DE3410529A1

DE3410529A1 - Steuereinrichtung fuer eine dosierpumpe

Info

Publication number: DE3410529A1
Application number: DE19843410529
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 7305 Altbach Langen; Fritz Ing.(grad.) 7300 Esslingen Reuter
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1984-03-22
Filing date: 1984-03-22
Publication date: 1985-10-03
Also published as: GB2156168B; SE8501288D0; GB2156168A; SE8501288L; FR2561796A1; US4599052A; GB8507471D0

Description

J. Eberspächer 20. März 1984

Eberspächerstr. 24

7300 Esslingen/N. ' 1328 D

Steuereinrichtung für eine Dosierpumpe

Die Erfindung betrifft* eine Steuereinrichtung für eine Kraftstofförderpumpe mit elektromagnetisch angetriebener Kolbenstange, an deren ".einem Ende eine Membrane und an deren anderem Ende ein in der Höhe verstellbarer Steuerkopf angeordnet ist.

Derartige Pumpen vi/erden für die Brennstoffzuteilung bei motorunabhängigen Heizungen für die Brennstoffe Benzin oder Diesel verwendet. Mit ihnen müssen kleine Mengen Brennstoff zuverlässig gefördert «/erden. Zur Dosierung des Brennstoffes wird eine Dosierpumpe nachgeschaltet. Bei den bekannten Anwendungen für Hoizgeräte mit einer Leistung zwischen 1000 und 20000 kcal/h sind Brennstoffmengen von z.B. 0,2 bis 3 l/h in einem gleichmäßigen Fluß zu fördern.

Die einfachste Einrichtung zur Brennstofförderung ergibt sich durch die Verwendung eines Schwimmerreglers mit einer Membranpumpe. Dabei fördert die Membranpumpe den Brennstoff in einen

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Schwimmerregler, in welchem der Brennstoffspiegel konstant gehalten wird, relativ zu einer im Brennstofffluß nachgeordneten Brennstoffdüse. Diese bekannte Einrichtung fördert die Brennstoffmenge in zeitkonstantem FIuS. Sie hat den Nachteil, daß die Brennstoffmenge auf die minimal geförderte Verbrennungsluftmenge abgestimmt werden muß, damit das Heizgerät bei Unterspannung nicht rußt.

Bekannt sind ferner Dosierpumpen mit Impulsgeber (DE-PS 12 73 992). Diese Pumpen sind als elektromagnetische Kolbenpumpen aufgebaut. Der Elektromagnet ist als Solenoid-Magnet ausgebildet und in dessen Innerem bewegt sich der Pumpenkolben. Diese Dosierpumpen arbeiten als volumetrisch fördernde Pumpen, bei jedem Stromimpuls bewegt sich der Kolben einmal hin und her, der Saughub wird bei den bekannten Einrichtungen durch eine Rückholfeder bewirkt. Diese Pumpen arbeiten druckunabhängig ohne Nachschaltung einer Düse und fördern Brennstoff entsprechend der Hubzahl und dem Huböaum der Pumpe.

Bei diesen Pumpen bildet der Impulsgeber einen wichtigen Teil. Als Impulsgeber sind z.B. gemäß der DE-OS 17 63 735 Steuereinrichtungen bekannt, bei denen die Impulsabgabe über eine aus einem Elektromotor mit einem Untersetzungsgetriebe, einem Dauermagneten und einem Transistor erfolgt, wobei auf dem umlaufenden Teil eines vom Elektromotor angetriebenen Schneckenrades ein Dauermagnet angeordnet ist, der mit einem Magnetschalter zusammenwirkt und seinerseits wiederum die Basis eines Transistors steuert, durch den sodann die Pumpe ihre Impulse erhält. Solche Pumpen werden ausschließlich als Dosierpumpen verwendet. Es sind ferner Anordnungen bekannt geworden, bei denen der Impulsgeber aus einer Lochscheibe mit Getriebe sowie einer Fotodiode und einem Fotoelement besteht, wobei das Getriebe der Lochscheibe auf der Antriebswelle des zur Heizung gehörenden fe4 03 20 -3-

Verbrennungsluftmotors angeordnet ist und die Lochscheibe in den Raum zwischen Fotodiode und Fotoelement ragt, so daß der Strahlengang zwischen Fotodiode und Fotoelement zeitweise unterbrochen wird. Diese Pumpen sind nur als Dosierpumpen verwendbar und arbeiten in Abhängigkeit der Betriebsgrößen der Heizung. Diese bekannten Anordnungen sind jedoch sehr aufwendig und störanfällig und lassen sich nicht als Brennstofförderpumpen verwenden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung an einer Brennstofförderpumpe der gattungsgemäßen Art aufzuzeigen, die besonders einfach aufgebaut ist und für einen Dauerbetrieb bei Fahrzeugheizungen geeignet ist und ein geringes Einbauvolumen aufweist. Bei der Kraftstofförderung, bewirkt durch die Druckkraft der Rückholfeder, ist diese Pumpe vom Gegendruck abhängig. Dies bedeutet, daß bei kleinem Gegendruck, wie dies bei der Förderung yon_Luftblasen gegeben ist, die Pumpenhubzahl pro Zeiteinheit bzw. die Frequenz sich wesentlich erhöht. Dies hat den Vorteil, gegenüber Impulspumpen mit vorgegebener Frequenz, daß eine schnelle Füllung der Leitungen mit Kraftstoff erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Steuereinrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß bei einer Brennstofförderpumpe mit einer elektromagnetisch angetriebenen Kolbenstange in dem Abschnitt zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt der Kolbenstange eine von dem Durchgang des Steuerkopfes der Kolbenstange schaltbare Fototransistorsteuerung samt elektronischer Verzögerung angeordnet ist. Mit dieser Steuereinrichtung wird erreicht, daß bei der Stellung des Kolbens in der unteren Totpunktlage die Magnetspule des elektromagnetischen Kolbenantriebes Spannung erhält und die Pumpenspule eingeschaltet wird, so daß die Kolbenstange angezogen wird und Brennstoff in den Pumpenraum gesaugt wird. Die elektronische Verzögerung bewirkt eine Verzögerung der Hubbewegung. Beim Durchgang des

