DE1453442B2 - Elektronische steuereinrichtung fuer eine elektromagnetische kolbenpumpe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuer- das Tastmittel, in welchem der Steuerimpuls erzeugt

einrichtung für eine elektromagnetische Kolben- wird, eine einfache Spule umfaßt, die im Bereich

pumpe, bei der die Arbeitsspule zum Verschieben der Kolbenbetätigungsstellung angeordnet ist,

des Kolbens aus einer Ausgangslage von den Aus- Fig. 3 eine schematische Darstellung einer ande-

gangsimpulsen eines Multivibrators gespeist wird. 5 ren Ausführungsform der Erfindung, in welcher der

Es sind bereits Versuche gemacht worden, um eine Antriebsstromkreis ein nicht stabiler Multivibrator

elektromagnetische Kolbenpumpe zu schaffen, in der ist und das Tastmittel, in welchem die Steuerimpulse

ein Elektromagnet und ein von einer Resonanzfeder erzeugt werden, zwei Spulen umfaßt, von denen eine

betätigter Pumpenkolben wirksam miteinander korn- im Bereiche der Kolbenbetätigungsstellung und die

biniert sind. Bei dieser Pumpe wird der Elektro- io andere im Bereiche der Ruhestellung angeordnet ist,

magnet von einer elektronischen Schaltung mit fester und

Frequenz angetrieben, die auf die Resonanzfrequenz Fig. 4 eine schematische Darstellung einer noch

der Feder abgestimmt ist. Eine solche Pumpe hat anderen Ausführungsform der Erfindung, in welcher

jedoch den an sie zu stellenden Anforderungen nicht der Antriebsstromkreis ein nicht stabiler Multivi-

entsprochen. 15 brator ist und das Tastmittel Diodenmittel für die

Es ist auch eine elektromagnetische Pumpe be- Unterscheidung und Lenkung der erzeugten Steuer-

kannt (deutsche Auslegeschrift 1 096 470), bei der impulse zu dem Multivibrator einschließt,

als steuerndes Mittel ein elektromagnetischer Multi- F i g. 1 zeigt ein Pumpengehäuse 11, mit einer

vibrator verwendet wird. Ein elektromagnetischer Erregerspule 12 und einer Tastspule 14, welche den

Multivibrator erfordert jedoch bewegte Teile und ist 20 Pumpenkolben 13 koaxial umgeben. Der hohlzylin-

daher störanfällig. drische Kolben besteht im Abschnitt 16 aus magne-

Schließlich ist es bereits bekannt (deutsche Aus- tisch leitfähigem und im Abschnitt 17 aus magnelegeschrift 1145 712), eine elektromagnetische Rühr- tisch nicht leitfähigem Material, z. B. Nylon, und einrichtung, bei der ein längsbeweglicher Anker wird von einer Blattfeder 18 gestützt. In der Arbeitsdurch Solenoide bewegt wird, mit Hilfe eines Multi- 25 stellung wird der Kolben durch die Kraft des erregten vibrators zu steuern, der über Steuerspulen erregt Elektromagneten 12 nach oben angezogen und ragt wird, in denen durch den längsbeweglichen Anker dabei in den Bereich der Spule 14 hinein.
Impulse induziert werden. Eine solche Steuerung In dem Pumpengehäuse befindet sich ein Klemmerfordert jedoch eine komplizierte elektrische Schal- brett 24, vorzugsweise eine gedruckte Schaltung, an tung und einen großen Aufwand an Steuerspulen. 30 das über die Leitungen 26 und 27 die Erregerspule

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 12 und die Tastspule 14 angeschlossen sind,

möglichst einfache elektronische Steuereinrichtung Die Stromquelle wird durch eine Batterie 28 her-

iür eine elektromagnetische Kolbenpumpe zu schau- gestellt, die durch eine Leitung 29 geerdet ist. Ein

fen, die mit einem elektronischen Multivibrator Multivibrator 31 dient als Schalter. Er ist durch eine

arbeitet. 35 Leitung 32 mit der Batterie und durch eine Leitung

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer elektro- 33 mit dem Klemmbrett 24 verbunden. Der Multivinischen Steuereinrichtung für die Arbeitsspule zum brator ist bei 34 geerdet. Eine der jeweils paarweise Betätigen des innerhalb der Arbeitsspule verschieb- zusammengefaßten Leitungen 26 und 27 ist mit der bar angeordneten ferromagnetischen Kolbens einer Leitung 33 verbunden. Die verbleibende Leitung des elektromagnetischen Kolbenpumpe, bei der die Ar- 40 Paares 26 verbindet die Erregerspule 12 mit der Erdbeitsspule zum Verschieben des Kolbens aus einer leitung 37. Diese Erdleitung kann auch durch die Ausgangslage von den Ausgangsimpulsen eines elek- Leitungen 38 und 39 und einen Widerstand 41 ersetzt ironischen Multivibrators gespeist wird, deren Zeit- werden, die alle in gestrichelten Linien dargestellt dauer von einem Steuerimpuls abhängig ist, der vom sind. Die verbleibende Leitung des Paares 27 verKolben bei Erreichen einer bestimmten Hublage in 45 bindet die Tastspule 14 über die Leitung 40 mit dem einer den Kolben umgebenden Steuerspule induziert Multivibrator 31.

wird, und bei der nach Beendigung jedes Ausgangs- Beim Betrieb der beschriebenen Pumpenvorrich-

impulses durch den Steuerimpuls der Kolben durch tung nach F i g. 1 werden durch den Multivibrator in

die Kraft einer Feder in die Ausgangslage verbracht bekannter Weise Ausgangsimpulse 42 erzeugt, welche

wird, dadurch gelöst, daß die Steuerspule unmittelbar 50 schematisch als eine Rechteckwelle dargestellt sind,

mit dem Steuereingang des Multivibrators verbunden Die Ausgangsimpulse werden über die Leitung 33

ist und der Steuerimpuls in der Steuerspule allein dem Elektromagneten 12 zugeführt, so daß der Ab-

durch den Kolben induziert wird. schnitt 16 des Kolbens 13 angezogen wird. Die ent-

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen stehende Aufwärtsbewegung des Kolbens veranlaßt

darin, daß die Steuereinrichtung, insbesondere im 55 ein Durchbiegen der Feder 18. Sobald sich der KoI-

Hinblick auf die Steuerspulen, einfacher aufgebaut ben einer mittleren Stellung innerhalb des elektro-

und daher wirtschaftlicher herstellbar ist als die be- magnetischen Feldes nähert, taucht das obere Ende

kannten Steuereinrichtungen mit Multivibratoren, des Kolbens 16 in die Tastspule 14. Durch den

wobei sie im Betrieb leistungsfähig und wegen Feh- plötzlichen Eintritt des oberen Abschnittes des KoI-

lens bewegter Kontaktteile zuverlässig ist. 60 bens 16 in den Bereich der Tastspule wird in ihr ein

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Stromimpuls induziert. Der in der Tastspule indu-

der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden zierte Impuls, der schematisch als eine sägezahn-

näher beschrieben. Es zeigt förmige Welle 43 dargestellt ist, gelangt über die

Fig. 1 eine Pumpe teilweise im Schnitt und teil- Leitungen 27, 33 und 40 in den Multivibrator 31.

weise in einer schematischen Darstellung, 65 Der übertragene Steuerimpuls 43 beendet den Multi-

F i g. 2 eine schematische Darstellung der Aus- vibratoraiisgangsimpuls 42, so daß der Elektro-

führungsform nach Fig. 1, in welcher der Antriebs- magnet 12 entregt wird. Durch die Feder 18 wird

Stromkreis ein monostabiler Multivibrator ist und der Kolben in seine Ruhelage zurückgeführt.

In den F i g. 2, 3 und 4 sind besondere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Multivibrator 31 α monostabil ist. Als solcher liefert der Multivibrator mit einem eingebauten geeichten Zeitglied Ausgangsimpulse 42 α konstanter Dauer. Normalerweise ist die Zeitdauer so geeicht, daß sie dem längsten zeitlichen Zwischenraum entspricht, in welchem der Kolben 13 α seine Endstellung erreicht hat. Wenn der Kolben die Endstellung in einem Zeitzwischenraum von weniger als der geeichten Zeitkonstante erreicht, bewirkt der Steuerimpuls 43 a, welcher von der Tastspule 14 a durch die Leitung 40 α auf die Multivibratorzeitkonstante übertragen wird, daß der Multivibratorausgangsimpuls früher endet. Es ist ersichtlich, daß bei einer Zunahme des Strömungsmittelauslaßdruckes die Zeitdauer des Ausgangsimpulses für die Erregung des Elektromagneten notwendigerweise langer wird und sich der Zeitdauer nähert, die durch die Zeitkonstante festgelegt ist.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, in welcher der Multivibrator 31 b nicht stabil ist. In dieser Ausführungsform liefert der Multivibrator einen Impulszug konstanter Periodendauer, wobei die Dauer der Impulse und die Impulspausen durch geeichte Zeitkreise auf einen Maximalwert festgelegt werden. Die Zeitdauer sowohl der Impulse als auch der Impulspausen können unter überwachung gekürzt werden. Um eine gekürzte Abschaltezeit zu erreichen, ist im Bereiche der Ruhelage des Kolbens

13 b eine Tastspule 14 b angeordnet. Wenn der Kolben die Ruhelage erreicht hat, wird in der Spule 14 b ein Steuerimpuls 47 b induziert, der schematisch als negative sägezahnförmige Welle dargestellt ist. Der Impuls 47 b wird durch die Leitung 40 b auf den Multivibrator übertragen, um vor der Zeit den Impulspausenzyklus zu beenden. Um eine verkürzte Impulsdauer zu erzielen, ist im Bereiche des oberen Totpunktes des Kolbens 13 b eine zweite Tastspule

14 c angeordnet. Wenn der Kolben durch den Elektromagneten 12 b in seine obere Totpunktstellung gebracht worden ist, wird in der Spule 14 c ein zweiter Steuerimpuls induziert, der schematisch als eine positive sägezahnförmige Welle 43 c dargestellt ist, welche durch die Leitung 40 c auf den Multivibrator übertragen wird.

