DE102019104648A1

DE102019104648A1 - Pumpe mit einer Mehrzahl von Auslässen

Info

Publication number: DE102019104648A1
Application number: DE102019104648.3A
Authority: DE
Inventors: Mike Heck; Edwin Kreuzberg; Thomas Rolland; Tabea Krah; Olaf Ohligschläger; Bernd Köhler
Original assignee: Thomas Magnete GmbH
Current assignee: Thomas Magnete GmbH
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-02-25
Publication date: 2020-08-27
Also published as: US20200300238A1; US11506198B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mehrstrompumpe (1) für Fluide, aufweisend einen elektromagnetischen translatorischen Antrieb (2), eine Verdrängerkolbeneinheit (3), einen Pumpenkopf (4) und mindestens eine Auslassventilvorrichtung (10). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Verdrängerkolbeneinheit (3) einen Lagerzapfen (5) mit einer Federaufnahme (6), eine Trägerplatte (7) und eine Mehrzahl von Pumpenkolben (8) enthält, wobei die Verdrängerkolbeneinheit (3) einstückig ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrstrompumpe für Fluide, die einen elektromagnetischen translatorischen Antrieb, eine Verdrängerkolbeneinheit, einen Pumpenkopf und mindestens eine Auslassventilvorrichtung aufweist.
Mehrstrompumpen sind bekannt und werden vorzugsweise zur Brennstoffeinspritzung und zur Schmiermittelversorgung eingesetzt. Zur Schmiermittelversorgung werden meist erheblich kostengünstigere Mehrstrompumpen eingesetzt als zur Brennstoffeinspritzung, allerdings weisen erstere eine erheblich geringere Dosiergenauigkeit auf und sind in der Regel nicht diagnosefähig.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehrstrompumpe zur Schmiermittelversorgung bei einer Beibehaltung der geringen Kosten in die Richtung einer besseren Dosiergenauigkeit und einer höheren Zuverlässigkeit weiterzuentwickeln.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des ersten Patentanspruchs.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Verdrängerkolbeneinheit einen Lagerzapfen mit einer Federaufnahme, eine Trägerplatte und eine Mehrzahl von Pumpenkolben enthält, wobei die Verdrängerkolbeneinheit einstückig ausgeführt ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausführung der Verdrängerkolbeneinheit wird die genaue Einstellung der Dosiermengen erheblich vereinfacht, was eine höhere Dosiergenauigkeit bewirkt. Die erfindungsgemäße Ausführung der Trägerplatte ermöglicht eine Hubeinstellung im elektromagnetischen Antrieb und einen langen Hub der Verdrängerkolbeneinheit.
Die abhängigen Ansprüche 2 bis 9 beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, der Anspruch 10 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung und der Anspruch 11 ein Motorschmiersystem mit einer erfindungsgemäßen Mehrstrompumpe.
Vorzugsweise enthält der Pumpenkopf eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen, in die die Pumpenkolben eintauchen können, wobei die Zylinderbohrungen auf der von den Pumpenkolben abgewandten Seite die Auslassventilvorrichtungen aufnehmen.
Dies ist eine kostenoptimale Ausführung, insbesondere im Zusammenhang mit einer Ausführung des Pumpenkopfes aus Kunststoff.
