DE7816590U1 - Druckbegrenzungsventil fuer eine verdraengerpumpe, insbesondere fuer hilfskraftlenkungen - Google Patents

Description

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Stand der Technik

Bisher bekannte Druckbegrenzungsventile arbeiten nach dem Prinzip des Uberstromes, die nach Erreichen eines bestimmten Systemdruckes eine Verbindung zwischen dem Druck- und dem Ansaugkanal herstellen und so den drucküberhöhenden Pumpenstrom in den ölbehälter ableiten. Eine Rotationspumpe mit einem derartigen Druckbegrenzungsventil ist z. B. aus der DE-AS 20 15 744, Fig. 3, Ziffer 47, bekannt. Beim Ansprechen des Druckbegrenzungsventils wird die im Hydrauliksystem vorhandene überschüssige Druckenergie überwiegend in Wärme umgesetzt. Eine zu hohe zusätzliche Wärmebelastung kann bei solchen in das Pumpengehäuse eingebauten Druckbegrenzungsventilen zum Pumpenausfall führen. Außerdem neigen derartige Druckbegrenzungsventile zur Geräuschbildung.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Betriebsverhalten einer Verdrängerpumpe zu verbessern und Pumpenausfälle durch zu hohe Wärmeentwicklung zu vermeiden.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Druekbegrerizungs einrichtung sind in den Unteransprächen enthalten.

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Dadurch, daß gemäß der Erfindung nach Erreichen eines bestimmten Systemdruckes keine weitere ölförderung stattfindet bzw. die ölförderung auf die zum Aufrechterhalten des Systemdruckes nötige Menge reduziert wird, ergibt sich eine nahezu verlustlos arbeitende Druckbegrenzung. Die Energieaufnahme der Pumpe ist geringer und infolge der niedrigeren Wärmeentwicklung erreicht die Pumpe eine höhere Lebensdauer. Die neuartige Druckbegrenzung ist bei allen Pumpen anwendbar, bei denen ein Rückstrom des Drucköles in den Druckkanal bzw. die Druckforderkammer nicht möglich ist.

Erläuterung der Erfindung

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand einer in der Zeichnung dargestellten Radialkolbenpumpe näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Radialkolbenpumpe mit dem erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventil .

Fig. 2 den vergrößerten Ausschnitt eines inneren

Lagerdeckels mit einem weiteren Ausführungsbeispiel für ein Druckbegrenzungsventil.

Fig. 3 eine weitere Abwandlung entsprechend Fig. 2. Akte 5495

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Die Radialkolbenpumpe nach Fig. 1 weist einen äußeren Lagerdeckel 1 auf, der mittels einer Mutter 2 an einem Pumpengehäuse 3 befestigt ist. Eine Welle 4 mit einem Exzenter 5 betätigt in bekannter Weise mehrere, radial zur Achse ; der Welle angeordnete Förderkolben 6. Die Förderkolben 6

sind in Zylinderbolirungen 7 geführt, welche durch Dichtkappen 8 mit Führungsbolzen für Druckfedern 10 verschlossen {'

j siJid. Die Druckfedern 10 halten die Förderkolben 6 an der

'i Umfangsflache des Exzenters 5 in Anlage. Ein nicht darge-

■ stellter ölbehälter ist über einen Ansauganschluß 9, Ansaug-

f bohrungen 13 und 13A und über Verbindungskanäle 12 an einen

jj ringförmigen Saugraum 14 angeschlossen. Die Ansaugbohrun-

i gen 13 und 13A sowie die Verbindungskanäle 12 befinden sich

I in einem inneren Lagerdeckel 11. Der Saugraum 14 umgibt

I sämtliche, dem Exzenter 5 zugewandten Kolbenteile. Jeder

j Förderkolben 6 weist Einlaßöffnungen 15 auf, die mit dem

I Saugraum 14 zusammenwirken. Alle Innenräume 17 der Förder-

i kolben 6 stehen über Druckkanäle 18 und Rückschlagventile

I mit einem Druckraum 21 in Verbindung. Der Druckraum 21 ist

I über einen Auslaßanschluß 22 an einen Verbraucher, z. B.

I eine Hilfskraftlenkung, angeschlossen.

ü In einer Querbohrung 23 der Ansaugbohrungen 13 und 13A

i ist ein Sperrglied 24 eingesetzt, das im wesentlichen aus

f einem Kolben 25 mit Steuerkante 29 und einer Feder 26 besteht.

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Der Kolben 25 ist im. Durchmesser größer als die Ansaugbohrung 13A und überdeckt diese so weit, daß nur ein bestimmter Durchlaßguerschnitt 27 offen bleibt. Die Querbohrung 23 ist durch einen mit einem Dichtring 28 versehenen Gewindestopfen 30 verschlossen, in welchen ein Druckfühler verschieblich geführt ist. Die Feder 26 drückt den Kolben gegen den Druckfühler 31, dessen Stirnseite 32 in den Druckraum 21 hineinragt. Am Druckfühler 31 eindringendes Lecköl kann über eine Bohrung 33 abgeleitet werden. Außerdem dient diese Bohrung zur hydraulischen Dämpfung des Kolbens 25.

