DE1488615B2 - Umschalteinrichtung für eine elektromagnetische Pumpe, insbesondere für eine Kraftstoffpumpe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Umschalteinrichtung für , derVertikalbewegung eines Plungers od. dgl. genauer eine elektromagnetische Pumpe, insbesondere für eine geöffnet und geschlossen werden können als bei den Kraftstoffpumpe für Kraftfahrzeuge, deren Erreger- bekannten Einrichtungen, und zwar ohne Beeinträchstrom durch die Bewegung des hin- und hergehenden tigung durch Vibrationen, die z. B. in einem Kraft-Ankers gesteuert wird, wozu ein im Stromkreis der 5 fahrzeug unvermeidbar sind, und ohne daß eine zuErregerwicklung liegender Schaltkontakt mittels einer sätzliche und aufwendige Stabilisierungsanordnung zweiarmigen Wippe mit an beiden Armen befestigten erforderlich ist.

Permanentmagneten dadurch betätigt wird, daß der Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Einrich-

Anker abwechselnd in das Feld eines Permanent- tung der eingangs genannten Art die Arme der Wippe

magneten gelangt. i° L-förmig abgewinkelt sind und ein Magnet einem

Es ist bereits eine Einrichtung zum Öffnen und ortsfesten Joch der Pumpe gegenüberliegt.

Schließen der Kontakte bei einer elektromagnetischen Vorzugsweise sind die beiden Arme der L-förmigen

Pumpe bekannt (USA.-Patentschrift 2472067), bei Wippe ungleich lang, die wirksamen Hebelarme der

der ein Magnet stationär im Zentrum einer Wippe Magnete also verschieden groß. Durch Veränderung

derart angeordnet ist, daß die Polarität des Magneten 15 der Hebellänge ist die Einrichtung einfach und genau

entgegengesetzt zu der des Plungers ist, wenn dieser justierbar, insbesondere bei Verwendung von zwei

durch den durch die Magnetspule fließenden und eine Magneten gleicher Stärke.

Anziehung des Plungers bewirkenden Strom magneti- In Weiterbildung der Erfindung sind die Magnete siert ist und bei der beide Enden der Wippe mit einem zur Erhöhung ihrer Anzugskraft in an sich bekannter Gegengewicht versehen sind. Wenn bei einer solchen 20 Weise (vergleiche z. B. das Buch »Dauermagnet-Einrichtung der Plunger seine obere Stellung erreicht, technik« von G. Hennig, 1952, Franzis-Verlag, wird die Wippe vom Plunger durch dessen Streufluß München, S. 119) in einem topfförmigen Gehäuse aus angezogen und werden die Kontakte geschlossen, so magnetisch leitfähigem Werkstoff befestigt. Die Andaß der Strom durch die Magnetspule fließt und der zugskraft wird dadurch etwa verdreifacht,
obere Teil des Plungers mit gegenüber dem Magnet 25 Statt dessen kann auch die Wippe aus einem entgegengesetzter Polarität erregt wird. Dementspre- magnetisch leitfähigen Werkstoff bestehen und ein chend wird der Anzug zwischen Magnet und Plunger Kraftlinienleitstück als Joch für den jeweils wirkzusätzlich durch die Wirkung der Gegengewichte ver- samen Permanentmagneten tragen,
stärkt. Wenn der Plunger abfällt, wächst die Anzugs- Die Erfindung soll nun an bevorzugten Ausfühkraft des unteren Endes der Wippe, deren Stellung 30 rungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung sich ändert, so daß sich die Kontakte voneinander näher erläutert werden; die Zeichnung zeigt in
lösen. F i g. 1 in einem Vertikalschnitt die wesentlichen

Diese bekannte Einrichtung weist folgende Nach- Teile einer Pumpe gemäß der Erfindung,
teile auf: Da nur ein Magnet vorhanden ist, sind die Fig. 2A und 2B die Einrichtung nach Fig. 1 in Magnetkräfte am oberen und unteren Pol in beiden 35 zwei verschiedenen Arbeitsstellungen,
Grenzstellungen der Wippe gleich. Deshalb ist es er- F i g. 3 einen Vertikalschnitt durch eine weitere forderlich, den Spalt zwischen Plunger und Joch Ausführungsform einer Einrichtung gemäß der Ergrößer zu machen als den zwischen Wippe und findung,

Plunger, wodurch die Anzugskraft des unteren Pol- Fig. 4A und 4B die Ausführungsform nach

teiles verringert wird. Ferner muß das Gewicht durch 40 F i g. 3 in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen,

ein Gegengewicht ausgeglichen werden. Die Einregu- Fig. 5A eine Schrägansicht und Fig. 5B einen

lierung dieser Vorrichtung ist daher sehr schwierig. Vertikalschnitt eines speziell ausgebildeten Magneten.

