DE3034115C2

DE3034115C2 - Leistungsregler

Info

Publication number: DE3034115C2
Application number: DE3034115A
Authority: DE
Inventors: Jörg 8770 Lohr Dantlgraber
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1980-09-11
Filing date: 1980-09-11
Publication date: 1987-05-07
Also published as: US4443159A; JPS5752693A; DE3034115A1; IT1209811B; IT8069018A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Leistungsregler entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Leistungsregler der vorgenannten Art stützt sich die Reglerfeder an einem Arm eines Doppelhebels ab, an dessen anderem Arm sich der achsparallel angeordnete Regelventilkolben abstützt, der zum Öffnen und Schließen des Regelventiles nur einen geringen Weg zurücklegt. Der Doppelhebel stützt sich in seiner Mitte an einer Stellschraube ab, wodurch die Vorspannung der Reglerfeder geändert werden kann. Durch diese Änderung wird ausgehend von der Hyperbel P 1 nach Fig. 3 diese um den Betrag Qa verschoben, wodurch die Hyperbel P 2 a entsteht.

Ein anderer bekannter Leistungsregler soll die Verstellpumpe an verschiedene Betriebsbedingungen anpassen, wozu verschiedene, jeweils für sich einstellbare Federsysteme vorgesehen sind, welche die Verstelleinrichtung der Pumpe jeweils längs eines Teiles eines Kurvenzuges beeinflussen. Jeder Teilbereich muß einzeln eingestellt werden um die erwünschte Kennlinie (Verschiebung der Regelkennlinie P 1 nach P 2 b gemäß Fig. 3) zu erhalten, was verhältnismäßig aufwendig ist (DE-OS 17 03 957).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem an erster Stelle genannten Stand der Technik eine Vereinfachung der Einstellung des Leistungsreglers zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst. Mit Hilfe der Erfindung läßt sich in Fig. 3 gesehen die Kurve P 2 a zusätzlich in Richtung der Pfeile Pa in die durch die Kurve P 2 b dargestellte Lage verschieben. Zur Verschiebung der Kurve sind insgesamt nur zwei Stellschrauben erforderlich. Die mittels Änderung der Einstellung der Stellschrauben verschiebbare Hyperbel ergibt in ihrer geänderten Lage eine gute Annäherung an die gewünschte hyperbolische Kennlinie der Pumpe, bei der das Produkt aus Förderstrom und Druck eine höhere oder niedere Leistung als vorher ergibt. Die Leistung der Pumpe als Produkt aus Förderstrom und jeweils zugeordnetem Druck kann also in weiten Grenzen nach Belieben eingestellt werden.

