DE8915720U1 - Steuervorrichtung zum Festlegen der Fördermenge eines Fluids bei einer Pumpe - Google Patents

Description

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Zugelassene Vertreter Patentanwälte ■ Laftge Straße 51 · D-7000 Stuttgart 1 br \_m Europäischen Patentamt

18.Dez.1990 GM 5971/40

HYDAC Technology GmbH, Postfach 1251, 8603 Sulzbach/Saar Steuervorrichtung zum Festlegen der Fördermenge eines Fluids

bei einer Pumpe

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Festlegen der Fördermenge eines Fluids bei einer Pumpe, insbesondere einer Kolbenpumpe, die mindestens ein auf die Fördermenge einwirkendes, antreibbares Pumpenteil aufweist, das bewegbar in einer die jeweilige Fördermenge aufnehmenden Pumpenkammer angeordnet ist, die über mindestens eine Einlaß- und eine Auslaßleitung das Fluid ansaugt bzw. ausstößt.

Es sind Steuervorrichtungei der vorgenannten Art bekannt, bei denen sich das Festlegen der Fördermenge nur mit einem großen Bauaufwand erreichen läßt. Insbesondere bei kleinen Kolbsnpumpen mit einer Fördermenge unter 5 l/min läßt sich ein wahlweises Einstellen der Fördermenge nicht zufriedenetailonrl orToiphen.

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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Steuervorrichtung für Pumpen, insbesondere für Kolbenpumpen auch kleiner Baugröße, zu schaffen, mittels deren sich die von der jeweiligen Pumpe ebgebbare Fördermenge ohne großen Bauaufwand beliebig wählen und demit festlegen läßt. Diese -ufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung kann zumindest ein Teil des über die Einlaßleitung in die Pumpen'.ammer der Pumpe angesaugten Fluids durch Ansteuern und damit Betätigen des Schaltventils beim Ausstoßvorgang der Pumpe wieder an diese Einlaßleitung zurückgegeoen werden, soweit nicht die gesamte, in der Pumpenkammer aufnehmbare Fördermenge über die Auslaßleitung beim Ausstoßvorgang abzugeben ist. Die an die Auslaßleitung abgebbare Fördermenge der Pumpe wird dabei um so geringer, je länger das Schaltventil beim Ausstoßvorgang der Pumpe betätigt bleibt und damit das in der Pumpenkammer aufgenommene Fluid die Möglichkeit hat, in die Einlaßleitung zurückzuströmen. Bleibt das Schaltventil während der gesamten Zeitdauer eines Ausstoßvorganges der Pumpe betätigt, strömt die gestalte, in der Pumpenkammer zur Verfügung stehende Fördermenge in die Einlaßleitung zurück, was einer Abschaltung der Pumpe gleich kommt, ohne daß diese hierfür von ihrem Antrieb mechanisch entkoppelt zu werden brauchte oder dieser Antrieb selbst abzuschalten wäre.

D.i.e erfindungsgemäße Steuervorrichtung weist nur eine geringe Anzahl an Bauteilen auf, die nicht viel Raum einnehmen. Darüber hinaus läßt sich die erfindungsgemäße Steuervorrichtung eis Modul ausgestalten, was es erlaubt, Pumpen mit konstanter Fördermenge, wie Kolbenpumpen und nach dem Prinzip von Kolbenpumpen arbeitende Maschinen, wie (Diesel)Moto-en, mit diesem Modul derart nachzurüsten, daß deren Fördermenge bzw. ^usstoßvolumen nach dem Umbau variisrbcr und damit frei fe.tleabar ist.

Ohne große Umbaumaßnahmen läßt sich eine Pumpe oder eine nach dem Prinzip einer Pumpe arbeitende Maschine mit der modulartig ausgebildeten Steuervorrichtung versehen, wenn in der Einlaß- und der Auslaßleitung jeweils ein druckabhängig ansteuerbares Ein- bzw. Auslaßventil gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 angeordnet ist. In diesem Fall braucht das ansteuerbare Schaltventil nicht unmittelbar in die Einlaßleitung geschaltet zu werden, was höhere Umbaumaßnahmen an der Pumpe mit sich bringt, sondern kann vielmehr in eine zusätzliche leicht herzustellende Verbindungsleitung geschaltet sein, die als sogenannter Bypass ausgebildet ist, d.h. mit der Einlaßleitung und der Pumpenkammer in Verbindung steht. Soweit dieser Bypass in Form der Verbindungsleitung parallel zu der Einlaßleitung angeordnet ist, läßt sich eine besonders raumsparende Anordnung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung verwirklichen.

