DE2908190C2 - Elektromagnetische Pumpe - Google Patents

Description

ten Steuerventilkörper, dadurch gekenn- Elektromagnetische Pumpen, bei denen durch die erzeichnet, daß das Steuerventil (34) einen Steuer- ste zuvor aufgezeigte Alternative ein konstanter Auszylinder (40) und einen in dem Steuerzylinder (40) laß- bzw. Abgabedruck realisiert wird, also Pumpen mit geführten Steuerkolben (39) aufweist, daß der Steu- einem Überdruck- oder Entlastungsventil sind verschieerventilkörper (36) im Schüeßsinne durch eine 15 dentlich bekannt (vgL JP 50-33 302 (1975) und die DE-Druckfeder (44) beaufschlagt ist, daß der Steuerkol- OS 25 03 241). Diese Pumpen arbeiten mit einem groben (39) im Öffnungssinne des Steuerventükörpers Ben konstanten Kolbenhub, da die Pumpenleistung der-(36) durch eine einstellbare Druckfeder (43) und art eingestellt ist, daß sie über der geforderten Abgabedementgegen mit dem Auslaßdruck des Förderme- menge liegt Das Resultat sind stark vibrierende oder diums beaufschlagt ist und daß der der Steuerfläche 20 laut arbeitende Pumpen. Infolge der langen Kolbenhübe des Steuerkolbens (39) ferne Zylinderraum (42) des sind Druckspeicher vorzusehen, um ein Pulsieren zu Steuerzylinders (40) über einen Verbindungskanal verhindern. Außerdem bestehen vielfach die Über-(49) mit dem Einlaßkanal (31) verbunden ist druck- oder Entlastungsventile aus Gummi od. dgl, so

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- daß die Betriebsdauer begrenzt ist Eine elektromagnenet, daß der Steuerkolben (39) am Umfang minde- 25 tische Pumpe, bei der die zweite zuvor aufgezeigte Alstens einen O-Ring (41) aus elastischem Material ternative realisiert ist, arbeitet demgegenüber relativ trägt leise und es vird kein Druckspeicher benötigt

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- Die Erfindung betrifft und geht aus von einer elektrokennzeichnet daß in den den Steuerkolben (39) und magnetischen Pumpe, bei der durch die zweite zuvor den Steuerventilkörper (36) beherbergenden Steu- 30 aufgezeigte Alternative ein konstanter Auslaß- bzw. erzylinder (40) ein Ventilgehäuse (47) einschraubbar Abgabedruck realisiert wird, also dadurch, daß in Förist und daß das Ventilgehäuse (47) eine Drosselboh- derrichtung hinter dem Auslaßventil ein Steuerventil rung (37) und einen entsprechend der Einschraubtie- mit einem im Auslaßkanal angeordneten Steuerventilfe in seiner Position veränderbaren Ventilsitz (48) körper vorgesehen ist Solche Pumpen sind der Anmelfür den Steuerventilkörper (36) aufweist 35 denn aus der Praxis bekannt Die zur Realisierung eines

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- konstanten Auslaß- bzw. Abgabedrucks vorgesehenen durch gekennzeichnet, daß der Steuerventilkörper Steuerventile weisen entweder eine Membran oder ei-(36) mit dem Steuerkolben (39) über einen Kraft- nen Faltenbalg auf. Eine Membran hat den Nachteil, daß Übertragungsstößel (38) in Wirkverbindung steht häufig die erwünschte Wirkung verloren geht, da die

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da- 40 Membran sich nach vielstündigem Betrieb mit dem verdurch gekennzeichnet, daß der Soll-Auslaßdruck des wendeten Fördermedium vollsaugt und nach einiger Fördermediums durch Einstellung der Druckfeder Zeit das Fördermedium sogar durchläßt so daß es sich (43), vorzugsweise mittels einer Einstellschraube in der Kammer ansammelt, in der die Druckeinstellfeder (45), vorgebbar ist. angeordnet ist Außerdem kann die Membran reißen.