Es ist unmöglich, ein genaues Arbeitsverhalten bei In den Fig. 1, 2A und 2B sind zwei Magnete 1,2,

stark vibrierenden Fahrzeugen durch eine einfache eine Achse 3 eine Wippe 4 aus magnetisch leitendem

Einstellung sicherzustellen. Da die bekannte Einrich- 45 Material, eine Hilfsplatte 5, ein Joch 6, ein Anschlag-

tung mit nur einem Magneten ausgerüstet ist, kann stück 7, ein Plunger 8 in Form einer hohlen magne-

dessen Anzugskraft nicht gesteuert werden, und außer- tischen Platte bzw. eines Zylinders, Kontakte 11 und

dem muß ein sehr großer Magnet verwendet werden, 12 und ein Isolator 13 gezeigt,

was zu entsprechend hohen Kosten führt. ■ Die L-förmige Wippe 4 ist frei schwenkbar mittels

Aus der USA.-Patentschrift 2481147 ist auch 5° der Achse 3 am Eisenjoch 6 befestigt, wobei die

schon eine Umschalteinrichtung für eine Plunger- Magnete 1 und 2 an den frontseitigen Endflächen der

pumpe mit einer zweiarmigen, geradlinigen Wippe beiden rechtwinklig zueinander stehenden Arme der

bekannt, welche an einem Ende einen mit dem Wippe 4 derart angeordnet sind, daß sie die in den

Plunger zusammenwirkenden Magneten und an ihrem Figuren gezeigte Polarität aufweisen. Die Arme der

anderen Ende einen zweiten Magneten trägt, der 55 Wippe 4 sind derart bemessen, daß der den Magneten 1

ebenfalls von einem^: Teil des Plungers angezogen tragende Arm länger als der den Magneten 2 tragende

wird und in der gleichen Ebene liegt wie der erste Arm ist. Die aus magnetischem Material bestehende

Magnet. Hilfsplatte 5 ist im Querschnitt L-förmig und an einer

Bei einer anderen Ausführungsform dieser be- Stelle mit der Wippe 4 verbunden und dient zur Herkannten Einrichtung ist ein L-förmiges Teil vorge- 60 stellung der beiden in den Fig. 2A und 2B gezeigten, sehen, das aber nur an einem Ende mit einem Ma- von der Stellung der Wippe abhängigen Magnetkreise, gneten bestückt ist. Zur Stabilisierung der jeweiligen wodurch die Haltekraft in angezogener Stellung ver-Schalterstellung ist ein Umschnappmechanismus er- größert wird. Der Plunger 8 ist leicht verschiebbar in forderlich, da hierfür die Anziehungskraft der jeweils einem Zylinder 9 angeordnet, der in einem geringen wirksamen Magneten nicht ausreicht. 65 Abstand neben dem Magneten 1 liegt.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Die Fig. 3, 4A und 4B zeigen eine abgewandelte

Umschalteinrichtung, insbesondere für eine Kraft- Ausführungsform, bei der die Wippe aus nichtmagne-

stoffpumpe, anzugeben, deren Kontakte synchron mit tischem Material hergestellt ist. Wenn sich auch diese

Ausführungsform von der vorerwähnten dadurch unterscheidet, daß keine Hilfsplatte 5 vorgesehen ist und die Wippe 4 aus nichtmagnetischem Material besteht, so ist sie doch mit der ersten Ausführungsform insoweit identisch, daß auch hier die Anzugskraft der Magnete zusammen mit der Hebelwirkung ausgenützt wird.

Die Arbeitsweise der vorerwähnten Einrichtung ist wie folgt:

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3, 4A und 4 B wird der Magnet 2 zunächst vom Joch 6 infolge seiner eigenen Magnetkraft angezogen und in der durch das Anlagestück 7 festgelegten Stellung am Joch gehalten. In dieser Stellung sind die Kontakte 11 und 12 offen.

Der Plunger 8 wird durch eine nicht näher dargestellte Druckfeder aufwärts gestoßen und erreicht die in F i g. 3 gestrichelt eingezeichnete Stellung, die mit der in Fig. 4B gezeigten Stellung identisch ist. Wenn die Spalten zwischen Magnet 1 und Zylinder 9 und zwischen Magnet 2 und Joch 6 nahezu identisch gewählt und die Polstärken der Magnete 1 und 2 gleich sind, wird durch die Hebelwirkung der Wippe der Magnet 2 vom Joch 6 abgehoben, während der Magnet 1 auf den Plunger 8 hin angezogen wird. Demzufolge neigt sich die Kontaktplatte 10, und der an ihr befestigte Kontakt 11 berührt den Kontakt 12.