Als Überströmeinrichtung ist am Kolben 25 eine Ringnut 34 gebildet, welche eine Bohrung 35 mit der Ansaugbohrung 13 verbinden kann.

Die Druckbegrenzungseinrichtung arbeitet wie folgt:

Wird bei angetriebener Pumpe der Druck im Druckraum 21 so groß, daß die auf die Stirnseite 32 des Druckfühlers 31 . wirkende Druckkraft die Kraft der Feder 26 überwinden kann, so schiebt der Druckfühler 31 den Kolben 25 so weit über die Ansaugbohrung 13, bis der Durchlaßquerschnitt durch die Steuerkante 29 soweit verengt ist, daß der zufließende ölstrom dem Verbraucheröls'trom gleich ist. Der Druck bleibt

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somit konstant. Wird der Verbraucherstrom Null, so wird auch der Durchlaßguerschnitt 27 Null, es findet keine Förderung mehr statt und der Druck bleibt gleichfalls konstant.

Kommt es durch außergewöhnliche Belastung des Verbrauchers, ζ. B. im Arbeitszylinder einer. Hilfskraftlenrang, zu einem Rückstrom des Drucköls in den Druckraum 21, so wird der Kolben 25 durch den Druckfühler 31 noch weiter nach unten verschoben, bis die Oberströmeinrichtung 34, 35 anspricht und.eine Verbindung vom Druckraum 21 zur Ansaugbohrung 13 hergestellt ist. Das zurückströmende öl wird somit zum ölbehälter abgeleitet. Die Ansaugbohrung 13A bleibt hierbei weiterhin verschlossen und die ölförderung unterbrochen.

Mit einem derartigen Druckbegrenzungsventil kann die Pumpe, beispielsweise in einer Hilfskraftlenkung verwendet werden, die ein in Neutralstellung den ölumlauf blockierendes Steuerventil (geschlossene Mitte) aufweist, ohne daß ein zusätzlicher Speicher mit einem Ladeventil benötigt wird. Eine derartige, zum Stand der Technik gehörige Hilfskraftlenkung für Speicherbetrieb, ist beispielsweise der DT-OS 2 131 276 zu entnehmen.

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Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Druckbegrenzungsventils nach der Erfindung, welches besonders für Verbraucher mit sehr geringem oder Null-Leckstrom geeignet ist. Hier besteht das in einer gestuften Querbohrung40 eines Lagerdeckels 41 eingesetzte Sperrglied 42 aus einem Kolben 43 mit Kegel 44, einem Dichtring 45 und einer Feder 46. Der querschnittsverringernde Kegel 44 ragt in den verengten Teil der Querbohrung 40 hinein und verschließt diese mit zunehmendem Druck auf einen Druckfühler 47 bis auf ein Minimum. Das völlige Abschließen der Querbohrung 40 erfolgt durch Andrücken des Dichtringes 45 auf einen Kegelsitz «'8. Zum Saugraum 14 (Fig. 1) der Pumpe führende Verbindungskanäle 50 und 51 münden in den unteren verengten Teil der Querbohrung 40.

Als Überströmeinrichtung für die sekundäre Absicherung ist - entsprechend Fig. 1 - sine mit einem Ringkanal 53 in Verbindung stehende Bohrung 52 im inneren Lagerdeckel 41 vorgesehen. Der Ringkanal 53 ist über eine Radialbohrung 54 mit einer Sitzbohrung 55 für ein Kugelventil 56 verbunden. Dieses Kugelventil 56 wird über einen Federteller 57, gegen welche die Feder 46 wirkt, in Schließstellung gehalten. Um

ft die Bewegung des Kolbens 43 zu dämpfen, weist der Federteller 57 einen Dichtungsring 58 auf. Steigt der Druck im Druckraum 21 über den Abregeldruck (Querbohrung 40 durch das

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Sperrglied 42 abgeschlossen), so hebt das Kugelventil 56 von der Sitzbohrung ab und verbindet den Druckraum 21 über eine Bohrung 59 mit der Ansaugbohrung 13. Da die Sitzbohrung 55 einen kleineren Querschnitt aufweist als der Druckfühler 47, kann für beide Ventile 43/44 bzw. 56 diesselbe Feder 46 verwendet werden, zumal die Primärdruckbegrenzung als Schließer und die Sekundärdruckbegrenzung als öffner wirkt. Die Sekundärdruckbegrenzung wird immer entsprechend der Querschnittsdifferenz von Druckfühler 47 und Sitzbohrung später ansprechen.