Der Pumpenkopf weist vorteilhafterweise einen gemeinsamen Saugleitungsanschluss auf, der fluidisch mit allen Pumpenkolben saugseitig verbunden ist, und in Nachbarschaft zu dem Saugleitungsanschluss ist ein Filterraum angeordnet, der ein Filterelement aufnehmen kann.
Die Auslassventilvorrichtungen bestehen vorzugsweise jeweils aus einer Hülse, einer Feder, einem Dichtkörper und einem Ventilsitz.
Die ist eine bewährte und zuverlässige Ausführung, die auch kostengünstig ist, weil die genannte Hülse auch einen Schlauchanschluss bereitstellt.
In einer anderen, nicht zeichnerisch dargestellten Ausführung ist die genannten Hülse länger ausgeführt und enthält auch die zylindrische Lauffläche für den Pumpenkolben.
Vorteilhafterweise ist der Pumpenkopf aus einem Kunststoffmaterial durch Spritzgießen hergestellt, wobei die Hülsen der Auslassventilvorrichtungen durch Einspritzen mit dem Pumpenkopf verbunden sind. Dazu werden die Hülsen vor dem Spritzvorgang als Einlegeteile in das Spritzwerkzeug eingelegt.
Dieses Einspritzen der Hülsen vermindert die Herstellkosten weiter, insbesondere die Montagekosten, erspart weitere Dichtungen und vermindert im Vergleich zum Einpressen die Spannungen im Material des Pumpenkopfes. Diese Ausführung ermöglicht auch eine sehr kompakte Gestaltung des Pumpenkopfes, weil Gewinde, Halter oder zusätzliche Dichtungen vermieden werden.
Auch vorzugsweise ist der translatorische Antrieb als Elektromagnet ausgeführt, der eine Magnetspule, einen Magnetpol, einen Eisenkreis und einen Magnetanker enthält, wobei der Magnetanker mit einem Stößel in reibschlüssiger Wirkverbindung steht, und wobei die Lage des Stößels in dem Magnetanker während des Herstellprozesses der Mehrstrompumpe verschiebbar ist.
Diese Ausführung erlaubt eine magnetseitige Einstellung des Förderhubs für alle Pumpvorrichtungen, was eine hohe Genauigkeit und geringe Kosten zur Folge hat.
Vorteilhafterweise ist der Eisenkreis des Elektromagneten mit einer Kunststoffumspritzung versehen, die mit dem Pumpenkopf reibschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden ist. Dabei wird für die radiale Führung vorzugsweise ein Formschluss gewählt und für die axiale Festlegung ein Kraftschluss oder ein Stoffschluss durch Schweißen.
Die Pumpenkolben sind mit Elastomerdichtungen versehen, die sich bei dem Arbeitshub der Verdrängerkolbeneinheit an axiale Flächen der Pumpenkolben anlegen, wobei eine Abdichtung der der Pumpenkolben gegen die Zylinderbohrungen erfolgt, und bei dem Rückhub der Verdrängerkolbeneinheit heben die Elastomerdichtungen von den axialen Flächen der Pumpenkolben ab, wobei dann eine fluidische Verbindung von einem Arbeitsraum der Verdrängerkolbeneinheit zu der Zylinderbohrung entsteht. Die Ausführung der Elastomerdichtungen und der Pumpenkolben erspart den Einsatz zusätzlicher Saugventile.
Der Pumpenkopf weist einen Saugleitungsanschluss auf, der fluidisch mit dem Arbeitsraum der Verdrängerkolbeneinheit verbunden ist, und in Nachbarschaft zu dem Saugleitungsanschluss ist ein Filterraum angeordnet, der ein Filterelement aufnehmen kann.
Die Mehrstrompumpe ist vorteilhafterweise Bestandteil eines Motorschmiersystems, das auch einen Verbrennungsmotor, einen Schmiermittelvorratsbehälter und eine elektrische Steuerung enthält.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung anhand der Zeichnung.
Es zeigen:

1 Einen Querschnitt der Mehrstrompumpe,
2 Eine Ansicht der Verdrängerkolbeneinheit
3 Einen Detailschnitt eines Pumpenkolbens, einer Zylinderbohrung und einer Auslassventilvorrichtung
4 Ein System zur Schmiermittelversorgung eines Verbrennungsmotors mit einer erfindungsgemäßen Mehrstrompumpe

1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Mehrstrompumpe (1) für Fluide, die einen elektromagnetischen translatorischen Antrieb (2), eine Verdrängerkolbeneinheit (3), einen Pumpenkopf (4) und eine Mehrzahl von Auslassventilvorrichtungen (10) aufweist. Die Verdrängerkolbeneinheit (3) enthält einen Lagerzapfen (5) mit einer Federaufnahme (6), eine Trägerplatte (7) und eine Mehrzahl von Pumpenkolben (8), wobei die Verdrängerkolbeneinheit (3) einstückig ausgeführt ist.
Der Pumpenkopf (4) enthält eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen (9), in die die Pumpenkolben (8) eintauchen, wobei die Zylinderbohrungen (9) auf der von den Pumpenkolben (8) abgewandten Seite die Auslassventilvorrichtungen (10) aufnehmen.
Der Pumpenkopf (4) weist einen Saugleitungsanschluss (12) auf, der fluidisch mit allen Pumpenkolben (8) saugseitig verbunden ist, und in Nachbarschaft zu dem Saugleitungsanschluss (12) weist der Pumpenkopf einen Filterraum (13) auf, der ein nicht dargestelltes Filterelement aufnehmen kann.
3 zeigt eine Auslassventilvorrichtung (10), die jeweils jeweils aus einer Hülse (30), einer Feder (31), einem Dichtkörper (32) und einem Ventilsitz (33) besteht.
Der Pumpenkopf (4) ist aus einem Kunststoffmaterial durch Spritzgießen hergestellt, wobei die Hülsen (30) der Auslassventilvorrichtungen (10) durch Einspritzen mit dem Pumpenkopf (4) verbunden sind.
Der translatorische Antrieb (2) ist, wie 1 zeigt, als Elektromagnet (20) ausgeführt, der eine Magnetspule (21), einen Magnetpol (22), einen Eisenkreis (23) und einen Magnetanker (24) enthält, wobei der Magnetanker (24) mit einem Stößel (25) in reibschlüssiger Wirkverbindung steht, und wobei die Lage des Stößels (25) in dem Magnetanker während des Herstellprozesses der Mehrstrompumpe (1) verschiebbar ist.
Der Eisenkreis (23) des Elektromagneten (20) ist in einer vorteilhaften Ausführung mit einer Kunststoffumspritzung (26) versehen, die mit dem Pumpenkopf (4) formschlüssig, reibschlüssig oder stoffschlüssig verbunden ist.
3 zeigt, dass die Pumpenkolben (8) mit Elastomerdichtungen (27) versehen sind, die sich bei dem Arbeitshub der Verdrängerkolbeneinheit (3) an axiale Flächen (28) der Pumpenkolben (8) anlegen können, und bei dem Rückhub der Verdrängerkolbeneinheit (3) von den axialen Flächen (28) der Pumpenkolben (8) abheben können, wobei dann eine fluidische Verbindung von einem Arbeitsraum (29) der Verdrängerkolbeneinheit (3) zu der Zylinderbohrung (9) besteht.
Gemäß 1 weist der Pumpenkopf (4) einen Saugleitungsanschluss (12) auf, der fluidisch mit dem Arbeitsraum (29) saugseitig verbunden ist, und in Nachbarschaft zu dem Saugleitungsanschluss (12) ist einen Filterraum (13) angeordnet, der ein Filterelement aufnehmen kann.
4 zeigt ein Motorschmiersystem (40) mit einem Verbrennungsmotor (41), einem Schmiermittelvorratsbehälter (42), einer elektrische Steuerung (43) und einer erfindungsgemäßen Mehrstrompumpe (1).
Die vorhergehende Beschreibung gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Mehrstrompumpe
2: Antrieb
3: Verdrängerkolbeneinheit
4: Pumpenkopf
5: Lagerzapfen
6: Federaufnahme
7: Trägerplatte
8: Pumpenkolben
9: Zylinderbohrung
10: Auslassventilvorrichtung
11: Ventilelement
12: Saugleitungsanschluss
13: Filterraum
20: Elektromagnet
21: Magnetspule
22: Magnetpol
23: Eisenkreis
24: Magnetanker
25: Stößel
26: Kunststoffumspritzung
27: Elastomerdichtung
28: axiale Fläche
30: Hülse
31: Feder
32: Dichtkörper
33: Ventilsitz
40: Motorschmiersystem
41: Verbrennungsmotor
42: Schmiermittelbehälter
43: Elektrische Steuerung

