DE102011111926A1 - Electromotive pump - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Pumpe, umfassend einen axial beweglichen Anker (12) mit einem ferromagnetischen Ankerkonus (18), eine den Anker (12) umgebende Spule (6), einen ersten Flansch (7), einen zweiten Flansch (8), wobei der erste Flansch (7) und der zweite Flansch (8) in die Spule (6) ragen und einen Pumpenraum (35) umgeben, wobei der Anker in dem Pumpenraum angeordnet ist. Eine elektromagnetische Pumpe, deren geometrische ferromagnetische Struktur veränderbar und an unterschiedliche Anker anpassbar ist und ein Verfahren, durch welches ein Dosierzylinder in einer elektromagnetische Pumpe einfach montiert werden kann, werden erfindungsgemäß dadurch geschaffen, dass der erste Flansch (7) an einem den Pumpenraum (35) begrenzenden Abschnitt einen ferromagnetischen Polring (9) aufweist.The invention relates to an electromagnetic pump comprising an axially movable armature (12) with a ferromagnetic anchor cone (18), a coil (6) surrounding the armature (12), a first flange (7), a second flange (8) the first flange (7) and the second flange (8) protrude into the spool (6) and surround a pump space (35), the armature being disposed in the pump space. An electromagnetic pump whose geometrical ferromagnetic structure is changeable and adaptable to different armatures and a method by which a metering cylinder in an electromagnetic pump can be easily mounted, according to the invention created in that the first flange (7) on a pump space (35 ) limiting portion has a ferromagnetic pole ring (9).
Description
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Pumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer elektromagnetischen Pumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.The invention relates to an electromagnetic pump according to the preamble of
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine elektromagnetische Pumpe anzugeben, deren geometrische ferromagnetische Struktur veränderbar und an unterschiedliche Anker anpassbar ist und ein Verfahren anzugeben, durch welches ein Dosierzylinder in einer elektromagnetische Pumpe einfach montiert werden kann.It is the object of the invention to provide an electromagnetic pump whose geometric ferromagnetic structure is changeable and adaptable to different armatures and to provide a method by which a metering cylinder can be easily mounted in an electromagnetic pump.
Diese Aufgabe wird durch eine elektromagnetische Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.This object is achieved by an electromagnetic pump having the features of
Eine erfindungsgemäße elektromagnetische Pumpe umfasst einen axial beweglichen ferromagnetischen Anker mit einem Ankerkonus, welcher von einer Spule umgeben ist. Ferner weist die Pumpe einen ersten Flansch und einen zweiten Flansch auf, wobei vorzugsweise zumindest einer der beiden Flansche in die Spule ragt und wobei die beiden Flansche einen Pumpenraum umgeben, in dem der Anker angeordnet ist. In einem Innenraum der Spule und in ferromagnetischen Komponenten im Innenraum der Spule entsteht bei Erregung der Spule ein Magnetfeld, wodurch der ferromagnetische Anker in Bewegungsrichtung verlagert wird. Der erste Flansch weist dabei an einem den Pumpenraum begrenzenden Abschnitt einen ferromagnetischen Polring auf. Durch den Einsatz eines Polrings kann das Magnetfeld vorteilhaft an vorgegebene Anforderungen angepasst werden, ohne die übrigen Teile der Pumpe konstruktiv verändern zu müssen. Ferner kann der erste Flansch aus einem nicht-ferromagnetischen Material hergestellt werden, was vorteilhaft den Einsatz stabilerer Materialien ermöglicht. Ferner kann so eine Geometrie eines primären Luftspalts der elektromagnetischen Pumpe zwischen dem Polring und dem Ankerkonus auf einfache Weise gestaltet werden.An electromagnetic pump according to the invention comprises an axially movable ferromagnetic armature with an armature cone, which is surrounded by a coil. Furthermore, the pump has a first flange and a second flange, wherein preferably at least one of the two flanges protrudes into the coil and wherein the two flanges surround a pump space in which the armature is arranged. In an interior space of the coil and in ferromagnetic components in the interior of the coil, a magnetic field is created when the coil is energized, whereby the ferromagnetic armature is displaced in the direction of movement. The first flange has a ferromagnetic pole ring on a section delimiting the pump chamber. By using a pole ring, the magnetic field can be advantageously adapted to predetermined requirements, without having to change the other parts of the pump constructive. Furthermore, the first flange can be made of a non-ferromagnetic material, which advantageously allows the use of more stable materials. Further, such a geometry of a primary air gap of the electromagnetic pump between the pole ring and the anchor cone can be designed in a simple manner.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Polring eine äußere Umfangsfläche auf, die in eine Ringaufnahme des ersten Flansches eingesetzt ist und zumindest umfangsmäßig an dieser gehalten ist. Dadurch wird vorteilhaft ein Raum für den Polring geschaffen, wobei der Polring vorteilhaft radiale Kräfte an die eine umfangsmäßige Halterung bildende äußere Umfangsfläche übertragen kann.In an advantageous embodiment, the pole ring on an outer peripheral surface which is inserted into a ring receptacle of the first flange and is held at least circumferentially thereto. This advantageously creates a space for the pole ring, wherein the pole ring can advantageously transmit radial forces to the outer peripheral surface forming a circumferential holder.
