DE1488544C3

DE1488544C3 - Electrical device for controlling the oscillating movement of a pump piston

Info

Publication number: DE1488544C3
Application number: DE19651488544
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr.-Ing. 7301 Zell Kofink
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1965-10-20
Filing date: 1965-10-20
Publication date: 1974-10-24
Also published as: DE1488544B2; DE1488544A1; AT268054B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Einrichtung zur Steuerung der Schwingbewegung eines Pumpenkolbens, der durch die magnetische Kraftwirkung einer stromdurchflossenen Spule in die eine Endstellung und durch einen Kraftspeicher in die andere Endstellung gebracht wird, wobei sich der Stromfluß in der Spule mit Hilfe eines magnetisch beeinflußbaren Widerstandes ein- und ausschalten läßt, indem dessen ohmscher Widerstandswert durch einen mit dem Pumpenkolben zusammenwirkenden Dauermagnet veränderbar und zur Steuerung eines Transistors ausgenutzt ist, dessen Emitter-Kollektor-Strecke mit der Spule als Serienschaltung in einem an eine Stromquelle angeschlossenen Schaltungszweig liegt, indem ferner der durch den Dauermagnet magnetisch beeinflußbare Widerstand mit einem weiteren Widerstand einen während des Betriebes ständig an der Stromquelle liegenden Spannungsteiler bildet, dessen Abgriff Steuerausgangspunkt für den Transistor ist, und indem schließlich der die Spule und die Emitter-Kollektor-Strccke des Transistors enthaltende Schaltungszweig im Nebenschluß dieses Spannungsteilers liegt, nach Patent 1 488 543. In einer solchen Einrichtung zur Steuerung der Schwingbewegung eines Pumpenkolbens wird kein mechanischer Schalter benötigt, wodurch die mit der Anwendung mechanischer Schalter verbundenen Unzulänglichkeiten, wie z. B. Störungen durch Kontaktverschmutzung, Änderung der Schwingamplitude durch Kontaktabflachung und Explosionsgefahr durch Funkenerzeugung, vermieden werden. The invention relates to an electrical device for controlling the oscillating movement of a pump piston, which by the magnetic force of a current-carrying coil in the one end position and is brought into the other end position by an energy store, the Switch the current flow in the coil on and off with the aid of a magnetically controllable resistor lets by its ohmic resistance value by interacting with the pump piston Permanent magnet is changeable and used to control a transistor whose emitter-collector path with the coil as a series circuit in a circuit branch connected to a current source lies by furthermore the resistance which can be magnetically influenced by the permanent magnet Another resistor is a voltage divider that is constantly connected to the power source during operation forms, the tap of which is the control starting point for the transistor, and by finally the circuit branch containing the coil and the emitter-collector path of the transistor in the shunt this voltage divider is, according to patent 1 488 543. In such a device for control The oscillating movement of a pump piston does not require a mechanical switch, which means the shortcomings associated with the use of mechanical switches, such as: B. Disturbances due to contact contamination, change in the oscillation amplitude due to contact flattening and risk of explosion by generating sparks.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß wenigstens ein Teil der zur Steuerung notwendigen Bauelemente raumsparend zusammengefaßt werden kann und diese Steuerung für beliebige Pumpenkonstruktionen geeignet ist, ohne daß dadurch deren Funktion behindert wird.The invention is now based on the object of providing a device of the type mentioned at the beginning to develop that at least some of the components necessary for the control save space can be summarized and this control is suitable for any pump designs without hindering their function.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dauermagnet in der Pumpe unveränderliche Lage hat und der von ihm ausgehende, über den magnetisch beeinflußbaren Widerstand geführte magnetische Fluß durch den sich bewegenden Pumpenkolben eine Änderung erfährt.According to the invention, this object is achieved in that the permanent magnet in the pump is invariable Has location and the outgoing from it, passed through the magnetically controllable resistance magnetic flux through the moving pump piston experiences a change.

Einzelheiten der Erfindung werden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben. Es zeistDetails of the invention are based on the embodiment shown in the drawing explained and described in more detail. It is

F i g. 1 eine Kolbenpumpe im Schnitt mit der crfindungsgemäßen Steuerung der Schwingbewegung des Kolbens undF i g. 1 shows a piston pump in section with the one according to the invention Control of the oscillating movement of the piston and

F i g. 2 eine Schaltungsanordnung zum Zwecke dieser Steuerung.F i g. 2 shows a circuit arrangement for the purpose of this control.

In der Kolbenpumpe nach F i g. 1 umgibt eine Spule 1 einen in seiner Längsrichtung hin- und herbewcgbaren Pumpenkolben 2. Der Pumpenkolben 2 wird dabei in einer dünnen Messinghülse 3 geführt. An dem unteren Ende der Messinghülse 3 ist ein Saugventil 4 vorgesehen, während sich am unteren Boden des topfförmigen Pumpenkolbens 2 ein Druckventil 5 befindet. Der Pumpenkolben 2 wird durch eine am unteren Ende der Messinghülse 3 abgestützte Feder 6 in seine Ausgangsstellung gedrückt, wo er an einer Pufferfeder 6' anliegt.In the piston pump according to FIG. 1 surrounds a coil 1 which can be reciprocated in its longitudinal direction Pump piston 2. The pump piston 2 is guided in a thin brass sleeve 3. At the lower end of the brass sleeve 3, a suction valve 4 is provided, while at the lower A pressure valve 5 is located at the bottom of the cup-shaped pump piston 2. The pump piston 2 is pressed into its starting position by a spring 6 supported at the lower end of the brass sleeve 3, where it rests against a buffer spring 6 '.

Im Bereich des oberen Endabschnittes des Pumpenkolbens 2 ist außerhalb der Messinghülse 3 ein Steuerteil 7 lageunveränderlich angeordnet, das aus zwei Polschuhen 8,9 besteht, zwischen denen ein Dauermagnet 10 und ein magnetisch beeinflußbarer Widerstand R 1 angeordnet ist. Zur Änderung des von dem Dauermagnet 10 ausgehenden magnetischen Flusses 11 wird der Pumpenkolben 2 selbst ausgenutzt, indem er aus magnetisch leitendem Material besteht und die freien Enden der Polschuhe 8,9 dem sich bewegenden Pumpenkolben 2 vorübergehend benachbart sind. Dabei ist zweckmäßig der Pumpenkolben 2 in seiner Ausgangsstellung den außen gegenIn the area of the upper end portion of the pump piston 2, a control part 7 is arranged in a fixed position outside the brass sleeve 3 and consists of two pole pieces 8, 9, between which a permanent magnet 10 and a magnetically controllable resistor R 1 is arranged. To change the magnetic flux 11 emanating from the permanent magnet 10, the pump piston 2 itself is used in that it consists of magnetically conductive material and the free ends of the pole shoes 8, 9 are temporarily adjacent to the moving pump piston 2. In this case, the pump piston 2 is expediently in its starting position against the outside

die Messinghülse 3 stoßenden freien Enden der Pol- Die Steuerung der Schwingbewegung des Pumpenschuhe 8,9 benachbart. kolbens 2 geht wie folgt vor sich:the brass sleeve 3 butting free ends of the pole The control of the oscillating movement of the pump shoes 8.9 adjacent. piston 2 does the following:

Die Spule 1 wird im bevorzugten Fall so vom Wenn die Schaltungsanordnung unter Strom geStrom durchflossen, daß der in dem Pumpenkolben 2 setzt wird, befindet sich der Pumpenkolben 2 in seizu seiner Bewegung erzeugte elektro-magnetische 5 ner Ausgangsstellung, d.h., er ist den freien Enden Fluß die gleiche Richtung hat, wie der von dem der Polschuhe 8,9 benachbart. Der von dem Dauer-Dauermagnet 10 ausgehende, über den Pumpenkol- magnet 10 ausgehende, über den magnetisch beeinben 2 verlaufende permanent-magnetische Fluß. flußbaren Widerstand R 1 geführte magnetische FlußIn the preferred case, the coil 1 is so when current flows through the circuit arrangement that it is set in the pump piston 2, the pump piston 2 is in the electromagnetic 5 ner initial position generated by its movement, that is, it is the free ends Flux has the same direction as that of that of the pole pieces 8,9 adjacent. The permanent magnetic flux emanating from the permanent permanent magnet 10, emanating via the pump piston magnet 10, via the magnetically influencing 2 running permanent magnetic flux. flowable resistance R 1 guided magnetic flux

