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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Dosierpumpe, insbesondere Kraftstoffdosierpumpe
für ein
Fahrzeugheizgerät
oder ein Reformersystem, umfassend eine in einem Pumpenkammergehäuse gebildete
Pumpenkammer, einen in dem Pumpenkammergehäuse zur Veränderung des Volumens der Pumpenkammer
bewegbaren Pumpenkolben sowie eine dem Pumpenkolben zugeordnete
Antriebsanordnung, durch welche der Pumpenkolben zur Bewegung antreibbar
ist.
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Derartige
Dosierpumpen werden beispielsweise dazu eingesetzt, bei Fahrzeugheizgeräten, die als
Zuheizer oder Standheizungen betrieben werden können, den erforderlichen flüssigen Brennstoff
in eine Brennkammer einzuspeisen. Um den Pumpenkolben zur Bewegung
anzutreiben, ist es bekannt, eine Antriebsanordnung einzusetzen,
bei welcher ein Anker mit dem Pumpenkolben fest verbunden ist und dieser
Anker von einer Spule umgeben ist. Durch Bestromen der Spule und
dementsprechend Erzeugen eines Magnetfelds darin wird durch elektromagnetische
Wechselwirkung der Anker zusammen mit dem daran festgelegten Pumpenkolben
verschoben. Durch periodisches Hin- und Herbewegen eines derartigen
Pumpenkolbens wird ein entsprechend getakteter Betrieb erlangt,
was zu einem gepulsten Ausstoß von
flüssigem
Brennstoff führt.
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Ein
weiterer Einsatzbereich derartiger Dosierpumpen findet sich bei
Reformersystemen, welche flüssigen
Kohlenwasserstoff, also beispielsweise Benzin oder Diesel, in einer
katalytischen Reaktion aufspalten und dabei Wasserstoffgas erzeugen.
Dieses kann dann beispielsweise in einer Brennstoffzelle zur Stromerzeugung
genutzt werden.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dosierpumpe, insbesondere
Kraftstoffdosierpumpe für
ein Fahrzeugheizgerät
oder ein Reformersys tem vorzusehen, bei welcher eine verbesserte
Kontinuität
des Stroms des geförderten
Mediums erreicht werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
eine Dosierpumpe, insbesondere Kraftstoffdosierpumpe für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend eine
in einem Pumpenkammergehäuse
gebildete Pumpenkammer, einen in dem Pumpenkammergehäuse zur
Veränderung
des Volumens der Pumpenkammer bewegbaren Pumpenkolben, eine dem Pumpenkolben
zugeordnete Antriebsanordnung, durch welche der Pumpenkolben zur
Bewegung antreibbar ist, wobei die Antriebsanordnung einen mit dem
Pumpenkolben antriebsmäßig gekoppelten
Piezoaktuator umfasst.
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Im
Vergleich zu den bekannten bei derartigen Dosierpumpen eingesetzten
Spule/Anker-Antriebsanordnungen, die eine vergleichsweise hohe Trägheit aufweisen,
lassen sich mit Piezoaktuatoren deutlich höhere Antriebsfrequenzen erzielen.
Höhere Antriebsfrequenzen
für den
Pumpenkolben haben jedoch auch zur Folge, dass der Strom des geförderten Mediums
ein an einen kontinuierlichen Strom näherungsweise angepasstes Strömungsverhalten
aufweist. Die gleichwohl unvermeidbaren Druckpulsationen treten
jedoch mit der Frequenz auf, mit welcher der Piezoaktuator den Pumpenkolben
antreibt, also einer sehr hohen Frequenz, welche eine nachteilhafte
Beeinträchtigung
eines Verbrennungsbetriebs praktisch nicht nach sich ziehen kann.
Auch ist eine derartige Antriebsanordnung dazu in der Lage, bei wesentlich
geringerer Geräuschentwicklung
und deutlich kleinerer Baugröße zu arbeiten.
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Um
die Einwirkung auf den Pumpenkolben zu ermöglichen, wird vorgeschlagen,
dass der Pumpenkolben einen in dem Pumpenkammergehäuse bewegbaren
Pumpbereich und einen zur Kopplung mit dem Piezoaktuator frei liegenden
Kopplungsbereich aufweist.
