DE3922829A1 - Regelventil fuer eine hydraulisch verstellbare regelpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelventil für eine hydraulisch verstellbare Regelpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Beim Stand der Technik nach der DE-PS 25 16 765 wirkt eine konstante Drosselstelle, die am Eingang einer Sackbohrung des Regelkolbens vor­ gesehen ist, mit einer veränderlichen Drosselstelle zur Bildung des Steuerdruckes zur Veränderung der Pumpenfördermenge zusammen. Die veränderliche Drosselstelle wird von der Steuerkante eines Regelkolbenabschnittes des Regelkolbens im Zusammenwirken mit einer im Gehäuse angeordneten Steuerkante gebildet, wobei letztere einen mit dem Tank in Verbindung stehenden Gehäuseraum begrenzt. Über eine Steuerkante eines zweiten Regelkolbenabschnittes wird zwischen der festen Drossel und dem Steuerraum der Pumpe eine ungeregelte Ver­ bindung hergestellt, wenn sich der Fördermengenbedarf für die Ver­ braucher schlagartig erhöht und damit die Pumpe auf größere Förder­ menge verstellt werden muß. Die Verstellgeschwindigkeit der Pumpe wird hierbei durch den freien Querschnitt der Festdrossel nach oben begrenzt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Regelventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 dahingehend zu verbessern, daß eine Verstellung der Pumpe auf größere Fördermenge unabhängig von der Größe der Festdrossel erfolgt, so daß eine besonders schnelle Verstellung der Pumpe gewährleistet ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll die Verstellung auch in Richtung kleinerer Förder­ menge verbessert werden.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.

Die Zeichnung veranschaulicht den schematischen Aufbau einer verstellbaren Flügelzellenpumpe mit einem erfindungsgemäß weitergebildeten Regelventil.

