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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung, insbesondere
eine Solenoid-Freischwinger-Kolbenpumpe
für einen
Getränkeautomaten,
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem einen, mit einer derartigen
Fördereinrichtung
ausgestatteten Getränkeautomaten.
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Bei
modernen Getränkeautomaten,
kurz auch Multi-Bewerage-Geräte
genannt, sowohl als auch bei Kaffeevollautomaten, wird zum Fördern von Wasser
eine üblicherweise
sogenannte Solenoid-Freischwinger-Kolbenpumpe verwendet, welche während des
Betriebes des Getränkeautomatens
die größte, oder
zumindest eine der größten Geräuschquellen
darstellt. Die Geräuschentwicklung
beruht dabei insbesondere auf einer Hin- und Herbewegung eines,
mit einer Ventileinrichtung zusammenwirkenden, ferromagnetischen
Läufers,
welcher an seinem jeweiligen Umkehrpunkt an der Ventileinrichtung bzw.
an einem, die Bewegung des Läufers
begrenzenden Anschlagselement anstößt. Der Anschlag des Läufers an
der Ventileinrichtung bzw. am Anschlagselement erzeugt einen pulsierenden
bis stoßförmigen Körperschall,
welcher direkt oder indirekt über
benachbarte Bauteile abgestrahlt und von einem Benutzer des Getränkeautomatens
oftmals als unangenehm bzw. störend
empfunden wird. Da es die Funktion der Fördereinrichtung jedoch unbedingt
erfordert, dass der Läufer
aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet ist und dadurch
bei entsprechender Bestromung des Solenoids bewegt werden kann,
sind die als störend
empfundene Geräusche nicht
gänzlich
zu vermeiden. Eine bekannte Lösung zur
Schalldämpfung
besteht beispielsweise darin, eine Kontaktstelle zwischen dem sich
im Betrieb der Fördereinrichtung
hin und her bewegenden Läufer und
einer, die Bewegung des Läufers
in zumindest einer Richtung unterstützenden Federeinrichtung, zu dämpfen. Weitere
bekannte Lösungen
bestehen beispielsweise in der Reduzierung der Körperschallübertragung an benachbarte Geräteteile
sowie in der Reduzierung des primär und sekundär abgestrahlten Luftschalls.
Die erste Lösung
kann dabei jedoch nicht als ausreichend betrachtet werden, während die
folgenden Lösungen
verhältnismäßig kostenintensiv und
darüber
hinaus manchmal aus Bauraumgründen nicht
durchführbar
sind.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
eine gattungsgemäße Fördereinrichtung,
eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, welche
sich insbesondere durch einen geräuscharmen Betrieb auszeichnet.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch
die Gegenstände
der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den während des
Betriebs einer erfindungsgemäßen Fördereinrichtung
auftretenden, stoßförmigen Körperschall
zu reduzieren, indem ein Anschlagselement für einen sich während des
Betriebs sich schnell hin und her bewegenden Läufer der Fördereinrichtung als Dämpfungseinrichtung ausgebildet
ist und dadurch den Anschlag des Läufers akustisch dämpft. Die
erfindungsgemäße Fördereinrichtung
umfasst dabei eben genannten Läufer,
welcher vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff ausgebildet
ist und welcher mittels einer, in einem Gehäuse angeordneten, Magneteinrichtung,
translatorisch hin und her bewegbar ist. Auf seiner, dem Anschlagselement
abgewandten Seite, wirkt der Läufer
mit einer Ventileinrichtung der Fördereinrichtung zusammen, wobei
diese ebenfalls schalldämpfend
ausgebildet sein kann, indem sie beispielsweise aus einem elastischen
Werkstoff gefertigt ist. Um den Läufer entgegen der von der Magneteinrichtung
erzeugten und auf den Läufer
ausgeübten
Kraft zu bewegen, ist des weiteren zumindest eine Federeinrichtung
vorgesehen, welche die Bewegung des Läufers in zumindest eine Richtung
unterstützt
bzw. bremst. Durch die erfindungsgemäße schalldämpfende Ausbildung des Anschlagelementes,
kann das insbesondere für
die Fördereinrichtung charakteristische
und oftmals als störend
empfundene Schlaggeräusch
deutlich reduziert werden, wodurch beispielsweise ein mit der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung
ausgestatteter Getränkeautomat eine
höhere
Kundenakzeptanz erfährt.
Insbesondere ist es auch möglich,
derartige Getränkeautomaten
in an sich beruhigten Bereichen, wie beispielsweise in Krankenhäusern aufzustellen,
ohne das befürchtet werden
muss, dass bei einem Betrieb des Getränkeautomats umstehende Personen,
beispielsweise Patienten, durch eine übermäßige Lärmentwicklung, gestört werden.
Neben der erheblichen Reduzierung von Körperschallemissionen durch
den endseitig anschlagenden Läufer
der Fördereinrichtung,
bietet das erfindungsgemäße Anschlagselement
darüber
hinaus den großen
Vorteil, dass es kostengünstig
und in verschiedensten Varianten herzustellen ist, so dass dessen
Einsatz in den Fördereinrichtungen
keine Mehrkosten erzeugt, während
im Vergleich zu herkömmlichen
und sich auf dem Markt befindlichen emissionsstarken Fördereinrichtungen
deutliche Marktvorteile realisiert werden können.
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Zweckmäßig ist
das Anschlagselement aus einem schalldämpfenden Werkstoff ausgebildet,
oder zumindest an seinen, mit anderen Bauteilen der Fördereinrichtung,
insbesondere mit dem Läufer,
in Berührung
tretenden Kontaktstellen schallgedämpft. Hierunter verbergen sich
bereits zwei unterschiedliche Ausführungsvarianten, nämlich eine
erste, bei welcher das Anschlagselement gänzlich aus einem schalldämpfenden
Werkstoff, beispielsweise aus einem Elastomer, ausgebildet ist,
und eine zweite, bei welcher lediglich beispielsweise die mit einem
Gehäuse
der Fördereinrichtung
und/oder der Federeinrichtung und/oder dem Läufer in Berührung tretenden Kontaktstellen
mit einem schalldämpfenden
Werkstoff versehen sind. Letzte Variante kann beispielsweise dadurch
realisiert werden, dass kleine zusätzliche und kostengünstige Dämpfungselemente
an bisherige Anschlagselemente angebaut werden und dadurch ein ähnlicher
schallreduzierender Effekt erzielt werden kann, wie durch einen
Ersatz des Anschlagselementes durch ein vollständig aus einem schalldämpfenden
Werkstoff ausgebildeten Anschlagselement. Es ist somit möglich, auch
bestehende Fördereinrichtungen,
beispielsweise durch den Austausch des wenigstens einen Anschlagselementes
bzw. durch eine Ergänzung
eines bestehenden Anschlagelementes mit einer schalldämpfenden Kontaktstelle
aufzurüsten,
so dass insbesondere bei turnusmäßig durchzuführenden
Wartungsarbeiten die schallreduzierenden Maßnahmen an bestehenden Fördereinrichtungen
ergriffen und damit die Kundenzufriedenheit gesteigert werden kann.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, weist das
wenigstens eine Anschlagselement zumindest ein Aussteifungselement
zur Stabilisierung eines innerhalb des Anschlagselementes verlaufenden
und Förderflüssigkeit
transportierenden Kanals auf. Diese Ausführungsform gestattet es, das
Anschlagselement an sich in schalldämpfenden Werkstoff auszuführen und
lediglich zur Stabilisierung des innenliegenden Kanals das besagte
Aussteifungselement einzubinden. Ein derartiges Aussteifungselement kann
beispielsweise durch ein kostengünstiges
Metallröhrchen
realisiert werden, welches eine gleichzeitige Innenwandung des förderflüssigkeitsführenden
Kanals bildet. Denkbar ist selbstverständlich auch, dass das Aussteifungselement
als ein das Anschlagselement umgebender Ring ausgebildet ist, welcher
beabstandet zu den jeweiligen Axialenden des Anschlagselementes