Das gleiche gilt analog bei schlitzgesteuerten Pumpen. Ohne Änderung der Schlitzdimensionen ist eine Variabilität zu errei chen durch Anwendung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruches 3

bar, die über mindestens einen, die Fördermenge unmittelbar oder indirekt überwachenden Sensor einer Rechnereinheit dieser Elektronik ein Signal für eine entsprechende Betätigung des Schaltventils erhält. Mittels der hier angesprochenen Elektronik und mittels dem die jeweilige Fördermenge überwachenden Sensor läßt sich die über die Auslaßleitung abzugebende Fördermenge genauestens festlegen, und zwar unabhängig davon, ob die Drehzahl der Pumpe konstant ist oder nicht.

Mittels der Elektronik €er Steuervorrichtung ist ein Ansteuern des Schaltventils zu jedem beliebigen Zeitpunkt für eine vorgebbare Zeitdauer während des Betriebes der Pumpe möglich. Auch erlaubt die Elektronik der Steuervorrichtung die Verarbeitung von anderen Regel-, Steuer- oder Meßgrößen, um in Abhängigkeit von diesen durch entsprechendes Ansteuern des Schaltventils die jeweils festgelegten Fördermengen auszustoßen,

Die Elektronik einschließlich ihrer Rechnereinheit, wozu auch für jeden einzelnen Anwendungsfall speziell angepaßte Programme gehören können, sowie die verwendeten Sensoren nehmen in ihrer Ausgestaltung wenig Raum ein, was die modulartige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ebenfalls begünstigt.

Sofern als Schaltventile schnellschaltende Sitzventile Verwendung finden, ist ein impuisartiges Schälten möglich, so daß auch mehrere Schaltvorgänge innerhalb eines Arbeitszyklusses der Pumpe erzielbar sind. Darüber hinaus wird durch die Verwendung von Schaltventilen mit definierten Schaltstellungen, wie dies ein 2/2-Wegeventil ist, erreicht, daß im Betrieb der Steuereinrichtung es durch die Schaltvorgänge nicht zu einer Erwärmung des Fluids kommen kann.

Dadurch, daß bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung das über die Einlaßleitung in die Pumpenkammer zugeführte Fluid in der Einlaßleitung drucklos gehalten ist, läßt sich derjenige Teil der angesaugten Fördermenge, der für die Rückführung in die Einlaßleitung während des Äusstoövorgänges der Pumpe vorgssshsn ist, ohne Aufwand an Mehrarbeit durch die Pumpe und damit verlustfrei an diese Einlaßleitung auch wieder abgeben. Wenn bei entsprechender Betätigung der Steuervorrichtung die Pumpe ihre gesamte Fördermenge in diese drucklos gehaltene Einlaßleitung rückfördert, ist eine verlustfreie Abschaltung der Pumpe erreicht.

Die Steuervorrichtung ist zumindest für alle Arten von Maschinen verwendbar, die entsprechend dem Prinzip einer Kolbenpumpe arbeiten. Sie ist also grundsätzlich anwendbar bei allen Arten von Kolbenmaschinen, wozu auch Pneumatikkompressoren gehören, als auch für sogenannte Kolbenkraftmaschinen, wie dies beispielsweise die Dieselmotoren darstellen. Die für dis Steuervorrichtung zum Einsatz kommenden ansteuerbaren, schnellschaltenden 2/2-Wegeventile und die

hierfür vorgesehene Elektronik stellen robustn Bauteile dar, die die Belastungen aushalten, die auftreten, wenn dahingehende Maschinen -zig Millionen von Hüben ausführen, die entsprechend zuverlässig anzusteuern sind. Die anzusteuernden Maschinen, die entsprechend einer Kolbenpumpe aufgebaut sind, können auch sog. Mehrkolbenpumpen sein, bei denen jede Pumpenkammer über das ihr zugeordnete betätigbare Schaltventil ansteuerbar ist. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, wahlweise einzeln? Zylindsr dieser Mshrkclbenpumpen ganz abzuschalten oder diese kaskadenartig zu betreiben.