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Zur
Vereinfachung des Ansteueraufwands kann beispielsweise vorgesehen
sein, dass der Pumpenkolben durch ein Vorspannelement in Richtung maxi males
oder in Richtung minimales Pumpenkammervolumen vorgespannt ist und
durch den Piezoaktuator zur Bewegung in der anderen Richtung antreibbar
ist. Alternativ ist es selbstverständlich möglich, dass der Pumpenkolben
durch den Piezoaktuator zur Bewegung in Richtung maximales Pumpenkammervolumen
und in Richtung minimales Pumpenkammervolumen antreibbar ist.
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Der
Piezoaktuator ist vorzugsweise entlang einer Aktuatorlängsachse
langgestreckt und ist in einem ersten Längsendbereich festgelegt, während er bei
Erregung in einem zweiten Längsendbereich
im Wesentlichen quer zu der Aktuatorlängsachse auslenkbar ist.
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Bei
derartigem Aufbau kann die Wechselwirkung zwischen dem Pumpenkolben
und dem Piezoaktuator dadurch erfolgen, dass der Pumpenkolben zur
Veränderung
des Volumens der Pumpenkammer in Richtung einer Kolbenbewegungsachse
hin und her bewegbar ist, dass der Piezoaktuator mit seiner Aktuatorlängsachse
im Wesentlichen quer zur Kolbenbewegungsachse angeordnet ist und
dass der Piezoaktuator mit seinem zweiten Längsendbereich auf den Pumpenkolben
einwirkt. Alternativ ist es möglich,
dass der Piezoaktuator mit seiner Aktuatorlängsachse im Wesentlichen parallel
zur Kolbenbewegungsachse angeordnet ist und dass ein durch den zweiten
Längsendbereich
des Piezoaktuators beaufschlagbares und auf den Pumpenkolben einwirkendes Übertragungselement
vorgesehen ist. Das Übertragungselement
kann dabei einen ersten Hebelabschnitt aufweisen, der mit dem Piezoaktuator zusammenwirkt,
sowie einen zweiten Hebelabschnitt, der dann mit dem Pumpenkolben
zusammenwirkt. Dieses Übertragungselement
ist dann schwenkbar getragen, um bei Beaufschlagung durch den Piezoaktuator
eine entsprechende Richtungsumlenkung der Betätigungskraft erlangen zu können.
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Weiter
kann der Aufbau der erfindungsgemäßen Dosierpumpe derart sein,
dass ein zu förderndes Fluid
zur Pumpenkammer führender
Fluideinlassbereich vorgesehen ist, wobei der Fluideinlassbereich eine
Vorkammer auf weist, die über
eine Vorkammereintrittsöffnung
in Verbindung mit einer Zuführleitung steht
und oder bringbar ist und über
eine Pumpenkammereintrittsöffnung
in Verbindung mit der Pumpenkammer steht oder bringbar ist, wobei
der Pumpenkolben mit seinem Kopplungsbereich in der Vorkammer bewegbar
ist.
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Bei
einer alternativen Ausgestaltungsform kann vorgesehen sein, dass
eine Zuführleitung
für zu förderndes
Fluid über
eine Pumpenkammereintrittsöffnung
in Verbindung mit der Pumpenkammer steht oder bringbar ist und dass
der Pumpenkolben sich mit seinem Kopplungsbereich in einem nicht
mit zu förderndem
Fluid zu füllenden
Kopplungsraum bewegbar ist.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt.
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1 eine
Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Dosierpumpe;
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2 eine
der 1 entsprechende Darstellung einer alternativen
Ausgestaltungsart;
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3 eine
weitere der 1 entsprechende Ansicht einer
alternativen Ausgestaltungsart.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Dosierpumpe
allgemein mit 10 bezeichnet. Diese Dosierpumpe 10 umfasst
ein Pumpengehäuse 12.