In der einzigen Figur ist mit 1 die Flügelzellenpumpe bezeichnet, deren verstellbarer Laufring 2 in Richtung größer werdender Fördermenge von einem hydraulisch beaufschlagbaren Verstellkolben 4 und in Richtung kleinerer Fördermenge von einem hydraulischen Verstellkolben 3, dessen wirksame druckbeaufschlagte Fläche 5 kleiner ist als die druckbeauf­ schlagte Fläche 6 des gegenüberliegenden Verstellkolbens 4, belastet ist. Der Verstellkolben 4 wird zusätzlich von einer Aufregelfeder 7 in Richtung des Laufringes 2 belastet. Der Steuerraum 8 für den Verstell­ kolben 3 ist über eine Leitung 9 unmittelbar mit der Druckleitung 10 der Flügelzellenpumpe verbunden. Der Steuerraum 11 für den Verstellkolben 4 steht über eine Leitung 12 mit dem Regelventil 13 in Wirkverbindung. Der Regelkolben 14 des Regelventils ist in die Regelkolbenabschnitte 15, 16, 17 und 18 mit dazwischen liegenden Kolbenhälsen 19, 20 und 21 unterteilt. Der Regelkolbenabschnitt 17 weist eine Steuerkante 22 auf, die mit einer entsprechenden Steuerkante 23, die von der Führungsbohrung 24 für den Steuerkolben 14 sowie von der einen Seitenwand der Bohrung 25 im Regelventilgehäuse G gebildet ist. In den Raum 26, der von dem Kolbenhals 21 geringeren Querschnitts in Verbindung mit den beiden Regelkolbenabschnitten 17 und 18 begrenzt ist, mündet ein mit dem Tank T in Verbindung stehenden Kanal 27. Der Steuerkolben 14 weist eine axiale Sackbohrung 28 auf, die mit einer eine Festdrossel bildenden Drosselbohrung 31 in Verbindung steht, die den vom Kolbenhals 20 sowie von den Regelkolbenabschnitten 16, 17 begrenzten Raum 32 mit dem Steuerraum 29 des Regelventils verbindet, der seinerseits über einen Leitungsabschnitt 33 unmittelbar mit der Druckleitung 10 der Flügelzellenpumpe verbunden ist. Die Steuerkanten 34, 35 des Regel­ kolbenabschnittes 16 wirken mit den Steuerkanten 36, 37 zusammen, die von der Führungsbohrung 24 und den seitlichen Begrenzungswänden der Bohrung 38 gebildet sind. In der gezeigten Lage des Steuerkolbens 14 in der die Steuerkante 22 des Regelkolbenab­ schnittes 17 genau mit der Steuerkante 23 abschließt, überdecken die Steuerkanten 34, 35 des Regelkolbenabschnitts 16 die Steuerkanten 36, 37 um einen Betrag c, um den sich der Regelkolben 14 zunächst ver­ schieben muß, damit der von der Bohrung 38 gebildete Raum, in den die mit dem Steuerraum 11 des Verstell­ kolbens 4 verbundene Leitung 12 mündet, mit dem Kolbenraum 32 oder 39, die von dem Kolbenhals 20 bzw. 19 begrenzt sind, zu verbinden ist. Der von dem Kolbenhals 19 begrenzte Kolbenraum 39 steht über eine Querbohrung 40 ebenfalls mit der Sackbohrung 28 und damit mit dem Steuerraum 29 in Verbindung. Der Regelkolbenabschnitt 16 weist eine Drosselnut 41 auf, die in der gezeigten Ausgangsstellung des Steuerkolbens 14 den Kolbenraum 32 und die Gehäusebohrung 38 und über die Bohrungen 31, 28 sowie über die Leitung 12 den Steuerraum 11 des Verstellkolbens 4 mit dem Steuerraum 29 verbindet und damit mit der Druckleitung 10 der Flügelzellenpumpe. In dieser Ausgangslage des Regelkolbens 14 werden somit beide Verstellkolben 3, 4 vom Pumpendruck beaufschlagt. Infolge der größeren druckwirksamen Fläche 6 des Steuerkolbens 4 gegenüber der druckwirksamen Fläche 5 des Ver­ stellkolbens 3 sowie zusätzlich durch die Aufregelfeder 7 wird in der Ausgangslage des Regelkolbens 14 der Laufring 2 in Richtung maximaler Fördermenge der Flügelzellenpumpe verschoben. Steigt der Pumpendruck soweit an, daß von diesem der Regelkolben 14 gegen die Kraft der im mit dem Tank T in Verbindung stehenden Federraum 43 angeordnete einstellbare Steuerfeder 44 verschoben wird, öffnet die Steuerkante 22 und verbindet damit den Kolbenraum 32 über den Kolben­ raum 26 sowie über die Leitung 27 mit dem Tank T. Die Folge davon ist eine Abnahme des Steuerdruckes im Kolbenraum 32 und damit auch eine Abnahme des Steuerdruckes im Steuerraum 11 des Verstellkolbens, nachdem über die Drosselbohrung 31 nur eine begrenzte Steuerflüssig­ keitsmenge in den Kolbenraum 32 nachströmen kann. Sobald der Steuer­ druck im Steuerraum 11 des Regelkolbens soweit abgesunken ist, daß die von diesem auf den Verstellkolben 4 bewirkte Kraft in Verbindung mit der Kraft der Aufregelfeder 7 kleiner ist als die in Gegenrichtung vom Pumpendruck auf den Verstellkolben 3 bewirkte Kraft, verschiebt der Verstellkolben 3 den Laufring in Richtung des Verstellkolbens 4 und damit in Richtung kleiner werdender Fördermenge, und zwar so weit, bis der Pumpendruck wieder den dem an der Steuerfeder 44 eingestellten Wert entspricht. Ändert der beispielsweise von einem Stromregler gebildete Verbraucher 45 seinen Wert schlagartig, z.B., durch Erhöhen der Arbeitsflüssigkeitsmenge, so daß der Druck in der Druckleitung 10 sich um einen entsprechenden Betrag vermindert, wird durch die Kraft der Regelfeder 44 der Regelkolben 14 in Richtung des Steuerraumes 29 verschoben, und zwar um einen solchen Betrag, daß die Steuerkante 35 öffnet und den Kolbenraum 39 mit der Bohrung 38 verbindet, während die Steuerkante 22 die Verbindung zum Tank T unterbricht. Damit steht der Steuerraum 11 unmittelbar mit der Druckseite der Flügelzellenpumpe in Verbindung, so daß beide Verstellkolben 3, 4 vom Pumpendruck beaufschlagt sind. Dadurch über­ wiegt die vom Verstellkolben 4 auf den Laufring 2 wirkende Kraft, so daß dieser in Richtung maximaler Fördermenge der Verstellpumpe 1 verschoben wird und der Pumpendruck wieder ansteigt. Nunmehr wird die unmittelbare Verbindung des Steuerraumes 11 des Verstellkolbens 4 zur Druckseite 10 der Verstellpumpe durch Verschieben des Regel­ kolbens 14 gegen die Regelfeder 44 und Schließen der Steuerkante 35 wieder unterbrochen und eine weitere Verbindung des Steuerraumes 11 des Verstellkolbens 4 mit der Druckseite der Flügelzellenpumpe lediglich über die als Dämpfungsdrossel wirkende Nut 41 aufrechterhalten. Vermindert der Verbraucher 45 ruckartig den Verbrauch an Arbeits­ flüssigkeit, steigt der Pumpendruck ruckartig an, so daß der Regel­ kolben 14 entgegen der Kraft der Regelfeder 44 um einen entsprechend großen Betrag verschoben wird. Hierbei öffnet die Steuerkante 34 unter Umgehung der Nut 41 die Verbindung des Steuerraumes 11 mit dem Kolbenraum 32, der seinerseits durch das gleichzeitige Öffnen der Steuerkante 22 mit dem Tank T verbunden ist. Gleichzeitig verbindet die im Steuerraum 29 liegende Steuerkante 18a über die durch die Bohrung 30 gebildete Steuerkante 30a den Steuerraum 29 unmittelbar zum Tank. Dadurch ergibt sich eine besonders schnelle Druckentlastung im Steuerraum 11. Der Laufring 2 wird nunmehr von dem vom Pumpendruck beaufschlagten Verstellkolben 3 in Richtung minimaler Fördermenge der Verstellpumpe 1 verschoben, wobei mit abnehmender Fördermenge sich der Pumpendruck wieder verringert, so daß der Regelkolben 14 wieder in Richtung des Steuerraumes 29 infolge der Kraft der Regel­ feder 44 verschoben wird.