Vorteilhaft ist eine Innenkontur des Polrings zu dem Ankerkonus komplementär ausgebildet. Aufgrund der komplementären Ausgestaltung des Polrings zu dem Ankerkonus kann durch ein Austauschen des Polrings und des Ankers das Magnetfeld vorteilhaft an sich ändernde Arbeitsbedingungen oder Konstruktionsanforderungen angepasst werden, ohne dass eine Anpassung der übrigen unbeweglichen Teile der Pumpe erfolgen muss. Ferner vorteilhaft umgibt der Polring den Ankerkonus in radialer Richtung zumindest teilweise.Advantageously, an inner contour of the pole ring is designed to be complementary to the armature cone. Due to the complementary configuration of the pole ring to the armature cone can be adapted by changing the pole ring and the armature, the magnetic field advantageously to changing working conditions or design requirements, without any adjustment of the other immovable parts of the pump must be made. Further advantageously, the pole ring at least partially surrounds the armature cone in the radial direction.
Hierduch wird vorteilhaft eine radiale Begrenzung zwischen dem Ankerkonus und dem ersten Flansch geschaffen.Hierduch is advantageously created a radial boundary between the anchor cone and the first flange.
In einer vorteilhaften Weiterbildung besteht der Polring aus einem anderen ferromagnetischen Material als der erste Flansch. Hierdurch kann das Magnetfeld der Pumpe vorteilhaft an die jeweilige Anforderung angepasst werden. Vorteilhaft kann der Polring aus einem härteren ferromagnetischen Material als der erste Flansch bestehen, so dass die Lebensdauer aufgrund niedrigeren Verschleißes bei einem Anschlagen des Ankers an dem Polring verlängert wird.In an advantageous development, the pole ring consists of a different ferromagnetic material than the first flange. As a result, the magnetic field of the pump can advantageously be adapted to the respective requirement. Advantageously, the pole ring can be made of a harder ferromagnetic material than the first flange, so that the life is prolonged due to lower wear in an abutment of the armature to the pole ring.
Vorteilhaft ist der Polring in dem ersten Flansch, insbesondere in der Aufnahmefläche, verpresst. Dadurch wird vorteilhaft eine einfache und gleichzeitig feste Verbindung zwischen dem Polring und dem ersten Kernflansch erreicht. Alternativ kann der Polring mit dem ersten Kernflansch in einem Gewinde verschraubt sein. Dadurch wird vorteilhaft eine lösbare Verbindung geschaffen. Der Polring kann aber auch in dem ersten Flansch verklebt oder verschweist sein.Advantageously, the pole ring in the first flange, in particular in the receiving surface, compressed. As a result, a simple and at the same time firm connection between the pole ring and the first core flange is advantageously achieved. Alternatively, the pole ring may be bolted to the first core flange in a thread. As a result, a detachable connection is advantageously created. But the pole ring can also be glued or verschweist in the first flange.