Bei einer anderen vorzugsweisen Verwendung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird bei Erreichen eines vorgebbaren Befüllungszustandes eines Hydrospeichers einer Hydraulikanlage über einen entsprechenden Sensor, beispielsweise in Form eines Drucksensors, die von ihm ermittelte Meßgröße an die Rechnereinheit der Elektronik weitergeleitat und das Schaltventil mittels dieser Elektronik derart geschaltet, daß über die Auslaßleitung, die mit dem Hydrospeicher verbunden ist, keine Fördermenge mehr in diesen gelangt. Sobald aber der Drucksensor einen Druckabfall im Hydrospeicher an die Elektronik, meldet, dsr üblichsrwsiss bei sir.sn* Efi*nahmevorgang aus diesem Speicher entsteht, wird das Schaltventil zumindest zeitweise während des Ausstoßvorganges der Pumpe in seine den Weg zur Einlaßleitung versperrende Stellung geschaltet und die (Kolben)pumpe gibt die jeweiligen Fördermengen stoßweise über die Auslaßleitung so lange an den Hydrospeicher ab, bis dessen vorgebbarer Befüllungszustand erneut erreicht ist, was der Drucksensor meldet, worauf ein neuer Zyklus öeginnen kann.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung, die eine Figur umfaßt, näher erläutert. Diese Figur zeigt stark vereinfacht den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung in Verbindung pit einer Ausführungsform einer besonderen Art von Pumpe, nämlich einer Kolbenpumpe.

Die als Ganzes mit 10 bezeichnete Kolbenpumpe weist im wesentlichen eir, Pumpenteil 12 in Form eines axial bewegbaren Kolbens 14 auf. Der Kolben 14 ist zumindest teilweise in einem mit 16 bezeichneten Gehäuse geführt und weist in üblicher Weise Dichtmittel, wie Abstreifringe od.dgl., auf. Der Kolben 14 ist über ein Antriebsglied 18 antreibbar. Das A.ntriebsglied 18 ist als Welle ausgebildet und weist einen teilweise elliptisch geformten Steuernocken 20 auf, der fest mit dem Antriebsglied 18 verbunden ist. Das Antriebsglied 18 ist mit einem Antrieb der üblichen Art, beispielsweise einem Elektromotor, zum Ausführen einer Drehbewegung, deren Richtung in der Figur mit einem Pfeil angegeben ist, gekoppelt. Der Kolben 14 weist an seinem dem Antriebsglied 18 zugekehrten Ende eine kreissegmentförmig gewölbte Steuerfläche 22 auf. Bei der in der Figur dargestellten Anordnung wird der Kolben 14 auf Grund seines Eigengewichtes über seine Steuerfläche 22 ständig in Anlage mit dem den Steuernocken 20 aufweisenden Antriebsglied 18 gehalten.

Der Kolben 14 nimmt in der in der Figur dargestellten Lage seinen unteren Totpunkt ein, wohingegen nach einer halben Umdrehung des Antriebsgliedes 18 in Richtung des in der Figur angegebenen Pfeiles der Kolben 14 seinen oberen Totpunkt erreicht. Der zurückgelegte Weg des Kolbens 14 zwischen dem unteren und dem oberen Totpunkt stellt den Hub des Kolbens 14 dar.

Die Kolbenpumpe 10 weist ferner eine Pumpenkammer 24 auf, die im wesentlichen von dem Gehäuse 16 begrenzt wird. Das Innere der Pumpenkammer 24 läßt sich über ein Einlaßventil 26 (in der Figur in seiner geöffneten Stellung gezeigt) mit einer Einlaßleitung 28 und über ein Auslaßventil 30 (in der Figur in seiner geschlossenen Stellung gezeigt) mit einer Auslaßleitung 32 verbinden. In der Einlaß- und Auslaßleitung 28,32 ist das von einer Fluidquelle zu seinem Verbraucher zu fördernde Fluid geführt. Die grundsätzliche Richtung des Durchflusses des Fluides beim Fördervorgang ist in der Figur durch die dort gezeigten Pfeile angegeben.

Bei dem f.in- und Auslaßventil 26,30 handelt es sich um druckabhängig ansteuerbare Ventile bekannter Bauart, beispielsweise in Form von federbelasteten Rückschlagventilen.

Das von einer Druckquelle stammende Fluid in der Einlaßleitung 28 ist bei dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel drucklos gehalten. Es kann aber auch einen bestimmten Druckwert aufweisen, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn mehrere Kolbenpumpen 10 zur Druckerhöhung des Fluids in Serie hintereinander geschaltet sind und die jeweilige Einlaßleitung derart an die jeweilige Auslaßleitung (nicht dargestellt) der jeweils vorangehenden Kolbenpumpe angeschlossen ist, daß bei einer kaskadenartigen Betriebsweise von der jeweils vorangehenden Kolbenpumpe unter Druck stehendes Fluid in die nachgeschaltete Einlaßleitung und damit Pumpenkammer gefördert wird, wenn der Kolben 14 der nachfolgenden Kolbenpumpe 10 sich noch in seinem unteren Totpunkt oder in einer Lage in der Nähe desselben befindet.

Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Einlaßventil 26 derart eingestellt, daß bei der Rückhubbewegung des Kolbens 14 in seinen unteren Totpunkt auf Grund des hierdurch entstehenden Unterdruckes in der Pumpenkammer 24 das Einlaßventil 26 automatisch entgegen der herrschenden Federkraft öffnet und das in der Einlaßleitung 28 gehaltene C drucklose Fluid Ober das dann geöffnete Einlaßventil 26 in die Pumpenkammer 24 strömt. Während dieses Vorganges befindet sich dad Auslaßventil 30 in seiner in der Figur dargestellten geschlossenen Stellung. Sobald die Steuerfläche 22 bei der umlaufenden Drehbewegung des Antriebsgliedes 18 in Eingriff kommt mit dessen Steuernocken 20, bewegt sieh der Kolben 14 au« seinem unteren Totpunkt heraus in Richtung •einer oberen Totpunktstellung. Bei dieser Rückhub- oder Aueetoßbewegung des Kolbens 14 drückt das in die Pumpenkammer 24 engesaugte Fluid das Einlaßventil 26 mit Unterstützung der Schließkraft der Ventilfeder in seine den Weg zwischen der Pumpenkammer 24 und der Einlaßleitung 28 versperrende Schließstellung (nicht dargestellt).

Gleichzeitig wird entgegen der herrschenden Federkraft am Auslaßventil 30 dieses geöffnet und die gesamte, in der Pumpenkammer 24 aufgenommene Fördermenge an Fluid ist über das Auslaßventil 30 in die Auslaßleitung 32 an einen Verbraucher (nicht dargestellt) abgebbar. Bei dem sich danach anschließenden Rückhub des Kolbens 14 in seinen unteren Totpunkt zum Ansaugen von Fluid bswegt sich das Einlaßventil 26 erneut in seine in der Figur dargestellte Öffnungsstellung und das Auslaßventil 30 nimmt unterstützt durch die Schließkraft ssinei Fsder seine %r, der Figur dargestellte Schließstellung ein. Die hier beschriebene Betriebsweise, bei der im Ansaug-

( takt des Kolbens 14 eine b&stimmte von der GröSe des Volumens der Pumpenkesmer 24 abhängige Fördermenge an Fluid in diese strömt, um im sich anschließenden Vorhub oder Ausstoßtakt aus der Pumpenkammer 24 wieder ausgestoßen zu werden, stellt für Kolbenpumpen einen üblichen Vorgang dar und berücksichtigt noch nicht die Wirkung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung. Sofern die Kolbenpumpe derart ausgebildet ist, daß der Kolben 14 nicht von allein auf Grund seiner Gewichtskraft in die untere Totpunktstellung zurückkehren kann, sind Rückstellmittel, beispielsweise in Form von Federn, vorgesehen, die diesen Rückhub bewirken. Eine dahingehende Unterstützung der mittels Schwerkraft sich vollziehenden Rückhubbewegung

. des Kolbens 14 kann auch bei der in der Figur dargestellten Ausführung der Erfindung vorgesehen sein.

Int folgenden werden nun diejenigen Teile dar erfinduirgsgemäßen Steuervorrichtung beschrieben, mittels denen sich die förderbare Menge dar Pumpe variieren, also im einzelnen festlagen läßt. Hierfür ist eine Verbindungsleitung 34 vorgesehen, die das Innere dar Pumpenkemmer 24 unter Umgehung des Einlaßventils 26 mit dar Einlaßleitung 28 verbindet. In diese Verbindungsleitung 34, die gemäß der Figur im wesentlichen parallel zur Einlaßleitung 28 verläuft, ist mit seinem Schaltsymbol gekennzeichnet, ein Schaltventil 36 in Form eines elektromagnetisch betätigbaren schnellschaltenden

2/2-Wege-(Sitz)Ventiles zwischengeschaltet, das in der Figur in seiner die Verbindungsleitung 34 unterbrechenden Schließstellung gezeigt ist. Dieses 2/2-Wegeventil wird in seiner Schließstellung mittels Federkraft gehalten und schaltet bei Betätigung seines Elektromagneten in seine die Verbindungsleitung 34 freigebende Stellung.

Das Ansteuern dieses 2/2-Wegeventils geschieht mittels einer eis Ganzes mit 35 bezeichneten Elektronik, deran Rschnereinheli in der Figur als Blackbox dargestellt ist. Diese weist einen Signaleingang 40, an den ein Sensor 42 angeschlossen ist, sowie sinsfi Signslau*.;^?: 44 auf, Ober den der Elektromagnet des 272-WeyeventiTs für dessen Bstatigung ansteuerbar ist. Dsr Sensor 42 ist in der Figur symbolhaft dergestellt und in der Lage, über den jeweiligen Bewegungszustand des Antriebsgliedes 18 mit dem Steuernocken 20, der. jeweiligen Bewegungszustand des Kolbens 14 und damit die in der Pumpenkammer 24 in jedem Zeitpunkt des Fördervorganges der Pumpe vorliegende fördermenge indirekt zu ermitteln. Das über die Elektronik 38 ansteuerbare Schaltventil 36 stellt ein sogenanntes Bypassventil dar, das in die als Umgehung (Bypass) dienende Verbindungsleitung 34 zwischengeschaltet ist,

Ober diesen Bypass läßt sich nun die mittels dem Pumpenteil 12 ausstoßbare Fördermenge in der Pumpenkammer 24, wie nachfolgend beschrieben, festlegen. Zunächst wird, wie eingangs erwähnt, die Fördermenge über die Einlaßleicung 28 beim Ansaugtakt des Kolbens 14 in die Pumpenkammer 24 eingesogen. Während dieses Ansaugvorganges de? Kolbenpumpe 10 nimmt das Schaltventil 36 die in der Figur dargestellte Stellung, also seine Sperrstellung ein. Der Sensor 42 überwacht über die jeweils eingenommene Stellung des Antriebsgliedes 18 diese Rückhubbewegung der Kolbenpumpe 10 und gibt ein entsprechendes Signal in den Signaleingang 40 der Rechnereinheit der Elektronik 38 ab, sobald der Kolben 14 seine untere Totpunktstellung erreicht hat. Soll nun ein bestimmter Anteil

der in der Pumpenkammer 24 aufgenommenen Fördermenge nicht über das Auslaßventil 30 an die Auslaßleitung 32 und damit an den Verbraucher gelangen, verarbeitet die Rechnereinheit das eingegangene Signal des Sensors 42 weiter zu einem am Signalausgang 44 anstehenden Stellsignal für das 2/2-Wegeventil, dss für eine ober die Rechne? inneit vorgegebene Schaltdauer innerhalb der für die Ausstoßbewegung vorgesehenen Zeitraumes betätigt bleibt. In diesem betätigten Zustand ist das Ventil 36 in seine durchgehende, den Weg in der Verbindungsleitung 34 freigebende Stellung geschaltet., so daß der nicht für die Abgabe an die Auslaßleitung 32 vorgesehene Teil der Fördermenge bei der Bewegung des Kolbens 14 in seinen oberen Totpunkt über die Verbindungsleitung 34 mit dem Schaltventil 36 in die vorzugsweise drucklos gehaltene Einlaßleitung 28 ausgestoßen wird. Je nachdsm, wie lange, also für welche Schaltdauer, die Rechnereinheit der Elektronik 38 über den Signalausgang 44 das Ventil in seiner geöffneten angesteuerten Stellung hält, bestimmt sich der Umfang derjenigen Fördermenge, die beim Ausstoßvorgang noch an die Auslaßleitung 32 abgebbar ist. Bleibt das Ventil 36 während der gesamten Ausstoßhubbewegung der Kolbenpumpe 10 in seiner geöffneten Stellung, wird die gesamte Fördermenge in der Pumpenkammer 24 an die Einlaßleitung 28 zurückgegeben. Diese Betriebsart kommt von der Verbraucherseite aus gesenen dem Abschalten der Kolbenpumpe 10 gleich, was verlustlos erfolgen kann, sofern das Pumpenteil 12 nicht entgegen einem anstehenden Druck in der Einlaßleitung 28 zu fördern hat.