Claims

Mehrstrompumpe (1) für Fluide, aufweisend einen elektromagnetischen translatorischen Antrieb (2), eine Verdrängerkolbeneinheit (3), einen Pumpenkopf (4) und mindestens eine Auslassventilvorrichtung (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerkolbeneinheit (3) einen Lagerzapfen (5) mit einer Federaufnahme (6), eine Trägerplatte (7) und eine Mehrzahl von Pumpenkolben (8) enthält, wobei die Verdrängerkolbeneinheit (3) einstückig ausgeführt ist.
Mehrstrompumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkopf (4) eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen (9) enthält, in die die Pumpenkolben (8) zumindestens teilweise eintauchen, wobei die Zylinderbohrungen (9) jeweils auf der von den Pumpenkolben (8) abgewandten Seite die Auslassventilvorrichtungen (10) aufnehmen.
Mehrstrompumpe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventilvorrichtungen (10) jeweils aus einer Hülse (30), einer Feder (31), einem Dichtkörper (32) und einem Ventilsitz (33) bestehen.
Mehrstrompumpe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkopf (4) aus einem Kunststoffmaterial durch Spritzgießen hergestellt ist, wobei die Hülsen (30) der Auslassventilvorrichtungen (10) mit dem Kunststoffmaterial umspritzt sind.
Mehrstrompumpe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der translatorische Antrieb (2) als Elektromagnet (20) ausgeführt ist, der eine Magnetspule (21), einen Magnetpol (22), einen Eisenkreis (23) und einen Magnetanker (24) enthält, wobei der Magnetanker (24) mit einem Stößel (25) in reibschlüssiger Wirkverbindung steht.
Mehrstrompumpe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenkreis (23) des Elektromagneten (20) mit einer Kunststoffumspritzung (26) versehen ist, die mit dem Pumpenkopf (4) formschlüssig oder reibschlüssig oder stoffschlüssig verbunden ist.
Mehrstrompumpe (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkolben (8) mit Elastomerdichtungen (27) versehen sind, die sich bei dem Arbeitshub der Verdrängerkolbeneinheit (3) an axiale Flächen (28) der Pumpenkolben (8) anlegen, und dass bei dem Rückhub der Verdrängerkolbeneinheit (3) die Elastomerdichtungen (27) von den axialen Flächen (28) der Pumpenkolben (8) abheben, wobei eine fluidische Verbindung von einem Arbeitsraum (29) der Verdrängerkolbeneinheit (3) zu der Zylinderbohrung (9) besteht.
Mehrstrompumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkopf (4) einen Saugleitungsanschluss (12) aufweist, der fluidisch mit dem Arbeitsraum (29) saugseitig verbunden ist.
Mehrstrompumpe (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkopf (4) in Nachbarschaft zu dem Saugleitungsanschluss (12) einen Filterraum (13) aufweist, in den ein Filterelement aufnehmbar ist.
Verfahren zur Herstellung einer Mehrstrompumpe aufweisend einen elektromagnetischen translatorischen Antrieb (2), eine Verdrängerkolbeneinheit (3), einen Pumpenkopf (4) und mindestens eine Auslassventilvorrichtung (10), wobei mindestens die Verdrängerkolbeneinheit (3) in den Pumpenkopf gefügt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Stößels (25) in dem Magnetanker während des Herstellprozesses der Mehrstrompumpe (1) verschiebbar ist.
Motorschmiersystem (40), aufweisend einen Verbrennungsmotor (41), einen Schmiermittelvorratsbehälter (42), eine elektrische Steuerung (43) und eine Mehrstrompumpe (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrstrompumpe (1) einen elektromagnetischen translatorischen Antrieb (2), eine Verdrängerkolbeneinheit (3), einen Pumpenkopf (4) und mindestens eine Auslassventilvorrichtung (10) aufweist, wobei die Verdrängerkolbeneinheit (3) einen Lagerzapfen (5) mit einer Federaufnahme (6), eine Trägerplatte (7) und eine Mehrzahl von Pumpenkolben (8) enthält, und wobei die Verdrängerkolbeneinheit (3) einstückig ausgeführt ist.