Das Pumpengehäuse 12 wiederum
weist hier zwei miteinander fest verbundene Gehäusebauteile 14, 16 auf. An
dem Gehäusebauteil 14 ist
ein Einlassstutzen 16 vorgesehen, an welchen eine Zuführleitung
für das zu
fördernde
Medium, also beispielsweise flüssigen Kraftstoff,
anschließbar
ist. In dem Gehäusebauteil 14 ist
ferner eine Vorkammer 18 eines allgemein mit 20 bezeichneten
Einlassbereichs gebildet. Diese Vorkammer 18 ist über eine
Vorkammereintrittsöffnung 22 in
Richtung zu der nicht weiter dargestellten Zuführleitung bzw. dem Einlassstutzen 16 offen.
Zwischen einer im Einlass stutzen gebildeten Öffnung 24 und der
Vorkammereintrittsöffnung 22 kann
beispielsweise ein Filterelement 26 angeordnet sein.
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Das
Gehäusebauteil 16 trägt ein hülsenartiges
Pumpenkammergehäuse 28.
Dieses ist langgestreckt und bildet in seinem Innenvolumenbereich eine
Pumpenkammer 30. Diese Pumpenkammer 30 ist im
dargestellten Beispiel über
zwei Pumpenkammereintrittsöffnungen 32 zu
der im Wesentlichen in dem Gehäusebauteil 14 gebildeten
Vorkammer 18 offen.
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An
dem Gehäusebauteil 16 ist
ferner ein Ventilsitzelement 34 eines allgemein mit 36 bezeichneten
Rückschlagventils
getragen. Dieses Ventilsitzelement 34 erstreckt sich in
das Pumpenkammergehäuse 28 und
stellt in seinem die Pumpenkammer 30 begrenzenden Abschnitt
eine Pumpenkammeraustrittsöffnung 38 bereit.
Diese Pumpenkammeraustrittsöffnung 38 führt in Richtung
zu einem Ventilsitz 40, auf dem ein kugelartiges Ventilelement 42 unter
Vorspannung aufsitzt. An dem Ventilsitzelement 34 ist ferner
ein Auslassstutzen 44 getragen, der eine mit der Pumpenkammeraustrittsöffnung 38 in
Verbindung stehende oder bringbare Öffnung 46 bereitstellt.
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Die
Dosierpumpe 10 umfasst ferner einen allgemein mit 48 bezeichneten
Pumpenkolben. Dieser Pumpenkolben 48 liegt mit einem Pumpbereich 50 im
Wesentlichen im Pumpenkammergehäuse 28. Ein
noch erläuterter
Kopplungsbereich 52 des Pumpenkolbens 48 liegt
im Wesentlichen in der Vorkammer 18. In diesem Kopplungsbereich 52 ist
in dem Pumpenkolben 48 eine seitliche Öffnung gebildet, in welcher
ein beispielsweise flexibles Anlageelement 54 aufgenommen
ist. Eine Vorspannfeder 56 stützt sich am Pumpenkammergehäuse 28 einerseits
und am Anlageelement 54 andererseits ab und spannt somit
den Pumpenkolben 48 in der Darstellung der 1 nach
rechts in einen Zustand vor, in welchem das Volumen der Pumpenkammer 30 maximal
ist. Man erkennt, dass in diesem Zustand ein am Kopplungsbereich 52 getragenes
Dichtungselement 58 auf dem Gehäusebauteil 14 aufsitzt
und somit die Vorkammereintrittsöffnung 22 abschließt, während der
Pumpbereich 50 so weit verschoben ist, dass die Pumpenkammereintrittsöffnungen 32 zumindest
bereichsweise nicht abgeschlossen sind.
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Der
Pumpenkolben 48 ist grundsätzlich in dem Pumpenkammergehäuse 28 in
einer Kolbenbewegungsrichtung B, die im Wesentlichen auch seiner Längserstreckungsrichtung
entspricht, hin- und herbewegbar. Bei Bewegung aus der in der 1 dargestellten
Positionierung, in welcher das Volumen der Pumpenkammer 30 maximal
ist, nach links schließt bereits
nach kurzem Hub der Pumpenkolben 48 die Pumpenkammereintrittsöffnungen 32 ab
und presst dann das im verbleibenden Volumenbereich der Pumpenkammer 30 eingeschlossene
Medium durch die Pumpenkammeraustrittsöffnung 38 in das Ventilsitzelement 34.
