DE10109948B4

DE10109948B4 - Dosierpumpeinrichtung

Info

Publication number: DE10109948B4
Application number: DE10109948A
Authority: DE
Inventors: Rolf Hartnagel; Liane Schupp; Sascha Tippl
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 2001-03-01
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2021-03-02
Also published as: US20020155011A1; CZ304901B6; DE10109948A1; US6722862B2; JP2002327681A; CZ2002700A3

Abstract

Dosierpumpeinrichtung, insbesondere für ein Heizgerät, umfassend:
– eine Pumpanordnung (66; 66a; 66b) zum Fördern von über einen Einlassbereich (52; 52a; 52b) zuführbarer Flüssigkeit zu einem Auslassbereich (62; 62a; 62b),
– eine Ventilanordnung (68; 68a; 68b), durch welche wahlweise die Pumpanordnung (66; 66a; 66b) zur Aufnahme von Flüssigkeit in Verbindung mit dem Einlassbereich (52; 52a; 52b) bringbar ist oder zur Abgabe von Flüssigkeit in Verbindung mit dem Auslassbereich (62; 62a; 62b) bringbar ist,
– eine erste Betätigungskraft-Erzeugungsanordnung (82; 82a; 82b) zur Erzeugung einer Ventilbetätigungskraft für ein Ventilorgan (38; 38a; 38b) der Ventilanordnung (68; 68a; 68b),
– eine zweite Betätigungskraft-Erzeugungsanordnung (80; 80a; 80b) zur Erzeugung einer Pumpbetätigungskraft für die Pumpanordnung (66; 66a; 66b) im Wesentlichen unabhängig von der Erzeugung der Ventilbetätigungskraft,
wobei das Ventilorgan (38; 38a; 38b) in eine erste Betätigungsstellung und in eine zweite Betätigungsstellung bringbar ist, wobei in der ersten Betätigungsstellung das Ventilorgan (38;...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosierpumpeinrichtung, insbesondere für ein Heizgerät, umfassend eine Pumpanordnung zum Fördern von über einen Einlassbereich zuführbarer Flüssigkeit zu einem Auslassbereich, sowie eine Ventilanordnung, durch welche wahlweise die Pumpanordnung zur Aufnahme von Flüssigkeit in Verbindung mit dem Einlassbereich bringbar ist oder zur Abgabe von Flüssigkeit in Verbindung mit dem Auslassbereich bringbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Dosierpumpeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 821 761 B bekannt. Diese Dosierpumpeinrichtung weist einen Pumpenkolben auf, der in einer Öffnung eines Pumpengehäuses verschiebbar aufgenommen ist. Ein als Steuerschieber bezeichneter Ventilschieber ist in einer zugehörigen Öffnung verschiebbar aufgenommen und bringt je nach Verschiebepositionierung eine Einlassöffnung oder eine Auslassöffnung in Verbindung mit der den Pumpenkolben enthaltenden Öffnung. Der Pumpenkolben einerseits und der Steuerschieber andererseits sind durch jeweils eine, diesen zugeordnete, separate und elektromagnetisch wirksame Antriebseinrichtung in Bewegung versetzt.
Die DE 1 653 386 A zeigt eine Dosierpumpeinrichtung, bei welcher ein Pumpenkolben und ein Ventilschieber in ein und derselben zylindrischen Ausnehmung verschiebbar sind. Der Ventilschieber ist durch eine ihm zugeordnete Elektromagnetanordnung antreibbar. Zwischen dem Pumpenkolben und dem Ventilschieber ist eine Feder wirksam, die bei Verschiebung des Ventilschiebers eine entsprechend phasenverschobene Bewegung des Pumpenkolbens induziert.
Die US 3,989,021 A zeigt eine Kraftstoffeinspritzpumpe bei welcher ein Ventilschieber entgegen einer Vorspannkraft verschiebbar ist. Je nach Verschiebestellung verbindet er verschiedene in einem Gehäuse gebildete Kanäle, um die Kraftstoffzufuhr freizugeben oder zu unterbinden.
Die DE 299 09 349 U1 betrifft ein Dosierventil mit einem durch Rotation zu bewegenden Ventilschieber.
Die nachveröffentlichte DE 101 03 224 C1 betrifft eine Dosierpumpanordnung, bei welcher ein Ventilschieber einerseits und ein Pumpenkolben andererseits in aufeinander folgenden Öffnungen in der gleichen Richtung verschiebbar sind. Sowohl der Ventilschieber als auch der Pumpenkolben sind durch jeweilige Federn in eine Bewegungsendstellung vorgespannt. Dem Ventilschieber ist eine Elektromagnetanordnung zugeordnet, um ihn entgegen der auf ihn einwirkenden Vorspannkraft zu verschieben. Je nach Verschiebestellung ermöglicht der Ventilschieber dann die Beaufschlagung des Pumpenkolbens mit einem Druckfluid, um somit auch den Pumpenkolben entgegen seiner Vorspannwirkung zu verschieben.
Aus der DE 198 60 573 A1 ist eine Dosierpumpeinrichtung bekannt, bei welcher ein als Pumporgan wirkender Pumpenkolben sowie zwei jeweils Ventilorgane bildende Ventilschieber durch eine Magnetspule entgegen der Krafteinwirkung jeweiliger Vorspannfedern verlagerbar sind. Um die zur Durchführung von Einlass- bzw. Abgabearbeitstakten erforderliche Bewegungssynchronisation der verschiedenen durch die einzige Magnetspule verlagerbaren Bauteile zu erlangen, müssen deren träge Massen sowie die Vorspannkräfte der jeweils zugeordneten Vorspannfedern exakt aufeinander abgestimmt werden. Dies bedingt Kompromisse bei der Auslegung verschiedener Komponenten bzw. erfordert einen vergleichsweise komplizierten Aufbau mit der Folge, dass insbesondere beeinflusst durch äußere Umstände, wie z.B. auch die Temperatur des Gesamtsystems, die exakte Abstimmung der verschiedenen Bewegungsabläufe aufeinander verlorengehen kann und somit diese Dosierpumpeinrichtung nicht in zufrieden stellender Art und Weise arbeiten kann.
Aus der EP 0 930 434 A2 ist eine Dosierpumpeinrichtung bekannt, bei welcher durch eine einzige Magnetspule sowohl ein Pumpenkolben als auch ein Ventilschieber eines Sicherheitsventils bewegt werden können. Es sind weitere Ventilschieber bzw. Ventilorgane vorhanden, die zum Umschalten zwischen Aufnahme- bzw. Abgabearbeitstakten jeweils bedingt durch den Flüssigkeitsdruck zwischen einer Absperrstellung und einer Freigabestellung derselben verlagerbar sind. Auch hier ist es erforderlich, die verschiedenen Systemkomponenten bzw. auch die durch Vorspannfedern vorgesehenen Kräfte exakt auch auf den vorhandenen Flüssigkeitszuführdruck abzustimmen, um eine korrekte Arbeitsweise erlangen zu können.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dosierpumpeinrichtung vorzusehen, welche bei vergleichsweise einfachem und kompaktem Aufbau eine sichere Funktionsweise gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Dosierpumpeinrichtung, insbesondere für ein Heizgerät, umfassend eine Pumpanordnung zum Fördern von über einen Einlassbereich zuführbarer Flüssigkeit zu einem Auslassbereich, sowie eine Ventilanordnung, durch welche wahlweise die Pumpanordnung zur Aufnahme von Flüssigkeit in Verbindung mit dem Einlassbereich bringbar ist oder zur Abgabe von Flüssigkeit in Verbindung mit dem Auslassbereich bringbar ist, wie sie weiter im Anspruch 1 definiert ist.
Die Dosierpumpeinrichtung ist so ausgebildet, dass die Ventilanordnung ein in eine erste Betätigungsstellung und in eine zweite Betätigungsstellung bringbares Ventilorgan umfasst, wobei in der ersten Betätigungsstellung das Ventilorgan eine Flüssigkeitszufuhr vom Einlassbereich zur Pumpanordnung zulässt und eine Flüssigkeitsabgabe von der Pumpanordnung zum Auslassbereich unterbindet und in der zweiten Betätigungsstellung das Ventilorgan eine Flüssigkeitszufuhr von dem Einlassbereich zur Pumpanordnung unter bindet und eine Flüssigkeitsabgabe von der Pumpanordnung zum Auslassbereich zulässt. Ferner umfasst die Dospierpumpeinrichtung eine erste Betätigungskraft-Erzeugungsanordnung zur Erzeugung einer Ventilbetätigungskraft für das Ventilorgan sowie eine zweite Betätigungskraft-Erzeugungsanordnung zur Erzeugung einer Pumpbetätigungskraft für die Pumpanordnung im Wesentlichen unabhängig von der Erzeugung der Ventilbetätigungskraft. Eine zwangsweise Bewegungsverkopplung der verschiedenen Systembereiche Pumpanordnung und Ventilanordnung ist somit nicht vorgesehen mit der Folge, dass die verschiedenen Systembereiche auch angepasst an verschiedene Betriebszustände, beispielsweise durch die Viskosität beeinflusste Strömungsgeschwindigkeiten der zu fördernden Flüssigkeit, optimiert angesteuert werden können.
Die erfindungsgemäße Dosierpumpeinrichtung ist also grundsätzlich in zwei voneinander unabhängige Systembereiche unterteilt, nämlich zum einen die Pumpanordnung, durch welche Flüssigkeit von einem Einlassbereich aufgenommen und zu einem Auslassbereich abgegeben werden kann, sowie die Ventilanordnung, welche wahlweise dann die Pumpanordnung mit dem Einlassbereich oder dem Auslassbereich zum Flüssigkeitsaustausch in Verbindung bringt. Diese beiden Systembereiche können voneinander unabhängig betrieben werden und selbstverständlich in ihren verschiedenen Verstell- oder Betätigungsbewegungen aufeinander abgestimmt sein, ohne jedoch eine zwangsweise mechanische Kopplung zu erfordern. Dies vereinfacht den Aufbau der erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtungen deutlich.
Die Pumpanordnung umfasst einen in einer Pumpenkammer verschiebbaren Kolben und durch die Ventilanordnung ist die Pumpenkammer wahlweise mit dem Einlassbereich oder dem Auslassbereich in Verbindung bringbar.
Das Ventilorgan ist zwischen der ersten Betätigungsstellung und der zweiten Betätigungsstellung verstellbar und kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass es zur Herstellung der jeweiligen Fluidaustauschverbindungen einen Kanalbereich aufweist, über welchen die Pumpanordnung in Flüssigkeitsaustauschverbindung mit dem Einlassbereich oder/und dem Auslassbereich bringbar ist.
Bei einer besonders einfach aufzubauenden und sicher wirkenden Ausgestaltungsform kann vorgesehen sein, dass das Ventilorgan zur Verstellung zwischen der ersten Betätigungsstellung und der zweiten Betätigungsstellung verschiebbar ist. Alternativ oder zusätzlich zu dieser Verschiebebewegung des Ventilorgans kann die Umschaltung zwischen verschiedenen Betätigungsstellungen auch dadurch erlangt werden, dass das Ventilorgan zur Verstellung zwischen der ersten Betätigungsstellung und der zweiten Betätigungsstellung drehbar ist.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die erste Betätigungskraft-Erzeugungsanordnung oder/und die zweite Betätigungskraft-Erzeugungsanordnung zur Erzeugung einer Magnetkraft-Wechselwirkung ausgebildet ist.
Eine den zur Verfügung stehenden Bauraum besonders effektiv ausnutzende Ausgestaltungsform kann dadurch erlangt werden, dass das Ventilorgan in der Kolbenverschieberichtung auf die Pumpanordnung folgend angeordnet ist.
Um eine quasi-kontinuierliche Flüssigkeitsabgabe aus der erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung erlangen zu können, kann ein Flüssigkeitszwischenspeicher im Strömungsbereich zwischen der Pumpanordnung und einer Auslassöffnung des Auslassbereichs vorgesehen sein. Dabei kann dann in der zweiten Betätigungsstellung die Auslassöffnung des Auslassbereichs durch das Ventilorgan oder ein damit bewegungsverkoppeltes Verschlussorgan verschlossen sein.
Bei der Ventilanordnung kann ein durch Drehbewegung in eine Mehrzahl von Betätigungsstellungen bringbares Ventilorgan vorgesehen sein. Das Drehen eines Ventilorgans zum Umschalten zwischen verschiedenen Betätigungsstellungen führt zu einer vergleichsweise kleinen Baugröße einer Ventilanordnung, da kein Bauraum für ein linear zu verschiebendes Element bereitzuhalten ist.
Beispielsweise kann dabei vorgesehen sein, dass mit dem Ventilorgan ein Ankerelement drehfest gekoppelt ist und dass das Ankerelement zur Magnetkraftwechselwirkung mit Polelementen einer Magnetspulenanordnung angeordnet ist. Um den Aufbau sowie auch den Ansteueraufwand so einfach als möglich halten zu können, wird vorgeschlagen, dass das Ventilorgan durch eine Vorspannanordnung, vorzugsweise eine Schenkelfeder, in eine der Betätigungsstellungen vorgespannt ist.