45 Auch ein aus Metall bestehender Faltenbalg kann nach

vielstündigem Betrieb reißen, so daß starke Druckschwankungen in der elektromagnetischen Pumpe auftreten. Außerdem sind mit der Verwendung eines FaI-

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Pum- tenbalgs hohe Kosten verbunden,
pe, mit einem Einlaßkanal, einem im Einlaßkanal vorge- 50 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eleksehenen Einlaßventil, einem elektromagnetisch betätig- tromagnetische Pumpe mit einem in Förderrichtung ten Pumpkolben, einem Auslaßkanal, einem im Auslaß- hinter dem Auslaßventil vorgesehenen Steuerventil mit kanal vorgesehenen Auslaßventil und einem in Förder- einem im Auslaßkanal angeordneten Steuerventilkörrichtung hinter dem Auslaßventil vorgesehenen Steuer- per anzugeben, die frei ist von den Nachteilen gattungsventil mit einem im Auslaßkanal angeordneten Steuer- 55 gemäßer elektromagnetischer Pumpen, bei denen das ventilkörper. Steuerventil eine Membran oder einen Faltenbalg auf-

Die Erfindung beschäftigt sich grundsätzlich mit dem weist.

Problem der Realisierung eines konstanten Auslaß- Die erfindungsgemäße elektromagnetische Pumpe,

bzw. Abgabedrucks bei einer elektromagnetischen bei der die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist ist

Pumpe. 60 dadurch gekennzeichnet daß das Steuerventil einen

Zur Realisierung eines konstanten (oder weitgehend Steuerzylinder und einen in dem Steuerzylinder geführkonstanten) Auslaß- bzw. Abgabedrucks sind im Stand ten Steuerkolben aufweist, daß der Steuerventilkörper der Technik zwei grundsätzlich unterschiedliche Alter- im Schüeßsinne durch eine Druckfeder beaufschlagt ist, nativen bekannt. Einerseits wird ein konstanter Auslaß- daß der Steuerkolben im Öffnungssinne des Steuervenb/.w. Abgabedruck dadurch erreicht, daß — gleichsam 65 tilkörpers durch eine einstellbare Druckfeder und demals Bypass — zwischen dem Auslaßkanal und dem Ein- entgegen mit dem Auslaßdruck des Fördermediums belaßkanal ein Überdruck- oder Entlastungsventil vorge- aufschlagt ist und daß der der Steuerfläche des Steuersehen ist; übersteigt der Auslaß-bzw. Abgabedruck den kolbens ferne Zylinderraum des Steuerzylinders über

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einen Verbindungskanal mit dem Einlaßkanal verbun- 14 wird durch eine Feder 18 auf einen Ventilsitz i7

den ist Als Druckaufnahmemechanismus ist also ein im gedrückt Der Ventilsitz 17 ist mit einem Sitzhalter 20

Steuerzylinder leicht verschiebbarer Steuerkolben vor- verbunden, der ein Sieb 19 trägt Mit dem Ventilsitz 17

gesehen, der mit geringem Spiel eingesetzt ist, so daß ist ein weiterer Ventilsitz 21 für den Auslaßventilkörper

ein geringfügiges Durchlecken des Fördermediums 5 15 verbunden. Der Auslaßventilkörper 15 wird durch

möglich ist Dieses Fördermedium wird jedoch über den eine Feder 22 auf den Ventilsitz 21 gedrückt Auf den

Verbindungskanal wieder dem Einiaßkanal zugeführt, Ventilsitz 21 ist eine die Feder 22 abstützende Ventil-

so daß sich keine Nachteile für die Bewegung des vom kappe 23 aufgeschraubt Für die Ventilsitze 17, 21 sind

Steuerkolben beaufschlagten Steuerventilkörpers erge- verschleißfeste Einsätze 24,25 vorgesehen. Am Umfang ben. Steuerkolben und Steuerventilkörper arbeiten also io des Ventilsitzes 21 ist ein O-Ring 26 vorgesehen, der an

ungestört von etwa durchgelecktem Fördermedium mit der Wandung der Ventilkammer 16 anliegt und dadurch

optimaler Genauigkeit und Empfindlichkeit Durch das eine Druckkammer 28 von einer Auslaßkammer 29

bestimmungsgemäß zugelassene Lecken vcn Förderme- trennt In gleicher Weise ist am Umfang des Ventilsitzes

dium am Steuerkolben vorbei entfällt die bisher unbe- 17 ein O-Ring vorgesehen.

dingt erforderliche sichere Abdichtung, so daß die ToIe- 15 Einlaßseitig ist in die Ventilkammer 16 eine Einlaßranzanforderungen bei der Herstellung einer erfin- kupplung 30 eingeschraubt Das durch einen Einlaßkadungsgemäßen elektromagnetischen Pumpe niedriger nal 31 über die Einlaßkupplung 30 angesaugte Förderfind als bei den bislang bekannten gattungsgemäßen medium, normalerweise eine Flüssigkeit strömt durch elektromagnetischen Pumpea Dadurch werden die das Sieb 19 über einen Kanal 32 in die Druckkammer 28. Herstellungskosten gesenkt Durch den Wegfall von 20 Der Kanal 32 steht über eine Querbohrung 32' mit ei-Membran oder Faltenbalg ist die Dauerstandfestigkeit nem Verbindungskanal 49 in Verbindung. Das der Einder erfiodungsgemäßen elektromagnetischen Pumpe laßkupplung 30 entgegengesetzte Ende der Ventilkamerheblich höher als die Dauerstandfestigkeit bekannter mer 16 ist durch einen Stopfen 33 verschlossen. Mit der elektromagnetischer Pumpen, deren Steuerventile eine Auslaßkammer 29 steht ein Steuerventil 34 über einen Membran oder einen Faltenbalg aufweisen. Schließlich 25 zur unteren Kammer 7 b führenden Auslaßkanal 35 in ist durch den erfindungsgemäß verwirklichten Druck- Verbindung. Die Strömung durch den Auslaßkanal 35 aufnahmemechanismus ein Pulsieren des Auslaßdruckes wird durch einen Steuerventilkörper 36 gesteuert. Der des Fördermediums kaum mehr möglich. Steuerventilkörper 36 sitzt in einer Kammer 35a, die Besonders vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltun- stromaufwärts einer Drosselbohrung 37 ausgebildet ist gen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen elek- 30 und in der eine Druckfeder 44 über einen Federträger tromagnetischen Pumpe sind durch die Merkmale der 65 den Steuerventilkörper 36 im Schließsinne, d. h. in dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprü- Richtung der Drosselbohrung 37 beaufschlagt. Der ehe beschrieben. Steuerventilkörper 36 wird außerdem durch die Bewe-Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ledig- gung eines Steuerkolbens 39 über einen Kraftübertralich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung 35 gungsstößel 38 beeinflußt, wobei der wirksame Quernäher erläutert Bei dieser Erläuterung werden auch die schnitt — Durchlaßquerschnitt — der Drosselbohrung mit der Verwirklichung von Merkmalen der nachgeord- 37 durch Verschiebung des Steuerkolbens 39 verändert neten Patentansprüche verbundenen besonderen Vor- wird.

teile angegeben. Es zeigt Der Steuerkolben 39 ist verschiebbar in einem Steu-

F i g. 1 in Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer 40 erzylinder 40 geführt und liegt stromabwärts der Dros-

erfindungsgemäßen elektromagnetischen Pumpe, selbohrung 37. Eine durch eine Druckaufnahmefläche

F i g. 2 einen Schnitt durch den Gegenstand aus des Steuerkolbens 39 und den Steuerzylinder 40 gebil-

F i g. 1 entlang der Linie A-A, dete Kammer 356 steht über einen Kanal 35c mit der

F i g. 3 einen Schnitt durch den Gegenstand aus unteren Kammer Tb in Verbindung. Am Umfang des

F i g. 1 entlang der Linie B-B, und 45 Steuerkolbens 39 ist ein O-Ring 41 angeordnet. Diesem

F i g. 4 einen Schnitt durch den Gegenstand aus ist ein weiterer O-Ring zugeordnet. Ein völlig dichter

F i g. 1 entlang der Linie C-C. Abschluß wird dadurch aber nicht erzielt, so daß eine

Die in Fig.? bis 4 dargestellte elektromagnetische geringe Menge des Fördermediums bzw. eine geringe

Pumpe besitzt einen Kolben 1, eine elektromagnetische Flüssigkeitsmenge am Steuerkolben 39 vorbei in einen

Spule 2, eine obere Haltefeder 3 und eine untere Halte- 50 rückwärtigen Zylinderraum 42 des Steuerzylinders 40

feder 4. Unter der Wirkung der Spule 2 wird der Kolben hineinlecken kann.