angeordnet wird. Hierbei ist sowohl ein nachträglicher An- bzw. Einbau des
Aussteifungselementes am Anschlagselement denkbar, sowie ein direktes
Einspritzen des Aussteifungselementes in ein aus Kunststoff ausgebildetes
Anschlagelement. Insbesondere letztere Herstellungsart gewährleistet
eine besonders zuverlässige
Verbindung zwischen dem Aussteifungselement einerseits und dem Anschlagselement
andererseits und erübrigt
zudem nachträglichen
Montageaufwand.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße und als Solenoid-Freischwinger-Kolbenpumpe
ausgebildete Fördereinrichtung,
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2 eine
Detaildarstellung aus 1 mit den erfindungsgemäßen gedämpften Kontaktstellen K1 bis K5,
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3 eine
Schnittdarstellung durch den Läufer
mit schallgedämpften
Kontaktflächen,
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4 ein
aus einem schalldämpfenden Werkstoff
ausgebildetes Anschlagselement,
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5 eine
Schnittdarstellung wie in 4, jedoch
mit einem in das Anschlagselement eingelassenen bzw. eingespritzten
Aussteifungselement,
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6 eine
teilweise geschnittene Ansicht eines Anschlagselementes mit einem
anderen Aussteifungselement,
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7 eine
Darstellung wie in 6, jedoch mit einem wiederum
anderen Aussteifungselement,
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8 ein
erfindungsgemäßes Anschlagselement
aus einem schalldämpfenden
Werkstoff mit einer stoßnachgiebigen
Formgebung.
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Entsprechend 1 weist
eine erfindungsgemäße Fördereinrichtung 1 zum
Fördern
von Flüssigkeiten,
insbesondere zum Fördern
von Wasser, einen translatorisch hin- und her bewegbaren, ferromagnetischen
Läufer 2 auf.
Der Läufer 2 ist
dabei mittels einer Magneteinrichtung 3 entlang den Richtungen 4 hin
und her verstellbar. Die Magneteinrichtung 3 umgibt den
Läufer 2 vorzugsweise
koaxial und verstellt diesen in bestromtem Zustand ausschließlich in
eine Richtung. Eine Federeinrichtung 5, beispielsweise eine
vorgespannte Stahldruckfeder, gewährleistet dabei ein Rückverstellen
des Läufers 2 bei
unbestromter Magneteinrichtung 3. Längsendseitig ist der Läufer 2 einenends
mit einer Ventileinrichtung 6 wirkungsverbunden und liegt
andererseits an der Federeinrichtung 5 an. Im Betrieb der
Fördereinrichtung 1 bewegt
sich der Läufer 2,
kurz auch Kolben genannt, schnell zwischen zwei Endlagen hin und
her und verursacht dabei insbesondere beim Erreichen einer gemäß der 1 dargestellten
rechten Endlage, durch ein Anstoßen an einem Anschlagselement 7,
einen pulsierenden bis stoßförmigen Körperschall,
welcher einen Emissionsgrad erreichen kann, der von umstehenden
Personen als störend
empfunden wird. Der Läufer 2,
die Federeinrichtung 5 sowie das Anschlagselement 7 sind
dabei in einem Gehäuse 8 der
Fördereinrichtung 1 angeordnet,
das zugleich eine Führung
für den
Läufer 2 bildet.
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Auf
der der Federeinrichtung 5 gegenüberliegenden Seite, weist der
Läufer 2 eine
weitere, diesen umgebende Federeinrichtung 5' auf, welche sich einenends am
Läufer 2 abstützt.