Sobald die Steuerkante 18a die Steuerkante 30a überfährt und damit die unmittelbare Verbindung der Pumpendruckseite 10, 33, 29 unterbrochen ist und die Steuerkante 34 die Verbindung des Kolben­ raumes 32 mit dem Steuerraum 11 unterbricht, bleibt lediglich die Verbindung über die Nut 41 als drosselnde Verbindungsstelle zwischen beiden Räumen erhalten, wodurch eine dämpfende Wirkung in bezug auf eine weitere Verstellung des Verstellkolbens 4 auftritt. Durch diese eine Dämpfung der Verstellbewegung des Verstellkolbens 4 bewirkende Nut 41 wird gleichzeitig ein Überschwingen des Regel­ kolbens 14 und damit eine wiederholte Verbindung des Steuerraumes 11 unmittelbar mit der Druckseite der Pumpe bzw. dem Tank wirkungsvoll unterbunden, bei gleichzeitiger Erhaltung einer hohen Ansprech­ empfindlichkeit des Verstellkolbens 4 bei sich plötzlich änderndem Pumpendruck. Die Dämpfung tritt also erst in Kraft, wenn der zu regelnde Verstellvorgang nahezu abgeschlossen ist. Durch die mit der Steuerkante 22 zusammenwirkende Drosselbohrung zwischen Sack­ bohrung und Steuerraum 32 ist ein besonders schnelles Ansprechen der Regelung bei schlagartiger Druckzu- und Druckabnahme sowie wirkungsvoller Dämpfung bei geringer Regelabweichung gewährleistet.

Claims (3)

1. Regelventil für eine hydraulisch verstellbare Regelpumpe mit einem mehrere Kolbenabschnitte aufweisenden Regelkolben, dessen eine Stirnseite vom Pumpendruck und dessen andere Stirnseite von einer dem Pumpendruck entgegenwirkenden Feder­ kraft beaufschlagt ist, mit einem zwischen zwei Kolbenabschnitten liegenden Steuerraum, dem ein von einer Festdrossel begrenzter Druckflüssigkeitsstrom der Pumpe zuführbar ist und die eine Steuer­ kante des einen diesen Steuerraum begrenzenden Kolbenabschnittes einen geregelten Drosselquerschnitt zum Tank freigibt, der andere den Steuerraum begrenzende Kolbenabschnitt in der Regel­ stellung des Regelkolbens eine Drosselverbindung zum Steuerraum der Pumpe herstellt und der bei großer Regelabweichung in Richtung der Druckbeaufschlagung des Regelkolbens eine unmittelbare Verbindung zwischen den zwischen den beiden Kolbenabschnitten liegenden Steuerraum und den Steuerraum der Pumpe herstellt und der die Drosselverbindung zum Steuerraum der Pumpe aufweisende Kolbenabschnitt auf seiner der Drosselverbindung abgewandten Seite mit einem weiteren Kolbenabschnitt einen Steuerraum einschließt, der über eine Bohrung im Regelkolben mit der Druckseite der Pumpe verbunden ist und bei Druckabfall unmittelbar mit dem Steuerraum der Pumpe verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den Druckflüssigkeitsstrom zum Steuerraum (25, 32) begrenzende Festdrossel (31) unmittelbar im Kolbenbereich (20) liegt und mit der mit der Druckseite (10, 33) der Pumpe in Verbindung stehenden axial verlaufenden Sackbohrung (28) im Regelkolben (14) in Verbindung steht.

2. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (31) im Kolbenhals (20) zwischen den beiden den Steuer­ raum begrenzenden Kolbenabschnitten (16, 17) vorgesehen ist.

3. Regelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der der Druckseite der Pumpe benachbarte Kolbenabschnitt (18) des Regel­ kolbens (14) bei großer Regelabweichung infolge eines plötzlichen Druckanstieges eine unmittelbare Verbindung der Pumpendruckseite mit dem Tank freigibt.