Neutralstellung hin, verstellen. Durch das Nachfolgen des Führungsbolzens 34 verschließt der

Verstellglied 13 in seiner Lage verharrt. Wird der Steuerhebel 54 aus einer Neutralstellung entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, so ändert sich die Förderrichtung der Pumpe 20. Die Vorgänge sind dabei sinngemäß wie oben beschrieben. »

Befindet sich die Pumpe in Null-Stellung und damit der Steuerschieber 32 in Neutralstellung, so liegt seine Schulter 47 an der Scheibe 43 des Bolzens 44 an. Der Druck im Druckraum 77 pflanzt sich über die Schrägbohrung 78, die Leitung 79, die Ringnut 84 am Steuerschieber 30, die Leitung 81 und die Bohrung 80 auch in die Druckkammer 76 fort. Dadurch herrscht in dieser immer dann derselbe Druck wie im Druckraum 77. wenn sich der Steuerschieber 30 in seiner linken Endstellung befindet. Das ist üblicherweise der Fall.

Übersteigt nun der Druck in der Leitung 18 einen durch die Feder 89 festgelegten Höchstwert, so wird der Steuerschieber 30 durch den im Druckraum 86 herrschenden Druck entgegen der Kraft der Feder 89 verschoben. Er trennt damit die Verbindung von der Bohrung 92 zur Bohrung 93 und stellt Verbindung her von der Bohrung 92 zur Leitung 19. Damit kann Druckmittel aus der Druckkammer 76 über die Leitung 81 zur Niederdruckleitung 19 abströmen. Der Steuerschieber 32 wird nun durch den im Druckraum 77 herrschenden Druck nach links verschoben, so daß — wie oben beschrieben — Druckmittel aus der Druckkammer 77 zum Behälter 61 abfließen kann. Dadurch schiebt der Stellkolben 15 das Verstellglied 13 in Richtung seiner Null-Stellung, so daß die Pumpe weniger Druckmittel fördert. Dadurch sinkt auch der Druck im Hydraulikkreis.

Das Verschieben des Steuerschiebers 32 ist möglich durch die Verwendung eines nachgiebigen Gestänges 53. Der Steuerhebel kann durch diese Einrichtung in seiner Stellung gehalten werden und trotzdem kann sich der Hebel 52 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegen. Wird der Steuerhebel nun losgelassen, so verschwenkt er sich zu seiner Mittenstellung hin. Selbstverständlich erfolgt dieser Vorgang auch bei einem starren Gestänge, wenn der Steuerhebel losgelassen wird, sobald der Bedienende eine entsprechende Reaktion verspürt.

Ist der Druck im Hydraulikkreis wieder auf einen entsprechenden Wert gesunken, so schiebt die Feder 89 den Steuerkolben 30 wieder in seine linke Endslellung, wodurch die beiden Druckräume 76 und 77 wieder vprhiinrlpn wprHpn Πΐρ Fnlppvpr^tpllpinrirhtimti arhpi-

tet dann wieder wie oben beschrieben.

Verschiebt man durch Schwenken des Hebels 54 den Steuerschieber 32 aus der Neutralstellung nach links, so fördert die Pumpe 10 in die Leitung 19, die Leitung 18 wird Niederdruckleitung, und der Ventilkörper 25 legt sich auf den Ventilsitz 23. Druckmittel kann nun aus der Leitung 19 über das Wechselventil 21 wieder in die Leitung 27 strömen. Die Vorgänge bei der Folgeverstellung sk'.H dann wieder dieselben wie oben beschrieben.

Überschreitet der Förderdruck nun den dur:h die Feder 89 festgelegten Höchstwert, so wird der Steuerschieber 30 auch wieder nach rechts verschoben und verbindet nun aber die Hochdruckleitung 19 mit der Leitung 81. Dadurch wird der Druck in der Druckkammer 76 größer als im Druckraum 77, wodurch der Steuerschieber 32 nach rechts verschoben wird. Druckmittel strömt nun zur Druckkammer 77 über das Wechselventil 23, die Leitung 68 und die Bohrungen 67, 64,33,62,63. Dadurch wird das Stellglied 13 nach rechts und die Pumpe auf geringere Fördermenge eingestellt.

Bei einem im geschlossenen Kreislauf arbeitenden Getriebe — so wie in F i g. 1 dargestellt — kann es vorkommen, daß der Hydromotor 17 als Pumpe arbeitet, die Pumpe 10 als Motor. Auch in diesem Fall ist die Druckbegrenzung wirksam, nur wird bei Überschreiten des Grenzdruckes das Schluckvolumen der Pumpe 10 — so wie es sein soll — vergrößert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

23 37 48!

1 2

Patentanspruch· Schiebers gleitend geführt und von einer Feder belastet,

^K ' welche sich an einem Hohlkolben abstützt. Dieser steht

Folgesteuereinrichtung for eine verstellbare Pum- mit einem Mechanismus in Verbindung, welcher die

pe, mit einem von einem Steuerhebel betätigbaren Stellung des hubverändernden Glieds sowohl auf das

Steuerschieber (32), der je nach Einstellung einen 5 Ventilteil wie auch den Rohrschieber 80 überträgt.

Druckraum (77) in der Folgesteuereinrichtung mit Letzterer ist in einer Gehäusebohrung geführt. Auf

der Hochdruckseite der Pumpe oder einem Behälter diese Weise bringt die aus der Einstellung des

verbindet und der Druck im Druckraum auf einen hubverändernden Glieds sich ergebende Folgebewe-

das Verstellglied (13) der Pumpe einstellenden gung die Ventileinrichtung ins Gleichgewicb*, sobald

Stellkolben (14) einwirkt und dieses bei Verbindung i" das Glied eine Lage erreicht hat, die der neuen

mit der Hochdruckseite entgegen einer Gegenkraft Einstellung des Ventilteils entspricht Diese Folgesteue-

in Richtung größeres Hubvolumen ausstellt, sowie reinrichtung besitzt keine Entlastungseinrichtung, sie ist

mit einem Druckbegrenzungsventil (29,30), das stets auch kompliziert, da der Übertragungsmechanismus

von der Hochdruckseite der Pumpe beaufschlagt ist vom huberzeugenden Glied zum Ventilteil aufwendig ist

und das bei Oberschreiten eines durch Federkraft '> und einen relativ großen Raum benötigt (DE-AS

festgelegten Druckes öffnet, worauf der Druckraum 11 50 852).

ebenfalls zum Behälter verbunden wird, so daß die Bekannt sind ferner Druckregeleinrichtungen, bei

Gegenkraft die Pumpe auf kleineres Hubvolumen denen das von zwei synchron zur verstellbaren Pumpe

einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der angetriebene Hilfspumpen Druckmittel zu einem

Steuerschieber (32) auf einem stets der Bewegung 20 Druckregelventil fördern, wobei das von der einen

des Stellkoibens (14) folgenden Führungsbolzen (34) Hilfspumpe geförderte Druckmittel angedrosselt wird

gleitend verschiebbar geführt ist, daß bei geschtosse- und der Druck vor der Drossel auf einen Steuerschieber

nem Druckbegrenzungsventil der Druckraum (77) im Druckregelventil einwirkt, der entgegen diesem

mit einer Druckkammer (76) verbunden ist, die an Druck von einer Regelfeder belastet ist. Je nach

der dem Druckraum gegenüberliegenden Stirnseite 25 Belastung der Antriebsmaschine und des daraus

des Steuerschiebers liegt und daß dieser Druckkam- resultierenden Drehmoments bzw. Druckes wird der

mer bei geöffnetem Druckbegrenzungsventil mit der Steuerschieber entsprechend eingestellt, worauf das

Niederdruckseite des von der Pumpe gespeisten Druckmittel der zweiten Hilfspumpe die Verstellpumpe

Hydraulikkreises verbunden ist und der Steuerschie- entsprechend einstellt. Hier handelt es sich nicht um

ber nunmehr durch den im Druckraum herrschenden ^M eine Folgeverstelleinrichtung, sondern lediglich um eine

Druck verstellt wird. Druckregeleinricirtung(US-PS 36 72 166).

