REGELEINRICHTUNG FÜR VERDRÄNGERPUMPEN |
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| 申请号 | EP01902363.9 | 申请日 | 2001-01-30 | 公开(公告)号 | EP1259737B1 | 公开(公告)日 | 2004-01-07 |
| 申请人 | ZF Lenksysteme GmbH; | 发明人 | DRASKOVITS, Günter; ZIMMERMANN, Gerhard; | ||||
| 摘要 | The invention relates to a control device for positive displacement pumps, consisting of a throttle device (20) and a flow control valve (18). The flow control valve (18) is provided with a flow control piston (21) and regulates an unrequired excess flow to the pump at an increased speed. The throttle device (20) produces a speed-related pressure differential in a bore section (17A), said pressure differential being responsible for the displacement of the flow control valve (18) and the throttle device (20). The throttle device (20) is placed in the pressure outlet (bore section 17A) of the pump and contains a regulating pin (27) which is connected to the flow control piston (21), having a control contour which is embodied in such a way that a modifiable through cross-section is created in association with a throttle bore (28). The control pin (27) has a wider section (34) in an axial displacement area of the throttle device (20), said area not being involved in control of the volume flow, whereby a minimum obturating section arises in the displacement area. This results in accelerated movement of the flow control piston (21), which in turn results in quicker reaction of the control mechanism, thereby preventing an overshoot and overincrease in the flow capacity. | ||||||
| 权利要求 | |||||||
| 说明书全文 | Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Verdrängerpumpen, insbesondere für Flügelzellenpumpen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Darin steht ein Druckraum über eine Drosseleinrichtung mit einem an einen Verbraucher angeschlossenen Auslaß in Verbindung. Weiter ist ein in einer Gehäusebohrung verschiebbarer Stromregelkolben vorgesehen, dessen erste Stirnfläche mit dem Druckraum Verbindung hat. Eine zweite Stirnfläche des Stromregelkolbens ragt in eine Kammer, die mit dem Auslaß stromabwärts der Drosseleinrichtung verbunden ist. Der Stromregelkolben gibt in Abhängigkeit eines auf die beiden Stirnflächen wirkenden Differenzdrucks eine Verbindung von dem Druckraum zu einem Pumpeneinlaßkanal frei. Die Drosseleinrichtung sitzt im Druckausgang der Pumpe und enthält einen Regelstift, dessen Steuerkontur so ausgeführt ist, daß sich zusammen mit einer Drosselbohrung ein veränderbarer Durchtrittsquerschnitt ergibt. Dabei ist eines der beiden Elemente Regelstift und Drosselbohrung mit dem Stromregelkolben verbunden und das andere der beiden Elemente ist gehäusefest. Eine derartige, mit einer Drosseleinrichtung zusammenwirkende Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 22 30 306 B2 bekannt. Durch einen an seinem freien Ende konischen Zapfen des Regelstiftes erhält die Pumpe eine abfallende Strömungscharakteristik. Bei derartigen Regeleinrichtungen besteht die Gefahr, daß bei einer Drehzahlerhöhung der Pumpe aus dem Proportionalbereich (z. B. Leerlaufbereich) in den Regelbereich eine Überhöhung der Fördermenge eintritt. Dies ist als deutlicher Abfall und anschließender ebenso deutlicher Anstieg des Lenkmomentes zu spüren. Wenn bei einer derartigen Regeleinrichtung ein zusätzliches Druckbegrenzungsventil eingebaut ist, dann kommt es beim Ansprechen dieses Druckbegrenzungsventils außerdem zu einer Überhöhung des maximalen Druckes. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung zu schaffen, mit der ein solches Überschwingen, d. h., eine kurzzeitige Überhöhung der Fördermenge bzw. des Förderdruckes, bei schnellem Beschleunigen ausgehend von niedrigsten Drehzahlen verhindert wird. Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Regeleinrichtung dadurch gelöst, daß der Regelstift in einem axialen Verschiebe-Bereich, der bei dem Stromregelkolben noch nicht zur Volumenstromregelung herangezogen wird, einen verdickten Abschnitt aufweist, so daß in diesem Verschiebe-Bereich ein minimaler Blendenquerschnitt besteht. Hierbei wird erreicht, daß die Druckdifferenz über dem verdickten Bereich größer ist und sich damit der Stromregelkolben früher, bzw. bei dynamischen Vorgängen schneller, bewegt. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Besonders einfach läßt sich der Regelstift mit seinem verdickten Abschnitt herstellen, wenn der Regelstift mit dem Stromregelkolben verbunden und die Drosselbohrung gehäusefest ist und der verdickte Abschnitt zylindrisch ausgebildet wird. Zur besseren Feinabstimmung der Regelkennlinie kann der verdickte Abschnitt eine kegelstumpfförmige Kontur aufweisen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der größere Durchmesser des Kegelstumpfes an der ersten Stirnfläche des Stromregelkolbens angeordnet ist. Dadurch kann die Charakteristik des Regelvorganges, die Regelgeschwindigkeit, sehr fein abgestimmt werden. Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Die dargestellte und beschriebene Flügelzellenpumpe stellt nur ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung dar. Statt dessen kann ebenso eine Rollenzellenpumpe oder eine andere Verdrängerpumpe mit einer erfindungsgemäßen Regeleinrichtung versehen werden. Es zeigen:
In einem durch einen Deckel 1 verschlossenen Gehäuse 2 ist eine Antriebswelle 3 gelagert. Die Antriebswelle 3 trägt in üblicher Weise auf einer Keilverzahnung einen Rotor 4. In radialen Schlitzen des Rotors 4 sind radial bewegliche Flügel 5 geführt, die an einem Kurvenring 6 dichtend entlanggleiten. Eine Druckplatte 7 liegt dichtend an dem aus Rotor 4, Flügeln 5 und Kurvenring 6 bestehenden Pumpenpaket an. Eine weitere Druckplatte 8 liegt durch die Kraft einer Feder 10 auf der anderen Seite an dem Pumpenpaket an. Die Flügel 5 schließen nicht dargestellte Förderkammern zwischen sich ein, die mit einem Sauganschluß 11 in Verbindung stehen. Das geförderte Drucköl tritt aus den Förderkammern über ebenfalls nicht dargestellte Drucköffnungen der Druckplatte 8 in eine Druckkammer 12 ein. Die Druckkammer 12 hat über teilringförmige Kanäle 13 und 14 mit Unterflügelräumen 15 und 16 Verbindung. Dadurch ist es möglich, die jeweils die Druckzone durchlaufenden Flügel 5 nach außen in den Kurvenring 6 zu drücken. In einer Gehäusebohrung 17 im - in der Zeichnung - unteren Teil der Pumpe sind gleichachsig zueinander ein Stromregelventil 18 und eine Drosseleinrichtung 20 eingebaut. Ein Stromregelkolben 21 des Stromregelventils 18 steuert in bekannter Weise mit einem Steuerbund 22 einen Einlaßkanal 23 der Pumpe. In der gezeichneten Ausgangsstellung liegt der Steuerbund 22 unter Belastung einer Feder 24 an der Drosseleinrichtung 20 an. Der Einlaßkanal 23 ist dabei durch den Steuerbund 22 verschlossen. In einem rechts von dem Steuerbund 22 liegenden Bohrungsabschnitt 17A sitzt ein Verschlußelement 25, beispielsweise eine Rohrverschraubung, das mit einem Verbraucher, zum Beispiel einer Hilfskraftlenkung, verbunden wird. Ein Zulaufkanal 26 schließt die Druckkammer 12 an den Bohrungsabschnitt 17A an. Die Drosseleinrichtung 20 enthält einen Regelstift 27, der mit dem Stromregelkolben 21 fest verbunden ist und eine Drosselbohrung 28, die an dem Verschlußelement 25 angeordnet und damit mit dem Gehäuse 2 fest verbunden ist. Mit gleicher Wirkung können die beiden Elemente Regelstift 27 und Drosselbohrung 28 auch jeweils mit den anderen Elementen Gehäuse 2 und Stromregelkolben 21 verbunden sein. Der Regelstift 27 weist an seinem freien Ende eine Kontur auf, die die drehzahlabhängige Beeinflussung des an den Verbraucher geleiteten Förderstromes erlaubt. In dem Ausführungsbeispiel enthält diese Kontur einen im wesentlichen zylindrischen Endabschnitt 30, an den sich ein konischer Abschnitt 31 und ein Abschnitt 32 mit kleinstem Querschnitt anschließen. Zwischen diesem Abschnitt 32 und einer ersten, der Drosseleinrichtung 20 zugewandten Stirnfläche 33 des Stromregelkolbens 21 befindet sich erfindungsgemäß ein verdickter Abschnitt 34 des Regelstiftes 27. Der verdickte Abschnitt 34 erstreckt sich über eine solche axiale Länge, daß bei einer Verschiebung des Stromregelkolbens 21 um einen dieser Länge entsprechenden Weg noch keine Volumenstromregelung erfolgt. Dies bedeutet, daß nach einer solchen Verschiebung noch keine Verbindung zwischen dem von der Druckkammer 12 kommenden Zulaufkanal 26 zu dem Einlaßkanal 23 besteht. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weist der verdickte Abschnitt 34 eine zylindrische Kontur auf. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist der verdickte Abschnitt 35 eine kegelstumpfförmige Kontur auf. Dabei ist der größere Durchmesser des Kegelstumpfes an der ersten Stirnfläche 33 des Stromregelkolbens 21 angeordnet. Dies ist besonders vorteilhaft, weil so die Charakteristik des Regelvorganges, die Regelgeschwindigkeit, sehr fein abgestimmt werden kann. Ein die Feder 24 des Stromregelkolbens 21 aufnehmender Raum 36 steht über eine gestrichelt angedeutete Steuerleitung 37, eine Ringnut 38 und eine Drosselstelle 40 mit einem Auslaß 41, der an dem Verschlußelement 25 angeordnet ist, in Verbindung. Bei bestimmten Ausführungsformen können die Ringnut 38 und die Drosselstelle 40 entfallen. Der Raum 36 wird an seiner einen Seite durch eine zweite Stirnfläche 42 des Stromregelkolbens 21 begrenzt. Der gesamte Förderstrom der Pumpe fließt zunächst über den Zulaufkanal 26 in den Bohrungsabschnitt 17A. Bis zum Abregelpunkt bei einer Pumpendrehzahl von zum Beispiel 1000/min fließt der Förderstrom an der Stirnfläche 33 des Steuerbundes 22 vorbei zu dem Auslaß 41. Der Förderstrom durchströmt den gezeichneten Durchtrittsquerschnitt zwischen dem Regelstift 27 und der Drosselbohrung 28. Dabei verstellt sich durch den entstehenden Druckabfall der Stromregelkolben 21 geringfügig nach links, wobei der Steuerbund 22 jedoch noch nicht mit dem Öffnen des Einlaßkanals 23 beginnt. Durch den sehr klein gehaltenen Drosselquerschnitt zwischen dem verdickten Abschnitt 34 und der Drosselbohrung 28 entsteht eine große Druckdifferenz über der Drosseleinrichtung 20 und damit über dem Stromregelkolben 21. Diese große Druckdifferenz erzwingt eine beschleunigte Bewegung des Stromregelkolbens 21. Dies wiederum führt zu einer schnelleren Reaktion des Regelmechanismus, so daß ein Überschwingen und eine Überhöhung der Fördermenge verhindert wird.
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