DE1488615C - Umschalteinnchtung fur eine elektro magnetische Pumpe, insbesondere fur eine Kraftstoffpumpe - Google Patents
Umschalteinnchtung fur eine elektro magnetische Pumpe, insbesondere fur eine KraftstoffpumpeInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft eine Umschalteinrichtung für der Vertikalbewegung 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 Beeinträch-■
strom 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. io 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
Schließen der Kontakte bei einer elektromagnetischen Vorzugsweise sind die beiden Arme der L-förmigen
Pumpe bekannt (USA.-Patentschrift 2 472 067), 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 ao 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 35 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 Ausfüh-
obere Teil des Plungers mit gegenüber dem Magnet 35 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 Ausfüh-
kraft 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. Fig. 1 in einem Vertikalschnitt die wesentlichen
lösen. Fig. 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
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- Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine weitere
Grenzstellungen der Wippe gleich. Deshalb ist es er- Fig. 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 4° Fig. 3 in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen,
ein Gegengewicht ausgeglichen werden. Die Einregu- Fig. 5A eine Schrägansicht und Fig. 5B einen
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 Anschlagtung
mit nur einem Magneten ausgerüstet ist, kann stück 7, ein Plunger 8 in Form einer hohlen magnedessen
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
was zu entsprechend hohen Kosten führt. Die L-förmige Wippe 4 ist frei schwenkbar mittels
Aus der USA.-Patentschrift 2 481147 ist auch 50 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 Wippe4 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 nichtmagnesloflpumpe,
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
k 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 Plunger 8 hin angezogen wird, wobei sich die
Kontakteil 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 Fig. 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)
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 Aund 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
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