Von den Pfeilen Fl, F 2 deutet der Pfeil F1 den 11 ist daher relativ stark, was einen hohen Wider-Eintritt und F 2 den Austritt der durch die Pumpe zu io standswert an diesem Widerstand R 1 zur Folge hat. fördernden Flüssigkeit an. Über die Basis-Emitter-Strecke des VortransistorsFrom the arrows F1, F 2 , the arrow F 1 indicates the 11 is therefore relatively strong, which results in a high re-entry and F 2 the exit of the value at this resistor R 1 that is too high by the pump. conveying liquid. Via the base-emitter path of the pre-transistor

Die Schaltungsanordnung (Fig. 2) zur Steuerung Π fließt demzufolge kein Steuerstrom, der dessen der Schwingbewegung des Pumpenkolbens 2 wird Emitter-Kollektor-Strecke in den stromdurchlassenvon einer nicht dargestellten Gleichstromquelle ge- den Zustand zu steuern vermag. Über den Steuerspeist, und zwar derart, daß deren Pluspol an die An- 15 widerstand R 5, die Basis-Emitter-Strecke des Schaltschlußklemme Kl und der Minuspol an die An- transistors T 2 sowie den Bemessungswiderstand R 4 schlußklemme K 2 zu liegen kommt. Die Spule 1 liegt kann dann ein Strom fließen, der die Emitter-Kollekmit der Emitter-Kollektor-Strecke eines (pnp-) tor-Strecke des Schalttransistors Γ 2 leitend macht. Schalttransistors Γ 2 sowie mit einem Steuerwider- Die nunmehr erregte Spule 1 bewegt den Pumpenkolstand R 5 als Serienschaltung in einem an die An- 20 ben 2 gegen die Kraft der Feder 6. Dabei gelangt der schlußklemmen Kl, K 2 angeschlossenen Schal- Pumpenkolben 2 aus dem Bereich der Polschuhe tungszweig. Dabei hat der Transistor Γ 2 an seinem 8,9, was eine Verringerung des magnetischen Flusses Emitter über den Steuerwiderstand R 5 mit der An- 11 und damit auch eine Verringerung des Widerschlußklemme K1 und über die Spule 1 mit der An- standswertes des magnetisch beeinflußbaren Widerschlußklemme K 2 Verbindung. Der magnetisch be- 25 Standes Rl zur Folge hat. Dieser Widerstandswert einflußbare Widerstand R1 bildet mit einem weite- wird schließlich so weit verringert, daß die (Zener-) ren Widerstand R 2 einen Spannungsteiler, der im Diode D durchbricht und ein Steuerstrom über die Nebenschluß des vorerwähnten Schaltungszweiges Basis-Emitter-Strecke des Vortransistors Tl sowie liegt. Dabei hat der magnetisch beeinflußbare Wider- die Widerstände R5, Rl einsetzt. Die jetzt leitend stand R1 mit der Anschlußklemme K 2 und der wei- 30 werdende Emitter-Kollektor-Strecke des Vortransitere Widerstand R2 mit der Anschlußklemme Kl stors Tl überbrückt die Basis-Emitter-Strecke des Verbindung, während der zwischen diesen Wider- Schalttransistors T 2, wodurch dessen Emitter-Kolständen Al, R2 liegende Abgrifft Steuerausgangs- lektor-Strecke nichtleitend und der Stromfluß in der punkt für die Basis des Schalttransistors Γ 2 ist. Im Spule 1 unterbrochen wird. Die Anzugskraft der vorliegenden Fall ist der Abgriff A an die Anode 35 Spule 1 verschwindet, so daß die Feder 6 den Pumeiner (Zener-)Diode D angeschlossen, deren Kathode penkolben2 wieder in die Ausgangsstellung drückt an der Basis eines (pnp-)Vortransistors Tl und über und der soeben beschriebene Vorgang von neuem einen Stabilisierungswiderstand R 3 an der An- beginnen kann.The circuit arrangement (FIG. 2) for the control Π consequently does not flow any control current which is able to control the oscillating movement of the pump piston 2 in the emitter-collector path into the current state from a direct current source (not shown). Via the control feed, in such a way that its positive pole is connected to the resistor R 5, the base-emitter path of the switching terminal Kl and the negative pole to the transistor T 2 and the rated resistor R 4 terminal K 2 . The coil 1 can then flow a current which makes the emitter collector with the emitter collector path of a (pnp) gate path of the switching transistor Γ 2 conductive. Switching transistor Γ 2 as well as with a Steuerwider- The now energized coil 1 moves the Pumpenkolstand R 5 as a series circuit in a ben of the check 20 2 against the force of the spring 6. In this case, the connection terminals Kl, K2 connected formwork pump piston 2 passes from the area of the pole pieces. The transistor Γ 2 at its 8.9, which reduces the magnetic flux emitter via the control resistor R 5 with the connection 11 and thus also a reduction in the back-up terminal K1 and via the coil 1 with the decency value of the magnetically influenceable Cross-circuit terminal K 2 connection. The magnetically existing 25 Rl has the consequence. This resistance value influenceable resistor R1 forms with a wide- is finally reduced so far that the (Zener-) ren resistor R 2 has a voltage divider, which breaks in the diode D and a control current over the shunt of the above mentioned circuit branch base-emitter path of the pre-transistor Tl as well as lies. In this case, the magnetically controllable resistor has set in the resistors R5, Rl . The now conductive R1 with the connection terminal K 2 and the widening emitter-collector path of the pre-transistor resistor R2 with the connection terminal Kl stors Tl bridges the base-emitter path of the connection, during the between these resistance switching transistor T 2 , whereby its emitter Kolstands Al, R2 lying taps control output lector path is non-conductive and the current flow in the point for the base of the switching transistor Γ 2. In coil 1 is interrupted. The attraction of the present case, the tap A on the anode 35 coil 1 disappears, so that the spring 6 is connected to the pump (Zener) diode D, whose cathode penkolben2 pushes back into the starting position at the base of a (pnp) pre-transistor Tl and over and above the process just described, a stabilization resistor R 3 can begin again at the beginning.