Der Anker weist eine Kolbenstange auf, wobei die Kolbenstange in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Pumpe eine zentrale Öffnung des Polrings durchsetzt. Dabei ist ein radialer Spalt zwischen einer Mantelfläche der Kolbenstange und der zentralen Öffnung des Polrings angeordnet. Dadurch wird vorteilhaft ein Verkanten der Kolbenstange an dem Polring verhindert.The armature has a piston rod, wherein the piston rod in an advantageous embodiment of the pump, a central opening of the pole ring interspersed. In this case, a radial gap between a lateral surface of the piston rod and the central opening of the pole ring is arranged. This advantageously prevents tilting of the piston rod on the pole ring.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt sich ein den Anker vorspannendes Federelement in dem radialen Spalt zwischen dem Hubkolben und dem Polring. Das Federelement spannt den Anker in Rückbewegungsrichtung vor, wobei sich das Federelement vorteilhaft einerseits an dem Anker und andererseits an dem ersten Flansch oder einem in dem ersten Flansch eingesetzten Dosierzylinder abstützt. Dadurch ist dem Federelement vorteilhaft ein erweiterter Federweg zugeordnet, so dass ein Federelement mit einer erhöhten Federkraft eingesetzt werden kann, so dass eine Rückbewegung des Ankers eher begonnen wird. Ferner kann vorteilhaft die gleiche Feder bei unterschiedlichen Polringen eingesetzt werden.In a further advantageous embodiment, an armature biasing spring element extends in the radial gap between the reciprocating piston and the pole ring. The spring element biases the armature in the return movement direction, wherein the spring element is advantageously supported, on the one hand, on the armature and, on the other hand, on the first flange or a metering cylinder inserted in the first flange. As a result, the spring element is advantageously associated with an extended travel, so that a spring element can be used with an increased spring force, so that a return movement of the armature is started sooner. Furthermore, the same spring can advantageously be used in different pole rings.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Dosierzylinder in einen Aufnahmeabschnitt des ersten Flansches eingesetzt, wobei der Polring vorteilhaft die dem Pumpenraum zugekehrte Seite des Aufnahmeabschnitts begrenzt und dem Dosierzylinder zugewandt ist. Dadurch wird der Dosierzylinder vorteilhaft in dem Aufnahmeabschnitt festgelegt, wobei der Dosierzylinder anderenends gegen den ersten Flansch oder eine weitere Komponente in dem ersten Flansch anliegt. Dadurch wird der Dosierzylinder bei einer Montage nicht komprimiert, so dass eine Verformung eines Innenraums des Dosierzylinders vermieden wird, so dass eine Bewegung des Ankers in dem Dosierzylinder vorteilhaft nicht beeinträchtigt wird.In an advantageous embodiment, a metering cylinder is inserted into a receiving portion of the first flange, wherein the pole ring is advantageously limited to the pump chamber facing side of the receiving portion and facing the metering cylinder. As a result, the metering cylinder is advantageously fixed in the receiving section, with the metering cylinder resting against the first flange or another component in the first flange at the other end. As a result, the metering cylinder is not compressed during assembly, so that deformation of an inner space of the metering cylinder is avoided, so that movement of the armature in the metering cylinder is advantageously not impaired.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der erste Flansch einenends einen Saugstutzen auf, wobei der erste Flansch vorteilhaft einstückig mit dem Saugstutzen ausgebildet sein kann. Alternativ kann der Saugstutzen durch ein Gewinde mit dem ersten Flansch verschraubt sein.In an advantageous development of the invention, the first flange at one end has a suction nozzle, wherein the first flange may advantageously be formed integrally with the suction nozzle. Alternatively, the suction can be screwed by a thread with the first flange.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Anker bei einer Bestromung der Spule in Richtung des Polrings verlagert. Vorteilhaft wird so eine Magnetkraft zwischen dem Polring und dem Anker während der Bestromung verstärkt. Alternativ kann der Anker aber auch in eine Richtung weg von dem Polring, in Richtung des zweiten Flansches verlagert werden. Es versteht sich, dass in diesem Fall der zweite Flansch einen Ankergegenkonus aufweist, wobei ein Konus des Ankerkonus mit seinem zugespitzten Ende in Richtung des zweiten Flansches weist. Ferner ist in diesem Fall der primäre Luftspalt zwischen dem zweiten Flansch und dem Ankerkonus angeordnet, wobei ein sekundärer Luftspalt zwischen einem dem Polring zugewandten Endabschnitt des Ankerkonus und dem Polring angeordnet ist. Alternativ dazu kann der Polring auch in dem zweiten Kernflansch angeordnet sein, wobei der Ankergegenkonus dann vorteilhaft in dem Polring angeordnet ist.In an advantageous embodiment, the armature is displaced in the direction of the pole ring when the coil is energized. Advantageously, a magnetic force between the pole ring and the armature during the energization is amplified. Alternatively, however, the armature can also be displaced in a direction away from the pole ring, in the direction of the second flange. It is understood that in this case the second flange has an anchor counter-cone, wherein a cone of the anchor cone points with its pointed end in the direction of the second flange. Further, in this case, the primary air gap between the second flange and the anchor cone is arranged, wherein a secondary air gap between a pole ring facing the end portion of the anchor cone and the pole ring is arranged. Alternatively, the pole ring can also be arranged in the second core flange, wherein the anchor counter-cone is then advantageously arranged in the pole ring.