Weiter kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass in dem Ventilorgan eine Kanalanordnung vorgesehen ist, wobei ein erster Kanalendbereich der Kanalanordnung in Verbindung mit einer Ventilöffnung steht und ein zweiter Kanalendbereich der Kanalanordnung durch Drehung des Ventilorgans wahlweise in Verbindung mit der ersten Öffnung oder der zweiten Öffnung bringbar ist.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:
1 eine Prinzip-Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung in einer Grundstellung;
2 die in 1 dargestellte Dosierpumpeinrichtung in einem Flüssigkeitsaufnahmezustand;
3 die in 1 dargestellte Dosierpumpeinrichtung in einem Flüssigkeitsabgabezustand;
4 eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausgestaltungsart einer Dosierpumpeinrichtung, welche sich in dem bereits angesprochenen Grundzustand befindet;
5 die Dosierpumpeinrichtung gemäß 4 in einem zur Flüssigkeitsaufnahme bereiten Zustand;
6 die in 4 gezeigte Dosierpumpeinrichtung in einem Zustand nach der Flüssigkeitsaufnahme;
7 die in 4 gezeigte Dosierpumpeinrichtung in einem zur Flüssigkeitsabgabe bereiten Zustand;
8 eine der 4 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsart der erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung;
9 eine der 5 entsprechende Ansicht der in 8 dargestellten Dosierpumpeinrichtung;
10 eine der 6 entsprechende Ansicht der in 8 dargestellten Dosierpumpeinrichtung;
11 eine der 7 entsprechende Ansicht der in 8 dargestellten Dosierpumpeinrichtung;
12 eine weitere der 4 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsart einer erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung;
13 eine der 5 entsprechende Ansicht der in 12 dargestellten Dosierpumpeinrichtung;
14 eine der 6 entsprechende Ansicht der in 12 dargestellten Dosierpumpeinrichtung;
15 eine der 7 entsprechende Ansicht der in 12 dargestellten Dosierpumpeinrichtung;
16 eine Prinzipdarstellung einer Ventilanordnung, wie sie bei der Dosierpumpeinrichtung gemäß 14 zum Einsatz kommen kann, geschnitten längs einer Linie XVI-XVI in 17;
17 die in 16 dargestellte Ventilanordnung, geschnitten längs einer Linie XVII-XVII in 16;
18 eine der 16 entsprechende Ansicht der Ventilanordnung in einem Zustand bei Erzeugung eines Magnetfeldes, geschnitten längs einer Linie XVIII-XVIII in 19;
19 die in 18 dargestellte Ventilanordnung, geschnitten längs einer Linie XIX-XIX in 18;
20 eine der 16 entsprechende Ansicht in einem Zustand nach Erzeugung eines Magnetfeldes und bei Auslenkung eines Drehankers, geschnitten längs einer Linie XX-XX in 21;
21 die in 20 dargestellte Ventilanordnung, geschnitten längs einer Linie XXI-XXI in 20;
22 eine Ansicht einer weiteren Ausgestaltungsart einer Ventilanordnung mit drehbarem Ventilschieber in Blickrichtung XXII in 23;
23 eine Schnittdarstellung der Ventilanordnung der 22, geschnitten längs einer Linie XXIII-XXIII in 22.
In den 1-3 ist prinzipiell eine erfindungsgemäße Dosierpumpeinrichtung in verschiedenen Arbeitstakten dargestellt. Man erkennt in 1, dass die Dosierpumpeinrichtung 10 ein allgemein mit 12 bezeichnetes, näherungsweise zylindrisches Pumpengehäuse aufweist. In den beiden Endbereichen dieses Gehäuses 12 sind jeweils Endstücke 14, 16 in dieses eingesetzt. Das Endstück 14 weist eine Einlassöffnung 18 auf, während das Endstück 16 eine Auslassöffnung 20 aufweist. Ferner ist in einem zentralen Bereich des Gehäuses 12 ein Einsatzteil 22 angeordnet, in welchem Einsatzteil 22 wiederum ein mit 24 bezeichneter Pumpen/Ventil- Einsatz angeordnet ist. In dem Pumpen/Ventil-Einsatz 24 ist eine im Wesentlichen zylindrisch ausgebildete Pumpenöffnung 26 gebildet, in welcher ein Pumpenkolben 28 verschiebbar aufgenommen ist. Mit dem Pumpenkolben 28 ist ein Pumpenanker 30 aus magnetisierbarem Material fest verbunden. An seinem vom Pumpenkolben 28 abgewandt liegenden Endbereich trägt der Pumpenanker 30 ein elastisches Anschlagelement 32. Ferner greift an diesem Endbereich des Pumpenankers 30 eine Vorspannfeder 34 an, die sich andernends an dem Endstück 14 abstützt.
In dem Pumpen/Ventil-Einsatz 24 ist ferner eine Ventilöffnung 36 zur Pumpenöffnung 26 und auch zu einer Längsmittellinie L der Dosierpumpeinrichtung 10 im Wesentlichen konzentrisch angeordnet. Die Ventilöffnung 36 weist einen kleineren Innendurchmesser als die Pumpenöffnung 26 auf und mündet in diese ein. In der Ventilöffnung 36 ist ein Ventilschieber 38 in Richtung der Längsmittellinie L verschiebbar aufgenommen. Mit dem Ventilschieber 38 ist ein Ventilanker 40 fest verbunden. An seinem von dem Ventilschieber 38 entfernten Endbereich trägt der Ventilanker 40 ein Dichtungselement 42, und zwischen dem Ventilanker 40 und dem Pumpen/Ventil-Einsatz 24 wirkt eine Vorspannfeder 44 derart, dass in der in 1 dargestellten Grundstellung der Ventilanker 40 mit seinem Dichtungselement 42 auf dem Endstück 16 aufsitzt und dabei die Auslassöffnung 20 flüssigkeitsdicht abschließt.
In dem Einsatzteil 22 oder/und dem Pumpen/Ventil-Einsatz 24 ist wenigstens eine kanalartige Öffnung 46 vorgesehen, welche von einem durch das Endstück 14 einseitig begrenzten Raumbereich 48 zu einer sich im Wesentlichen radial erstreckenden Öffnung 50 führt. Die Öffnung 50 ist in ihrem radial inneren Endbereich zur Ventilöffnung 36 im Pumpen/Ventil-Einsatz 24 offen. Diese Öffnung 50 bildet zusammen mit dem Kanal 46, dem Raumbereich 48 und der Einlassöffnung 18 im Wesentlichen einen Einlassbereich 52 der erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung 10.
Ferner ist in dem Einsatzteil 22 oder/und dem Pumpen/Ventil-Einsatz 24 wenigstens eine weitere kanalartige Öffnung 54 vorgesehen, welche von einem durch das Endstück 16 einseitig begrenzten Raumbereich 56 zu einer sich im Wesentlichen radial erstreckenden Öffnung 58 führt. Diese Öffnung 58 mündet beispielsweise der Öffnung 50 gegenüber liegend in die Ventilöffnung 36 ein.
Man erkennt, dass in seinem axial freien Endbereich der Ventilschieber 38 wenigstens eine an dessen Außenoberfläche liegende und zur Längsmittellinie L schräggestellte Verbindungsnut 60 aufweist. In ihrem dem axialen Ende des Ventilschiebers 38 nahen Endbereich ist diese Verbindungsnut 60 sowohl zur axialen Stirnfläche des Ventilschiebers 38 als auch zum Außenumfang desselben offen. Daraus resultiert in dem in 1 dargestellten Grundzustand, in welchem vermittels der Vorspannfeder 44 der Ventilschieber 38 in maximal möglichem Ausmaß vom Pumpenkolben 20 wegbewegt ist, eine Fluidverbindung zwischen dem im Wesentlichen die Öffnung 58, die Öffnung 54, den Raumbereich 56 und die Auslassöffnung 2 umfassenden Auslassbereich 62 mit einem unmittelbar an die Pumpenöffnung 26 anschließenden Endbereich 64 der Ventilöffnung 36 und somit auch mit der Pumpenöffnung 26.
Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl der im Wesentlichen den Pumpenkolben 28 und den Pumpenanker 30 umfassenden Pumpanordnung 66 als auch der im Wesentlichen den Ventilschieber 38 und den Ventilanker 40 umfassenden Ventilanordnung 68 jeweils eine in den 1-3 nicht dargestellte Magnetspule zugeordnet ist, welche Magnetspulen beispielsweise das Gehäuse 12 umgebend angeordnet sind und welche selbstverständlich entsprechende Magnetpole aufweisen bzw. bilden, so dass bei Erregung einer jeweiligen Spule der Pumpenkolben 30 bzw. der Ventilkolben 40 entgegen der durch die Vorspannfedern 34 bzw. 44 erzeugten Vorspannkräfte verlagert werden können und in die in den 2 und 3 erkennbaren und noch beschriebenen Betätigungsstellungen gebracht werden können.
