DE1922144A1 - Vorrichtung zum Einstellen des Hubvolumens einer Hydraulikpumpe,insbesondere Axialkolbenpumpe - Google Patents

Description

• "Vorrichtung zum Einatellen des Hubvolumens einer Hydraulikpumpe, insbesondere "Axialkolbenpumpe" Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen des Hubvolumens einer Bydraulikpumpe, insbesondere Axialkolbenpumpe, bei der die Lage einer Sehrågscheibe, eines Pumpenrahmens od.dgl. durch einen Stellkolben veränderbar ist, dessen Beaufschlagung mit einem Steuermedium durch ein Steuerventil erfolgt.
• E5 sind Vorrichtungen der vorstehenden Art bekannt, bei denen eine mechanisch eingeleitete Verstellkraft für den Stellkolben durch eine hydraulische Folge steuerung verstärkt wird. Außerdem kennt man Vorrichtungen, bei denen die Einstellung nicht mechanisch, sondern elektrisch mittels eines Motores erfolgt, der meistens über ein Untersetzungsgetriebe eine Verstellspindel antreibt. Die bekannten Vorrichtungen sind dann wenig geeignet, wenn die Fördermenge einer Pumpe nach einem festgelegten Börderstrom-Zeit-Diagramms wie es bei Pressen, Spritzgußmaschinen und anderen Werkzeugmaschinen vorkommt, laufend und schnell auf verschiedene Werte eingestellt werden soll. In derartigen Fällen sind mechanische Vorrichtungen aus allgemein bekannten Gründen praktisch unbrauchbar und elektromotorische zu träge, wobei hinzukommt, daß sie regelmäßig ohne zusätzliche Hilfsmittel, wie Abgleichbrücken, nicht funktionieren.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art derart auszubilden, daß sie sehr schnell anspricht und ohne elektrischen Sollwert-Istwertvergleich mit einem Geber -arbeiten kann, der während der Einstellvorgänge nur kleine Wege zurückzulegen braucht.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zur Betätigung des Steuerventils ein Elektromagnet dient und der Stellkolben über eine der Kraft des Elektromagneten entgegenwirkende Feder mit dem vom Elektromagneten verschiebbaren Teil des Steuerventils in Verbindung steht.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung, durch die die Fördermenge der Pumpe proportional zur Spannung des als Hubmagnet ausgebildeten Elektromagneten verstellbar ist, bietet den Vorteil, daß bereits kurze Hübe des Elektromagneten genügen, um den Stellkolben um ein großes Stück zu verfahren. Da zwischen Federkraft und Magnetkraft in der Ruhelage stets Gleichgewicht herrschen muß, gehört zu jeder Magnetkraft auch eine bestimmte Stellung des Stellkolbens, ein elektrischer Abgleich erweist sich mithin als entbehrlich.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im folgenden anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
• In der einzigen Figur ist 1 eine Axialkolbenpumpe mit einer durch Auf- und Abbewegen einer Stange 2 verstellbaren Schrägscheibe 3, die den Hub von Kolben 4 verändert.
• Mit der Stange 2 ist ein als Differentialkolben ausgebildeter Stellkolben 5 verbunden, der in dem Zylinderraum 6 ständig über die Leitung 7 mit Drucköl von der Pumpe 1 beaufschagt wird. Zur Verstellung des Stellkolbens wird das Drucköl der Pumpe l in der unteren Schaltstellung 12 des Steuerschiebers 9 Über die Leitungen 8 und 10 in den Zylinderraum.ll geleitet, wodurch der Stellkolben 5 aufwärts geht, oder vom Kolbenraum 11 über die Leitung 10 und über den Steuerschieber 9 in dessen oberer Schaltstellung 13 in den Tank 14, wodurch der Stellkolben 5 vom Pumpendruck nach unten verschoben wird.