Die Merkmale der Unteransprüche betreffen eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung.
In der Zeichnung ist ein Leistungsregler für eine in ihrem Förderstrom verstellbare Flügelzellenpumpe als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in größerer und vereinfachter Darstellung,
Fig. 3 ein Förderstrom (Q)- und Druck (P)-Diagramm.
Der Leistungsregler hat ein Reglergehäuse 1 und einen darauf aufsetzbaren Reglerdeckel 2. In dem Reglergehäuse 1 ist ein Regelventilkolben 3 axial verschiebbar gelagert, der in Fig. 2 vergrößert dargestellt ist. Der Regelventilkolben 3, nachstehend auch Reglerkolben genannt, hat drei Kolbenabschnitte 4, 6, 7 großen Durchmessers und zwei Zwischenabschnitte 9 und 10 kleineren Durchmessers sowie einen Endkolbenabschnitt 7 a, als einen mit einer Schulter des Reglergehäuses 1 zusammenwirkenden Anschlagkörper. An der Stirnseite des Kolbenabschnittes 7 a beginnt eine Sackbohrung 11 mit radialer Auslaßöffnung 13 in dem Zwischenabschnitt 9. Im Bereich des Kolbenabschnittes 7 a ist die Sackbohrung 11 mit einer schematisch dargestellten Drosselstelle 14 versehen. In dem den Reglerkolben 3 aufnehmenden Bereich 15 des Reglergehäuses 1 ist eine Bohrung 16 eingebracht, welche eine Steuerkante bildet.
Der von dem Zwischenabschnitt 10 begrenzte Bereich ist über eine Radialbohrung 20 mit einer Leitung 21 verbunden. Die Bohrung 16 ist mit einer Leitung 23 und die Stirnseite des Kolbenabschnittes 7 ist über eine Bohrung 24 mit einer Leitung 25 verbunden.
Der Reglerkolben 3 hat auf der Stirnseite des Kolbenabschnittes 4 einen Zapfen 26, der über ein Gelenkstück 27 an einer Seite eines Endes eines Armes eines doppelarmigen Hebels 28 ansteht. Auf der andern Seite dieses Endes steht ein Zapfen eines Federtellers 29 an, zwischen dem und einem koaxial angeordneten Federteller 30 eine als Schraubenfeder ausgebildete Reglerfeder 31 eingespannt ist. Der Federteller 30 ist in Achsrichtung der Feder 31 im Reglerdeckel 2 axial verschiebbar gelagert. Koaxial zur Achse der Feder 31 ist in den Reglerdeckel 2 eine Stellschraube 32 eingeschraubt, mit welcher der Federteller 30 nach Belieben einstellbar ist. Die jeweilige Lage der Stellschraube 32 kann durch eine Kontermutter gesichert werden.
Der doppelarmige Hebel 28 hat in seiner Mitte einen beidseitig überstehenden Lagerbolzen 33. Der Hebel 28 ist mittels vier in dem Reglergehäuse befestigten und in einem Rechteck angeordneten Führungsstiften 34 geführt, die sowohl an dem Hebel 28 als auch an dem Lagerbolzen 33 anstehen und eine achsparallele Verschiebung zum Reglerbolzen 3 und zur koaxialen Feder 31 ermöglichen. Am freien Ende der Führungsstifte 34 ist jeweils ein Federring als Anschlag für den Hebel 28 und/oder den Lagerbolzen 33 angeordnet.
Auf der vom Reglergehäuse 1 abgewandten Seite des Lagerbolzens 33 hat dieser eine dem Reglerdeckel 2 zugewandte Wölbung. An dieser Wölbung steht die Stirnseite einer Stellschraube 35 an, deren Lage im Reglerdeckel 2 mittels einer Kontermutter 36 gesichert werden kann. Der Spalt zwischen der Stellschraube 35 und dem Reglerdeckel 2 ist durch einen Dichtring abgedichtet.
Auf den vom Reglerkolben 3 abgewandten Arm des doppelarmigen Hebels 28 wirkt ein Federteller 37, zwischen dem und einem koaxial angeordneten Federteller 38 ein Federpaket 39 eingespannt ist, das aus drei Schraubenfedern besteht. Auf der vom Federteller 37 abgewandten Seite des Federtellers 38 ist eine Tellerfeder 40 angeordnet, die über einen Federteller 41 mit einem Übertragungsstift 42 verbunden ist, der das Reglergehäuse 1 durchsetzt und nach außen herausgeführt ist. Das Federpaket 39 und die Tellerfeder 40 haben zusammen eine hyperbelartige Kennlinie und wirken auf den Reglerkolben 3 in gleicher Richtung wie die Feder 31. Der Hebel 28 und die Stellschraube 35 bilden eine Einrichtung zum Verändern der Vorspannung der Reglerfeder 39, 40.
Eine Verstellpumpe nach Art einer Flügelzellenpumpe 43 hat einen als Stellglied dienenden Stellring 44, auf den auf der einen Seite ein großer Verstellkolben 45 und auf der andern Seite ein kleiner Verstellkolben 46 wirken. Der Übertragungsstift 42 steht auf der vom Stellring 44 abgewandten Seite an dem großen Verstellkolben 45 an. Dieser ist auf seiner vom Stellring 44 abgewandten Seite mit dem Steuerdruck in der Leitung 23 sowie von der geringen Kraft einer Stellfeder 8 beaufschlagt. Der kleine Verstellkolben 46 ist auf seiner vom Stellring 44 abgewandten Seite über eine Leitung 47 mit der Druckseite der Flügelzellenpumpe 43 und damit auf seiner vom Stellring 44 abgewandten Seite mit dem jeweiligen Förderdruck beaufschlagt. Die Leitung 25 ist ebenfalls an die Druckseite der Flügelzellenpumpe 43 angeschlossen. Die Leitung 47 ist mit einem als einstellbare Drosselstelle dargestellten Verbraucher 48 verbunden, dessen von der Flügelzellenpumpe 43 abgewandte Seite an einen Vorratsbehälter 49 angeschlossen ist. An den Vorratsbehälter 49 ist auch die Leitung 21 angeschlossen. Zur Sicherung des im Reglergehäuse 1 verschiebbaren Reglerkolbens 3 ist ein in die Bohrung 24 eingesetzter ringförmiger Anschlagkörper 50 vorgesehen.