Dabei hebt das Ventilelement 42 von seinem Ventilsitz 40 ab,
so dass das geförderte
Medium weiter in die Öffnung 46 und
in Richtung zu dem gespeisten System strömen kann. Gleichzeitig gibt bei
dieser Bewegung das Dichtungselement 58 die Vorkammereintrittsöffnung 22 frei.
Auf Grund der Tatsache, dass der Pumpenkolben 48 tiefer
in das Pumpenkammergehäuse 28 eintaucht,
nimmt der von dem Pumpenkolben 48, insbesondere dem Kopplungsbereich 52,
eingenommene Volumenbereich in der Vorkammer 18 ab. Auf
Grund dieser Volumenzunahme der Vorkammern 18 wird über die
Vorkammereintrittsöffnung 22 nunmehr
weiteres zu förderndes Medium
in die Vorkammer 18 eingesaugt. Bei Bewegung zurück in die
in 1 dargestellte Positionierung fährt der
Pumpenkolben 48 wieder weiter aus dem Pumpenkammergehäuse 28 aus.
Er verringert dabei das Volumen der Vorkammer 18 was zur
Folge hat, dass in der Vorkammer 18 der Druck zunimmt. Da
im Verlaufe dieser Bewegung die Öffnung 22 zunehmend
abgeschlossen wird, wird das nunmehr in der Vorkammer 18 unter
Druck enthaltene Medium dann über
die Pumpenkammereintrittsöffnungen 32 in
die Pumpenkammer 30 einströmen.
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Um
diese periodische Bewegung des Pumpenkolbens 48 in der
Kolbenbewegungsrichtung B erlangen zu können, ist eine allgemein mit 60 bezeichnete
Antriebsanordnung vorgesehen. Diese Antriebsanordnung 60 umfasst ein
Gehäuse 62,
das an das Pumpenkammergehäuse 12,
insbesondere das Gehäusebauteil 14,
im Bereich der Vorkammer 18 seitlich angesetzt und mit
diesem fest verbunden ist. Das Gehäuse 62 ist an seinem
an das Gehäusebauteil 14 anschließenden Bereich
offen. Im Innenbereich des Gehäuses 62 ist
ein Piezoaktuator 64 angeordnet. Dieser ist in Richtung
einer Aktuatorlängsachse
A langgestreckt. In einem ersten Längsendbereich 66 ist
der Piezoaktuator 64 am Gehäuse 62 fest getragen,
während
ein zweiter Längsendbereich 68 sich
aus dem Gehäuse 62 durch
eine seitliche Öffnung
des Gehäusebauteils 14 in
die Vorkammer 18 hineinerstreckt. Dieser zweite Längsendbereich 68 greift
in das Anlageelement 54 bzw. eine darin ausgebildete Öffnung seitlich
ein und ist auf diese Art und Weise mit dem Pumpenkolben 48 in
seinem Kopplungsbereich 52 gekoppelt. Ein Dichtungselement 70 sorgt
für einen
dichten Abschluss der Vorkammer 18.
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Der
Piezoaktuator 64 umfasst im dargestellten Beispiel einen
längs der
Aktuatorlängsachse
A langgestreckten Träger 72.
Dieser plattenartig ausgestaltete Träger 72, der in der
Darstellung der 1 beispielsweise an seiner schmalen
Seite zu sehen ist, trägt
an zumindest einer Seite, im dargestellten Beispiel an zwei entgegengesetzten
Seiten jeweils ein Piezoelement 74, 76. Zur Erzeugung
einer Bewegung kann der Träger 72 grundsätzlich leitend
sein und mit einem beispielsweise auf Massepotential liegenden Leitungsanschluss 78 verbunden
sein. Jedes der Piezoelemente 74, 76 ist dann
mit einem jeweiligen Leitungsanschluss 80, 82 verbunden.
