DE2652595A1

DE2652595A1 - Elektromagnetische scheibenwaschpumpe, insbesondere fuer windschutzscheiben von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2652595A1
Application number: DE19762652595
Authority: DE
Inventors: Onofrio Rocchitelli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-11-24
Filing date: 1976-11-19
Publication date: 1977-06-02
Also published as: AU1983576A; IT1049748B; AU509568B2; JPS5265305A; SE428903B; US4131398A; ES453616A1; JPS5717184B2; GB1538604A; BR7607864A; AR212642A1; FR2351827B1; SE7612717L; FR2351827A1

Description

Nürnberg, den _{15>
Nov# 1976}

ONOFRIO ROCCHITELLI, I-Rho (Italien)

Elektromagnetische Scheibenwaschpumpe, insbesondere für Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen

Zur Reinigung der Windschutzscheibe von Kraftfahrzeugen sind Spritzpumpen bekannt, von denen das Wasser bzw. das mit Reinigungszusätzen versehene Wasser aus einem Behälter gesaugt und unter Druck einer oder mehreren Spritzdüsen zugeführt wird, aus denen die Flüssigkeit auf die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges gespritzt wird.

Diese Pumpen sind in handbetätigter Ausführung bekannt, d.h. sie werden unmittelbar durch vom Fahrer angewandte Kraft betätigt und z.Zt. nur noch selten verwendet. Desweiteren sind elektrisch gesteuerte Pumpen bekannt/ die durch einen Schalter und durch den von der Fahrzeugbatterie gelieferten Strom betrieben werden, wobei die Aggregate aus einer kleinen Schleuderpumpe estehen, die durch einen Kleinmotor betätigt wird, der das Pumpenrad in Drehung

versetzt und die Flüssigkeit aus dem Behälter ansaugt und unter durch die Schleuderkraft bewirkten Druck in die zu den Spritzdüsen führenden Leitungen einführt.

Dieser Pumpentyp ist nicht nur mit hohen Herstellungsosten verbunden, sondern weist auch den Nachteil geringer Förderhöhe auf, da das Pumpenrad natürlich klein bemessen ist. Auch haben diese Pumpen den Nachteil, daß Unreinheiten, die in den Spritzdüsen entstehen, nicht ausgeschieden werden, was leicht zu Verstopfung der Düsen, womöglich während des Betriebes führt. Die Spritzdüsen müssen in diesen Fällen von Hand gereinigt werden.

Ferner entstehen leicht oft nicht mehr behebbare Schäden durch den Verlust der zwangsläufig kleinen Dichtungsringe an den mit etwa 10.000 Umdrehungen laufenden Wellen, verursacht durch die Zusammensetzung der dem Wasser beigegebenen Reinigungszusätze. Bekannt sind ferner elektromganetische Pumpen, bei denen ein elektromagnetisch während des Verdichtungshubes bewegter Kolben seine Ausgangsstellung entweder durch Schwerkraft, was eine besondere Lage der Pumpe erfordert, oder durch Einsatz einer Druckfeder wieder einnimmt« Diese Typen weisen den Nachteil auf, daß die elektromagnetische Kraft zum Teil entweder zum Zusammendrücken der Feder

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oder zum Heben des Kolbengewichtes verwendet wird, da der Kolben entsprechend dem gewünschten Schwerkraftrückfall anzuheben ist.

Ziel der Erfindung ist es, eine elektromagnetisch betätigte Pumpe zu schaffen, die wirtschaftlich und leicht herzustellen ist, ohne die obigen Nachteile aufzuweisen; die eine besonders hohe Förderhöhe haben soll, keinen Leerlauf des Kolbenhubes, keine Kraft aufzuwenden braucht um Federn zusammenzudrücken oder um schwere bewegte Teile anzuheben und die in jeder beliebigen Stellung installierbar ist.

Die Erfindung besteht in der Entwicklung einer elektromagnetischen Pumpe mit doppelter Wirkung, wobei jeder Verschiebung des Kolbens, der durch zwei parallelgeschaltete, abwechselnd je nach Kolbenlage erregte und aberregte Spulen betätigt wird, in der einen oder anderen Richtung gleichzeitig in einem Zylinder angesaugt und in dem anderen ausgelassen wird. Bei gleicher Leistung kann das Volumen des Zylinders somit auf die Hälfte vermindert und das Kolbengewicht leichter gestaltet werden. Außerdem können Rückzugfedern entfallen. Die wechselnde Spulenerregung wird durch ein neues Konzept einer Vorrichtung gesteuert, die durch die zurückbleibende Magnetisierung des Kolbens be-

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.6

tätigt wird.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles im folgenden näher beschrieben, ohne hierauf beschränkt zu sein. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnitt der Pumpe längs der Linie ZZ der Fig. 2, d.h. durch die Ansaug- und Auslaßröhre ,

Fig. 2 einen Längsschnitt längs der Linie YY der Fig. 3, d.h. an der die Spulenstromumschaltung bewirkenden Steuervorrichtung,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie XX der Fig. 2,

Fig. 4 ein Schema der elektrischen Schaltung, wodurch, die Funkenbil-dung an den Kontaktstücken weitgehend be-seitigt wird (was den Einsatz von Kondensatoren u.a. überflüssig macht).

Bezugnehmend auf die Fig. 1,2,3 und 4 besteht die erfindungsgemäße Pumpe aus einem Mantel 1, der das Aufnahmegehäuse des Pumpentriebwerkes bildet und aus beliebigem Werkstoff hergestellt werden kann; er besteht vorzugsweise aus Kunstharz und ist zum Stützen und Befestigen mit Füßen (1A), wie in Fig. 3 gezeigt, oder mit anderen geeigneten Mitteln versehen.

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Aus diesem Gehäuse sind zwei Rohrstutzen 2 und 3 herausgeführt, die als äußere Verlängerungen zweier Innenleitungen 4 und 5 dienen. 2 ist die Saugleitung zum Ansaugen der Flüssigkeit aus einem äußeren Behälter und 3 ist die Auslaßleitung, die zu den nicht dargestellten Spritzdüsen führt. In der Mitte des Gehäuses 1 ist ein Zylinder 6 angeordnet, in welchem der doppelt wirkende Kolben 7 aus magnetisierbarem Werkstoff so untergebracht ist, daß er durch die Elektromagneten B1 und B2 angezogen werden kann. Der Zylinder 6 ist an den beiden Enden durch zwei Stopfen 8;9 aus elastischem Material verschlossen, um den Kolbenschlag des Kolbens 7, der durch das kräftige Anziehen der Elektromagnete entsteht, zu dämpfen.

An seinen beiden Enden weist der Zylinder ferner jeweils zwei öffnungen 10;11 auf, durch welche dieser über geeignete Durchführungen mit der Saugleitung 4, verbunden ist. Ferner sind zwei öffnungen 12;13 zur Verbindung mit der Auslaßleitung 5 vorhanden;

Die Verbindung am Zylinderende zwischen der öffnung 10 und der Saugleitung 4 ist durch ein Ventil 14 und die zwischen der öffnung 12 und der Auslaßleitung 5 durch ein Ventil 15 absperrbar. Ebenso ist die Verbindung am anderen Ende des Zylinders zwischen der öffnung 11 und

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der Saugleitung 4 über das Ventil 16 absperrbar. Zwischen der öffnung 13 und der Auslaßleitung 5 kann die Verbindung durch das Ventil 17 unterbrochen werden, wobei die Bezugsziffern 14,15,16 und 17 sowohl das eigentliche Ventil als auch die Hilfsorgane - Federn usw. - bezeichnen.

Die genannten Ventile werden automatisch durch die Verschiebung des Kolbens 7 gesteuert, wobei die Ventile 14 bzw. 16 öffnen, wenn der Kolben 7 in diesem Zylinderteil ansaugt; hierbei verursacht dieser Saugvorgang das Schließen der Ventile 15 und 17. Die Ventile 14 und 16 schließen sich hingegen beim Druckvorgang, wobei der gleiche Druck die Ventile 15 und 17 öffnet.

Zum Beispiel öffnen sich die Ventile 14 und 17 beim Verschieben des Kolbens von links nach rechts (siehe Fig. 1), während die Ventile 15 und 16 geschlossen bleiben, wobei die über das Ventil 14 eintretende Flüssigkeit den linken Zylinderteil 6 ausfüllt, während beim Ventil 17 die im rechten Teil des Zylinders 6 enthaltene Flüssigkeit austritt. Läuft der Kolben 7 hingegen von rechts nach links, so öffnen sich die Ventile 16 und 15 und die vorher in der linken Zylinderkammer des Zylinders 6 durch das Ventil 15 angesaugte Flüssig-

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keit gelangt in die Leitung 5 und durch den Rohrstutzen 3 zu den Spritzdüsen. Gleichzeitig wird über die Röhre 2, die Leitung 4 und das Ventil 16 die Flüssigkeit aus dem Behälter in die rechte Kammer des Zylinders 6 gesaugt. Die Bewegung des Kolbens 7 von einem Ende zum anderen des Zylinders 6 wird durch wechselweise Erregung der Spulen der beiden Elektromagnete B1 und B2 erzielt. Hierbei wird der Kolben heftig einmal nach rechts und einmal nach links im Zylinder angezogen.

Die Speisespannung für die beiden Elektromagnetspulen B1 und B2 wird an den Klemmen 18 und 19 abgegeben (siehe Fig. 3 und 4) .

Die Umschaltung der Speisung von der einen zur anderen Spule wird durch den Kontakt 20 eines Mikroumlenkschalters erzielt, der durch einen in der Mitte 22 der Pumpe angelenkten Kipphebel 21 gesteuert wird.

Der Kipphebel 21 weist an seinen beiden Enden zwei Massen 23 und 24 aus magnetisierbarem Material auf. Er steuert ferner mit dem einen Ende den Mikroschalterkontakt 20, damit dieser abwechselnd mit den an den Klemmen 18 und 19 angeschlossenen Kontakten 25 und 26 in Berührung kommt, wobei von diesen Klemmen der Strom abgenommen wird.

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Es ergibt sich somit, daß der Kolben 6 durch die Anziehungskraft des entsprechenden Magneten das eine Endes des Zylinders 7 erreicht, nachdem die Magnetspule mit Spannung versorgt wurde und durch Beaufschlagung mit dieser Magnetkraft selbst magnetisch wird und die entsprechende am Kipphebel angeordnete Masse anzieht, wobei der bewegliche Kontakt 20 des Mikroschalters zum anderen Kontakt gelenkt wird, was die Erregung der anderen Spule verursacht, wodurch der Kolben 7 an das andere Ende des Zylinders 6 angezogen wird und die entgegengesetzte Masse des Kipphebels 21 anzieht, was wiederum den Kontakt umschaltet und so fort.

Die Betriebsweise ist folgende: es ist vorauszuschicken, daß der bewegliche Kontakt des Mikroschalters in Ruhestellung sowohl mit dem Endschalter 18;25 als auch mit dem Endschalter 19;26 in Berührung kommen kann, unabhängig von der Stellung der Pumpe bei Erregung.

Bei Versorgung der beiden Endschalter 18 und 19 mit Gleichstrom, wird eine der beiden Spulen magnetisch und zieht den kleinen Kolben an, wodurch ein Wasserstrahl abgelassen und gleichzeitig am gegenüberliegenden Ende eine der ausgelassenen Wassermenge entsprechende Menge Wasser angesaugt wird.

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Gleichzeitig zieht der aus magnetisierbarem Material, z.B. Weicheisen bestehende kleine Kolben unter der Wirkung der Magnetkraft in direkter Richtung von außen den Kipphebel an, wodurch der Kontakt 20 des Mikroschalters umgelenkt und die Spule freigegeben wird, die kurzgeschlossen war, um auf diese Weise die andere zu sperren. In dieser Weise wiederholt sich das Pumpenspiel immer fort.

Auf die beschriebene Weise wird ein kontinuierlicher und besonders heftiger Strahl erzielt.

Anhand der Fig. 4 wird nun der Schaltplan der Elektromagnete B1 und B2, der vollständig neue Merkmale aufweist, beschrieben.

Dieser eigentümliche Aufbau des Schaltschemas gestattete den Anzug- und Ablösestrom zwischen festem und beweglichem Kontakt (Schalthäufigkeit 100 Schaltungen pro Minute) auf völlig vernachlässigbare Werte zu vermindern und hierdurch die Funkenbildung und den entsprechenden Verschleiß der Kontaktstücke zu vermeiden.

Statt die beiden Spulen der Elektromagneten B1 und B2 parallel zu speisen, wobei einer der Spulenpole mit

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einem Strompol verbunden wird und der andere Pol wechselweise mit dem vom beweglichen Kontakt geführten Strom versorgt wird, sind die beiden Spulen der Elektromagnete B1 und B2, wie aus dem Schaltplan hervorgeht, in Reihe geschaltet und ebenfalls in Reihe durch die Gleichstromquelle die an den Endschaltern 18 und 19 ansteht, gespeist.

Im Leiter, der die Reihenschaltung der beiden Pole der Spulen herstellt, ist ein Draht abgezweigt, der zum beweglichen Kontakt 20 führt, wodurch, falls der bewegliche Kontakt 20 mit keinem der beiden Kontakte 25 und 26 in Verbindung stehen würde, beim Betätigen des an der Versorgungsleitung vorgesehenen Schalters die beiden stromdurchflossenen Spulen in den beiden Elektromagneten B1 und B2 gleiche Magnetfelder erzeugen würden.

Falls jedoch der bewegliche Kontakt 20 mit dem Kontakt 19 in Berührung kommt, wird die Spule des Elektromagneten B2 kurzgeschlossen und der gesamte Strom speist auf diese Weise den Elektromagneten B1, wodurch der kleine Kolben 7 nach links gezogen wird und umgekehrt, wenn der bewegliche Kontakt 20 mit dem Kontakt 18 in Berührung kommt.

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Auf diese Weise sind die Spulen der Elektromagnete B1 und B2 abwechselnd kurzgeschlossen und bleiben demnach auch während dieser Phase unter Spannung.

Es hat sich gezeigt, daß durch diese Maßnahme die Erscheinung der Funkenbildung zwischen den Kontakten beim Anlegen und Ablösen des Kontaktes 20 von den Kontakten 18 bzw. 19 weitgehend vermieden wird, wie es hingegen der Fall wäre, falls der Kontakt 20 selbst einen der Stromleiterpole bilden würde.

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/H

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Claims

D₁I r- -γ- ι Mein Zeichen bitte angeben

ipl.-lng. E. Tergau

^ö 29/45 (760618)

Patentanwalt

Nürnberg, den 15. Nov. 1976

ONOFRIO ROCCHITELLI, I-Rho (Italien)

Patentansprüche

M^/Elektromagnetisch angetriebene Kolbenpumpe für Scheibenwaschanlagen, gekennzeichnet durch einen Zylinder (6), dessen beide Enden über Saugventile (14;16) mit einer gemeinsamen Saugleitung (4) und über Druckventile (15,17) mit einer gemeinsamen Druckleitung (5) in Verbindung stehen, sowie einen im Zylinder (6) mithilfe von wechselseitig ein- und ausschaltbarem Elektromagneten (B1;B2) in Richtung der Zylinderlängsachse hin- und herschiebbaren Kolben (7) aus magnetisierbarem Werkstoff.
2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum wechselweisen Ein- und Ausschalten der Elektromagnete (B1;B2) wenigstens ein Schalter mit beweglichem Kontakt (20) vorhanden ist, der mit einem Kipphebel (21) verbunden ist, welcher an seinen Enden jeweils Massen (23;24) aus magnetisierbarem Werkstoff trägt, die jeweils im Wirkungsfeld des von einem Elek-

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Nürnberg 11 Telefon (0311) Telex Telegramme Bayer. Vereinsbank Stadtsparkasse Deutsche Bank Postscheckkonto

Hefnersplatz 3 204081-83 06/22327 "Patwetzel· Nbg. 6311695 Nbg. 1528 354 Nbg. 368 910 Nürnberg 11151-853

tromagneten (B1 oder B2) magnetisierten Kolbens (7) angeordnet sind.
3. Kolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungsspulen der beiden Elektromagneten (B1; B2) in Reihe geschaltet sind, wobei die Verbindungsstelle der Spulen mit dem beweglichen Kontakt (20) verbunden und die Endanschlüsse der Spulen mit den zur Spannungsquelle (18;19) führenden Kontakten (25;26) verbunden sind, und daß der Kontakt (20) abwechselnd mit einem der Kontakte (25;26) verbindbar ist.

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