Wenn der Strom über diese Kontakte zu der nicht dargestellten Magnetspule fließt, wird der Plunger 8 angezogen und gegen die Kraft einer Feder nach unten geführt, bis er die Stellung nach Fig. 4A erreicht. In dieser Stellung ist die Anzugskraft zwischen Magnet 1 und Plunger 8 aufgehoben, während die Anzugskräfte des Magneten 2 und Joches 6 größer als zuvor werden, so daß der Magnet 1 und der Plunger 8 in die Nähe des Anlagestückes 7 kommen. In dieser Stellung sind die Kontakte 11 und 12 offen, und der Strom für die Magnetspule ist unterbrochen. Der Plunger wird durch die Kraft einer Feder aufwärts gestoßen, so daß er wieder die Stellung nach F i g. 4 B erreicht, wonach sich dieser Arbeitsvorgang wiederholt.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1, 2A und 2 B wirken ebenfalls Magnetkräfte und Hebelübersetzung zusammen. Darüber hinaus wird auf den jeweils wirksamen Magneten durch den von der Hilfsplatte 5 hervorgerufenen Magnetkreis ein Anzugsmoment ausgeübt. Das heißt, daß bei Stellungen, die den in Fig. 4A und 4B gezeigten Stellungen entsprechen, die in Fig. 2A und 2B gezeigten Magnetkreise erzeugt werden. Die hierdurch hervorgerufene neue Anzugskraft ist doppelt so groß wie die von den Magneten 1 oder 2 einzeln erzeugte Anzugskraft. Bei der Stellung nach Fig. 2B liegt ein Magnetkreis in Richtung des Pfeiles zwischen Magnet 1, Plunger 8, Joch 6, Hilfsplatte 5 und Wippe 4 vor. Die Anzugskraft des Magneten 1 ist verstärkt, so daß dieser auf den Plungers hin angezogen wird, wobei sich die Kontakte 11 und 12 berühren. In Fig. 2A liegt in Richtung des Pfeiles ein Magnetkreis zwischen Magnet 2, Wippe 4, Hilfsplatte 5 und Joch 6 vor, durch den die Anzugskraft des Magneten 2 vergrößert und dieser auf das Joch 6 hin angezogen und fest gegen das Anlagestück 7 gedrückt wird. Folglich wird der Kontakt 11 sicher vom Kontakt 12 getrennt. Bei dieser Ausführungsform kann wegen der vergrößerten Anzugskraft eine kleiner dimensionierte Einrichtung verwendet werden, bei der zugleich die Stabilitätseigenschaften gegenüber Vibrationen verbessert sind, so daß diese trotz der Vibrationen von Fahrzeugen ein stabiles Arbeitsverhalten zeigt.

Die F i g. 5 A und 5 B zeigen eine grundsätzlich bekannte Ausführungsform der Magnete, durch die die Arbeitsweise der Umschalteinrichtung beträchtlich verbessert wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es erwünscht, einen Magneten geringer Abmessung und geringen Gewichtes zu verwenden, der ein starkes Anzugsvermögen besitzt. Dies kann aber von Magneten üblichen Aufbaus nicht erwartet werden. Wenn dagegen ein Kasten 51 aus magnetischem Material vorgesehen wird, der unter Belassung eines bestimmten Spaltes einen zentralen Magneten 50 umschließt, wie in F i g. 5 gezeigt, und wenn die Polflächen des Magneten und des Kastens in derselben Ebene liegen, beispielsweise mit den in Fig. 5B angedeuteten Polaritäten, ist die Anzugskraft ungefähr dreimal so groß wie bei üblichen Einzelmagneten. Wenn derartig aufgebaute Magnete für die Umschalteinrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden, so können die Abmessungen der Einrichtung beträchtlich verkleinert und ihr Gewicht verringert werden, wobei ein stabiles Arbeitsverhalten bei sehr hohen Arbeitskräften sichergestellt wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Umschalteinrichtung für eine elektromagnetische Pumpe, insbesondere für eine Kraftstoffpumpe für Kraftfahrzeuge, deren Erregerstrom durch die Bewegung des hin- und hergehenden Ankers gesteuert wird, wozu ein im Stromkreis der Erregerwicklung liegender Schaltkontakt mittels einer zweiarmigen Wippe mit an beiden Armen befestigten Permanentmagneten dadurch betätigt wird, daß der Anker abwechselnd in das Feld eines Permanentmagneten gelangt, dadurchgekennzeichnet, daß die Arme der Wippe (4) L-förmig abgewinkelt sind und ein Magnet (2) einem ortsfesten Joch (6) der Pumpe gegenüberliegt.

2. Umschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arme der L-förmigen Wippe (4) ungleich lang sind.

3. Umschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete zur Erhöhung ihrer Anzugskraft in bekannter Weise in einem topfförmigen Gehäuse (51) aus magnetisch leitfähigem Werkstoff befestigt sind (Fig. 5 A und 5B).

4. Umschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe (4) aus einem magnetisch leitfähigem Werkstoff besteht und ein Kraftlinienstück (5) als Joch für den jeweils wirksamen Permanentmagneten (1, 2) trägt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen