DE2841083C2 - - Google Patents
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
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- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
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- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
- Y10T137/7781—With separate connected fluid reactor surface
- Y10T137/7793—With opening bias [e.g., pressure regulator]
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- Y10T137/7798—Ancillary reactor surface responds to inlet pressure
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Description
Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil mit den im
Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen.
Die US-PS 41 37 013
hat eine Verdrängerpumpe mit veränderlicher Fördermenge
zum Gegenstand, deren Antriebswelle in einem Gehäuse mittels
Wälzlager beidseitig gelagert ist. Das Triebende der Welle trägt
eine Schrägscheibe, die um eine gegenüber der Mittelachse der
Welle versetzte Achse und vorzugsweise, jedoch nicht notwendiger
weise, quer angeordnete Achse schwenkbar ist. Mehrere Kolben mit
hohlen Zylindern sind mit Rückschlagventilen in einem Zylinder
block zusammengefaßt. Während des Förderhubes der Kolben steigt
der Zylinderdruck so weit an, daß die Rückschlagventile öffnen
und Strömungsmittel in einen gemeinsamen Auslaß gelangt.
Erreicht der Auslaßdruck einen bestimmten Wert, so wird eine
Kraft erzeugt, welche über ein hydrostatisches Druckschublager
auf die Schrägscheibe wirkt und diese aus der Lage für die ma
ximale Fördermenge ausschwenkt. Die Kolben sind gegenüber der
Schrägscheibe so angeordnet, daß bei deren Verschwenken der
Kolbenhub verkleinert und damit die Fördermenge und der Druck
verringert werden. Es wird auf diese Weise ein Gleichgewicht
erzielt, wobei eine verringerte Fördermenge bei einem vorbe
stimmten im wesentlichen konstanten Druck erzielt wird. Ein Ven
til wird in Verbindung mit einer solchen Pumpe verwendet, um den
Pumpenauslaßdruck so zu steuern, daß sich ein proportionaler Regel
druck einstellt, welcher die auf die Schrägscheibe wirkende Kraft
erzeugen kann.
Das bekannte Ventil weist einen
Schieber auf, der vom Pumpenauslaßdruck beaufschlagt ist und
gegen Federdruck verschiebbar ist. Wird ein solches Ventil
in Verbindung mit einer Pumpe verwendet, die ein hydrostatisches
Gleitringlager aufweist,
und ist der Auslaßpumpendruck kleiner als der
vorbestimmte Druck, so könnte die Federvorbelastung nicht über
wunden werden, und in der Auslaßsteuerleitung des Ven
tils könnte sich kein Druck einstellen. In diesem Fall muß die volle
Schubkraft von dem Wälzlager der Pumpenantriebswelle aufgenommen
werden. Für nur kurze Übergangszeiten kann das Wälzlager ent
sprechend ausgelegt werden, doch ist eine andere Lösung wün
schenswert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Anordnung zu treffen, welche höhere Aus
laßdrücke ermöglicht, ohne daß das Wälzlager für einen erhöhten
Druck ausgelegt werden muß.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst.
Bei Inbetriebsetzung ist der Pumpenauslaßdruck, welcher dem Einlaß
kanal zugeführt wird, und der proportionale, vom Ventil erzeugte
Regeldruck im wesentlichen 0. Sobald der Auslaßdruck ansteigt,
wird der Ventilschieber gegen die Feder zu verschoben, welche
voll entspannt ist, und keine Kraft ausübt. Durch die Verschiebung
des Ventilschiebers wird der Auslaßkanal geöffnet, worauf der
Regeldruck ansteigt und in der Pumpe wirksam wird, um in der
beschriebenen Weise die Pumpenverstellung vorzunehmen. Ferner
wirkt der Regeldruck auf den Ventilkolben, welcher entgegen der
Verschiebung des Ventilschiebers verschoben wird und dabei die
Feder zusammendrückt. Ventilschieber und Kolben werden solange
verschoben, wie der Auslaß- und der Regeldruck ansteigt, bis
ein vorbestimmter einstellbarer Druck erreicht ist.
Die Erfindung wird nun anhand der einzigen Figur der Zeichnung
näher erläutert, in der ein Querschnitt durch das erfindungsgemäße
Regelventil gezeigt ist.
In der Zeichnung ist das Regelventil 1 mit einem Pumpengehäuse 2
vereinigt.
Ventil 1 weist ein mit dem Pumpengehäuse 2 vereinigtes Gehäuse 4
mit einer axialen Bohrung 6 und einem Ventilschieber 8 auf. Eine
Kammer 10 ist mit dem Pumpenauslaß in Verbindung, ist also mit
dem Pumpenauslaßdruck beaufschlagt.
Die von der Bohrung 6 gebildete Kammer 10
weist eine entsprechende Verbindung auf.
Das Ventilgehäuse 4 weist ferner eine Kammer 12 auf, in welcher
eine Feder 14 angeordnet ist, die in der Darstellung voll entspannt
ist und die zwischen einem Teller 16 und einem tassenförmigen Hal
ter 18 angeordnet ist. Der Teller 16 liegt auf dem Ende 20 des
Ventilschiebers 8. Ein Ende 23 eines Kolbens 22 kommt neben dem
Halter 18 zu liegen, so daß der Halter vom Kolben verschoben wer
den kann. In der Bohrung 6 sind ferner Öffnungen 24 angeordnet,
die mit dem Regeldruckauslaß 26 in Verbindung stehen.
Der Regeldruckauslaß 26 führt zur Pumpe 2. Der im Auslaß 26 herr
schende Servodruck verstellt die Pumpenkolben über ein hydrostati
sches Gleitringlager.
Der durch die Pumpe hindurchwandernde Servodruck gelangt durch
eine Leitung 28, die in Verbindung mit der Leitung 26 steht, zu
rück zum Einlaßkanal 30 des Ventils 4.
Der Einlaßkanal 30 steht in Verbindung mit einer Kammer 32, in
welcher der übertragene Servodruck wirksam ist. Der Kolben 22 weist
ein Gewindeende 34 auf, das eine Einstellmutter 36 trägt. Die
Anordnung der Bohrung, des Ventilschiebers 8, der Öffnungen 24
und der Leitung 26 sind in mancher Hinsicht mit der in der US-
Anmeldung 7 94 774 offenbarten Anordnung ähnlich.
Die Betriebsweise ist folgende:
Unter Startbedingungen sind der Pumpenauslaßdruck in der Kammer
10 und der über die Leitung 26 zur Pumpe geführte Servodruck im
wesentlichen 0. Wächst der Pumpenauslaßdruck, so wirkt er auf
das Ende des Ventilschiebers 8 und drückt diesen in Pfeilrichtung
a nach rechts, wobei die voll entspannte Feder 14 keine Gegenkraft
liefert.
Wird der Ventilschieber 8 nach rechts bedrückt, so öffnen sich die
Bohrungen 24 und es entsteht ein Servodruck, welcher durch die
Leitung 26 zur Pumpe gelangt und den Kolbenhub der Pumpe verstellt.
Der Servodruck durchsetzt die Pumpe und gelangt außerhalb der Pumpe
durch die Leitung 28 und den Einlaß 30 in die Kammer 32.
Der in der Kammer 32 herrschende Servodruck verschiebt den Kolben
22, wodurch der Halter 18 in Pfeilrichtung b nach links geschoben
wird, und die Feder 14 zusammendrückt, so daß diese eine Kraft
entgegen der Ventilschieberverstellung 8 ausübt.
Die Anordnung ist so getroffen, daß der Ventilschieber 8 solange
nach rechts wandert, wie der Kolben 22 nach links verschoben wird,
während Auslaß- und Servodruck gleichzeitig ansteigen. Erreicht
die Verschiebung einen vorbestimmten Wert, welcher einem bestimmten
Servodruck entspricht, so legt sich die Einstellmutter 5 an eine
Kante 39 der Kammerwandung 38. Der Verstellhub kann also durch
die Einstellmutter 36 verändert werden.
Hieraus ist ersichtlich, daß auch Betriebszustände auftreten können,
bei denen in der Leitung 26 kein Druck herrscht. In diesem Fall
würde die volle Schubkraft vom Wälzlager am Antriebsende der Pumpen
welle aufgenommen werden. Kann dieser Zustand für kurze Übergangs
zeiten toleriert werden, wenn man ein entsprechendes Lager verwen
det, so soll dies jedenfalls für längere Zeitspannen vermieden
werden. Die beschriebene Anordnung weist den Vorteil auf, daß
in einem solchen drucklosen Zustand die Feder 14 entspannt ist
und die auf sie wirkende Kraft in etwa 0 ist, so daß ein Servodruck
erzeugt werden kann, welcher das hydrostatische Schublager der
Pumpe beaufschlagt und wieder zurück zum Ventil geleitet wird,
um die Feder 14 zusammenzudrücken, so daß dann ein höherer Aus
laßdruck erforderlich ist, um den Ventilschieber 8 zu verstellen.
Claims (7)
1. Druckregelventil, das in Abhängigkeit vom Auslaßdruck
einer Vorrichtung dieser einen geregelten Einlaßdruck
zuführt, insbesondere zur Regelung des Kolbenhubes von
Pumpen mit veränderlicher Verdrängung, mit einer Zylin
derbohrung, einem Druckeinlaß, einem federbelasteten
Ventilschieber, der mit dem Auslaßdruck der Vorrichtung
beaufschlagt ist, einem Auslaß, über den der geregelte
Einlaßdruck der Vorrichtung zuführbar ist, wobei eine
Verschiebung des Ventilschiebers den Querschnitt des
Auslasses vergrößert, einem zweiten Einlaß und einem
vom Druck im zweiten Einlaß beaufschlagten Kolben, bei
dessen Verschiebung die Federkraft ansteigt, wobei Mit
tel zur Begrenzung der Kolbenverschiebung vorgesehen
sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Einlaß (28)
zur Beaufschlagung mit dem geregelten Druck mit dem Aus
laß (26) verbunden ist, derart, daß der geregelte Druck
auf den Kolben (22) einwirkt und diesen entgegen der
Verschiebung des Ventilschiebers (8) so lange verschiebt
und dabei die Feder (14) zusammendrückt, bis ein vorge
gebener Druck erreicht ist, und daß sich die Feder (14)
im entspannten Zustand befindet und der Auslaß (26) durch
den Ventilschieber (8) geschlossen ist, wenn der Druck
am Einlaß nicht erhöht ist.
2. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
dem Ventilschieber (8) zugekehrte Ende der Feder (14) mit einem
Federteller (16) versehen ist und das entgegengesetzte Ende
des Ventilschiebers im Bereich der mit dem Einlaßdruck beauf
schlagten Kammer (10) angeordnet ist und daß zwischen der
Kammer (10) und der Feder (14) der Steuerquerschnitt des Aus
lasses (26) vorgesehen ist.
3. Regelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (22) an dem gegenüberliegenden Ende der Feder
(14) vorgesehen ist und über einen Halter (18) auf die Feder
wirkt und daß das entgegengesetzte Ende des Kolbens in eine
Kammer (32) mündet, welche mit dem zweiten Einlaßkanal (28)
versehen ist.
4. Regelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Hub des Kolbens (22) durch in der Kammer (32) befindliche An
schlagmittel (36, 39) begrenzbar ist.
5. Regelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Hub des Kolbens (22) durch eine Einstellmutter (36) begrenzbar
ist, welche auf dem mit Gewinde versehenen Ende des Kolbens
(22) vorgesehen ist.
6. Regelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einstellmutter auf dem mit Gewinde versehenen Ende des Kolbens
verdrehbar ist.
7. Regelventil nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilschieber (8) und der Kolben (22) im Gegensinn zu
einander verschiebbar sind, bis die Kammer (32) über den zwei
ten Einlaß (28) mit einem vorbestimmten Druck beaufschlagt ist.
Applications Claiming Priority (1)
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US05/836,264 US4182365A (en) | 1977-09-26 | 1977-09-26 | Control valve for use with variable displacement piston pump |
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