Fig. 3 zeigt eine weitere, einfachere Ausführungsform für eine kombinierte Primär- und Sekundärdruckbegrenzung. Der Zulauf des Drucköls erfolgt über die Ansaugbohrung 13 in eine Querbohrung 60 und von dort über einen Ringspalt 61 eines aus Kugel 62 und Kugelsitz 65 bestehenden Sperrgliedes in die Verbindungskanäle 50 und 51. Die Kugel 62 wird von einer Feder 63, die sich an einem Federteller 64 abstützt, von ihrem Kugelsitz 65 abgedrückt und an einem Druckfühler in Anlage gehalten. Ein Kugelventil 67 mit Federteller 68 als Überströmeinrichtung wird durch die Feder 63 gegen eine Bohrung 69 gedrückt und verschließt diese.

Steigt der Druck im Druckraum 21 über einen gewünschten Wert an, so schiebt der Druckfühler 66 die Kugel 62 auf ihren Kugelsitz 65 und verschließt damit den Ringspalt 61.

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Die Förderung der Pumpe ist damit unterbrochen und der Druck im Hydrauliksystem bleibt konstant. Steigt der Druck durch einen Rückstrom vom Verbraucher im Druckraum 21 an, so spricht das Kugelventil 67 an und das Drucköl kann über die Querbohrung 60 und die Ansaugbohrung 13 zum Ölbehälter abfließen.

22.05.1978 T-PA fr-hg

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Claims (8)

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft Friedrichshafen Druckbegrenzungsventil für eine Verdrängerpumpe, insbesondere für Hilfskraftlenkungen

1. Druckbegrenzungsventil für eine Verdrängerpumpe, insbesondere für Hilfskraftlenkungen, mit einer an einen Ölbehälter angeschlossenen Ansaugbohrung und einem zu einem Verbraucher führenden Auslaßanschluß, dadurch gekennzeichnet, daß dxe Ansaugbohrung (13) eine Querbohrung (23) aufweist, in welche ein durch eine Feder (26) belastetes Sperrglied (24) eingesetzt ist und auf das Sperrglied in Schließrichtung ein in eine mit dem Auslaßanschluß (22) verbundene Druckkammer (21) hineinragender Druckfühler (31) einwirkt und daß eine Überströmeinrichtung (34, 35) vorgesehen ist, über welche die Druckkammer (21) mit der Ansaugbohrung (13) verbindbar ist.

2. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (24) mit dem Druckfühler (31) und die Überströmeinrichtung (34, 35) in einem Lagerdeckel (11) der Pumpe untergebracht sind.

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3. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbohrung (23) zum Druckraum (21) mittels eines Gewindestopfens (30) abgeschlossen ist und der am Kolben (25) des Sperrglieds (24) abgestützte Druckfühler (31) im Gewindestopfen verschieblich gelagert ist.

4. Druckbegrenzungsventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Sperrglied zum Verschließen der Ansaugbohrung (13) in die Querbohrung (23) ein Kolben (25) mit einer Steuerkante (29) eingesetzt ist und die überströmeinrichtung aus einer am Kolben (25) gebildeten Ringnut (34) sowie einer in den Druckraum (21) mündenden Bohrung (35) besteht, wobei über die Ringnut (34) eine Verbindung von der Bohrung (35) zur Ansaugbohrung (13) herstellbar ist (Fig. 1).

5. Druckbegrenzungsventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Sperrglied ein aus Kolben (43), Kegel (44) und Kegelsitz (48) bestehendes Sitzventil vorgesehen ist und <2ie Überströmeinrichtung als federbelastetes Kugelventil (56) ausgebildet und innerhalb des Sitzventils untergebracht ist, wobei durch das Kugelventil (56) eine ständig mit dem Druckraum (21) verbundene Radialbohrung (54) im Kolben (42) an die Ansaugbohrung (13) anschließbar ist (Fig. 2).

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6. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die das Kugelventil (56) in Schließstellung haltende Feder (46) zugleich in Öffnungsrichtung den
Kolben (43) belastet.

7. Druckbegrenzungsventil nach den Ansprüchen 5 und 6, | dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feder (46) über einen 1 mittels eines Dichtringes (58) in den Kolben (43) singe- ί

setzten Federteller (57) am Kugelventil (56).abstützt.

8. Druckbegrenzungsventil nach den Ansprüchen 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß als Sperrglied in der Querbohrung (60) eine an dem Druckfühler (66) anliegende Kugel (62) ^έ mit Sitz (65) vorgesehen ist, und daß die Überströmeinrichtung
durch ein Kugelventil (67) gebildet ist, welches eine den I Druckrauitt (21) mit der Querbohrung (60) verbindende Boh- :

rung (69) abschließt und daß zwischen die Kugel (62) und das i

Kugelventil (67) eine Feder (63) eingesetzt ist·. (Fig. 3). ι

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