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Folgesteuer-

einrichtung für eine verstellbare Pumpe mit einer diese

vor Überlastung schützenden Druckbegrenzungsein-³⁵ richtung zu schaffen, wobei beim Ansprechen der

Die Erfindung bezieht sich auf eine Folgeversiellein- Druckbegrenzungseinrichtung die Folgesteuereinrichrichtung für eine verstellbare Pumpe nach dem tung der Druckbegrenzungseinrichtung nicht entgegenOberbegriff des Patentanspruchs. Bei einer derartigen wirkt.

bekannten Einrichtung wird das huberzeugende Glied Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im

der Pumpe mit Hilfe eines Differentialkolbens einge- 40 Kennzeichenteil des Anspruchs 1 genannten Mittel

stellt, in dessen Längsbohrung ein vom Steuerhebel gelöst.

betätigbarer Steuerschieber verschiebbar gleitend an- Das hat den Vorteil, daß dann, wenn das Druckbegeordnet ist. Der Druckraum an der RingkolbenfläcLe grenzungsventil öffnet, folgerichtig auch ein Zurückstelist stets von der Hochdruckseite der Pumpe her len der Pumpe auf kleinere Fördermenge erfolgt. Da beaufschlagt, während der Druck im Druckraum an der 45 hierfür keine diesen Vorgang ermöglichenden Drosseln großen Kolbenfläche steuerbar ist mit Hilfe eines notwendig sind, besteht auch nicht die Gefahr des Steuerschiebers, der den Druckraum über einen Kanal Verstopfens, so daß die Einrichtung stets problemlos im Differentialkolben entweder mit der Hochdruck- arbeitet.

oder der Niederdruckseite der Pumpe verbindet. In Ein Ausführungr.beispiel der Erfindung ist in der diesem Kanal ist eine Drossel angeordnet. Wenn das so Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in Druckbegrenzungsventil anspricht, wird der gesteuerte Fi g. I eine Folgesteuereinrichtung mit Druckbegren-Druckraum entlastet. Wenn die Drossel nicht vornan- zungseinrichtung im Schnitt dargestellt; den wäre, würde Druckmittel ungedrosselt aus dem Fig. 2 in vereinfachter Darstellung Teile der Pumpe, ungestetierten Druckraum über den Kanal zum In den Fig. I und 2 ist mit 10 eine verstellbare Pumpe gesteuerten Druckraum strömen. Da die Kolbenfläche 55 bezeichnet. Sie besitzt einen Rotor 11, in dessen hier wesentlich größer ist und in beiden Druckräumen zylindrischen Bohrungen Kolben 12 dicht gleitend derselbe Druck herrschte, würde die Pumpe sinnwidrig angeordnet sind, deren aus dem Rotor herausragenden auf größeres anstatt kleineres Hubvolumen eingestellt. Enden am Innenumfang eines Verstellglieds 13 gleiten. Die Drossel verhindert dies und sorgt dafür, daß im Durch Verschieben dieses Vei Stellglieds werden der ungesteuerten Druckraum stets der höhere Druck 6O Hub der Kolben und damit die Fördermenge der Pumpe herrscht, so daß die Pumpe richtig eingestellt wird Die verändert, und zwar von + V_m„ über Null nach - V_m„. Anordnung der Drossel im Kanal des Differentialkol- Dies geschieht mit Hilfe von zwei Stellkolben 14,15. die bens hat jedoch den Nachteil, daß dann, wenn sie in Bohrungen 14', 15' eines Reglergehäuses 16 dicht verstopft wird, keine Entlastung der Pumpe mehr gleitend angeordnet sind und an einander diametral möglich ist(DE-OS 19 17 488). 65 gegenüberliegenden Stellen am Verstellglied 13 anließe i einer anderen bekannten Folgesteuereinrichtung gen. Die Pumpe 10 fördert Druckmittel zu einem ist das über einen Steuerhebel und eine Steuerstange Hydromotor 17. Zu diesem Zweck ist sie über Leitungen Il betätigte Ventilteil in der Längsbohrung eines Rohr- 18 und 19 im geschlossenen Kreis mit diesem verbunden. ||