Vorzugsweise weist der Anker eine einem Auslass zugekehrte Kolbenfläche auf. Vorteilhaft kann so bei einer Bewegung des Ankers in Richtung des Auslasses ein Fluid in den Auslass gepumpt werden.Preferably, the armature has an outlet facing piston surface. Advantageously, a fluid can be pumped into the outlet during a movement of the armature in the direction of the outlet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Durchmesser der Aufnahme des Polrings gleichgroß oder größer als der Durchmesser des Aufnahmeabschnitts des Dosierzylinders ausgebildet. Dadurch wird vorteilhaft ein Vorsprung geschaffen, gegen den der Polring gelagert werden kann. Dadurch kann der Dosierzylinder vorteilhaft in dem ersten Flansch festgelegt werden.In an advantageous development, the diameter of the receptacle of the pole ring is the same size or larger than the diameter of the receiving portion of the metering cylinder. This advantageously creates a projection against which the pole ring can be mounted. As a result, the metering cylinder can advantageously be fixed in the first flange.
Vorteilhaft grenzt der Dosierzylinder an ein Ventilmodul. Dadurch kann vorteilhaft eine zweiseitige Einspannung des Dosierzylinders bei gleichzeitigem Einsatz eines Ventils erzielt werden, so dass eine einfache Montage der elektromagnetischen Pumpe ermöglicht ist.Advantageously, the metering cylinder is adjacent to a valve module. As a result, it is advantageous to achieve a two-sided clamping of the metering cylinder with simultaneous use of a valve, so that a simple mounting of the electromagnetic pump is made possible.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Durchmesser der Öffnung des Polrings kleiner als der Durchmesser des Aufnahmeabschnitts des Flansches ausgebildet, so dass vorteilhaft ein Vorsprung geschaffen ist, der den Dosierzylinder einspannt.In an advantageous development of the diameter of the opening of the pole ring is smaller than the diameter of the receiving portion of the flange, so that advantageously a projection is created, which clamps the dosing.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Dosierzylinder einen in axiale Richtung zu dem Polring gerichteten zylindrischen Vorsprung auf, wobei der Dosierzylinder an dem Vorsprung von dem Polring gegen den ersten Flansch beaufschlagt und dadurch festgelegt ist. Dadurch wird vorteilhaft ein Bereich geschaffen, der auf den Dosierzylinder wirkende axiale Kräfte aufnehmen kann, so dass Verformungen des Dosierzylinders aufgrund der Einspannung nicht im Bereich der Kolbenstangenaufnahme erfolgen. Weist der zylindrische Vorsprung eine geringe Dicke auf, so ist auch seine Steifigkeit gegenüber der Steifigkeit des übrigen Dosierzylinders reduziert, so dass vorteilhaft Verformungen aufgrund der Einspannung noch stärker reduziert werden.In an advantageous embodiment, the metering cylinder has a directed in the axial direction to the pole ring cylindrical projection, wherein the metering cylinder is acted on the projection of the pole ring against the first flange and thereby fixed. As a result, an area is advantageously created that can absorb axial forces acting on the metering cylinder so that deformations of the metering cylinder due to the clamping do not take place in the region of the piston rod receptacle. If the cylindrical projection has a small thickness, its rigidity is also reduced compared with the rigidity of the other dosing cylinder, so that deformations due to the clamping are advantageously reduced even more.
Weitere Merkmale, Eigenschaften und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie aus den abhängigen Ansprüchen.Further features, properties and embodiments of the invention will become apparent from the following description of an embodiment and from the dependent claims.
Der erste Flansch
Der einlassseitige erste Flansch
Das Saugventil
An der auslassseitigen Stirnseite des Ventilgehäuses
Der Dosierzylinder
An einer auslassseitigen Stirnseite
Der Polring
Der Ankerkonus
Die hohlzylindrische Kolbenstange
Das Ausführungsbeispiel funktioniert dabei wie folgt:
Die Pumpe
The
Die Dauer der Bestromung der Spule
Das vormals bei dem Bestromungsvorgang in den Innenraum der Kolbenstange
Eine Montage der Pumpe
Daraufhin oder vorher wird das erste Gehäuseteil
Nunmehr wird die Rückholfeder
Zuletzt wird der zweite Flansch
Ein Drehen oder Wenden der Pumpe
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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