• Eine Feder 15 mit linearer Kennlinie stützt sich bei 16 auf der Stange 2 ab und drückt den Steuerschieber 9 über ein Zwischenglied 17 gegen &ie Kraft eines Elektromagneten 18 nach oben. Die Bauart des Steuerschiebers 9 ist bekannt und dieser des besseren Verständnisses wegen als Symbol dargestellt.
• Bei spannungslosem Elektromagneten 18 drückt die Feder 15 den Steuerschieber 9 nach oben, und das Drucköl schiebt, da der Zylinderraum 11 mit dem Tank 14 verbunden ist, den Stellkolben 5 nach unten. Er erreicht eine Stellung, in der die Schrägscheibe 3 senkrecht zur Pumpenachse 19 steht, und die Fördermenge ist gleich Null. Bei Anlegen einer beliebigen Spannung an den'Elektromagneten 18 drückt dieser den Steuerschieber 9 gegen die Feder 15 nach unten, und der Pumpendruck wirkt im Zylinderraum 11. Der Stellkolben 5 geht nun so lange nach oben, bis die sich allmählich spannende Feder 15 den Steuerschieber 9 in die Mittellage drückt, wodurch der Kolbenhub beendet wird. In der dargestellten labilen Mittellage des Steuerschiebers 9 findet nur ein gans geringer gedrosselter Umlauf des Pumpenöls statt, so daß im Zylinderraum 11 ein den Flächenverhältnissen entsprechend reduzierter Druck für das Gleichgewicht des Stellkolbens 5 herrscht.
• Bei einer weiteren Erhöhung der am Elektromagneten liegenden Spannung wiederholt sich der vorher geschilderte Vorgang, bis erneut Gleichgewicht herrscht. Bei Erniedrigung der Spannung erfolgt, wie oben erläutert, eine Gegenbewegung des Stellkolbens 5.
• Die der Mittelstellung des Steuerschiebers 9 entsprechende Ruhestellung des Stellkolbens 5 kann also in jeder Lage des Stellkolbens 5 bzw. der Schrägscheibe 3 der Pumpe 1 eintreten. Hierzu ist nötig, daß die Hubkraft des Elektromag neten 18 jeweils der durch den Hub des Stellkolbens 5 veränderlichen Spannung der Feder 15 entspricht. Bei jeder Spannungsänderung ändert sich die Lage des Stellkolbens, bis wieder Gleichgewicht herrscht.
• Da der Steuerschieber 9 bekannter Bauart sich nur um einen geringen Bruchteil eines Millimeters zu verschieben braucht, um aus der dargestellten Mittellage in eine der Schaltstellungen 12 oder 13 zu gelangen, ist nur ein geringer Magnethub für den verhältnismäßig großen Kolbenhub erforderlich.
• Die Fernbetätigung des Elektromagneten kann z.B. durch einen Spannungswandler oder durch mehrere vorgegebene und nacheinander einzuschaltende unterschiedliche Spannungen erfolgen.

Claims (4)

1. Patentansprüche-

   Vorrichtung zum Einstellen des Hubvolumens einer Hydraulikpumpe, insbesondere Axialkolbenpumpe, bei der die Lage einer Schrägscheibe, eines Punpenrahmens od.dgl.

   durch einen Stellkolben veränderbar ist, dessen Beaufschlagung mit einem Steuermedium durch ein Steuerventil erfolgt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Betätigung des Steuerventils (9) ein Elektromagnet (18) dient und der Stellkolben (5) über eine der Kraft des Elektromagneten entgegenwirkende Feder (15) mit dem vom Elektromagneten verschiebbaren Teil des Steuerventils in Verbindung steht.
2. 2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k en n -z e i c h n e t, daß die Feder (15) eine lineare Kennlinie hat.
3. 3) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h ne t, daß der Elektromagnet (18) eine lineare Kennlinie hat.
4. 4) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Unteransprüchen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Steuerventil (9) von einem Schieber gebildet wird, gegen dessen beweglichen Stellkolben einerseits der Anker des Elektromagneten (18) und andererseits, vorzugsweise über ein Zwischenglied (17), die Feder (16) anliegt.

   L e e r s e i t e