DE102012002492B4

DE102012002492B4 - 1Elektromagnetisch betriebene Dosierpumpe mit einstellbarer Ventilfeder sowie Verfahren zur Montage eines Magnetankers

Info

Publication number: DE102012002492B4
Application number: DE102012002492.4A
Authority: DE
Inventors: Bernd Köhler; Axel Müller; Robert Wellnitz; Stefan Quast
Original assignee: Thomas Magnete GmbH
Current assignee: Thomas Magnete GmbH
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2032-02-11
Also published as: DE102012002492A1

Abstract

Dosierpumpe (1), als Hubkolbenpumpe mit elektromagnetischem Antrieb aufgebaut, mit einem Anker bestehend aus einer Kolbenstange (3) und einem Ankerkolben (2), wobei die Kolbenstange (3) hohl ist und ein Rückschlagventil (6) enthält, das durch die Ventilfeder (7) beaufschlagt ist, wobei der Körper (4) die Kolbenstange (3) örtlich aufweitet, wodurch der radiale Spalt zwischen der Kolbenstange (3) und dem Ankerkolben (2) geschlossen und ein Kraftschluss oder ein Formschluss zwischen der Kolbenstange (3) und dem Ankerkolben (2) erzeugt wird und dass zugleich der Körper (4) das die Federkraft bestimmende Lager der Ventilfeder (7) bildet.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Dosierpumpe mit elektromagnetischem Antrieb entsprechend dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs. Dosierpumpen dieser Bauart weisen zwei Verdrängerräume auf und die beiden Verdrängerräume sind durch ein Rückschlagventil verbunden, das im Inneren der Kolbenstange angeordnet ist. Die Druckschrift DE 4328621 A1 zeigt eine Dosierpumpe mit elektromagnetischem Antrieb und die Druckschrift DE 10 2011 111 926 A1 zeigt eine Dosierpumpe mit zwei Verdrängerräumen und einem Rückschlagventil in der Kolbenstange. Bei dieser Ausführung gibt es einen Verbesserungsbedarf hinsichtlich der kostengünstigen und sicheren Befestigung des Ankerkolbens an der Kolbenstange. Zur Befestigung eines Stopfens in einem anderen Körper bei gleichzeitiger Abdichtung des Hohlraums, in den der Stopfen eingeführt wurde, sind die Verschlussstopfen mit innerer Kugel der Firma König in der Schweiz (http://kvt-de.comu.de/2306/de/unternehmen.jsp) bekannt, sie werden als König-Expander bezeichnet. Ein solcher Expander lässt sich in diesem Fall nicht einsetzen, weil die Kolbenstange als inneres Bauteil verwendet werden soll und weil eine kostengünstige axiale Lagerung der Ventilfeder des Rückschlagventils gesucht ist. Eine Abdichtung mittels einer eingepressten Kugel zeigen auch die Druckschriften DE 10 2010 013 106 A1 und DE 10 2008 005 278 A1 .
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kostengünstige Befestigung des Ankers an der Kolbenstange, eine axiale Lagerung der Ventilfeder des Rückschlagventils und ein Verfahren zur Montage der betreffenden Teile mit einer Einstellung der Feder des Rückschlagventils zu beschreiben. Der Ansprechdruck des Rückschlagventils ist für die Funktion der Dosierpumpe ein Qualitätsmerkmal und soll deshalb bei der Montage mit hoher Genauigkeit eingestellt werden, dies soll durch die Einstellung der Federkraft bei gleichzeitiger Messung des Drucks oder des Federvorspannwegs erfolgen.
Die Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst, das Montageverfahren wird in den Ansprüchen 9 und 10 beschrieben. Der Anker der Dosierpumpe besteht aus einer Kolbenstange und einem Ankerkolben, wobei die Kolbenstange hohl ist und ein Rückschlagventil enthält, das durch eine Ventilfeder beaufschlagt ist. Im montierten Zustand ist die' Kolbenstange durch einen eingepressten Körper aufgeweitet, wodurch der radiale Spalt zwischen der Kolbenstange und dem Ankerkolben geschlossen und ein Kraftschluss oder ein Formschluss zwischen der Kolbenstange und dem Ankerkolben erzeugt wird. Zugleich bildet der eingepresste Körper das die Federkraft bestimmende axiale Lager der Ventilfeder.
Ausführungsalternativen für die Befestigung:

• Beim Einpressen der Kugel wird die Kolbenstange aufgeweitet, dadurch entsteht eine Presskraft der Kolbenstange auf den Ankerkolben. Die Presskraft auf den Ankerkolben bewirkt einen Reibschluss zwischen der der Kolbenstange und dem Ankerkolben.
• Die Kolbenstange weist außen ein Formelement auf, zum Beispiel eine Rändelung, ein Gewinde eine Nut oder eine Mehrzahl von Nuten. Mittels dieses Formelements der Kolbenstange bewirkt die Aufweitung der Kolbenstange einen Formschluss zwischen der Kolbenstange und dem Ankerkolben.

Der Körper kann eine Kugel, ein zylindrischer Körper mit Einführkegel oder Kantenradius, ein kegeliger Körper ein doppelkegeliger Körper oder ein Ellipsoid sein. Alternativ wird eine Mehrzahl von Kugeln eingepresst. Dabei können weiter alternativ die Kugeln alle denselben Nenndurchmesser haben oder sie können unterschiedliche Nenndurchmesser haben. Zur Montage des Ankers der Dosierpumpe wird das Rückschlagventil mit seiner Ventilfeder in die Kolbenstange gefügt und die Kolbenstange in den Ankerkolben gefügt und der Körper in die Kolbenstange gepresst, wobei der Einpressweg und die Einpresskraft überwacht werden und der Körper die Kolbenstange aufweitet und dadurch entweder einen Kraftschluss oder einen Formschluss zwischen der Kolbenstange und dem Ankerkolben erzeugt. Alternativ wird zur Montage des Ankers der Dosierpumpe das Rückschlagventil mit seiner Ventilfeder in die Kolbenstange gefügt und die Kolbenstange in den Ankerkolben gefügt und der Körper in die Kolbenstange gepresst, wobei der Körper die Kolbenstange aufweitet und dadurch entweder einen Kraftschluss oder einen Formschluss zwischen der Kolbenstange und dem Ankerkolben erzeugt, und wobei während des Einpressens des Körpers das Rückschlagventil in Öffnungsrichtung mit einem Fluid durchströmt wird und der Druck dieses Fluids vor dem Rückschlagventil überwacht wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt eine kostengünstige Befestigung des Ankerkolbens an der Kolbenstange bei gleichzeitiger axialer Lagerung der Ventilfeder des Rückschlagventils. Durch die Aufweitung der Kolbenstange wird eine sehr genaue zentrische Lage des Ankerkolbens relativ zum Joch und zum Konus des Elektromagneten erreicht. Das Montageverfahren erzeugt eine sichere Befestigung des Ankerkolbens und eine hochgenaue Einstellung der Ventilfeder bei der Montage.
Die Erfindung findet Anwendung in Dosierpumpen zur Förderung und Dosierung von Kraftstoff für Heizungsanlagen in Kraftfahrzeugen oder von Additiven oder von wässrigen Lösungen in Abgasreinigungsanlagen.
1 zeigt die für die Erfindung relevanten Teile einer Dosierpumpe.
In einer beispielhaften Ausführung ist die Dosierpumpe 1 als Hubkolbenpumpe mit elektromagnetischem Antrieb aufgebaut, mit einem Anker bestehend aus einer Kolbenstange 3 und einem Ankerkolben 2, wobei die Kolbenstange 3 hohl ist und ein Rückschlagventil 6 enthält, das durch die Ventilfeder 7 beaufschlagt ist. Der Ankerkolben 2 wird von dem magnetischen Fluss durchflossen, der auch das Joch 8 und den Konus 10 durchfließt. Die axiale Ankerkraft wird im Luftspalt zwischen dem Ankerkolben 2 und dem Konus 10 aufgebaut. Der Körper 4 weitet die Kolbenstange 3 auf, wodurch der radiale Spalt zwischen der Kolbenstange 3 und dem Ankerkolben 2 geschlossen und ein Reibschluss zwischen der Kolbenstange 3 und dem Ankerkolben 2 erzeugt wird. Zugleich bildet der Körper 4 das die Federkraft bestimmende axiale Lager der Ventilfeder 7.
Der Körper 4 weist vorzugsweise die Form einer Kugel auf. In alternativen Ausführungen weist der Körper 4 die Form eines zylindrischen Körpers mit Einführkegel oder Kantenradien, die Form eines kegeligen Körpers, die Form eines doppelkegeligen Körpers, oder die Form eines Ellipsoids auf.
Zur Montage des Ankers der Dosierpumpe wird das Rückschlagventil 6 mit seiner Ventilfeder 7 in die Kolbenstange 3 gefügt und die Kolbenstange 3 in den Ankerkolben 2 gefügt. Der Körper 4 wird in die Kolbenstange 3 gepresst, wobei der Einpressweg und die Einpresskraft überwacht werden. Der Körper 4 weitet die Kolbenstange auf und erzeugt dadurch einen Kraftschluss zwischen der Kolbenstange 3 und dem Ankerkolben 2. Nach einem alternativen Verfahren zur Montage des Ankers wird das Rückschlagventil 6 mit seiner Ventilfeder 7 in die Kolbenstange 3 gefügt, die Kolbenstange 3 in den Ankerkolben 2 gefügt und der Körper 4 in die Kolbenstange 3 gepresst, wobei der Körper 4 die mit dem Formelement 5 versehene Kolbenstange 3 aufweitet und dadurch einen Formschluss zwischen der Kolbenstange 3 und dem Ankerkolben 2 erzeugt. Während des Einpressens des Körpers 4 wird das Rückschlagventil 6 in Öffnungsrichtung mit einem Fluid durchströmt und der Druck dieses Fluids vor dem Rückschlagventil wird überwacht. In weiteren alternativen Verfahren zur Montage werden die Erzeugung eines Kraftschlusses mit der Druckmessung oder die Erzeugung eines Formschlusses mit der Kraft- und Wegüberwachung kombiniert.
Bezugszeichenliste