1 in einer Pumpenkammer 7 auf und nieder geführt Die In dem Zylinderraum 42 des Steuerzylinders 40 sitzt Pumpenkammer 7 wird von einem Führungszylinder 5 eine einstellbare Druckfeder 43, die den Steuerkolben und dem Pumpengehäuse 6 gebildet. Sie wird durch den 39 in Richtung auf den Steuerventilkörper 36 beauf-Kolben 1 in eine obere Kammer 7a und eine untere 55 schlagt. Entgegen dem Druck der Druckfeder 44 wird Kammer 7b geteilt Der Kolben 1 weist eine Axialboh- also durch die Druckfeder 43 der Steuerkolben 39 im rung 8 auf, durch weiche die Kammern 7a und 7b mitein- Öffnungssinne des Steuerventilkörpers 36 beaufschlagt, ander verbunden sind. Die Druckfeder 44 übt nur eine geringe Kraft aus, wenn Am Kolben 1 ist ein Pumpkolben 9 angeformt, der in das Fördermedium eingesaugt wird, so daß der Quereinen Zylinder 10 eingesetzt ist. Der Zylinder 10 sitzt in 60 schnitt der Drosselbohrung 37 dann seinen Maximaleiner Axialbohrung 11 der unteren Kammer 7b. Zur wert erreicht. Die Druckfeder 43 läßt sich durch eine Abdichtung ist ein elastischer Dichtring 12 vorgesehen. Einstellschraube 45 einstellen, deren Stellung durch eine Am Zylinder 10 ist ein Halter 13 für die untere Haltefe- Feststellmutter 46 fixierbar ist. Am anderen Ende ist in der 4 ausgebildet, so daß deren Federkraft den Zylinder dei. den Steuerkolben 39 und den Steuerventilkörper 36 in die Axialbohrung 11 hineindrückt. 65 beherbergenden Steuerzylinder 40 ein Ventilgehäuse 47 Im unteren Teil des Pumpengehäuses 6 sind in einer eingeschraubt, das die Drosselbohrung 37 und einen Ventilkammer 16 ein Einlaßventilkörper 14 und ein Aus- Ventilsitz 48 für den Steuerventilkörper 36 trägt. Entlaßventilkörper 15 angeordnet. Der Einlaßventilkörper sprechend der Einschraubtiefe ist der Ventilsitz 48 in

seiner Position im Steuerzylinder 40 veränderbar.

Vom Zylinderraum 42 führt der schon erwähnte Verbindungskanal 49 zurück zur Querbohrung 32' und damit zurück zum Einlaßkanal 31. Infolgedessen kann durchgelecktes Fördermedium aus dem Zylinderraum 42 von Zeit zu Zeit entsprechend dem Unterdruck im Einlaßkanal 31 abgesaugt werden. Das in den Zylinderraum 42 durchgeleckte Fördermedium bzw. die durchgeleckte Flüssigkeit bleibt ohne Einfluß auf den Steuerkolben 39 und im Ergebnis auch ohne Einfluß auf die Funktion des Steuerventilkörpers 36, so daß diese Teile mit optimaler Genauigkeit und Empfindlichkeit arbeiten können.

Durch die Konstruktion des Steuerventils 34 mit einem Steuerkolben 39 und gezielter Absaugung etwa durchgeleckten Fördermediums pulsiert dessen Auslaßdruck kaum mehr. Für ein noch verbleibendes Pulsieren kann zusätzlich noch am Pumpengehäuse 6 ein Kraftspeicher 50 mit einem Kraftspeichergehäuse 51, das mit der unteren Kammer Tb in Verbindung steht, angeordnet sein. Lediglich der Vollständigkeit halber wird auch dieser Kraftspeicher 50 in seinem Aufbau noch kurz erläutert

Im Kraftspeichergehäuse 51 ist eine Membran 52 vorgesehen, die über eine eingeschraubte Kappe 54 und einen Halter 53 gehalten ist. Zwischen Kappe 54 und Membran 52 ist eine zwischen Tellern 56, 57 sitzende Feder 55 angeordnet

Lediglich der Vollständigkeit halber werden auch noch die weiteren Teile der in den Figuren dargestellten elektromagnetischen Pumpe beschrieben. Ein Magnetstab 58 besitzt eine Axialbohrung 59, die über ein elektromagnetisches Ventil 60, eine Auslaßkupplung 61, eine Feder 62 und einen Ventilsitz 63 mit einem Auslaßkanal 64 der Pumpe in Verbindung steht Das elektromagnetisehe Ventil 60 besteht aus einem beweglichen Eisenteil 60a mit einer Durchflußöffnung 60c und einem Gummiteil 60Z). Das Gummiteil 606 schließt unter Wirkung der Feder 62 normalerweise den Auslaßkanal 64 der Pumpe. Bei Betätigung der Spule 2 wird das Eisenteil 60a angezogen und das Gummiteil 606 entgegen der Kraft der Feder 62 vom Auslaßkanal 64 abgehoben und dieser geöffnet. Dämpfungsplatten 66 sind über durch Löcher 67 eingeschraubte Schrauben 68 an den Seiten des Pumpengehäuses 6 befestigt und tragen eine Grundplatte 69 mit Löchern 70,71 zur erschütterungsfreien Befestigung der Pumpe an einer zugeordneten Maschine od. dgl.

Die Funktionsweise der in den Figuren dargestellten elektromagnetischen Pumpe ist folgende:

Wird durch Wirkung der Spule 2 der Kolben 1 hin und her bewegt so bewegt sich gleichermaßen der Pumpkolben 9. Durch Bewegung des EinlaBventilkörpers 14 des Einlaßventils und des Auslaßventilkörpers 15 des Auslaßventils erfolgt die Pumpwirkung, durch die ein Fördermedium, meist eine Flüssigkeit durch den Einlaßkanal 31 angesaugt wird. Das Fördermedium wird durch den Auslaßkanal 35, die Drosselbohrung 37 und den Kanal 35c der unteren Kammer Tb zugeführt, durchströmt die Axialbohrung 8, die Axialbohrung 59, das Ventil 60 und tritt über den Auslaßkanal 64 der Pumpe aus.

Der Auslaßdruck der elektromagnetischen Pumpe wird konstant gehalten und ist durch die einstellbare Druckfeder 43 bestimmt Steigt der Auslaßdruck des Fördermediums in der Kammer 35a und der Kammer 35b an, so wird der Steuerkolben 39 entgegen dem Druck der einstellbaren Druckfeder 43 verschoben. Über den Kraftübertragungsstößel 38 wirkt diese Verschiebung auch auf den Steuerventilkörper 36, so daß der wirksame Querschnitt der Drosselbohrung 37 verringert wird. Der Druckabfall an der Drosselbohrung 37 steigt an, so daß der Auslaßdruck des Fördermediums am Auslaßkanal 64 konstantgehalten wird. Im übrigen wird der Druck in der Druckkammer 28 so erhöht, daß der Hub des für die Pumpwirkung verantwortlichen Pumpkolbens 9 geringer wird, so daß auch die Fördermenge konstant gehalten wird.

Sinkt der Druck am Auslaßkanal 64, so wird der Steuerkolben 39 durch die einstellbare Druckfeder 43 im Öffnungssinne des Steuerventilkörpers 36 bewegt und der wirksame Querschnitt der Drosselbohrung 37 vergrößert. Der Druck in der Druckkammer 28 sinkt, der Hub des Pumpkolbens 9 wird vergrößert und die Fördermenge steigt entsprechend dem Bedarf am Auslaß der Pumpe an. Es wird deutlich, daß die Einstellung des konstanten Auslaßdruckes des Fördermediums durch die einstellbare Druckfeder 43 vermittels der Einstellschraube 45 erfolgt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 vorgegebenen Wert, so wird das Fördermedium vom Patentansprüche: Auslaßkanal Ober das Oberdruck- oder Entlastungsven til wieder dem Einlaßkanal zugeführt Andererseits wird

1. Elektromagnetische Pumpe, mit einem Einlaß- ein konstanter Auslaß- bzw. A.bgabedruck dadurch erkanal, einem im Einlaßkanal vorgesehenen Einlaß- 5 reicht, daß im Auslaßkanal in Förderrichtung hinter dem ventil, einem elektromagnetisch betätigten Pump- Auslaßventil ein Steuerventil vorgesehen ist; dabei wird kolben, einem Auslaßkanal, einem im Auslaßkanal der Auslaß- bzw. Abgabedruck dadurch konstant gehalvorgesehenen Auslaßventil und einem in Förder- ten, daß der wirksame Querschnitt im Auslaßkanal mehr richtung hinter dem Auslaßventil vorgesehenen oder weniger gedrosselt wird, nämlich durch das Steuer-Steuerventil mit einem im Auslaßkanal angeordne- io ventil.