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Verwendet
wird eine derartige Fördereinrichtung 1 üblicherweise
zum Fördern
von Wasser in Getränkeautomaten,
kurz sogenannte Multi-Bewerage-Geräten oder aber in Kaffeevollautomaten.
Der Betrieb der Fördereinrichtung 1 stellt
dabei die größte oder
zumindest eine der größten Geräuschquellen dar,
wobei sich der in der Fördereinrichtung 1 entstandene
Körperschall
direkt an benachbarte Bauteile bzw. Resonanzkörper in der Fördereinrichtung 1 überträgt und teilweise
direkt als Luftschall von der Fördereinrichtung 1 nach
außen
abgestrahlt wird. Beides wird von einem, den Getränkeautomaten
bedienenden Konsumenten als störend
empfunden, weswegen das Anschlagselement 7 erfindungsgemäß als Dämpfungseinrichtung
ausgebildet ist und einen Anschlag des Läufers 2 beim Betrieb
der Fördereinrichtung 1 akustisch
dämpft.
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Generell
befinden sich die größten Körperschallquellen
der Fördereinrichtung 1 an
den Kontaktstellen K1 bis K5,
welche gemäß der 2 im
Detail dargestellt sind. Im Einzelnen befinden sich die Kontaktstellen
K1 bis K5 an folgenden
Orten: Die Kontaktstelle K1 im Kontaktbereich
zwischen dem Läufer 2 und
der Federeinrichtung 5',
die Kontaktstelle K2 zwischen dem Läufer 2 und
der Federeinrichtung 5, die Kontaktstelle K3 zwischen
dem Läufer 2 und
dem Anschlagselement 7, die Kontaktstelle K4 zwischen dem
Anschlagselement 7 und der Federeinrichtung 5 und
die Kontaktstelle K5 zwischen dem Anschlagselement 7 und
dem Gehäuse 8 der
Fördereinrichtung 1.
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Um
möglichst
effektiv die Schallemission reduzieren zu können, sind vor allem die Körperschallanregungen
(stoßartig
pulsierende Kräfte),
an den genannten Kontaktstellen K1 bi K5 zu dämpfen.
Bisher bekannte Lösungen
beschränkten
sich dabei auf eine Dämpfung
der Kontaktstelle K2 und/oder eine Reduzierung
der Körperschallübertragung
an die benachbarten Geräteteile
und/oder auf die Dämpfung des
primär
bzw. sekundär
abgestrahlten Luftschalls der Fördereinrichtung 1.
Kerngedanke der Erfindung ist somit die Reduzierung der Körperschallquellen
direkt in der Fördereinrichtung 1 durch
Erhöhung
der Impedanz/Dämpfung
an den Kontaktstellen K1 bis K5 des
Anschlagselementes 7 und des Läufers 2, beispielsweise
durch Aufbringen von Dämpfungsmaterial
(Elastomer).
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Hierbei
ist zu beachten, dass der Läufer 2 aus
Funktionsgründen
aus einem magnetischen Material hergestellt werden muss, so dass
für die
Dämpfung
der Kontaktstellen K1 und K2 ausschließlich die Möglichkeit
des Aufbringens eines zusätzlichen
Bauteils/Dämpfers
aus schalldämpfendem
Material, z. B. einem Elastomer mit gezielt abgestimmter Impedanz, besteht. 3 zeigt
eine Detaildarstellung des Läufers 2 mit
den zuvor beschriebenen Kontaktstellen K1 und
K2, auf welchen stark vergrößert zusätzlich aufgebrachte
Dämpfungselemente 9 aufgezeichnet sind.
Diese können
beispielsweise als schalldämpfender
Elastomerbelag ausgebildet sein oder als ringförmiges zusätzlich und insbesondere nachträglich montierbares
Dämpfungselemente 9 ausgebildet sein.
Besonders letzte Variante ermöglicht
es, bisherige und emissionsstarke Fördereinrichtungen 1 nachzurüsten, indem
entsprechende Dämpfungselemente 9 am
Läufer 2 angeordnet
werden.
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Dem
gegenüber
bestehen beim Anschlagselement 7 gemäß den 4 bis 8 prinzipiell
zwei Möglichkeiten
zur Schalldämpfung.
Die erste Möglichkeit
besteht darin, das Anschlagselement 7 gänzlich aus einem schalldämpfenden
Material, beispielsweise einem Elastomer, auszubilden, wie dies
in 4 dargestellt ist. Um einen innerhalb des Anschlagselementes 7 vorgesehenen
Kanal 10 dabei ausreichend stabilisieren zu können, kann
vorgesehen sein, dass das Anschlagselement 7 zumindest ein
Aussteifungselement 11 aufweist, wie dies beispielsweise
gemäß den 5 bis 7 dargestellt ist.
Dabei kann das Aussteifungselement 11 beispielsweise als,
in ein aus Kunststoff ausgebildetes Anschlagselement 7,
eingespritztes Teil ausgebildet sein und wird vorzugsweise zusammen
mit dem Anschlagselement 7 hergestellt. Das Aussteifungselement 11 kann
dabei aus ferromagnetischem Material ausgebildet sein und dadurch
mithelfen, die Streuung des von der Magneteinrichtung 3 erzeugten
Magnetfeldes zu begrenzen, wodurch die Leistung der Fördereinrichtung 1 erhöht oder
zumindest gehalten werden kann. Generell ist es selbstverständlich aber auch
möglich,
wie in 4 gezeigt, das gesamte Anschlagselement 7 aus
einem dämpfenden
Werkstoff auszubilden, wobei in diesem Fall die kleine Leistungsminderung
durch die vergrößerte Streuung
des Magnetfeldes akzeptierbar ist.
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Dabei
ist auch denkbar, dass das Anschlagselement 7 eine stoßnachgiebige
und damit eine dämpfende,
insbesondere eine schalldämpfende, Formgebung,
insbesondere eine äußere Formgebung,
aufweist, wie dies beispielsweise in der 8 dargestellt
ist. Das Anschlagselement 7 gemäß der 8 weist äußere Umfangsnuten 12 sowie
einen einenends radial vergrößerten Kanal 10 auf,
die beide dazu beitragen, dass das Anschlagselement 8 entlang
den Richtungen 4 an Steifigkeit verliert.
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Als
wesentliche Vorteile der Erfindung lassen sich die erhebliche Reduzierung
der Körperschallanregung
durch die erfindungsgemäß schallgedämpfte Fördereinrichtung 1 benennen,
wodurch eine erhebliche Reduzierung des Gesamtschallpegels erreicht werden
kann. Darüber
hinaus ist die vorgeschlagene Erfindung äußerst flexibel einzusetzen,
so dass sowohl neu zu konzipierende als auch bereits bestehende
Fördereinrichtungen 1 mit
den erfindungsgemäßen, schalldämpfenden
Bauelementen ausgestattet werden können. Durch die Verwendung
von Elastomeren ist auch eine besonders kostengünstige Herstellung der schalldämpfenden
Bauelemente möglich,
wodurch ein optimales Preis-/Leistungsverhältnis, vorzugsweise sogar verbunden
mit einer Materialkosteneinsparung im Vergleich zu bisher bekannten
Lösungen
erzielt werden kann.
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- 1
- Fördereinrichtung
- 2
- Läufer
- 3
- Magneteinrichtung
- 4
- Verstellrichtung
des Läufers 2
- 5
- Federeinrichtung
- 6
- Ventileinrichtung
- 7
- Anschlagselement
- 8
- Gehäuse
- 9
- Dämpfungselement
- 10
- Kanal
- 11
- Aussteifungselement
- 12
- Umfangsnut
- K1-5
- Kontaktstelle