1: Dosierpumpe
2: Ankerkolben
3: Kolbenstange
4: Körper
5: Formelement
6: Rückschlagventil
7: Ventilfeder
8: Joch
9: Stopfen
10: Konus

Claims

Dosierpumpe (1), als Hubkolbenpumpe mit elektromagnetischem Antrieb aufgebaut, mit einem Anker bestehend aus einer Kolbenstange (3) und einem Ankerkolben (2), wobei eine Kolbenstange (3) hohl ist und ein Rückschlagventil (6) enthält, das durch eine Ventilfeder (7) beaufschlagt ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Körper (4) die Kolbenstange (3) aufweitet, wodurch ein Kraftschluss oder ein Formschluss zwischen der Kolbenstange (3) und dem Ankerkolben (2) erzeugt wird und dass zugleich der Körper (4) ein axiales Lager der Ventilfeder (7) bildet, wobei die zugehörige Federkraft bei einem Zusammenbau des Ankers eingestellt wird, indem bei dem Einpressen des Körpers (4) entweder die Einpresskraft überwacht wird oder während des Einpressens der Öffnungsdruck des Rückschlagventils (6) überwacht wird.
Dosierpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (3) außen ein Formelement (5) aufweist, das bei einer Aufweitung der Kolbenstange (3) durch den Körper (4) einen Formschluss zwischen der Kolbenstange (3) und dem Ankerkolben (2) bewirkt.
Dosierpumpe nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Formelement (5) aus einer Nut oder einer Mehrzahl von Nuten besteht.
Dosierpumpe nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Formelement (5) aus einem Gewinde besteht.
Dosierpumpe nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Formelement (5) aus einer Rändelung besteht.
Dosierpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (4) eine Kugel ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (4) die Form eines doppelkegeligen Körpers aufweist.
Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (4) die Form eines Ellipsoids aufweist.
Verfahren zur Montage des Ankers einer Dosierpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (6) mit seiner Ventilfeder (7) in die Kolbenstange (3) gefügt wird und die Kolbenstange (3) in den Ankerkolben (2) gefügt wird und der Körper (4) in die Kolbenstange (3) gepresst wird, wobei der Einpressweg begrenzt und die Einpresskraft überwacht wird und der Körper (4) die Kolbenstange aufweitet und dadurch entweder einen Kraftschluss oder einen Formschluss zwischen der Kolbenstange (3) und dem Ankerkolben (2) erzeugt.
Verfahren zur Montage des Ankers einer Dosierpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (6) mit seiner Ventilfeder (7) in die Kolbenstange (3) gefügt wird und die Kolbenstange (3) in den Ankerkolben (2) gefügt wird und der Körper (4) in die Kolbenstange (3) gepresst wird, wobei der Körper (4) die Kolbenstange aufweitet und dadurch entweder einen Kraftschluss oder einen Formschluss zwischen der Kolbenstange (3) und dem Ankerkolben (2) erzeugt, und wobei während des Einpressens des Körpers (4) die Kraft der Ventilfeder (7) indirekt überwacht wird, indem der Öffnungsdruck des Rückschlagventils (6) während des Einpressens gemessen wird.