Bei einer optimierten Ausführung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ist es vorgesehen, durch den Sensor 42 das Erreichen des Kolbens 14 bereits kurz vor seiner unteren Totpunktstellung zu erfassen, um zu gewährleisten, daß das Ventil 36 sicher zu einem Zeitpunkt geöffnet ist, bei ffeffl der Kompressionshub des Kolbens 14 einsetzt. Diese Vorhaltezeit bei der Erfassung der Kolbenstellung ourclt den Sensor

gleicht Verlustzeiten aus, die bei der Signalverarbeitung innerhalb der Elektronik 38 entstehen können. Die Rechnereinheit der Elektronik 38 verfügt zur Durchführung der hier angesprochenen Schaltvorgänge über ein eingebbares Zeitablauf programm, des den Zeitpunkt des Schaltens und die Schaltdauer des Ventile 36 bestimmt.

Die Elektronik 38 kann euch dahingehend ausgelegt sein, daß während des gesamten Rückhubvorganges des Kolbens 14 bei der Bewegung in seinen unteren Totpunkt das Ventil betätigt ist, also in seiner die Verbindungsleitung 34 freigebenden Durchgengsstellung bleibt, so daß während des gesamten Ansaugvorganges das Fluid sowohl über die Einlaßleitung 28 mit Einlaßventil 26 als auch über riie Verbindungsleitung 34 in die Pumpenkammer 24 gelangt. In diesem Fall würde die Elektronik 38 gemäß dem eingegebenen Zeitablaufprogramm in der Rechnereinheit das Ventil 36 erst dann in seine unbetätigte, die Verbindungsleitung 34 versperrende Schaltstellung bringen, wenn die an die Auslaßleitung 32 abzugebende Fördermenge in der Pumpenkammer 24 erreicht ist.

Der Bereich der Elektronik 38 zum Schalten des Ventils in seine Sperrstellung liegt demgemäß innerhalb des Zeitraumes für das Zurücklegen des Kolbens 14 aus der unteren in die obere Totpunktstellung beim Durchführen des Kompressionshubes.

Bei der bisherigen Betrachtung wurde davon ausgegangen, daß der Antrieb für das Äntriebsglied 18 eine konstante Drehzahl liefert. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist aber auch anwendbar bei drehzahlvariablem Antrieb der Kolbenpumpe 10. In diesem Fall ermittelt die Rechnereinheit der Elektronik 38 aus der zeitlichen Folge der am Signaleingang 40 anstehenden Sensorimpulse die jeweilige Drehzahl des Antriebes und legt dann in Abhängigkeit von den verbraucherseitig geforderten Fördermengen die Zeitenfolge fest, wann das Schaltventil 36 zu betätigen ist. Auf diese Weise kann

drehzahlunabhängig eine konstante festlegbare Fördermenge der Pumpe erreicht werden.

Das als Schaltventil 36 eingesetzte 2/2-Wegeventil ist ein schnellschaltendes Sitzventil. Kolbenpumpen arbeiten üblicherweise mit einer maximalen Drehzahl von ce. 1500 U/min, so daß pro Hub etwa 25 msec zur Verfügung stehen, um innerhalb dieses Zeitraumes die Sitzventile entsprechend über die Elektronik 38 impulsartig zu schälten. Um eine genaue Dosierung des FSrderstromes zu erreichen, ist es vorgesehen, die Schaltventile 36 während eines Hubes auch mehrfach anzusteuern und zu schalten.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, das Schaltventil 36 unmittelbar in eine Einlaßleitung, entweder in die Auslaßleitung oder die Verbindungsleitung 34, zu schalten. Hierbei entfällt das Einlaßventil 26 und das Schaltventil 36 wird während des Ansaugvorganges in seine durchgehende Stellung geschaltet und bleibt während des Kompressionshubes solenge in seiner geöffneten Stellung, bis die festgelegte an die Auslaßleitung 32 abzugebende Fördermenge in der Pumpenkammer 24 erreicht ist. Sei diesem Schaltprinzip ist es auch möglich, beim Ansaugtakt des Kolbens 14 nicht die gesamte maximal mögliche Fluidmenge in die Pumpenkammer 24 einströmen zu lassen, sondern je nach gewünschter Ausstoßmenge über Schalten des Schaltventiles 30 die Fluidversorgung über die Einlaßleitung zu unterbrechen.

Sofern die erfindungsgemäße Steuervorrichtung bei Verbrennungsmaschinen Anwendung findet, die entsprechend dem Prinzip einer Kolbenpumpe aufgebaut sind, lassen sich im Hinblick auf eine Optimierung der Verbrennungsprozesse die Menge der auszustoßenden Verbrennungsrückstände ebenfalls festlegen. Sofern die Steuervorrichtung innerhalb einer Hydraulikanlage Verwendung findet, die zumindest einen mittels einer

Kolbenpumpe befüllbaren Hydrospeicher eufweist, läßt sich dieser nach Unterschreiten eines gewissen Befüllungszustandes mittela der Kolbenpumpe befüllen und nach Erreichen dieses Befüllungszustandes die Pumpe verlustfrei abschalten. Bei einer dahingehenden Verwendungsweise ist über einen weiteren Eingang der Rechnereinheit der Elektronik 38 ein Drucksensor des Hydrospeichers angeschlossen, der über den jeweiligen Befüllungszustand Auskunft gibt.

Die vorstehende Beschreibung und die Zeichnung beschränken sich nur auf die Angabe von Merkmalen, die für die beispielsweise Verkörperung der Erfindung wesentlich sind. Soweit daher Merkmale in der Beschreibung und in der Zeichnung offenbart und in den Ansprüchen nicht genannt sind, dienen sie erforderlichenfalls auch zur Bestimmung des Gegenstandes der Erfindung.

Claims (8)

- Ol - Schutzansprüch

1. Steuervorrichtung zum Festlegen der Fördermenge eines Fluids bei einer Pymne. insbesondere einer Kolbenpumpe (10) , die mindestens ein auf die Fördermenge einwirkendes, antreibbares Pumpenteil (12) aufweist, das bewegbar in einer die jeweilige Fördermenge aufnehmenden Pumpenkammer (24) angeordnet ist, die über mindestens eine Einlaß- und eine Auslaßleitung (28,32) das Fluid ansaugt bzw. ausstößt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der angesaugten Fördermenge in der Pumpenkammer (24) über mindestens ein ansteuerbares Schaltventil (36), vorzugsweise ein elektrisch betätigbares 2/2-Wegeventil, wieder an die Einlaßleitung (28) abgebbar ist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sine zusätzliche, vorzugsweise zu der Einlaßleitung (28) parallel geschaltete Verbindungsleitung (34), die die Pumpenkammer (24) mit der Einlaßleitung (28) verbindet, das Schaltventil (36) aufweist und daß in die Einlaß- und die Auslaßleitung (28,32) je ein druckabhängig ansteuerbares Ein- bzw. Ausleßventi¹ (26,30) geschaltet ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (36) mittels einer Elektronik (38) ansteuerbar ist, die über mindestens einen, die Fördermenge überwachenden Sensor (42) einer Rechnereinheit der Elektronik (38) ein Signal für die Betätigung des Schsltventiis (36) übermittelt.

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4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (36) bei jeder Ausstoßbewegung des Pumpenteiles (12) oder zu vorgebbaren Zeitpunkten zumindest einmal mittels der Elektronik (38) betätigbar ist.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltventile (36) schnell-

' schaltende Sitzventile sind.

6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das über die Einlaßleitung (28) in die Pumpenkammer (24) zugeführte Fluid drucklos ist.

7. Verwendung der Steuervorrichtung nach einem der Ansprüehe 1 bis 6 für zumindest alle Arten von Maschinen, die entsprechend dem Prinzip einer Kolbenpumpe (10) aufgebaut sind.

8. Verwendung der Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche / 1 bis 6 eis Teil einer Hydraulikanlage, die zumindest einen mittels dsr Kolbenpumpe (10) befüllbaren Hydrospeicher aufweist.