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Steuerkopfes de Kolbenstange durch den emittierten Lichtstrahl wird der Stromfluß unterbrochen, das Herabgehen der Kolbenstange erfolgt sodann über eine Druckfeder und in dieser Phase wird der Brennstoff in die Druckleitung gefördert. Die elektronische Verzögerung liegt im msec-Bereich. Der Durchgang des Lichtstrahles kann dabei durch eine entsprechende Bohrung im Steuerkopf des Steuerkolbens erfolgen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Fototransistorsteuerung derart angeordnet, daß der Lichtstrahl unmittelbar über die Steuerkante des Steuerkopfes verläuft. Damit wird eine in der Bauhöhe geringere Bauweise erreicht. Um eine weitere Reduzierung der Einbaumaße zu erreichen, hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Fototransistorsteuerung aus einer Reflektionslichtschranke besteht und zur Ausschaltverzögerung ein Zeitglied aufweist, wobei dieses Zeitglied aus einer an sich bekannten RC-Kombination besteht. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist schließlich nachgeschaltet zum Fotoempfänger ein Schwellwertschalter angeordnet. Damit wird ein schnelles Durchschalten erreiche und die Verlustleistung am Transistor gering gehalten, so daß keine zusätzliche Kühlung erforderlich ist. In den Figuren 1-3 ist ein Ausführungsbeispiel schematisch und vereinfacht dargestellt.

Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine Pumpe Fig. 2 den Aufbau der elektronischen Schaltung Fig. 3 das Schaltbild.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist in dem Pumpengehäuse ein Elektromagnet 2 angeordnet, der in bekannter Weise die Kolbenstange 3 umgibt mit zugeordneter Magnetspule 4. Die Kolbenstange trägt an ihrem oberen Ende einen Steuerkopf 5, dessen obere Kante

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als Steuerkante 6 wirkt. Am unteren Ende*der Kolbenstange 3 ist die Membrane 7 befestigt, zur Rückstellung der Kolbenstange 3 in die untere Totpunktlage ist eine Rückholfeder 8 vorgesehen. Der Pumpenraum 9 befindet sich oberhalb der Membrane 8, der Verdrängerraum 10 unterhalb der Membrane 8. In den Verdrängerraum 10 gelangt der zu fördernde Brennstoff über den Zulauf 11 mit dem federbelasteten Saugventil 12. Der Brennstoff wird über den Ablauf 13 mit dem federbelasteten Druckventil 14 dem Heizgerät zugeführt. Im oberen Bereich der Pumpe ist eine Printplatte 15 mit einer Mittenausnehmung angeordnet, diese Printplatte 15 trägt die elektronischen Bauteile, durch die Mittenausnehmung bewegt sich die Kolbenstange 3 mit dem Steuerkopf Auf der Printplatte 15 ist die Fototransistorsteuerung 16 angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel handelt es sich gemäß Fig. 2 um eine Reflektionslichtschranke 18, die höhenverstellbar angeordnet ist, uir .so die Hubhöhe einstellen zu können. Diese Reflektionslichtschranke 18 wird von dem Steuerkopf 5 der Kolbenstange 3 gesteuert, d.h., der Steuerkopf 5 wirkt als Reflektionsflache. Es ist aber auch möglich, die Fototransistorsteuerung aus einer bekannten Lichtschranke aufzubauen. In dem Fall ist es zweckmäßig, den Steuerkopf 5 mit einer Durchgangsbohrung zu versehen (evtl. als Langlochbohrung), um so die Steuerung zu bewirken. Nachgeschaltet zu der Reflektionslichtschranke 18 ist der Schwellwertschalter 17, der ein schnelles Durchschalten ermöglicht ur,d nachfolgend ein Schalttransistor 19. In der Fig. 3 ist ein zugehöriger Schaltplan gezeigt. In diesem Schaltplan ist zusätzlich die Anordnung des Vorwiderstandes für die Lichtquelle 18 gezeigt und das aus einem Verzögerungskondensator 21 und einem Verzögerungswiderstand 22 bestehende RC-Verzögerungsglied.

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Claims

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J. Eberspächer 20. März 1984

Eberspächerstr. 24

Esslingen/N. 1328 D

Patentansprüche

-Steuereinrichtung für eine Kraftstofförderpumpe mit elektromagnetisch angetriebener Kolbenstange, an deren einem Ende eine Membrane und an deren anderem Ende ein in der Höhe verstellbarer Steuerkopf angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abschnitt zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt der Kolbenstange (3) eine von dem Durchgang des Steuerkopfes (5) der Kolbenstange (3) schaltbare Fototransistorcceuerung (16) samt elektronischer Verzögerung angeordnet ist.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daQ die Fototransistorsteuerung (16) derart angeordnet ist, daß der Lichtstrahl unmittelbar über die Steuerkante (6) des Steuerkopfes (5) verläuft.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fototransistorsteuerung (16) aus einer Reflektionslichtschranke (18) besteht und zur Ausschaltverzögerung ein Zeitglied aufweist, wobei das Zeitglied aus einer an sich bekannten RC-Kombination besteht.

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4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nachgeschaltet zum Fotoempfänger ein Schwellwertschalter (17) angeordnet ist.

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