DE1008120B

DE1008120B - Elektromagnetischer Schwingantrieb, insbesondere zum Antrieb von Kolbenpumpen

Info

Publication number: DE1008120B
Application number: DEF12765A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Theo Fecker
Original assignee: THEO FECKER DR ING
Current assignee: THEO FECKER DR ING
Priority date: 1953-09-04
Filing date: 1953-09-04
Publication date: 1957-05-09

Description

Elektromagnetischer Schwingantrieb, insbesondere zum Antrieb von Kolbenpumpen In dem Hauptpatent ist eine Anordnung beschrieben, bei der die kreisbogenförmige Bewegung des Ankers eines elektromagnetisch angetriebenen Schwingsystems durch eine elastische Verbindung auf den Kolben einer Pumpe übertragen wird, derart, daß die Bewegung des Kolbens geradlinig wird ohne Verwendung von weiteren Bauelementen, die die Geradlinigkeit der Bewegung gewähren müßten, wie z. B. Gleitlager. Eine ähnliche Aufgabe liegt bei elektromagnetisch angetriebenen Kolbenpumpen von Spritzpistolen vor. Bekannte Beispiele verwenden für die Übertragung der Bewegung des Ankers auf den Kolben zur Erzeugung der Geradlinigkeit der Bewegung Gleitlager. Der Antrieb erfolgt in der Weise, daß die Kolbenstange mit ihrer Verlängerung in Richtung Anker oder mittels einer besonderen Achse auf dem Anker aufliegt und sich bei Bewegung des Ankers in dem Gleitlager hin und her schiebt. Dabei wandert der Berührungspunkt mit dem Anker bei jeder Bewegung um einen gewissen Betrag hin und her. Diese Hin-und Herbewegung erzeugt in dem Gleitlager zusätzliche Reibungskräfte und dadurch Leistungsverluste des Pumpsystems. Da die Leistung des Antriebssystems verhältnismäßig gering ist, ist jeder Leistungsverlust, der vermieden werden kann, ein wesentlicher Gewinn. Ein weiterer Nachteil dieser Gleitlager ist, daß sie in den Fällen, in denen eine Schmierung nicht möglich ist, leicht festsitzen und zu Betriebsstörungen führen.
Im folgenden sind einige Beispiele angegeben, bei denen der Gedanke des Hauptpatents auf den Antrieb von Pumpsystemen, insbesondere für Spritzpistolen, angewendet wird, in der Weise, daß die Nachteile der zusätzlichen Reibung vermieden sind. In Abb. 1 sind die wesentlichen Teile des Antriebs-und Pumpsystems dargestellt, in den Abb. 2 bis 5 und 9 die Befestigung der Kolbenstange am Anker, in den Abb. 6 bis 8 die Befestigung der Kolbenstange am Kolben.
In Abb. 1 ist in dem Gehäuse 1 ein Magnet 2 eingebaut, der den Anker 3 beim Stromdurchgang anzieht. Die Verlängerung 4 des Ankers ist an der Stelle 5 mit der Kolbenstange 6 verbunden, die ihrerseits mit dem Kolben 7 verbunden ist, der sich in dem Zylinder 8 bewegt. Die Schraubenfedern 9 und 10 sind für die Aufrechterhaltung der Hin- und Herbewegung des Ankers notwendig und werden Schwingfedern genannt. Der Punkt 5 bewegt sich bei der Hin- und Herbewegung des Ankers auf einem Kreisbogen. Eine geradlinige Hin- und Herbewegung des Kolbens 7 ist jedoch nur dann möglich, wenn die Verbindung zum Anker mittels der Kolbenstange 6 elastisch ist.
In dem Beispiel nach Abb. 1 ist die Kolbenstange 6 mit dem Kolben 7 fest verbunden durch Verschrauben, Schweißen, Löten oder Festpressen. Die Kolbenstange 6 selbst besteht aus Federstahldraht und ist elastisch.
Abb. 2 zeigt ein Beispiel für die Verbindung der Kolbenstange mit dem Anker. Die Kolbenstange 6 trägt an ihrem einen Ende einen verstärkten Teil 23, der in einer Vertiefung 24 der Verlängerung 4 des Ankers gelagert ist. Er wird durch die Schwingfeder 9 mittels eines Zentriertellers 26 dauernd in diese Ausbuchtung gedrückt. Dieser Teller 26 bildet die Zentrierung für die Schwingfeder 9. Bei der Schwenkbewegung des Ankers vollführt die Lagermulde 24 eine kleine Schwenkbewegung. Der Teil 23 macht dabei in der Mulde 24 eine Abrollbewegung, so daß das andere Ende der Kolbenstange 6 eine geradlinige Hin-und Herbewegung ausführen kann.
Abb. 3 zeigt ein weiteres Beispiel. Die Kolbenstange 6 liegt auf der Verlängerung 4 des Ankers mit ihrem gebogenen Ende 32 auf. Dieses Ende wird durch einen Zentrierteller 33, der die Lagerung für die Schwingfeder 9 bildet, dauernd auf die Ankeroberfläche gedrückt. Die Elastizität der Verbindung wird erreicht dadurch, daß die Kolbenstange, die aus Federstahldraht besteht, in der Nähe des Ankers mehr oder weniger schraubenförmige Windungen erhält.
Abb.4 zeigt ein Beispiel ähnlich dem der Abb.2. Das Ende der Kolbenstange 6 ist so gebogen, daß es in der Vertiefung 44 der Verlängerung 4 des Ankers schwenkbar gelagert ist. Es wird in dieser Lage gehalten durch eine Schraubenfeder 47, die durch einen Zentrierteller 46 mittels der Schwingfeder 9 dauernd auf den Anker oder dessen Verlängerung 4 aufgedrückt wird. Diese Anordnung hat gegenüber der der Abb. 2 den Vorteil, daß die Kräfte, die auf die Lagerung der Kolbenstange wirken, kleiner sind, da die Hauptkräfte der Schwingfedern durch den Zentrierteller 46 direkt auf den Anker oder dessen Verlängerung übertragen werden.
Abb. 5 zeigt ein Beispiel, in dem die Kolbenstange direkt die Verbindung mit dem Anker vermittelt und gleichzeitig die Zentrierung für die beiden Schwingfedern herstellt. Das Ende der Kolbenstange 6 geht in eine Schraubenfeder über, die derart über das flache Ende der Verlängerung 4 des Ankers geschoben wird, daß je eine Windung der Schraubenfeder zu beiden Seiten dieser Verlängerung zu liegen kommt. Die Verlängerung 4 ist für den Durchgang einer Windung an der Stelle 53 durchbrochen. Das Ende 54 der Schraubenfeder ist leicht nach innen gebogen und ragt in eine Vertiefung der Verlängerung, so daß die Feder nach dem Aufdrücken auf der Verlängerung eine unlösbare Verbindung darstellt.
Die schraubenförmige Windung 27 in der Abb. 2 hat den Zweck, die Kolbenstange in der Längsrichtung federnd zu machen. Denselben Zweck erfüllen die schraubenförmigen Ansätze 32 und 51 der Kolbenstange 6 in der Nähe des Ankers. Ein weiteres Beispiel zeigt die Abb. 9, bei der ein besonderer Bauteil auf der Verlängerung des Ankers als Lagerung für den Angriffspunkt der Kolbenstange vorgesehen ist. Dieser Bauteil 92 wird mittels eines Zentriertellers 96 durch die Schwingfeder 9 gegen die Verlängerung 4 des Ankers gepreßt. Zwischen der Verlängerung 4 und dem Bauteil 92 befindet sich eine Schraubenfeder 93. Wird beim Anziehen des Ankers in Richtung des eingetragenen Pfeiles der Widerstand, den die Kolbentange 6 bietet, größer als die Vorspannung dieser Feder 93, so bewegt sich der Bauteil 92 entgegen der Bewegungsrichtung des Ankers, so daß die Kolbenstange 6 in ihrer Längsrichtung federnd wird. Diese federnde Wirkung ergibt eine Leistungserhöhung der Pumpe. Die Federkraft ist so bemessen, daß sie etwas geringer als die maximale Anzugskraft des Ankers ist. Dadurch wird beim Pumpen von zähen Flüssigkeiten der Anker auch dann vollkommen auf die Magnetpolfläche angezogen, wenn der Kolben einen Widerstand findet, der größer ist als die Anzugskraft des Ankers.
Abb. 6 bis 8 zeigen Beispiele für die Verbindung der Kolbenstange mit dem Kolben.
In Abb. 6 ist das Ende 63 der Kolbenstange 6 schraubenförmig geformt und sitzt in einer Eindrehung des Kolbens 7. Durch einen Sprengring 65, der sich an der Stelle 64 abstützt, ist die Kolbenstange auf dem Kolben unlösbar festgehalten.
Abb. 7 ist eine ähnliche Befestigung im Innern des Kolbens. Die Kolbenstange 6 ist an der Stelle 73 leicht eingeknickt. Eine Feder 74 drückt die Kolbenstange in die Bohrung des Kolbens 7 und wird durch den Sprengring 75 am Herausgehen aus dem Kolben gehindert.
In Abb. 8 ist die Kolbenstange 6 in einer Bohrung 83 des Kolbens 7 lose gelagert. Die Bohrung 83 ist größer als der Durchmesser der Kolbenstange 6. Der Angriffspunkt der Kolbenstange liegt möglichst weit am vorderen Ende des Kolbens. Dadurch können keine seitlichen Kräfte auf den Kolben übertragen werden, auch dann nicht, wenn die Kolbenstange verhältnismäßig starke Schwankungen vollführt.
Um zu verhindern, daß Flüssigkeit vom Kolbenraum in den Raum, in dem der Magnet sitzt, dringt, sind zwischen diesen beiden Räumen Dichtungen oder Packungen aus elastischem Material, wie Filz, Gummi, Leder usw., angeordnet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektromagnetischer Schwingantrieb, dessen Anker von einem Magneten angezogen und durch Federkraft in Schwingungen gehalten wird, die ohne besondere Führung oder Lagerung nur durch Federn geradlinig oder in einer Ebene verlaufen sollen, wobei die Geradlinigkeit der Bewegung des Werkzeugs direkt oder indirekt durch eine oder mehrere Schraubenfedern erreicht wird, die spiegelbildlich zur Hauptebene des Magnetsystems angebracht sind, nach Patent 837 727, insbesondere für Kolbenpumpen von Spritzpistolen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (7) von dem Anker (3) oder dessen Verlängerung (4) durch eine elastisch biegsame Kolbenstange (6) betätigt wird, die an einem Ende mit dem Kolben (7), am andern Ende mit dem Anker (3) oder dessen Verlängerung (4) entweder fest oder elastisch verbunden ist.
2. Schwingantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung mit dem Kolben (7) eine starre Löt-, Schweiß- oder Schraubverbindung ist.
3. Schwingantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung mit dem Kolben (7) durch das in einer oder mehreren Windungen (63) schraubenförmig ausgebildete Ende der Kolbenstange (6) hergestellt wird, das über das Kolbenende (64) geschoben wird und sich durch Federkraft selbsttätig festhält (Abb. 6).
4. Schwingantrieb nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftung der Windungen (63) durch in das Kolbenende (64) eingedrehte Rillen verbessert wird (Abb. 6).
5. Schwingantrieb nach Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftung der Windungen (63) durch eingelegte Federringe (65) vergrößert wird (Abb. 6).
6. Schwingantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6) in das Innere des Kolbens (7) ragt und mittels Feder (74) oder Sprengring (75) eine unlösbare elastische Verbindung darstellt (Abb.7).
7. Schwingantrieb nach Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (7) eine Bohrung erhält, in die die Kolbenstange (6) so weit hineinragt, daß der Angriffspunkt (83) möglichst weit am vorderen Ende des Kolbens (7) liegt, wobei der Durchmesser der Bohrung größer ist als der Durchmesser der Kolbenstange, so daß seitliche Kräfte auf den Kolben (7) vermieden werden (Abb.
8). B. Schwingantrieb nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Verbindung der Kolbenstange (6) mit .dem Anker (3) in elastischer Weise mittels einer Feder (9 oder 47) erfolgt, die das Ende (23) der Kolbenstange (6) gegen den Anker (3) oder in eine Vertiefung (24) auf dem Anker (3) oder seiner Verlängerung (4), die ihrerseits auf dem Anker (3) sitzt, drückt (Abb. 2 und 4).
9. Schwingantrieb nach Ansprüchen l und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6) zur Lagerung an diesem Ende eine hakenförmige oder abgerundete Biegung (43) erhält (Abb.4).
10. Schwingantrieb nach Ansprüchen 1, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6) an diesem Ende ein besonderes Lagerstück (23) erhält, das entweder an die Kolbenstange (6) angelötet, verschraubt oder angepreßt ist (Abb. 2).
11. Schwingantrieb nach Ansprüchen 1, 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6) an ihrem Ende eine Biegung (32) erhält, die mittel-oder unmittelbar durch die Schwingfeder (9) auf den Anker (3) oder dessen Verlängerung (4) gedrückt wird (Abb. 3).
12. Schwingantrieb nach Ansprüchen 1 und 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6) am Ende umgebogen oder verstärkt wird und durch eine Schrauben- oder andere Feder (47) auf den Anker (3) oder dessen Verlängerung (4) gedrückt wird, wobei diese Feder mittel- oder unmittelbar durch die Schwingfeder (9) gegen den Anker (3) oder dessen Verlängerung (4) gedrückt wird (Abb. 4).
13. Schwingantrieb nach Ansprüchen 1 und 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Kolbenstange (6) schraubenähnliche Windungen (53, 54) erhält, die sich an beide Flachseiten der Ankerverlängerung (4) anpressen und die Kolbenstange (6) daran festhalten (Abb. 5).
14. Schwingantrieb nach Ansprüchen 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen (53, 54) gleichzeitig die Zentrierungen für eine oder beide Schwingfedern (9, 10) bilden (Abb. 5).
15. Schwingantrieb nach Ansprüchen 1, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6) auch gegenüber ihrer Längsrichtung federnd ist (Abb. 2, 3 und 5).
16. Schwingantrieb nach Ansprüchen 1 und 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6) gegenüber ihrer Längsrichtung federnd wird durch eine zusätzliche Federung (92, 93), die die Lagerung (92) der Kolbenstange (6) auf dem Anker (3) oder dessen Verlängerung (4) elastisch macht, indem ein besonderer Bauteil (92), der die Lagerung bildet, gegen den Anker (3) oder dessen Verlängerung (4) elastisch aufgepreßt wird (Abb. 9).
17. Schwingantrieb nach Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung des Kolbenraums gegen den Raum, in dem der Magnet (2) sitzt, eine oder mehrere Dichtungen aus elastischem Material, wie Filz, Leder, Gummi usw., vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 890 307; französische Patentschrift Nr. 663 438.