In dem Diagramm nach Fig. 3 ist auf der Abszissenachse der Druck P und auf der dazugehörigen Ordinate der Förderstrom Q aufgetragen. Bei der verstellbaren Flügelzellenpumpe 43 ist über den gesamten Druck und den gesamten Förderstrom das Produkt aus Druck und Förderstrom, nämlich die Leistung, konstant und bildet die Hyperbel P 1. P 2 ist eine Hyperbel aus Druck und Förderstrom mit einer anderen, größeren Leistung. Die Kurve P 2 a ist eine Verschiebung der Kurve P 1 um den Förderstrom Qa und die Kurve P 2 b ist eine Verschiebung der Kurve P 2 a um den Druck Pa. Die Kurve P 2 b ist der theoretischen Kurve P 2 stark angenähert.
In der in Fig. 2 dargestellten Lage des Reglerkolbens 3 ist die Verbindung der Steuerräume 15, 16 zum Vorratsbehälter 49 unterbrochen. Dadurch sind die beiden Verstellkolben 45 und 46 vom Förderdruck der Flügelzellenpumpe 43 beaufschlagt. Die vom großen Verstellkolben 45 auf den Stellring 44 ausgeübte Kraft ist größer als die vom kleinen Verstellkolben 46 darauf ausgeübte Kraft. Der Stellring 44 wird damit in Richtung maximaler Fördermenge der Flügelzellenpumpe 43 verschoben. Wird durch den Pumpendruck der Reglerkolben 3 entgegen der Wirkung der Federn 31, 39 verschoben, so hebt die Steuerkante 18 von der Steuerkante 19 ab und verbindet damit die Auslaßöffnung 13 mit der an den Vorratsbehälter 49 angeschlossenen Leitung 21. Dadurch nimmt der Steuerdruck in dem vom Zwischenabschnitt 9 begrenzten Steuerraum 15 ab und damit auch der Steuerdruck auf der vom Stellring 44 abgewandten Seite des großen Verstellkolbens 45.
Sobald der den großen Verstellkolben 45 beaufschlagende Druck so weit gesunken ist, daß die vom großen Verstellkolben 45 auf den Stellring 44 ausgeübte Kraft kleiner als die vom kleinen Verstellkolben 46 darauf ausgeübte Kraft ist, wird der Stellring 44 in Richtung kleiner werdendem Förderstrom verschoben bis der Pumpendruck wieder der vom Federpaket 39 und von der Tellerfeder 40 sowie der Feder 31 ausgeübten Kraft entspricht.
Soll die Flügelzellenpumpe 43 auf eine andere Leistung (Konstante des Produktes aus dem Pumpendruck (P) und dem Förderstrom (Q)) eingestellt werden, so wird dies durch die Verstellung der Stellschrauben 35 und 32 erreicht. Bei einer Verstellung der Stellschraube 35 in Richtung des Reglergehäuses 1 wird die Kurve P 1 um den Betrag Qa in Richtung der Achse des Förderstroms Q verstellt und bildet die Kurve P 2 a. Durch Verstellen der Stellschraube 32 in Richtung des Reglergehäuses 1 wird durch stärkeres Spannen der zusätzlichen Reglerfeder 31 die Kurve P 2 a parallel zur Richtung der Achse des Pumpendruckes P um den Betrag Pa verstellt und bildet die Kurve P 2 b, die der Hyperbel P 2 angenähert ist.
Beim Verstellen der Stellschraube 35 in Richtung des Reglergehäuses 1 treffen die Steuerkanten 18, 19 zusammen und schließen die Verbindung zwischen der Auslaßöffnung 13 und der Leitung 21, wodurch der Druck am großen Verstellkolben 45 ansteigt und die Flügelzellenpumpe 43 in Richtung größerer Förderstrom verstellt wird. Durch das Verstellen des großen Verstellkolbens 45 werden das Federpaket 39 und die Tellerfeder 40 so lange entspannt, bis der Reglerkolben 3 wieder seine Ausgangslage eingenommen hat, in welcher die Auslaßöffnung 13 mit der Leitung 21 verbunden ist. Wird also die Lage der Stellschraube 35 geändert, entspricht der vom Federpaket 39 und der Tellerfeder 40 auf den großen Verstellkolben 45 ausgeübten Kraft nach wie vor der gleiche Druck bei größerem Förderstrom. Beim Verschieben der Kennlinie P 1 zur Kennlinie P 2 a bleibt die Neigung beider Kennlinien gleich. Es ändert sich nur die Leistung der Pumpe.
Durch Erhöhen der Vorspannung der Feder 31 wird bei unbeeinflußtem Federpaket 39 und unbeeinflußter Tellerfeder 40 ein Gleichgewicht am Reglerkolben 3 erreicht, wenn der Förderdruck der Flügelzellenpumpe 43 erhöht wird. Eine solche Änderung der von der Feder 31 auf den Reglerkolben 3 ausgeübten Kraft entspricht einer Verschiebung der Kurve P 2 a zur Kurve P 2 b, welche der idealen Leistungshyperbel P 2 stark angenähert ist.
Der Förderstrom wird in l/min und der Druck in bar gemessen.

Claims

1. Leistungsregler für eine ein Stellglied (44) aufweisende Verstellpumpe (43) mit einer auf das Stellglied wirkenden, eine unveränderliche, progressive Kennlinie aufweisenden Reglerfeder (39, 40), mit einem vom jeweiligen Pumpendruck beaufschlagbaren Regelventilkolben (3) und mit einer Einrichtung (28, 35) zur Veränderung der Vorspannung der Reglerfeder (39, 40), dadurch gekennzeichnet, daß der Regelventilkolben (3) unter der Kraft einer zusätzlichen, ortsfest abgestützten Reglerfeder (31) steht, deren Vorspannung mittels einer Stellschraube (32) einstellbar ist.

2. Leistungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28, 35) zur Veränderung der Vorspannung der Reglerfeder (39, 40) einen gehäusefest gelagerten Hebel (28) aufweist, an dem die die progressive Kennlinie aufweisende Reglerfeder (39, 40) und der Regelventilkolben (3) mit der zusätzlichen Reglerfeder (31) angreifen.

3. Leistungsregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (28) zwischen dem Reglerkolben (3) und der koaxial dazu angeordneten zusätzlichen Reglerfeder (31) angeordnet ist.