schlußklemme K1 liegt. Der Vortransistor T1 ist an Die erfindungsgemäße Maßnahme ist besonders seinem Emitter mit dem Emitter des Schalttransistors 40 für solche Pumpen geeignet, bei denen die Flüssig- T 2 und an seinem Kollektor sowohl mit der Basis keit durch eine Bohrung im Kolben geführt wird, des Schalttransistors Γ 2 als auch über einen Bemes- weil durch deren Anwendung die zur Steuerung notsungswiderstand R 4 mit der Anschlußklemme K 2 wendigen Bauelemente außerhalb des Flüssigkeitsverbunden. Die im Nebenschluß der Spule 1 liegende stromes liegen und daher die Funktion der Pumpe Diode D' wirkt als Freilaufdiode. 45 nicht behindern.terminal K 1 is located. The pre-transistor T1 is to The measure according to the invention is particularly suitable its emitter with the emitter of the switching transistor 40 for those pumps in which the liquid T 2 and at its collector both with the base speed is passed through a hole in the piston, the switching transistor Γ 2 as well as via a dimension, because by using them, the components which are manoeuvrable for controlling the emergency resistor R 4 with the connection terminal K 2 are connected outside of the liquid. The current lying in the shunt of the coil 1 and therefore the function of the pump diode D ' acts as a freewheeling diode. 45 do not hinder.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electrical device for controlling the oscillating movement of a pump piston which is brought into one end position by the magnetic force of a current-carrying coil and into the other end position by an energy storage device, the current flow in the coil moving in and out with the aid of a magnetically controllable resistor can be switched off, in that its ohmic resistance value can be changed by a permanent magnet interacting with the pump piston and is used to control a transistor whose emitter-collector path with the coil is connected as a series circuit in a circuit branch connected to a current source, in that the permanent magnet is also magnetically Influenceable resistor with another resistor forms a voltage divider which is constantly connected to the power source during operation and whose tap is the control output point for the transistor, and finally by the coil and the emitter-collector path of the Trans circuit branch containing istors is in the shunt of this voltage divider, according to patent 1488 543, characterized in that the permanent magnet (10) in the pump has an unchangeable position and the magnetic flux (11) emanating from it via the magnetically controllable resistor (R 1) undergoes a change due to the moving pump piston (2).

2. Device according to claim 1, characterized in that the permanent magnet (10) together with the magnetically influenceable resistor (R 1) is arranged between two pole shoes (8,9) which are temporarily adjacent with their free ends to the moving pump piston (2) are.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the pump piston (2) is adjacent to the free ends of the pole shoes (8,9) in its starting position.

4. Device according to claim 1, characterized in that the in the pump piston (2) the electromagnetic flux generated for its movement has the same direction as that of the Permanent magnet (10) outgoing, over the pump piston (2) running permanent-magnetic Flow.