Diese beiden in den 1-3 nicht dargestellten Magnetspulen sind durch eine entsprechende Ansteuervorrichtung voneinander unabhängig ansteuerbar, wobei unabhängig hier bedeutet, dass keine zwangsweise mechanische Kopplung irgendwelcher Komponenten der Pumpanordnung 66 und der Ventilanordnung 68 vorhanden ist. Selbstverständlich sind die beiden Magnetspulen derart ansteuerbar, dass eine bestimmte Phasenkopplung der Pumpanordnung 66 und der Ventilanordnung 68 erzeugt werden kann, um einen aufeinander abgestimmten Betrieb dieser beiden Systembereiche zu erlangen.
Die Funktionsweise der in den 1-3 prinzipiell dargestellten erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung 10 wird nachfolgend mit Bezug auf diese Figuren beschrieben.
In dem in 1 dargestellten Grundzustand ist der Einlassbereich 52 durch den Ventilschieber 38 bezüglich der Pumpenöffnung 26 blockiert, d.h. über den Einlassbereich 52 kann keine Flüssigkeit in die Pumpenkammer 26 strömen. Die Auslassöffnung 20 ist durch den Ventilanker 40 bzw. das daran vorgesehene Dichtungselement 42 abgeschlossen. In diesem Zustand sind beide Magnetspulen (in den 1-3 nicht dargestellt) nicht erregt.
In 2 ist nun ein Zustand dargestellt, in welchem durch Erregung beider Magnetspulen sowohl der Pumpenanker 30 zusammen mit dem Pumpenkolben 28 als auch der Ventilanker 40 zusammen mit dem Ventilschieber 38 entgegen der jeweiligen Vorspannkraft in der Darstellung nach rechts verlagert sind. In diesem Zustand ist, wie durch Pfeillinie angedeutet, nunmehr der Einlassbereich 52 über die Verbindungsnut 60 in Fluidaustauschverbindung mit der Pumpenöffnung 26 bzw. einer nunmehr durch Verschiebung des Pumpenkolbens 28 gebildeten Pumpenkammer 70. Durch das Verschieben des Ventilankers 40 ist auch die Auslassöffnung 20 freigegeben, so dass aus einem vorangehenden Abgabetakt noch stammen de und in einem schwammartigen Zwischenspeicherelement 72, das in dem Endstück 16 angeordnet ist und somit im Auslassbereich 62 positioniert ist, gespeicherte Flüssigkeit über die Auslassöffnung 20 ausströmen kann und z.B. einem Heizer zugeführt wird. In dem in 2 dargestellten Zustand wird also die Pumpenkammer 70 mit zu transportierender Flüssigkeit gefüllt, und aus dem Auslassbereich 62 wird die darin gespeicherte Flüssigkeit abgegeben. In der in 3 erkennbaren Abgabephase wird die Erregung beider Magnetspulen beendet, so dass bedingt durch die Vorspannfedern 34, 44 der Pumpenkolben 30 und der Ventilkolben 40 wieder nach links verschoben werden, wobei durch die Verbindungsnut 60 nunmehr die Pumpenkammer 70 in Verbindung mit dem Auslassbereich 62 ist und der Pumpenkolben 28 sich in die Pumpenöffnung 26 hineinbewegt und somit die in der Pumpenkammer 70 enthaltene Flüssigkeit zum Auslassbereich 62 presst. In dieser Phase ist zunächst noch ein Strömungsweg für die aus der Pumpenkammer 70 verdrängte Flüssigkeit zwischen dem Pumpenanker 40 und dem Endstück 16 bzw. dem darin enthaltenen schwammartigen Zwischenspeicherelement 72 vorhanden, wie durch Pfeillinie angedeutet. Bereits bevor der Pumpenkolben 28 die gesamte zuvor in der Pumpenkammer 70 enthaltene Flüssigkeit aus dieser verdrängt hat, wird jedoch das Dichtungselement 42 auf dem Endstück 16 aufsitzen und somit die weitere Abgabe von Flüssigkeit durch die Auslassöffnung 20 unterbinden. Die dann durch den Pumpenkolben 28 noch aus der Pumpenkammer 70 verdrängte Flüssigkeit wird aufgrund des vorherrschenden Drucks weiter gefördert und in dem schwammartigen Zwischenspeicherelement 72 aufgenommen, so dass es in einem nächsten Aufnahmetakt, in welchem der Ventilkolben 40 wieder vom Endstück 16 abhebt, aus der Auslassöffnung 20 ausströmen kann. Am Ende dieses in 3 dargestellten Abgabetakts wird die Dosierpumpeinrichtung 10 wieder die in 1 erkennbare Betriebsstellung einnehmen, in welcher beide Anker, d.h. der Pumpenanker 30 und der Ventilanker 40, zusammen mit dem Pumpenkolben 28 bzw. dem Ventilschieber 38 durch Federbeaufschlagung in jeweilige Endstellungen bewegt sind, in welchen einerseits das Volumen der Pumpenkam mer 70 minimiert ist und andererseits der Ventilschieber 38 in einer Stellung ist, in welcher der Einlassbereich 52 nicht in Flüssigkeitsaustauschverbindung mit der Pumpenkammer 70 bzw. der Pumpanordnung 66 steht.
Durch die in den 1-3 dargestellte erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Dosierpumpeinrichtung 10 wird es möglich, die beiden Systembereiche, nämlich die Pumpanordnung 66 einerseits und die Ventilanordnung 68 andererseits, voneinander mechanisch entkoppelt wirken zu lassen, so dass jeder Bereich für seinen Betrieb optimiert ausgestaltet werden kann. Die Bewegungssynchronisation erfolgt über entsprechende Ansteuerung der diesen beiden Bereichen zugeordneten Magnetspulen.
Eine konstruktive Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung, wie sie vorangehend mit Bezug auf die 1-3 prinzipiell beschrieben worden ist, ist in den 4-7 dargestellt. In diesen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten, welche hinsichtlich ihres Aufbaus bzw. ihrer Funktion Komponenten der 1-3 entsprechen.
Man erkennt in 4, dass in die beiden Endstücke 14, 16 fluiddicht ein Einlassanschlussstück 74 bzw. ein Auslassanschlussstück 76 eingesetzt sind, in denen nunmehr die Einlassöffnung 18 bzw. die Auslassöffnung 20 vorgesehen sind. Ferner ist ein Träger 78 vorgesehen, an welchem das Einsatzteil 22 getragen ist. Das Einsatzteil 22 sowie jeweilige Axialansätze der Endstücke 14, 16 umgebend angeordnet sind die Magnetspulen 80, 82, die bezüglich der jeweiligen Endstücke 14, 16 und bezüglich des Einsatzteils 22 durch O-ringartige Dichtungselemente fluiddicht abgeschlossen sind. Die beiden Magnetspulen 80, 82 bzw. jeweilige im Wesentlichen ringartige Spulenkörper 84, 86 derselben begrenzen teilweise den Einlassbereich 52 bzw. den Auslassbereich 62 nach radial außen.
Man erkennt ferner, dass bei dieser Ausgestaltungsart der Ventilanker 40 auf dem Auslassanschlussstück 76 aufsitzt und zwar über ein elastisches Element 42, das nunmehr jedoch nur noch die Funktion eines sanften Anschlags vorsieht, nicht mehr jedoch einen flüssigkeitsdichten Abschluss in dem in 4 erkennbaren Grundzustand. Es ist nämlich im axialen Ende des Auslassanschlussstücks 76 eine quer zur Längsmittellinie L verlaufende Nut 88 vorgesehen, von welcher die Auslassöffnung 20 ausgeht, so dass auch in dem in der 4 erkennbaren Grundzustand in diesem Bereich der Ventilanordnung 68 kein flüssigkeitsdichter Abschluss erzeugt ist. Vielmehr dient bei dieser Ausgestaltungsart allein der Ventilschieber 38 mit seiner Verbindungsnut 60 dazu, zwischen einem Abgabezustand und einem abgeschlossenen Zustand zu unterscheiden.
Die verschiedenen Arbeitstakte dieser Dosierpumpeinrichtung 10 werden aus den 4-7 wieder ersichtbar. Während in dem in 4 dargestellten Betriebszustand keine der Magnetspulen 80, 82 erregt ist und somit der Pumpenkolben 28 maximal in die Pumpenöffnung 26 geschoben ist und durch entsprechende Positionierung des Ventilschiebers 38 die Verbindungsnut 60 den Einlassbereich 52 bezüglich der Pumpanordnung 66 abschließt, ist in dem in 5 dargestellten Betriebszustand durch Erregung der Magnetspule 82 der Ventilanker 40 zusammen mit dem Ventilschieber 38 in der Darstellung nach rechts, also auf die Pumpanordnung 66 zu verschoben. Infolgedessen stellt die Verbindungsnut 60 nunmehr eine Fluidverbindung zwischen dem Endbereich 64 der Ventilöffnung 36 und dem Einlassbereich 52 her.
In dem in 6 dargestellten folgenden Betriebszustand ist dann auch durch Erregung der Magnetspule 80 der Pumpanordnung 66 der Pumpenanker 30 zusammen mit dem Pumpenkolben 28 verschoben, so dass nunmehr das Volumen der Pumpenkammer 70 maximal ist. Beim Übergang in den in 6 erkennbaren Zustand wird Flüssigkeit über den Einlassbereich 52 in die Pumpenkammer 70 gesaugt bzw. auch unter Druck eingespeist, so dass letztendlich die gesamte in 6 erkennbare Pumpenkammer 70 mit der zu fördernden Flüssigkeit befüllt ist. Im nachfolgenden Arbeitstakt wird dann die Erregung der Magnetspule 82 der Ventilanordnung 68 aufgehoben. Es verschiebt sich dann der Ventilkolben 40 zusammen mit dem Ventilschieber 38 durch Vorspannwirkung der Vorspannfeder 44 wieder in die Position, in welcher der Ventilkolben 40 über das elastische Element 42 auf dem Auslassanschlussstück 76 aufsitzt (7). In diesem Zustand stellt also die Verbindungsnut 60 nunmehr eine Fluidaustauschverbindung zwischen der Pumpenkammer 70 und dem Auslassbereich 62 her. Wird nachfolgend auch die Bestromung der Magnetspule 80 beendet, so findet ein Übergang zu dem in 4 dargestellten Grundzustand statt. Dabei verdrängt der Pumpenkolben 28 die in der Pumpenkammer 70 zunächst noch enthaltene Flüssigkeit über die Verbindungsnut 60 in den Auslassbereich 62 und somit durch die Auslassöffnung 20 zu einem mit Flüssigkeit, beispielsweise mit Brennstoff, zu beschickenden System.
Aus den 4-7 wird deutlich erkennbar, dass durch geeignete zeitversetzte Bestromung der Magnetspulen 80, 82 der Pumpanordnung 66 einerseits und der Ventilanordnung 68 andererseits mechanisch voneinander entkoppelt, wirkungsmäßig jedoch aufeinander abgestimmt die beiden Systembereiche jeweils zu geeigneten Zeitpunkten aktiviert werden können, um einerseits, sofern die Ventilanordnung 68 betroffen ist, wahlweise das Umschalten der Fluidverbindung der Pumpanordnung 66 mit dem Einlassbereich 52 oder dem Auslassbereich 62 vorzunehmen, bzw., sofern die Pumpanordnung 66 betroffen ist, wahlweise bei entsprechend hergestellter Verbindung zu fördernde Flüssigkeit in der Pumpenkammer 70 aufzunehmen oder aus dieser wieder abzugeben.
Die 8-11 zeigen eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungsart einer Dosierpumpeinrichtung. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "a" bezeichnet. Es wird im Folgenden lediglich auf die zu der vorangehenden Ausgestaltungsform vorhandenen Unterschiede eingegangen.
Ein wesentlicher Unterschied der in 8 dargestellten Ausgestaltungsform zu der in 4 dargestellten Ausgestaltungsform ist, dass der Ventilschieber 38a in seinem Endbereich keine schräg liegende Nut aufweist, die sowohl zum Außenumfang als auch zur axialen Stirnfläche hin offen ist, sondern lediglich eine zum Außenumfangsbereich hin offene Verbindungsaussparung 90a aufweist, die zur Stirnfläche des Ventilschiebers 38a nicht offen ist. In der in 8 dargestellten Grundstellung, in welcher der Ventilschieber 38a in maximalem Ausmaß vom Pumpenkolben 28a wegbewegt ist, ragt der Ventilschieber 38a lediglich so weit, dass die Öffnung 50a durch dessen Endbereich abgeschlossen ist, dass die Öffnung 58a jedoch zu dem Endbereich 64a der Ventilöffnung 36a offen ist. Es ist somit wieder ein Zustand vorhanden, in welchem durch die Ventilanordnung 68a die Pumpenanordnung 66a in Fluidverbindung mit dem Auslassbereich 62a steht, der Einlassbereich 52a durch den Ventilschieber 38a jedoch zur Pumpenanordnung 66a hin abgesperrt ist. Bei Erregung der Magnetspule 82a der Ventilanordnung 68a wird, wie in 9 erkennbar, der Ventilschieber 38a nunmehr auf den Pumpenkolben 28a zu und somit in den Endbereich 64a der Ventilöffnung 36a hineingeschoben. Der Ventilschieber 38a verschließt nunmehr die Öffnung 58a, stellt jedoch über seine Verbindungsaussparung 90a eine Strömungsverbindung zwischen der Öffnung 50a und einer auch zur Pumpenöffnung 26a hin offenen seitlichen Ausbauchung 92a im Endbereich 64a der Ventilöffnung 36a her. Bei nachfolgender Erregung der Magnetspule 80a der Pumpanordnung 66a wird, wie in 10 nun erkennbar, der Pumpenkolben 28a derart verschoben, dass das Volumen der Pumpenkammer 70a maximal wird und über die in 10 erkennbare Verbindung der Einlassbereich 52a nunmehr zur Pumpenanordnung 66a offen ist und Flüssigkeit in die Pumpenkammer 70a einströmen kann.
Nachfolgend wird beim Übergang zu dem in 11 dargestellten Zustand, also beim Übergang zu einem Abgabetakt, zunächst die Bestromung der Magnetspule 82a aufgehoben, so dass durch Zurückverschiebung des Ventilschiebers 38a eine Fluidaustauschverbindung zwischen der Pumpenkammer 70a und dem Auslassbereich 62a hergestellt wird. Wird dann auch das Bestromen der Magnetspule 80a beendet, kehrt der Pumpenkolben 28a in die in 8 erkennbare Betriebsstellung zurück, wobei er die in der Pumpenkammer 70a zunächst noch enthaltene Flüssigkeit über den Endbereich 64a der Ventilöffnung 36a und die Öffnung 58a zur Auslassöffnung 20a hin presst.
Während bei der in den 4-7 dargestellten Ausgestaltungsform ein im Ventilschieber vorhandener Strömungsweg, dort im Wesentlichen gebildet durch die Verbindungsnut 60, je nach Betätigungsstellung des ein Ventilorgan bildenden Ventilschiebers 38 den Einlassbereich 52 oder den Auslassbereich 62 mit der Pumpanordnung 66 verbindet, ist bei der in den 8-11 dargestellten Ausgestaltungsvariante der Ventilschieber 38a einmal in einer Betätigungsstellung, in welcher er soweit zurückgezogen ist, dass er eine Fluidströmung von der Pumpanordnung 66a zum Auslassbereich 62a hin nicht unterbindet, dass jedoch auch keine Strömung über irgendeine Nut oder Kanalanordnung im Ventilschieber 38a hinweg stattfindet, während er in der anderen Betätigungsstellung durch einen entsprechenden Strömungsbereich an seinem Außenumfang eine Flüssigkeitsaustauschverbindung zwischen dem Einlassbereich 52a und der Pumpanordnung 66a herstellt.
Eine weitere Ausgestaltungsart einer erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung ist in den 12-23 dargestellt. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "b" bezeichnet. Auch im Folgenden wird lediglich auf die zu den vorangehenden Ausgestaltungsformen bestehenden funktionalen bzw. konstruktiven Unterschiede eingegangen.
Bei dieser Ausgestaltungsform ist die Ventilanordnung 68b mit einem zum Umschalten der verschiedenen Strömungswege drehbaren Ventilschieber 38b ausgestattet. Man erkennt, dass in seinem freien Endbereich der Ventilschieber 38b eine sich näherungsweise radial erstreckende Öffnung oder Bohrung 100b aufweist, die in eine näherungsweise zentral angeordnete und sich im Wesentlichen axial erstreckende sacklochartige Öffnung oder Bohrung 102b einmündet. Die Öffnung 102b ist permanent zum Endbereich 64b der Ventilöffnung 36b offen, wobei man hier erkennt, dass dieser Endbereich 64b auch zur Herstellung eines fluiddichten Abschlusses eine deutlich kleinere Innenabmessung aufweist, als derjenige Bereich der Ventilöffnung 36b, in welchem der Ventilschieber 38b um eine letztendlich der Längsmittellinie L entsprechende Achse drehbar angeordnet ist. Man erkennt ferner, dass hier zur axialen Zentrierung des Ventilschiebers 38b dieser zwischen dem Pumpen/Ventil-Einsatz 24b und einem axialen Ende des Auslassanschlussstücks 76b angeordnet ist.
In dem in 12 wieder dargestellten Grundzustand ist über die beiden Öffnungen 100b, 102b die Pumpanordnung 66b grundsätzlich wieder in Flüssigkeitsaustauschverbindung mit dem über die Auslassöffnung 20b permanent offenen Auslassbereich 62b. Wird, wie im Folgenden mit Bezug auf die 16-23 dargelegt, die der Ventilanordnung 68b zugeordnete Magnetspule 82b erregt, so wird der Ventilanker 40b zusammen mit dem damit drehfest gekoppelten Ventilschieber 38b um die Längsmittellinie L gedreht, so dass letztendlich der in 13 erkennbare Zustand vorhanden ist. In diesem Zustand ist nunmehr die Öffnung 100b ausgerichtet mit der im Pumpen/Ventil-Einsatz 24b vorgesehenen Öffnung 50b des Einlassbereichs 52b. Der Einlassbereich 52b ist somit wieder in Verbindung mit der Pumpanordnung 66b. Die nachfolgende Verschiebung des Pumpenkolbens 28b bei Erregung der Magnetspule 80b der Pumpanordnung 66b führt wieder dazu, dass über den Einlassbereich 52b Flüssigkeit in die dann gebildete Pumpenkammer 70b einströmen kann.
Um diese Flüssigkeit dann wieder zur Auslassöffnung 20b fördern zu können, wird die Erregung der Magnetspule 82b beendet mit der Folge, dass durch die Einwirkung einer noch beschriebenen Vorspannfeder der Ventilschieber 38b wieder gedreht wird, und zwar in die in 15 bzw. auch in 12 erkennbare Betätigungsstellung. In dieser Betätigungsstellung ist die nach radial außen ragende Öffnung 100b im Ventilschieber 38b wieder in Ausrichtung mit der Öffnung 58b des Auslassbereichs 62b. Wird dann auch das Bestromen der Magnetspule 80b eingestellt, so kann aus der in 15 dargestellten Stellung der Ventilkolben 28b durch die vermittels der Vorspannfeder 34b erzeugte Vorspannkraft in die Pumpenöffnung 26b tiefer eintauchen und dabei die in der Pumpenkammer 70b zunächst noch enthaltene Flüssigkeit über die Öffnungen 102b, 100b im Ventilschieber 38b zum Auslassbereich 62b hin fördern.
Der Drehbetrieb der Ventilanordnung 68b dieser Ausgestaltungsform wird nachfolgend beschrieben.
Man erkennt zunächst in den 16 und 17, welche im Wesentlichen wieder den Grundzustand repräsentieren, schematisch den Ventilanker 40b, welcher im Wesentlichen balkenartig ausgebildet ist und an dem Ventilschieber 38b drehfest getragen ist. Ferner sind schematisch das Endstück 16b und der diesem axial gegenüber liegende Endbereich des Einsatzstücks 22b dargestellt. Diese beiden Bauteile haben in ihren beiden einander zugewandten axialen Endbereichen bezüglich der Längsmittellinie L diametral angeordnet jeweilige Axialvorsprünge 104b, 106b bzw. 108b, 110b. Diese Vorsprünge 104b, 106b, 108b, 110b, die in axialem Abstand zueinander angeordnet sind und im Wesentlichen zwischen sich auch den Ventilanker 40b aufnehmen, bilden jeweilige Polschuhe. Eine als Vorspannfeder dienende Schenkelfeder 112b stützt sich mit einem ihrer Schenkel am Ventilanker 40b und mit dem anderen ihrer Schenkel beispielsweise an dem axialen Vorsprung 110b des Einsatzstücks 22b ab und spannt somit den Ventilanker 40b in die in 16 erkennbare, bezüglich den sich axial gegenüber liegenden und in Umfangsrichtung zueinander ausgerichteten Polschuhen 104b, 106b, 108b, 110b verdrehte Stellung vor. Hier ist für den Ventilanker 40b ein Drehanschlag vorgesehen. Dieser Drehanschlag kann beispielsweise dadurch gebildet sein, dass, wie in 12 erkennbar, der Ventilanker 40b in seinen von der Längsmittellinie L sich entgegengesetzt erstreckenden Endbereichen mit unterschiedlicher Axialerstreckung ausgebildet ist und für einen dieser Abschnitte entweder an dem Endstück 16b oder an dem Pumpen/Ventil-Einsatz 24b oder an dem Einsatzteil 22b unter Zwischenlagerung eines Kunststoffteils ein Drehbewegungsanschlag gebildet ist.
Wird ausgehend von der in den 16 und 17 dargestellten Situation die Magnetspule 82b erregt, so wird zur Minimierung des magnetischen Widerstandes bzw. zur Maximierung des magnetischen Flusses auf den Ventilanker 40b ein in der 18 durch einen Pfeil P angedeutetes Drehmoment ausgeübt. Durch dieses Drehmoment wird entgegen der Vorspannung der Schenkelfeder 112b der Ventilanker 40b verdreht, so dass er optimalerweise die in den 20 und 21 erkennbare Drehlage annimmt. In dieser Drehlage ist der im Wesentlichen balkenartig ausgestaltete Ventilanker 40b mit seinen Endbereichen in Ausrichtung mit den jeweiligen axialen Vorsprüngen 104b, 106b bzw. 108b, 110b. Bei diesem Übergang wird selbstverständlich dann auch der Ventilschieber 38b gedreht.
Man erkennt, dass bei der schematischen Darstellung bzw. Erklärung des Dreh-Funktionsprinzips, wie sie anhand der 16-21 gegeben ist, im Wesentlichen nur eine Drehung im Winkelbereich von etwa 45° auftreten wird und nicht die beim Übergang von der in 12 dargestellten Situation zu der in 13 dargestellten Situation erforderliche Drehung um 180°. Dem kann jedoch bei der konstruktiven Ausgestaltung der Dosierpumpeinrichtung 10b dadurch Rechnung getragen werden, dass die beiden Öffnungen 50b und 58b eben in diesem Winkelbereich zueinander versetzt sind, in welchem der Ventilschieber 38b sich bei Erregung der Magnetspule 82b drehen wird. Selbstverständlich sind dann auch die an diese beiden Öffnungen 50b bzw. 58b anschließenden Kanal- oder Strömungsbereiche entsprechend versetzt zueinander zu positionieren. Alternativ ist es bei Beibehalt der beiden einen Winkelabstand von 180° aufweisenden Öffnungen 50b, 58b möglich, in dem Ventilschieber 38b zwei in die sich im Wesentlichen axial erstreckende Öffnung 102b einmündende Öffnungen 100b vorzusehen. Diese beiden Öffnungen 100b können einen Winkel im Bereich von etwa 135° einschließen. Ist eine dieser Öffnungen 100b dann beispielsweise mit der Öffnung 50b ausgerichtet, weist die andere Öffnung 100b zu der Öffnung 58b einen Winkelversatz von etwa 45° auf. Wird der Ventilschieber dann um 45° gedreht, kann die andere der Öffnungen 100b mit der Öffnung 58b in Ausrichtung gebracht werden. Dies bedeutet letztendlich, dass durch eine Drehung des Ventilschiebers 38b um 45° wahlweise der Fluidströmungsweg vom Einlassbereich zur Pumpenkammer 70b freigegeben werden kann, oder der Fluidströmungsweg von der Pumpenkammer 70b zum Auslassbereich freigegeben werden kann.
Während bei der anhand der 16-21 dargestellten Ausgestaltungsvariante die auch zur Bildung des magnetischen Flusses beitragenden Systemkomponenten letztendlich alle innerhalb der Magnetspule 82 angeordnet sind, ist in den 22 und 23 eine Ausgestaltungsvariante dargestellt, bei welcher ein die Magnetspule 82 mit axialen Ansätzen 114b, 116b radial außen übergreifendes Joch-Bauteil 118b vorgesehen ist. Zwischen den axialen Endbereichen der Ansätze 114b, 116b liegt wieder der Ventilanker 40b, und zwar derart, dass er durch Vorspannung der Schenkelfeder 112b in der Grundstellung um die Längsmittelinie L bezüglich diesen beiden Ansätzen 114b, 116b verdreht ist. Bei Erregung der Magnetspule 82b, die beispielsweise auch den die beiden Axialansätze 114b, 116b verbindenden Abschnitt 120b umgebend angeordnet sein könnte, wird zur Minimierung des magnetischen Widerstandes wieder ein Drehmoment erzeugt, durch welches der Magnetanker 40b zusammen mit dem Ventilschieber 38b derart verdreht wird, dass er im Wesentlichen in Umfangsrichtung mit den beiden Axialansätzen 114b, 116b ausgerichtet ist.
Alle vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung weisen den vorangehend bereits beschriebenen Vorteil der mechanischen Unabhängigkeit der Ventilanordnung von der Pumpanordnung auf. Jeder dieser Systembereiche kann somit für sich optimiert ausgebildet werden. Die phasenrichtige Aktivierung dieser beiden Bereiche kann durch eine entsprechend ausgebildete Ansteuereinrichtung vorgenommen werden. Da bei allen Ausgestaltungsarten die Ventilanordnung axial unmittelbar anschließend an die Pumpanordnung bereitgestellt ist, insbesondere der Ventilschieber in der Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens an diesen axial anschließend angeordnet ist, kann der zur Verfügung zu stellende Bauraum sehr klein gehalten werden. Dieser Vorteil kann dann noch weiter verstärkt werden, wenn ein drehbarer Ventilschieber eingesetzt wird, da dann die axiale Baugröße noch weiter verringert werden kann.
Durch die voneinander unabhängige Aktivierbarkeit der beiden Systembereiche Ventilanordnung und Pumpanordnung wird des Weiteren ein Betrieb möglich, der von äußeren Einflüssen, wie z.B. der Temperatur, dem anliegenden Vordruck der zu fördernden Flüssigkeit usw. weitgehend unabhängig ist. Dies macht sich insbesondere dann in vorteilhafter Weise bemerkbar, wenn ein Einsatz in Kraftfahrzeugen in Verbindung mit einer Heizeinrichtung, wie z.B. einem Zusatzheizer, vorgesehen ist, da bei derartigen Kraftfahrzeugen die äußeren Bedingungen sich in einem großen Schwankungsbereich ändern. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Ausgestaltungsart einer Dosierpumpeinrichtung auch in anderen Anwendungsgebieten, wie z.B. chemischen und verfahrenstechnischen Anwendungen, im Laborbereich oder der Additivdosierung Anwendung finden. Der Aufbau ist insbesondere aufgrund der nicht vorhandenen mechanischen Bewegungsabstimmung der verschiedenen Systembereiche aufeinander vergleichsweise einfach, da letztendlich in der Pumpanordnung eine herkömmliche Kolbenpumpe zum Einsatz kommen kann und im Bereich der Ventilanordnung ein Aufbau gewählt werden kann, der dem strömungstechnischen Aufbau eines 3/2 Wege-Ventils entspricht.

Claims

Dosierpumpeinrichtung, insbesondere für ein Heizgerät, umfassend: – eine Pumpanordnung (66; 66a; 66b) zum Fördern von über einen Einlassbereich (52; 52a; 52b) zuführbarer Flüssigkeit zu einem Auslassbereich (62; 62a; 62b), – eine Ventilanordnung (68; 68a; 68b), durch welche wahlweise die Pumpanordnung (66; 66a; 66b) zur Aufnahme von Flüssigkeit in Verbindung mit dem Einlassbereich (52; 52a; 52b) bringbar ist oder zur Abgabe von Flüssigkeit in Verbindung mit dem Auslassbereich (62; 62a; 62b) bringbar ist, – eine erste Betätigungskraft-Erzeugungsanordnung (82; 82a; 82b) zur Erzeugung einer Ventilbetätigungskraft für ein Ventilorgan (38; 38a; 38b) der Ventilanordnung (68; 68a; 68b), – eine zweite Betätigungskraft-Erzeugungsanordnung (80; 80a; 80b) zur Erzeugung einer Pumpbetätigungskraft für die Pumpanordnung (66; 66a; 66b) im Wesentlichen unabhängig von der Erzeugung der Ventilbetätigungskraft, wobei das Ventilorgan (38; 38a; 38b) in eine erste Betätigungsstellung und in eine zweite Betätigungsstellung bringbar ist, wobei in der ersten Betätigungsstellung das Ventilorgan (38; 38a; 38b) eine Flüssigkeitszufuhr vom Einlassbereich (52; 52a; 52b) zur Pumpanordnung (66; 66a; 66b) zulässt und eine Flüssigkeitsabgabe von der Pumpanordnung (66; 66a; 66b) zum Auslassbereich (62; 62a; 62b) unterbindet und in der zweiten Betätigungsstellung das Ventilorgan (38; 38a; 38b) eine Flüssigkeitszufuhr von dem Einlassbereich (52; 52a; 52b) zur Pumpanordnung (66; 66a; 66b) unterbindet und eine Flüssigkeitsabgabe von der Pumpanordnung (66; 66a; 66b) zum Auslassbereich (62; 62a; 62b) zulässt, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Pumpen/Ventil-Einsatz (24; 24a; 24b) aufweist, dass in dem Pumpen/Ventil-Einsatz (24; 24a; 24b) eine einen Pumpenkolben (28; 28a; 28b) aufnehmende und eine Pumpenkammer (70; 70a; 70b) bildende Pumpenöffnung (26; 26a; 26b) vorgesehen ist, dass in dem Pumpen/Ventil-Einsatz (24; 24a; 24b) in einer Kolbenverschieberichtung (L) des Pumpenkolbens (28; 28a; 28b) an die Pumpenöffnung (26; 26a; 26b) anschließend eine Ventilöffnung (36; 36a; 36b) vorgesehen ist, in welcher das Ventilorgan (38; 38a; 38b) bewegbar aufgenommen ist, dass in dem Pumpen/Ventil-Einsatz (24; 24a; 24b) eine erste im Wesentlichen radial in die Ventilöffnung (36; 36a; 36b) einmündende Öffnung (50; 50a; 50b) sowie eine zweite im Wesentlichen radial in die Ventilöffnung (36; 36a; 36b) einmündende Öffnung (58; 58a; 58b) vorgesehen ist, wobei bei in der ersten Betätigungsstellung positioniertem Ventilorgan (38; 38a; 38b) die erste Öffnung (50; 50a; 50b) in Flüssigkeitsübertragungsverbindung mit der Pumpenöffnung (26; 26a; 26b) ist und bei in der zweiten Betätigungsstellung positioniertem Ventilorgan (38; 38a; 38b) die zweite Öffnung (58; 58a; 58b) in Flüssigkeitsübertragungsverbindung mit der Pumpenöffnung (26; 26a; 26b) ist, und dass der Pumpen/Ventil-Einsatz (24; 24a; 24b) in einem Einsatzteil (22; 22a; 22b) aufgenommen ist und zusammen mit diesem eine zur ersten Öffnung (50; 50a; 50b) hinführende kanalartige Öffnung (46; 46a; 46b) sowie eine von der zweiten Öffnung (58; 58a; 58b) wegführende kanalartige Öffnung (54; 54a; 54b) bildet.
Dosierpumpeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzteil (22; 22a; 22b) in einem Gehäuse (12; 12a; 12b) angeordnet ist, dass das Gehäuse (12; 12a; 12b) in seinen Endbereichen durch Endstücke (14, 16; 14a, 16a; 14b, 16b) abgeschlossen ist, dass eines (14; 14a; 14b) der Endstücke (14, 16; 14a, 16a; 14b, 16b) zusammen mit dem Einsatzteil (22; 22a; 22b) und dem Pumpen/Ventil-Einsatz (24; 24a; 24b) einen Raumbereich (48; 48a; 48b) begrenzt, zu welchem die zur ersten Öffnung (50; 50a; 50b) hinführende kanalartige Öffnung (46; 46a; 46b) zur Aufnahme von Flüssigkeit in der Pumpenkammer (70; 70a; 70b) offen ist, und dass das andere (16; 16a; 16b) der Endstücke (14, 16; 14a, 16a; 14b, 16b) zusammen mit dem Einsatzteil (22; 22a; 22b) und dem Pumpen/Ventil-Einsatz (24; 24a; 24b) einen Raumbereich (56) begrenzt, zu welchem die von der zweiten Öffnung (58; 58a; 58b) wegführende kanalartige Öffnung (54; 54a; 54b) zur Abgabe von Flüssigkeit aus der Pumpenkammer (70; 70a; 70b) offen ist.
Dosierpumpeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilorgan (38; 38a; 38b) zwischen der ersten Betätigungsstellung und der zweiten Betätigungsstellung verstellbar ist.
Dosierpumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilorgan (38; 38a) einen Kanalbereich (60; 90a) aufweist, über welchen die Pumpanordnung (66; 66a) in Flüssigkeitsaustauschverbindung mit dem Einlassbereich (52; 52a) oder/und dem Auslassbereich (62; 62a) bringbar ist.
Dosierpumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Betätigungsstellung oder in der zweiten Betätigungsstellung das Ventilorgan (38a) aus einer einen Strömungsweg zwischen der Pumpanordnung (66a) und den Einlassbereich (52a) bzw. den Auslassbereich (62a) unterbrechenden Stellung zurückgezogen ist.
Dosierpumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilorgan (38; 38a) zur Verstellung zwischen der ersten Betätigungsstellung und der zweiten Betätigungsstellung verschiebbar ist.
Dosierpumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilorgan (38b) zur Verstellung zwischen der ersten Betätigungsstellung und der zweiten Betätigungsstellung drehbar ist.
Dosierpumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Betätigungskraft-Erzeugungsanordnung (82; 82a; 82b) oder/und die zweite Betätigungskraft-Erzeugungsanordnung (80; 80a; 80b) zur Erzeugung einer Magnetkraft-Wechselwirkung ausgebildet ist.
Dosierpumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilorgan (38; 38a; 38b) in der Kolbenverschieberichtung auf die Pumpanordnung (66; 66a; 66b) folgend angeordnet ist.
Dosierpumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Flüssigkeitszwischenspeicher (72) im Strömungsbereich zwischen der Pumpanordnung (66) und einer Auslassöffnung (20) des Auslassbereichs (62).
Dosierpumpeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Betätigungsstellung die Auslassöffnung (20) des Auslassbereichs (62) durch das Ventilorgan (38) oder ein damit bewegungsverkoppeltes Verschlussorgan (42) verschlossen ist.
Dosierpumpeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Ventilorgan (38b) ein Ankerelement (40b) drehfest gekoppelt ist und dass das Ankerelement (40b) zur Magnetkraftwechselwirkung mit Polelementen (104b, 106b, 108b, 110b; 114b, 116b) einer Magnetspulenanordnung (82b) angeordnet ist.
Dosierpumpeinrichtung nach Anspruch 7 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilorgan (38b) durch eine Vorspannanordnung (112b), vorzugsweise eine Schenkelfeder (112b), in eine der Betätigungsstellungen vorgespannt ist.
Dosierpumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 7, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilorgan (38b) eine Kanalanordnung (100b, 102b) vorgesehen ist, wobei ein erster Kanalendbereich der Kanalanordnung (100b, 102b) in Verbindung mit einer Ventilöffnung (64b) steht und ein zweiter Kanalendbereich der Kanalanordnung (100b, 102b) durch Drehung des Ventilorgans (38b) wahlweise in Verbindung mit der ersten Öffnung (50b) oder der zweiten Öffnung (58b) bringbar ist.