DE1528419C3 - Flüssigkeitspumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpe, vorzugsweise elektromagnetisch betriebene Pumpe, deren innerhalb eines Venturirohres ausgebildeter, geschlossener Arbeitsraum einerseits mit der an die Verengung des Venturirohres angeschlossenen Saugleitung und andererseits mit der Druckleitung in ständig offener Verbindung steht und deren Förderdruck durch einen hin- und herbeweglichen Antriebsteil erzeugt wird.

Bei einer aus der US-PS 2 872 877 bekannten Flüssigkeitspumpe der vorgenannten Art ist an jedem axialen Ende des Arbeitsraumes eine Membrane angeordnet, von welchen die eine Membrane durch einen elektromagnetischen Antrieb bewegt werden kann. Sobald diese eine Membrane angetrieben wird, wird durch die Verengung des Venturirohres hindurch eine abwechselnde Flüssigkeitsströmung erzeugt, welche nach dem Bernoulli'schen Prinzip einen Druckunterschied zwischen der Verengung und einer dazu fernen Stelle des Arbeitsraumes schafft. Infolge dieses Druckunterschiedes wird daher periodisch Flüssigkeit über die Saugleitung in den Arbeitsraum der Pumpe angesaugt und aus diesem über die Druckleitung gefördert, welche dabei an einer solchen, bezüglich der Verengung fernen Stelle des Arbeitsraumes an diesen angeschlossen ist. Pumpen dieser Ausbildung können beispielsweise als Brennstoffpumpen in Kraftfahrzeugen verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter weitgehender Beibehaltung des erkennbar einfachen Konstruktionsprinzips die Förderkapazität solcher

Flüssigkeitspumpen zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der hin- und herbewegliche Antriebsteil den Arbeitsraum in zwei über die Verengung untereinander verbundene Arbeitskammern unterteilt, deren Volumen durch den in der Achse des Venturirohres beweglichen und die Verengung begrenzenden Antriebsteil abwechselnd vergrößerbar und verringerbar ist. Die eine Arbeitskammer kann dabei entweder durch eine Membrane begrenzt sein, an welcher dann der im Durchflußkanal zwischen der Saugleitung und der Druckleitung angeordnete, rohrförmig ausgebildete Antriebsteil befestigt ist. Oder es kann die eine Arbeitskammer durch den Boden des dabei topfförmig ausgebildeten Antriebsteils begrenzt sein, der bei dieser Ausführungsform dann zweckmäßig axial geführt ist.

Erfindungsgemäß wird damit eine vorzugsweise elektromagnetisch betriebene Flüssigkeitspumpe bereitgestellt, bei welcher infolge der Unterteilung des Arbeitsraumes in die beiden Arbeitskammern in jeder Bewegungsrichtung des Antriebsteils über die Saugleitung Flüssigkeit angesaugt und in die Druckleitung gefördert wird. Im Vergleich zu den bekannten Pumpen ist folglich eine Verdoppelung der Förderkapazität erreichbar, und zwar praktisch mit demselben konstruktiven Aufwand, so daß die Pumpe etwa die gleiche Baugröße hat wie die bekannten Pumpen halber Förderkapazität.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einiger in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Flüssigkeitspumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab die in F i g. 1 eingekreiste Einzelheit dieser Pumpe,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine Flüssigkeitspumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 4 einen Längsschnitt durch eine Flüssigkeitspumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform.der Erfindung und

F i g. 5 eine Draufsicht auf die bei der Pumpe gemäß F i g. 4 verwendete Rückstellfeder:

Die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Flüssigkeitspumpe hat ein durch die drei Zylinderteile 11,12 und 13 gebildetes Gehäuse, in dessen Teilen 12 und 13 die über eine Verengung 16 ineinander übergehenden Abschnitte 14, 15 eines Venturirohres ausgebildet sind. An die Verengung 16 ist ein ringförmiger Hohlraum 17 über radiale Strömungskanäle 18 angeschlossen. Der Hohlraum 17 ist durch entsprechende Aussparungen in den gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Zylinderteile 12 und 13 gebildet.

Der innerhalb des Venturirohres 14, 15 ausgebildete Arbeitsraum der Pumpe hat eine erste Arbeitskammer 19, welche durch eine Aussparung in der oberen Stirnfläche des mittleren Zylinderteils 12 gebildet und welche an den einen Abschnitt 15 des Venturirohres angeschlossen ist. Diese Arbeitskammer 19 wird nach oben durch eine zwischen den beiden Zylinderteilen 11 und 12 eingespannte Membrane 21 abgeschlossen. Die einzelnen Zylinderteile 11,12 und 13 sind im übrigen durch Schraubbolzen 22 zusammengehalten, welche durch Stecköffnungen 23 und 24 hindurchgesteckt und in Gewindelöcher 25 eingeschraubt sind. Zwischen den Zylinderteilen 12 und 13 ist eine Flachdichtung 26 angeordnet. Der Arbeitsraum der Pumpe hat eine weitere

Arbeitskammer 27, welche durch eine Aussparung in der unteren Stirnfläche des oberen Zylinderteils 11 gebildet ist. Diese Arbeitskammer 27 ist an den unteren Abschnitt 14 des Venturirohres über den Hohlraum 36 eines rohrförmigen Antriebsteils 28 angeschlossen, der in der Achse des Venturirohres angeordnet und an der Membrane 21 mittels zweier Platten 32 und 35 sowie eines ferromagnetischen Schraubteils 33 befestigt ist. Das Schraubteil 33 ist auf ein Gewindeende 34 des Antriebsteils 28 aufgeschraubt und drückt die beiden Befestigungsplatten 32, 35 gegen ein schulterförmiges Widerlager 31 des Antriebsteils 28, welches im übrigen einen Außendurchmesser hat, der etwas kleiner ist. als der Innendurchmesser der Verengung 16 des Venturirohres, so daß zwischen beiden ein kleiner ringförmiger Zwischenraum besteht.

In dem Hohlraum des oberen Zylinderteils 11 ist weiterhin eine Magnetspule 37 angeordnet, welche durch einen ferromagnetischen Kern 38 gehaltert ist. Der Kern 38 ist an seinem über den Zylinderteil 11 nach oben vorstehenden Ende 39 mit einem Außengewinde 44 versehen, so daß er mittels einer Überwurfmutter 43 mit einem Bund 42 gegen die Spule 37 und gegen den Zylinderteil 11 angezogen werden kann. Mit 41 ist die Durchgangsbohrung des Zylinderteils 11 bezeichnet, durch welche der Kern 38 hindurchgesteckt ist. An die Spule 37 ist ein nicht gezeigter Stromkreis angelegt, so daß damit ein elektromagnetischer Antrieb für den Antriebsteil 28 besteht, der beim Stromdurchgang durch die Spule 37 gegen den Kern 38 angezogen und von diesem wieder abgestoßen wird, sobald die Spule 37 nicht mehr unter Strombeaufschlagung steht. Dabei ist die Andrückbewegung des Antriebsteils 28 gegen den Kern 38 durch eine Spiralfeder 45 unterstützt, während die Wegdrückbewegung durch eine entgegengesetzt wirkende Rückstellfeder 46 unterstützt wird. Die Feder 46 ist stärker als die Feder 45, so daß die Wegdrückbewegung des Antriebsteils 28 weg vom Kern 38 stattfinden kann, sobald kein Strom mehr durch die Spule 37 fließt. Im übrigen hat noch der ringförmige Hohlraum 17 Verbindung mit einer Saugleitung 47, welche mit einer Druckleitung 48,49 in ständig offener Verbindung steht. Die Ansaugleitung 47 ist in dem unteren Zylinderteil 13 und die Druckleitung 48, 49 ist in dem Kern 38 des elektromagnetischen Antriebs ausgebildet.

Sobald bei einem Stromfluß durch die Spule 37 der Antriebsteil 28 gegen den Kern 38 angezogen wird, wird dadurch das Volumen der einen Arbeitskammer 19 vergrößert und gleichzeitig das Volumen der anderen Arbeitskammer 27 verringert. Es wird folglich die in der Arbeitskammer 27 eingefangene Flüssigkeit teilweise in die Druckleitung 48,49 und teilweise über den Hohlraum 36 des Antriebsteils 28 in den unteren Abschnitt 14 des Venturirohres verdrängt, so daß ein Teil dieser letzteren Flüssigkeitsmenge weiter über die Verengung 16 in die Arbeitskammer 19 gedruckt wird. Dadurch wird über die Ansaugleitung 47 neue Flüssigkeit angesaugt, die ebenfalls in die eine Arbeitskammer 19 einströmt und aus dieser in die Druckleitung 48, 49 gedrückt wird, sobald nach Beendigung des Stromdurchganges durch die Spule 37 der Antriebsteil 28 durch die Feder 46 nach unten gedrückt wird. Durch die dann aus der Kammer 19 ausströmende Flüssigkeit wird wieder neue Flüssigkeit über die Ansaugleitung 47 angesaugt, welche jetzt über den Hohlraum 36 des Antriebsteils 28 in die andere Kammer 27 gedrückt wird und aus dieser in die Druckleitung 48, 49, sobald der Antriebsteil 28 beim nächsten Stromdurchgang durch die Spule 37 wieder gegen den Kern 38 angezogen wird. :

Die in F i g. 3 gezeigte Flüssigkeitspumpe hat zwei Zylinderteile 61 und 62, welche durch Schraubbolzen 63 zusammen mit einer dazwischen angeordneten Flachdichtung 64 zusammengehalten sind. In diesen Zylinderteilen 61, 62 sind die beiden Abschnitte 65 und 66 eines Venturirohres ausgebildet, dessen Verengung 67 auch hier an einen ringförmigen Hohlraum 68 über radiale öffnungen 69 und weiter an eine Saugleitung 71 angeschlossen ist. In der Achse des Venturirohres ist ein hier topfförmig ausgebildeter Antriebsteil 72 angeordnet, dessen Boden 73 die eine Arbeitskammer 75 begrenzt, die über den zwischen der Verengung 67 und dem Mantel 74 des Antriebsteils 72 gebildeten Ringraum an die andere Arbeitskammer 76 angeschlossen ist. ■ · ^{: ;} ■■■ ;. ' ■■■■■ ■■■■■' ·"

Im Innern des aus ferromagnetischem Material bestehenden Antriebsteils 72 ist der aus einer Magnetspule 77 und einem ferromagnetischen Kern 78 bestehende elektromagnetische Antrieb für diesen Antriebsteil angeordnet. Der Kern 78 hat einen unteren Ringbund 79, auf welchem die Magnetspule 77 aufsitzt und mittels welchem dieselbe zusammen mit einem Abstandsstück 81 gegen den Zylinderteil 62 angedrückt wird, welchen der Kern mit einem mit einem Gewinde 82 versehenen Halsstück in einer öffnung 83 durchdringt. Auf das Gewinde 82 ist ein Kappenteil 84 aufgeschraubt, der einen Hohlraum 88 hat, in welchen das eine Ende einer Führungsstange 85 für den Antriebsteil 72 vorragt. Die Führungsstange 85 durchdringt eine Axialbohrung 86 des Kerns 78 und hat an ihrem Ende ein Druckstück 87, an welchem das eine Ende einer Spiralfeder 89 angreift, deren anderes Ende sich an einem mittels einer Stellschraube einstellbaren Gegendruckstück 91 abstützt. Der Antriebsteil 72 ist weiterhin durch eine stärkere Rückstellfeder 92 vorgespannt, welche sich einerseits am Boden 73 dieses Antriebsteils und andererseits an dem Abstandsstück 81 abstützt. Im übrigen ist noch eine Druckleitung 93 vorgesehen, welche über die beiden Arbeitskammern 76 und 75 in ständig offener Verbindung mit der Saugleitung 71 steht.

Sobald ein Stromdurchgang durch die Magnetspule 77 erfolgt, wird dadurch der Antriebsteil 72 über seinen Boden 73 gegen den Kern 78 angezogen. Dadurch wird das Volumen der Arbeitskammer 76 verkleinert und gleichzeitig dasjenige der Arbeitskammer 75 vergrößert, so daß in letztere über die Ansaugleitung 71 neue Flüssigkeit angesaugt werden kann, während gleichzeitig aus der Arbeitskammer 76 Flüssigkeit in die Druckleitung '93 gedrückt wird. Sobald der Stromdurchgang durch die Magnetspule 77 aufhört, wird der Antriebsteil 72 durch die Feder 92 in seine Ausgangslage zurückgedrückt, wobei sich dann das Volumen der Arbeitskammer 76 vergrößert und dasjenige der Arbeitskammer 75 verkleinert. Es wird folglich jetzt über die Saugleitung 71 neue Flüssigkeit in die Arbeitskammer 76 angesaugt, während gleichzeitig aus der Arbeitskammer 75 Flüssigkeit in die Druckleitung 93 gedrückt wird.

Die in F i g. 4 gezeigte Flüssigkeitspumpe ist im wesentlichen gleich ausgeführt wie die Pumpe gemäß F i g. 3, von welcher sie sich praktisch nur in der Anordnung der in F i g. 5 in Draufsicht gezeigten Rückstellfeder unterscheidet. Das Pumpengehäuse besteht aus den beiden Zylinderteilen 111 und 112, in welchen die beiden Abschnitte 113 und 114 des Venturirohres ausgebildet sind. Der innerhalb desselben ausgebildete Arbeitsraum ist an den Enden durch die beiden Verschlußplatten 115 und 116 geschlossen, die zusammen mit den

Zylinderteilen 111 und 112 und dazwischen angeordnete Flachdichtungen 118 durch Schraubbolzen 117 zusammengehalten sind. Die Verengung 1.19 des Venturirohres ist über radiale öffnungen 122 an einen ringförmigen Hohlraum 121 und weiter an eine Saugleitung 124,123 angeschlossen.

In der Achse des Venturirohres 113,114 ist ein topfförmiger Antriebsteil 125 aus ferromagnetischem Material angeordnet, dessen Boden 126 die eine Arbeitskammer 128 des Arbeitsraumes der Pumpe begrenzt. Diese eine Arbeitskammer 128 ist auch hier über den zwischen der Verengung 119 und dem Mantel 127 des Antriebsteils 125 gebildeten Ringraum mit der anderen Arbeitskammer 129 verbunden, die im wesentlichen im Innern des Antriebsteils ausgebildet ist.

Der im Innern des Antriebsteils 125 angeordnete elektromagnetische Antrieb besteht aus einer Magnetspule 131 und einem Kern 132, der am unteren Ende einen Ringbund 133 zum Abstützen und Andrücken der Spule 131 gegen ein Abstandsstück 134 und gegen die Verschlußplatte 115 hat, über welche ein Holzstück 135 des Kerns 132 vorsteht. Das Halsstück 135 durchdringt öffnungen 136 und 137 im Abstandsstück 134 und in der Verschlußplatte 115, und auf sein Gewindeende 138 ist eine Haltemutter 139 aufgeschraubt. An die andere Verschlußplatte 116 ist mittels Schrauben 144 eine Rückstellfeder 141 angeschraubt, die ein zentrales Loch 143 hat, welches von dem Schaft einer Schraube 142 durchdrungen ist, mittels welcher die Rückstellfeder 141 am Boden 126 des Antriebsteils 125 befestigt ist.

Mit 145 ist noch die Druckleitung der Pumpe bezeichnet, die mit der Saugleitung 123, 124 über die beiden Arbeitskammern 128 und 129 in ständig offener Verbindung steht.

Sobald ein Stromdurchgang durch die Magnetspule

ίο 131 erfolgt, wird dadurch der Antriebsteil 125 über seinen Boden 126 gegen den Kern 132 angezogen. Dadurch wird das Volumen der Arbeitskammer 129 verkleinert und gleichzeitig dasjenige der Arbeitskammer 128 vergrößert, wodurch Flüssigkeit in die Druckleitung 145 gedrückt und gleichzeitig neue Flüssigkeit über die Saugleitung 123, 124 angesaugt wird. Sobald der Stromdurchgang durch die Magnetspule 131 aufhört, kann die Rückstellfeder 141 den Antriebsteil 125 wieder in seine Ausgangslage zurückholen, wobei sich dann die Verhältnisse umkehren, d. h. es wird jetzt das Volumen der Arbeitskammer 129 vergrößert und dasjenige der Arbeitskammer 128 verkleinert, so daß aus letzterer Flüssigkeit in die Druckleitung 145 gedrückt Und gleichzeitig über die Saugleitung 123, 124 neue Flüssigkeit in die Arbeitskammer 129 angesaugt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitspumpe, vorzugsweise elektromagnetisch betriebene Pumpe, deren innerhalb eines Venturirohres ausgebildeter, geschlossener Arbeitsraum einerseits mit der an die Verengung des Venturirohres angeschlossenen Saugleitung und andererseits mit der Druckleitung in ständig offener Verbindung steht und deren Förderdruck durch einen hin- und herbeweglichen Antriebsteil erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der hin- und herbeweglich? Antriebsteil (28; 72; 125) den Arbeitsraum in zwei über die Verengung (16; 67; 119) untereinander verbundene Arbeitskammern (19,27; 75,76; 128,129) unterteilt, deren Volumen durch den in der Achse des Venturirohres (12, 13; 61,62; 111,112) beweglichen und die Verengung begrenzenden Antriebsteil abwechselnd vergrößerbar und verringerbar ist.

2. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Arbeitskammer (19) durch eine Membrane (21) begrenzt ist, an welcher der im Durchflußkanal zwischen der Saugleitung (47, 17) und der Druckleitung (48) angeordnete, rohrförmig ausgebildete Antriebsteil (28) befestigt ist.

3. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Arbeitskammer (75; 128) durch den Boden (73; 126) des topfförmig ausgebildeten Antriebsteils (72; 125) begrenzt ist.

4. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsteil (72; 125) axial geführt ist.