Durch Anlegen jeweiliger Potentiale zwischen den Anschlüssen 80 und 78 einerseits
und 78, 82 andererseits kann unter Ausnutzung
des allseits bekannten Piezoeffekts nunmehr erlangt werden, dass
je nach Polarität
des Potentials die Piezoelemente 74, 76 sich ausdehnen
oder zusammenziehen. Zur Erzeugung einer Auslenkung des zweiten
Längsendbereichs
mit wesentlichen quer zur Achse A kann also so vorgegangen werden,
dass beispielsweise der Anschluss 80 bezüglich des
Anschlusses 78 auf höheres
Potential gelegt wird, während
der Anschluss 82 bezüglich
des Anschlusses 78 auf niedrigeres Potential gelegt wird. Dies
erzeugt eine Auslenkung des zweiten Längsendbereichs 68 in
Richtung des in der Fig. eingezeichneten Pfeils P, beispiels weise
in 1 nach links. Dabei beaufschlagt dieser zweite
Längsendbereich 68 über das
Anlageelement 54 den Pupmenkolben 48 und verschiebt
diesen entgegen der Vorspannwirkung der Feder 56 nunmehr
in Richtung Minimierung oder Verringerung des Volumens der Pumpenkammer 30.
Wird das Anlegen der angesprochenen Potentiale bzw. Spannungen beendet,
so kehrt der Piezoaktuator 64 in seine in der 1 dargestellte
Positionierung zurück,
insbesondere auch auf Grund der Vorspannwirkung der Vorspannfeder 56. Durch
periodisches Anlegen der Spannungen bzw. Potentiale kann also ein
entsprechend getakteter Betrieb der Dosierpumpe 10 erzeugt
werden.
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Man
erkennt bei der Anordnung der 1, dass
durch die Anordnung der Aktuatorlängsachse A im Wesentlichen
quer bzw. orthogonal zur Bewegungsachse B des Pumpenkolbens 48 und
weiterhin durch die Anordnung derart, dass die Auslenkung des Piezoaktuators 64 mit
seinem zweiten Längsendbereich 68 näherungsweise
in dem Bereich und in derjenigen Richtung verläuft, in der sich auch der Kopplungsbereich 52 des
Pumpenkolbens 48 bewegt, keine zusätzlichen die Bewegung zwischen dem
Piezoaktuator 64 und dem Pumpenkolben 48 umsetzenden
Organe vorhanden sind. Dies wird auch dadurch begünstigt,
dass beispielsweise die beiden Achsen A und B eine Ebene aufspannen,
in welcher der Piezoaktuator 64 sich bei Erregung bewegen
bzw. sein zweiter Längsendbereich
ausgelenkt wird.
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In 2 ist
eine abgewandelte Ausgestaltungsform dargestellt, bei welcher der
Aufbau der Dosierpumpe 10 im Wesentlichen dem vorangehend Beschriebenen
entspricht. Es wird daher auf die voranstehenden Ausführungen
verwiesen. Man erkennt jedoch, dass nunmehr das Gehäuse 62 der
Antriebsanordnung 60 mit seiner Längserstreckungsrichtung, die
im Wesentlichen auch der Achse A entspricht, im Wesentlichen parallel
zur Bewegungsachse B liegt und somit auch näherungsweise parallel neben
dem Pumpengehäuse 12 liegt,
das im Allgemeinen in Richtung der Bewegungsachse B langgestreckt
ist. Somit wird bei Erregung des Piezoaktuators 64 der
freie Längsendbereich 68 desselben
sich in der durch den Pfeil P gezeigten Richtung bewegen, und zwar
beispielsweise wiederum im Wesentlichen in einer Ebene, die die
beiden parallel liegenden Achsen A und B enthält. Um die Bewegung des freien Längsendbereichs 68 auf
den Pumpenkolben 48 übertragen
zu können,
ist ein Übertragungselement 84 vorgesehen.
Dieses weist zwei Hebelabschnitte 86, 88 auf.
Der Hebelabschnitt 86 wird bei Auslenkung des zweiten Längsendbereichs 68 von
diesem beaufschlagt. Der Hebelabschnitt 80 greift nunmehr in
die Vorkammer 18 im Pumpengehäuse 12 ein und ist, ähnlich wie
vorangehend der zweite Längsendbereich 68,
nunmehr mit dem Kopplungsbereich 52 des Pumpenkolbens 48 gekoppelt.
Das Übertragungselement 84 ist
im Bereich einer Schwenkachse S, die zur Längsachse A beispielsweise orthogonal
steht, am Gehäuse 62 schwenkbar
getragen. Eine Auslenkung des Längsendbereichs 68 führt somit
zu einer Schwenkung des Übertragungselements 84,
so dass durch die dann induzierte Bewegung des Hebelabschnitts 88 der
Pumpenkolben 48 wieder zur Verschiebung entgegen der Vorspannwirkung
der Vorspannfeder 56 angetrieben wird. Während hier grundsätzlich die
gleiche Funktionalität
gewährleistet ist,
jedoch ein zusätzliches
Element zur Übertragung der
Bewegung des Piezoaktuators 64 auf den Pumpenkolben 48 erforderlich
ist, ist eine Gesamtanordnung geschaffen, die weniger Bauraum beansprucht, als
die in 1 dargestellte Anordnung.
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Eine
weitere Ausgestaltungsform einer Dosierpumpe 10 ist in 3 gezeigt.
Man erkennt hier, dass grundsätzlich
die Anordnung der beiden Gehäuse 12, 62 bezüglich einander
derjenigen entspricht, die auch in 1 vorhanden
ist. Der Längsendbereich 68 des
Piezoaktuators 64 greift wieder durch die Dichtung 70 hindurch
in das Gehäusebauteil 14 ein
und ist mit dem Kopplungsbereich 52 des Pumpenkolbens 48 zur
gemeinsamen Bewegung gekoppelt.
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Ein
erster Unterschied besteht darin, dass die Bewegung des Pumpenkolbens 48 in
beiden Bewegungsrichtungen nunmehr durch entsprechende Erregung
bzw. Ansteuerung des Piezoaktuators 64 erfolgt. Die Bewegungsumkehr
kann also beispielsweise dadurch erlangt werden, dass die Polarität der an
den Anschlüssen 78, 80 und 82 anliegenden
Potentiale für
die beiden Bewegungsphasen jeweils umgekehrt wird. Bei Bewegung
in einer Richtung wird also eines der Piezoelemente 74, 76 kontrahiert
und das andere gedehnt, während
bei Bewegung in der anderen Richtung, Kontraktion und Dehnung in
umgekehrter Weise erfolgen.
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Ein
weiterer Unterschied besteht darin, dass die vorangehend beschriebene
Vorkammer, über welche
das zu fördernde
Medium in die Pumpenkammer 30 geleitet wird, nicht mehr
vorhanden ist, vielmehr bewegt sich der Kopplungsbereich 52 in
dem Gehäusebauteil 14 in
einem Kopplungsraum 90, der nicht mit dem zu fördernden
Medium zu füllen
ist. Zur Einleitung des zu fördernden
Mediums, also beispielsweise Brennstoff, ist an das Gehäuseteil 14 ein seitlicher
Ansatz 92 angefügt,
der einerseits den Einlassstutzen 16 trägt und der andererseits über eine Zuführöffnung 94 in
nicht abschließbarer
Verbindung mit der Pumpenkammereintrittsöffnung 32 steht. Wird
in dem in 3 dargestellten Zustand der
Pumpenkolben 48 nach links, also in Richtung Verringerung
des Volumens der Pumpenkammer 30 verschoben, so wird das
in der Pumpenkammer 30 vorhandene Medium über die
Pumpenkammeraustrittsöffnung 38 ausgestoßen. Die
Pumpenkammereintrittsöffnung 32 ist
in diesem Zustand durch den Pumpbereich 50 des Pumpenkolbens 48 abgeschlossen.
Bei Bewegung in der entgegengesetzten Richtung nach dem Ausstoßen des
in der Pumpenkammer 30 zuvor angesammelten Mediums entwickelt
sich zunächst auch
durch das Vorhandensein des Rückschlagventils 36 in
der Pumpenkammer 30 ein Unterdruck, und zwar so lange,
bis bei Bewegung des Pumpenkolbens 48 in Richtung Vergrößerung des
Pumpenkammervolumens dieser die Pumpenkammereintrittsöffnung 32 freigibt.
Ab dieser Phase wird bei weiter anhaltender Bewegung des Pumpenkolbens 48 durch die
Zuführöffnung 94 das
Medium in die Pumpenkammer 30 gesaugt, und zwar auch deshalb,
da das Pumpenkammervolumen bei anhaltender Verschiebung des Pumpenkolbens 48 ständig zunimmt.
Auch hier ist also auf der Einlassseite kein Überdruck er forderlich, um das
zu fördernde
Medium in die Pumpenkammer 30 zu pressen. Gleichwohl ist
im Unterschied zu der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsform
hier kein durch das Ausfahren des Pumpenkolbens 48 aus
dem Pumpenkammergehäuse 28 induzierter
Druckeffekt vorhanden. Vielmehr wird die Verringerung des freien
Volumens im Arbeitsraum 90 bei Ausfahren des Pumpenkolbens 48 durch
die Flexibilität
der Dichtung 70 aufgefangen werden.
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Die
erfindungsgemäße Dosierpumpe
ermöglicht
durch das Vorsehen des Piezoaktuators zum Antreiben des Pumpenkolbens
einen Betrieb, der durch die sehr hochfrequente Betreibbarkeit eines
derartigen Piezoaktuators einem quasi kontinuierlichen Strom angenähert wird.
Neben der höheren
Betriebsfrequenz wird dies auch dadurch unterstützt, dass mit deutlich kleineren
Auslenkungen gearbeitet werden kann, was zusätzlich dazu beiträgt, dass
bei gleichwohl erhaltener Förderkapazität Strömungspulsationen
unterdrückt
werden. Neben einer Vergleichmäßigung des
Stroms des geförderten
Mediums ermöglicht
durch das Betreiben mit geringeren Auslenkungen die erfindungsgemäße Ausgestaltung
auch eine wesentlich feiner dosierte Abgabe kleiner Mengen bzw.
die Einstellung geringer, gleichwohl nahezu kontinuierlicher Strömungsraten.
Dies ist sowohl beim Einsatz in Verbindung mit einem Heizgerät vorteilhaft,
bei welchem somit ein deutlich gleichmäßigerer Verbrennungsbetrieb
erlangt werden kann, als auch bei Einsatz in Verbindung mit einem
Reformer, bei welchem ein gleichmäßiger Reformierungs-, d.h. Wasserstofferzeugungsprozess
durchgeführt
werden kann.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich in verschiedenen Bereichen
Variationen an der erfindungsgemäßen Dosierpumpe
vorgenommen werden können,
ohne vom Prinzip der vorliegenden Erfindung abzuweichen. So ist
die Anzahl der verschiedenen Eintrittsöffnungen in die Pumpenkammer
oder in die Vorkammer entsprechend dem erforderlichen Fördervermögen einstellbar.
Auch die Ausgestaltung des Piezoaktuators kann variiert werden. So
muss insbesondere bei einer Ausgestaltungsform gemäß den
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1 und 2 nicht
notwendigerweise an beiden Seiten des Trägers jeweils ein Piezoelement vorgesehen
sein, da eine Bewegungskraft in nur einer Richtung zu erzeugen ist.
Grundsätzlich
könnten weiterhin
die beiden Piezoelemente auch direkt miteinander verbunden sein,
also unter Weglassung des Trägers,
also beispielsweise unter Ersetzung des Trägers durch einen die beiden
Piezoelemente dann trennenden, im Wesentlichen aber keine Tragefunktion übernehmenden
Films. Weiterhin ist es selbstverständlich, dass die Art und Weise
der Kopplung des Piezoaktuators mit dem Pumpenkolben variiert werden
kann. Gleichwohl ist die in den Figuren dargestellte Kopplung unter
Einsatz des Anlageelements 54 besonders vorteilhaft, da
dieses einerseits die Bewegungsübertragung
auf den Pumpenkolben zulässt,
andererseits aber die auf Grund der überlagerten Schwenk- und Schiebebewegung
zwangsweise auftretende Relativverschiebung des Pumpenkolbens bezüglich des
auf diesen einwirkenden Piezoaktuators oder Übertragungselements durch ihren hülsenartigen
Charakter zulässt.