F i g. 4 zeigt die Erfindung unter Verwendung eines nicht stabilen Multivibrators 31 e, der ebenfalls eine festgelegte maximale Impulspausenzeit und eine festgelegte maximale Impulszeit aufweist, die beide durch einen geeichten Zeitgeber bestimmt werden. Die Dauer sowohl des Impulses als auch der Impulspause kann unter Überwachung gekürzt werden. Um einen gekürzten Zeitzwischenraum zu erreichen, kommt eine Tastspule 14 e zur Anwendung, deren Windungen teilweise im Bereiche der Ruhestellung und teilweise im Bereiche der oberen Totpunktslage des Kolbens 13 e angeordnet sind. Jede Gruppe von Windungen dieser Spule ist so angeordnet, daß durch die Bewegungen des Kolbens Steuerimpulse entweder von positiver oder negativer Polarität induziert werden, wie bei 43 e und 47 e schematisch dargestellt ist. Durch den Steuerimpuls 43 e wird der Ausgangsimpuls des Multivibrators entweder vor der Zeit ein- oder vor der Zeit abgeschaltet. Zwischen der Leitung 4Oe und einem zweiten Anschlußpunkt am Multivibrator 31 e ist eine zweite Leitung 44 mit einer Diode angeschlossen. Die Diode läßt den Steuerimpuls e passieren und sperrt den Steuerimpuls 43 e. Hierdurch wird die Impulspause am Ausgang des Multivibrators entweder vorzeitig begonnen oder vorzeitig beendet.

In jeder Ausführungform der F i g. 2, 3 und 4 sind die Spulen der Elektromagnete 12 a, 12 b oder

ίο 12 e unmittelbar mit dem Bezugspotential verbunden. Diese unmittelbare Erdleitung kann aber auch durch die Leitungen 38, 39 und den beschriebenen Widerstand 41 ersetzt werden. Der Wert des Widerstandes kann im Betrieb in Abhängigkeit vom Pumpenauslaßdruck veränderlich sein. Veränderungen im Wert des Widerstandes verändern dann die Höhe der Ausgangsimpulsenergie, die auch während des Impulszyklus auf den Elektromagneten übertragen wird und beeinflußt daher den maximal erreichbaren Druck oder den Steuerdruckausgang, so daß ein erwünschter Höchstwert vorhanden ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektronische Steuereinrichtung für die Arbeitsspule zum Betätigen des innerhalb der Arbeitsspule verschiebbar angeordneten ferromagnetischen Kolbens einer elektromagnetischen Kolbenpumpe, bei der die Arbeitsspule zum Verschieben des Kolbens aus einer Ausgangslage von den Ausgangsimpulsen eines elektronischen Multivibrators gespeist wird, deren Zeitdauer von einem Steuerimpuls abhängig ist, der vom Kolben bei Erreichen einer bestimmten Hublage in einer den Kolben umgebenden Steuerspule induziert wird, und bei der nach Beendigung jedes Ausgangsimpulses durch den Steuerimpuls der Kolben durch die Kraft einer Feder in die Ausgangslage verbracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspule (14) unmittelbar mit dem Steuereingang des Multivibrators (31) verbunden ist und der Steuerimpuls (43) in der Steuerspule allein durch den Kolben induziert wird.

2. Elektronische Steuereinrichtung nach An-Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein monostabiler Multivibrator (31 d) vorgesehen ist, dessen Intervalle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen (42 d) konstant sind.

3. Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein instabiler Multivibrator (31 b) vorgesehen ist und der Beginn der Impulse von einem Steuerimpuls (47 b) bestimmt ist, der in einer Tastspule (14 b) durch den Kolben beim Erreichen seiner Ruhelage induziert wird.

4. Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerimpulse (43 e, 47 e) der beiden miteinander verbundenen Tastspulen (14 e) mittels eines in der Leitung eingeschalteten Gleichrichters (46) getrennt auf den Multivibrator (3Ie) gelangen.

5. Elektronische Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung der Arbeitsspule ein in Abhängigkeit von dem Förderdruck der Pumpe veränderlicher Widerstand (41) eingeschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen