DE102008008904B4 - Fördereinrichtung - Google Patents

Abstract

Fördereinrichtung (1), insbesondere eine Solenoid-Freischwinger-Kolbenpumpe für einen Getränkeautomaten, mit – einem, mittels zumindest einer Magneteinrichtung (3) in einem Gehäuse (8), translatorisch hin und her bewegbaren und mit einer Ventileinrichtung (6) zusammenwirkenden ferromagnetischen Läufer (2), – zumindest einer Federeinrichtung (5), die die Bewegung des Läufers (2) in zumindest eine Richtung (4) unterstützt, – zumindest einem, eine Bewegung des Läufers (2) begrenzenden und koaxial zu diesem angeordneten Anschlagselement (7), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Anschlagselement (7) als Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist, welche einen Anschlag des Läufers (2) im Betrieb der Fördereinrichtung (1) akustisch dämpft, und dass das Anschlagselement (7) zumindest ein aus ferromagnetischem Material ausgebildetes Aussteifungselement (11) zur Stabilisierung des Kanals (10) aufweist.

Description

• 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.
• 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.
• Aus der US 50 73 095 A ist beispielsweise eine Fördereinrichtung mit einem elektromagnetischen Antrieb bekannt, bei der ein Läufer unterstützt wird, wobei ein Anschlagelement ausgebildet ist, das einen Anschlag des Läufers im Betrieb akustisch dämpft.
• 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.
• Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
• Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den während des Betriebs einer erfindungsgemäßen Fördereinrichtung auftretenden, stoßförmigen Körperschall zu reduzieren, indem ein Anschlagselement mit einem aus ferromagnetischem Material ausgebildeten Aussteifungselement 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.
• Gleichzeitig wird erreicht, dass die Streuung des von einer Magneteinrichtung erzeugten Magnetfeldes begrenzt wird, wodurch die Leistung der Fördereinrichtung erhöht oder zumindest gehalten werden kann. 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.
• 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.
• Bei der erfindungsgemäßen Lösung weist das wenigstens eine Anschlagselement zumindest ein aus ferromagnetischem Material ausgebildetes 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.
• Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
• 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.
• 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.
• Dabei zeigen, jeweils schematisch,
• 1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße und als Solenoid-Freischwinger-Kolbenpumpe ausgebildete Fördereinrichtung,
• 2 eine Detaildarstellung aus 1 mit den erfindungsgemäßen gedämpften Kontaktstellen K₁ bis K₅,
• 3 eine Schnittdarstellung durch den Läufer mit schallgedämpften Kontaktflächen,
• 4 eine nicht erfindungsgemäße Ausführungsform eines aus einem schalldämpfenden Werkstoff ausgebildeten Anschlagselements,
• 5 eine Schnittdarstellung wie in 4, jedoch mit einem in das Anschlagselement eingelassenen bzw. eingespritzten Aussteifungselement,
• 6 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Anschlagselementes mit einem anderen Aussteifungselement,
• 7 eine Darstellung wie in 6, jedoch mit einem wiederum anderen Aussteifungselement,
• 8 ein nicht erfindungsgemäße Ausführungsform eines Anschlagselements aus einem schalldämpfenden Werkstoff mit einer stoßnachgiebigen Formgebung.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Um möglichst effektiv die Schallemission reduzieren zu können, sind vor allem die Körperschallanregungen (stoßartig pulsierende Kräfte), an den genannten Kontaktstellen K₁ bis 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).
• 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.
• 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 zu stabilisieren, ist vorgesehen, 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 ist aus ferromagnetischem Material ausgebildet und hilft dadurch mit, 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.
• 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.
• 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.
• Bezugszeichenliste

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

K_1-5

Kontaktstelle

Claims (9)

1. Fördereinrichtung (1), insbesondere eine Solenoid-Freischwinger-Kolbenpumpe für einen Getränkeautomaten, mit – einem, mittels zumindest einer Magneteinrichtung (3) in einem Gehäuse (8), translatorisch hin und her bewegbaren und mit einer Ventileinrichtung (6) zusammenwirkenden ferromagnetischen Läufer (2), – zumindest einer Federeinrichtung (5), die die Bewegung des Läufers (2) in zumindest eine Richtung (4) unterstützt, – zumindest einem, eine Bewegung des Läufers (2) begrenzenden und koaxial zu diesem angeordneten Anschlagselement (7), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Anschlagselement (7) als Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist, welche einen Anschlag des Läufers (2) im Betrieb der Fördereinrichtung (1) akustisch dämpft, und dass das Anschlagselement (7) zumindest ein aus ferromagnetischem Material ausgebildetes Aussteifungselement (11) zur Stabilisierung des Kanals (10) aufweist.
2. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagselement (7) aus einem schalldämpfenden Werkstoff ausgebildet ist, oder zumindest an seinen, mit anderen Bauteilen (5, 5, 8) der Fördereinrichtung (1), insbesondere mit dem Läufer (2), in Berührung tretenden Kontaktstellen (K₁–K₅) schallgedämpft ist.
3. Fördereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (2) an zumindest einer mit der wenigstens einen Federeinrichtung (5) in Berührung tretenden Kontaktfläche (K₁–K₂) schallgedämpft ist, insbesondere einen schalldämpfenden Belag aufweist.
4. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagselement (7) und/oder der Läufer (2) an zumindest einer seiner Kantaktflächen (K₁–K₅) ein Dämpfungselement (9) oder einen schalldämpfenden Belag aufweist.
5. Fördereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als schalldämpfender Werkstoff für das Anschlagselement (7) oder den Belag Kunststoff, insbesondere ein Elastomer, verwendet wird.
6. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagselement (7) und der Läufer (2) einen fluchtend zueinander angeordneten Kanal (10) aufweisen.
7. Fördereinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussteifungselement (11) als, in ein aus Kunststoff ausgebildetes Anschlagselement (7) eingespritztes Teil ausgebildet ist.
8. Fördereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagselement (7) eine stoßnachgiebige und damit eine dämpfende, insbesondere eine schalldämpfende, Formgebung aufweist.
9. Getränkeautomat, insbesondere ein Kaffeevollautomat oder ein Multi-Bewerage-Gerät, mit einer Fördereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

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