DE3504789A1

DE3504789A1 - Elektromagnetisch betaetigte kolbenpumpe

Info

Publication number: DE3504789A1
Application number: DE19853504789
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Beck; Wolfgang 8031 Eichenau Bäuml; Bernhard 8000 München Matschull; Siegfried 8000 München Pigsa; Peter Dr. Waas
Original assignee: Webasto Werk W Baier GmbH and Co
Current assignee: Webasto Werk W Baier GmbH and Co
Priority date: 1985-02-13
Filing date: 1985-02-13
Publication date: 1986-08-14
Also published as: SE8506128D0; SE8506128L; SU1521285A3; SE465785B; JPS61205381A; JPH0567793B2; US4743179A; DE3504789C2; SU1683500A3

Description

Elektromagnetisch betätigte Kolbenpumpe Be sehreibung

Die Erfindung befaßt sich mit einer elektromagnetisch betätigten Kolbenpumpe, die insbesondere zur dosierten Förderung von Brennstoff zu Brenneinrichtungen, wie zu Brennern eines brennstoffbetriebenen Heizgeräts, dient.

Aus DE-OS 23 15 842 ist eine durch einen Elektromagneten betätigte Brennstoffkolbenpumpe, insbesondere für Brennstoff euerungen bekannt. Eine ähnliche Auslegung ist auch in der DE-PS 2 366 301 beschrieben. Bei dieser Auslegung der Kolbenpumpe sind der Einlaß und der Auslaß axial gegenüberliegend angeordnet. Die Kolbenpumpe wird gemäß der Taktfrequenz der einer Magnetspulenanordnung zugeführten Spannung betätigt, wobei diese den Förderhub des Kolbens bewirkt. Eine Rückholfeder holt den Kolben wieder in gegenläufiger Bewegungsrichtung zurück. Beim Förderhub schiebt der Kolben den Brennstoff über ein sich selbsttätig öffnendes Druckventil im Auslaß aus und gleichzeitig Öffnet sich am Einlaß ein Ventil, so daß das Fördermedium, wie der Brennstoff, in die Kolbenpumpe einströmt und in axialer

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Richtung längs der Außenseite des Kolbens entlangströmt. Am Ende des Förderhubs kehrt der Kolben seine Bewegungsrichtung um und das Fördermedium wird während eines Arbeitshubs in der Kolbenpumpe zu einem Zylinderraum umgefördert, in den das Fördermedium kurz vor dem Ende der gegenläufigen Kolbenbewegung aus einem zwischen dem Anker und der Magnetspulenanordnung gebildeten Ankerraum eintritt. Ära Ende der gegenläufigen Kolbenbewegung wird dann beim Arbeitshub das Ventil am Einlaß geschlossen.

Bei dieser Kolbenpumpe, die in Oberbegriff des Anspruchs umrissen ist, kann sich in der Ruhestellung des Kolbens, wenn die Kolbenpumpe beispielsweise abgeschaltet ist, in Abhängigkeit vom Vordruck das Ventil am Einlaß öffnen, das Fördermedium tritt in die Kolbenpumpe ein und es ist kein Nullabschluß mehr vorhanden. Ferner hängt die Verschlußkraft des Ventils für den Nullabschluß an der Einlaßseite nur von der von der Rückholfeder erzeugten Federkraft ab,.

die bei entsprechendem Vordruck überwunden werden kann. Ferner ist insbesondere bei Benzin als Fördermedium in einer solchen Kolbenpumpe eine erhebliche Ausgasung zu beobachten, die insbesondere bei einer solchen Kolbenpumpe verstärkt dadurch auftritt, daß das Fördermedium über sich im Durchtrittsquerschnitt verengende Räume in der Kolbenpumpe umgefördert wird und das Fördermedium erst am Ende von zurFörderhubbewegung gegenläufigen Arbeitshubbewegung des Kolbens bei der Umförderung in den Zylinderraum eintritt.

Daher wird bei diesem Arbeitshub im Einlaßbereich zur Ansaugung ein Unterdruck erzeugt, der die Ausgasung des Brennstoffs und daher die Dampfblasenbildung begünstigt. Wenn solche Dampf· blasen in der Kolbenpumpe erzeugt werden, führt dies zu einem ungleichförmigen Förderstrom am Auslaß der Kolbenpumpe, der zu Betriebsstörungen bei den Brennereinrichtungen führen kann.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, unter Überwindung der vorstehend geschilderten Schwierigkeiten und Probleme eine elektromagnetisch betätigte Kolbenpumpe der gattungsgemässen Art derart weiterzuentwickeln, daß von der Kolbenpumpe das Fördermedium in einem gleichförmigen Förderstrom weitgehend blasenfrei abgegeben wird und ein zuverlässiger Nullabschluß gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß ist daher die Auslegung der elektromagnetisch betätigten Kolbenpumpe derart getroffen, daß im Einlaß der Kolbenpumpe ein zu einem Saugraum führendes Saugventil angeordnet ist, das durch die sich am Saugventil aufbauende Druckdifferenz geöffnet wird. Ferner führt der Kolben durch die Erregung der Magnetspulenanordnung einen Arbeitshub zur Umförderung des Fördermediums vom einlaßseitigen Saugraum über ein Überströmventil aus, so daß das Fördermedium zum Ankerraum umgefördert wird. Bei der gegenläufigen Bewegung des Kolbens zur Ausführung des Förderhubs wird das Förderme-

dium aus dem Ankerraum bei gesperrtem Überströmventil zum Auslaß ausgeschoben. Unmittelbar zu Beginn dieser gegenläufigen Bewegung des Kolbens öffnet sich das Saugventil und der Saugraum füllt sich wieder mit Fördermedium.

Da sich ferner der Saugraum unmittelbar zu Beginn der gegenläufigen Bewegung des Kolbens zur Ausführung des Förderhubs über das Saugventil wieder mit Fördermedium füllen kann, wird das Fördermedium unter möglichst geringem Unterdruck in den Saugraum eingeleitet, um eine Blasenbildung des Fördermediums zu verhindern. Ferner

ist die erfindungsgemäße Auslegung derart getroffen, daß der Nullabschluß im Bereich des Auslasses der Kolbenpumpe verwirklicht ist, um sicherzustellen, daß gerade in dieser Grund- oder Ruhestellung der Kolbenpumpe kein Fördermedium ausgegeben wird, um die Betriebssicherheit eines mit dieser Kolbenpumpe zu versorgenden Brenners zu gewährleisten.

Selbst wenn bei der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe Fördermedium möglicherweise über den Einlaß eintritt, so wird der Nullabschluß am Auslaß nicht aufgehoben, sondern das den Nullabschluß erzeugende Ventil wird durch das möglicherweise eintretende Fördermedium über den Kolben und den Anker in Schließrichtung beaufschlagt, so daß es noch dichter geschlossen wird. Ferner ergibt sich hierbei der Vorteil, daß der Nullabschluß bei Überdruck des Fördermediums durch das Fördermedium selbst verstärkt wird, um den dichten Abschluß am Auslaß in der Ruhestellung zu gewährleisten. Da der Ankerraum und der Saugraum durch das Überströmventil getrennt ist, kann sich das durch den Saugraum in dosierter Weise bestimmte Volumen des Fördermediums selbst dann nicht mehr ändern, wenn beim ümfordern oder durch die Erwärmung des Ankerraums sich eventuell Dampfblasen bilden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Die bevorzugten Anordnungen des Saugventils in Bezug zum Kolben und insbesondere dessen Arbeitshubgrenzstellung ermöglichen eine konstruktiv äußerst zweckmäßige Unterbringung derselben in dem vorgegebenen vorhandenen Einbauraum, so daß sie auch betriebszuverlässig langfristig ihre Funktion erfüllen.

Um die Vordruckabhängigkeit der Kolbenpumpe weitgehend zu reduzieren, ist der Ausgang des Saugventils vorzugsweise am zur Umförderung dienenden Arbeitshubende durch den Kolben selbst überdeckt, so daß dieser Ausgang ohne zusätzliche Maßnahmen lediglich durch die Stellung des Kolbens abgesperrt ist. Um zusätzliche Maßnahmen zur Zwangsöffnung des Überströmventils im Bereich der Arbextshubgrenzstellung des Kolbens zu vermeiden, wird der Totraum im Bereich des Saugventils dadurch verringert, daß das Saugventil als Tellerventil ausgebildet ist und der Ventilsitz am Einmündungsberexch in dem Saugraum angeordnet ist. Ein solches Tellerventil ist dann durch eine Feder in seine Schließstellung vorbelastet.

Zur Geräuschdämpfung sind vorzugsweise elastische Anschläge für die Grenzstellung des Kolbens vorgesehen.

Als bevorzugte Ausführungsformen für ein federbelastetes Überströmventil kommt ein Kugelventil, ein Kegelsitzventil und insbesondere ein Nadelventil in Betracht, das den Vorteil

mit sich bringt, daß auch der Totraum im Bereich des Überströmventils möglichst klein gehalten werden kann.

Gemäß einer Ausführungsvariante ist auch das Überströmventil im zylindrischen Gehäuse angeordnet, so daß sich der Kolben einfach herstellen läßt, da er in Form eines massiven Bauteils hergestellt werden kann. Auch vereinfachen sich hierdurch die Herstellung und die Befestigung des Ankers. Ferner sind bei einer solchen Anordnung das Überströmventil und das Saugventil an von außen leicht zugänglichen Stellen der Kolbenpumpe angeordnet, so daß sie im Bedarfsfall schnell und leicht ausgewechselt oder repariert werden können. Auch läßt sich dann ein Durchgangskanal auf einfache Weise im Gehäuse der Kolbenpumpe vorsehen, der eine Verbindung zwischen dem Auslaß des Überströmventils und dem Ankerraum zur Umförderung herstellt. Zweckmäßigerweise wird dieser Durchgangskanal von wenigstens einer Durchgangsbohrung im zylindrischen Gehäuse gebildet, die parallel zur Kolbenachse verläuft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ist das Saugventil in axialer Verlängerung des Kolbens angeordnet und das Überströmventil ist senkrecht zu diesem seitlich im Gehäuse vorgesehen. Der Einlaß zum Überströmventil mündet dann seitlich in den Saugraum. Am Ende der Arbeitshubbewegung des Kolbens in Richtung seiner Grenzstellung deckt der Kolben zunehmend den zum Überströmventil führenden

Einlaß ab, so daß sich der öffnungsguerschnitt des Einlasses verringert und die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens verlangsamt werden kann, um eine geringere Aufschlaggeschwindigkeit des Kolbens am Anschlag zu erzielen. Gleichzeitig ermöglicht eine solche Auslegung auch, daß der Ventilteller des Saugventils als Hubbegrenzung ausgebildet werden kann, so daß im Ventilteller zwei Funktionen vereinigt sund und ein geringer Totraum vorhanden ist.

Wenn gemäß einer alternativen Ausführungsform das Überströmventil in axialer Verlängerung des Kolbens und das Saugventil senkrecht hierzu, d.h. zur Seite weisend, im Gehäuse angeordnet sind, läßt sich im Bedarfsfall bei konstruktiv unvermeidbarem Totvolumen eine Zwangsöffnung des Überströmventils am Arbeitshubende des Kolbens leicht dadurch verwirklichen, daß die Ventilnase in Richtung des Saugraums verlängert wird und in denselben ragt, so daß der Kolben vor Erreichen seiner Arbeitshubgrenzstellung das Überströmventil durch Beaufschlagen der verlängerten Ventilnase öffnet. Wenn das Überströmventil seitlich im Gehäuse angeordnet ist, kann der Durchgangskanal zum Ankerraum auf konstruktiv einfache Weise auch dadurch gebildet werden, daß ein Ringspalt zur Bildung eines Ringraums zwischen zwei Gehäuseteilen freigelassen wird, wobei das Saugventil in einem Gehäuseteil und das Überströmventil in einem dazu komplementär ausgebildeten zweiten Gehäuseteil vorgesehen ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante nach der Erfindung wird die Auslegung derart getroffen, daß wenigstens ein Teil des Kolbens, und zwar vorzugsweise das dem Saugventil zugewandte einlaßseitige Ende des Kolbens einen Hohlraum enthält, der zur Umförderung des Fördermediums vom Saugraum zum Ankerraum dient und das Überströmventil enthält. Bei einer solchen Auslegung kann ein kurzes Ventilelement mit geringer Eigenträgheit zur Verringerung des Öffnungsdrucks verwendet werden und gleichzeitig erhält man eine konstruktiv einfache Auslegung des Gehäuses, da bei einer solchen Auslegungsform die umförderung des Fördermediums zum Ankerraum über den Hohlraum erfolgt, so daß keine Durchgangskanäle oder Verbindungen von Saugraum und Ankerraum vorgesehen sein müssen, die durch das Gehäuse geführt sind. Ferner muß auch das Gehäuse bei dieser Ausführungsform nicht das Überströmventil aufnehmen. Um den Totraum bei einer solchen Ausführungsform möglichst klein zu halten, der sonst Schwierigkeiten bei der Gasförderung mit sich bringen kann, wird hierbei das Überströmventil als Nadelventil ausgebildet, wobei der Ventilsitz im Bereich der Stirnfläche des einlaßseitigen Endes des Kolbens angeordnet ist. Wenn eine solche Auslegung insbesondere mit einem in Form eines Tellerventils ausgebildeten Saugventil gewählt wird, sind die erhaltenen Toträume im Hinblick auf die Funktionsfähigkeit der Pumpe hinsichtlich der Gasförderung vernachlässigbar, so daß man keine zusätzlichen Maßnahmen ergreifen muß, die eine Zwangsöffnung des Überströmventils unmittelbar am Ende des Arbeitshubs

der Kolbenpumpe sicherstellen. Da bei einer solchen Ausführungsform das Fördermedium durch den Hohlraum des Kolbens bei der Umförderung geleitet wird, läßt sich die Ausgasung des Fördermediums während der Umförderung verhindern oder weitgehend minimal halten. Eine besonders konstruktiv einfache Ausführungsform eines Kolbens mit einem Hohlraum erhält man dann, wenn man den dem Auslaß zugewandten Teil des Kolbens massiv ausbildet und mit einer stufenförmigen Absetzung versieht, auf den dann zur Bildung des Hohlraums eine Hülse gesetzt und an dem massigen Teilkolben befestigt wird. Eine solche Auslegung bietet auch den Vorteil, daß die Ventilnadel des Nadelventils in die Schließstellung beaufschlagende Feder zwischen dem Nadelelement und dem durchmesserkleineren Abschnitt des Massivkolbens angebracht werden kann, indem sie lediglich beim Zusammenbau von Hülse und Massivkolbenteil zwischengelegt wird. Ferner können die zum Ankerraum führenden Kanäle als Bohrungen in der Hülse ausgebildet werden.

Eine alternative Ausführungsvariante einer Kolbenpumpe nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Kolben insgesamt als Hohlkolben ausgebildet ist. Bei einer solchen Auslegung wird zweckmäßigerweise das Überströmventil im vom Hohlkolben gebildeten Innenraum in der Nähe des auslaßseitigen Kolbenendes angeordnet. Bei einer solchen Auslegung kann dann im Anker, der fest mit dem Hohlkolben verbunden ist, ein oder es können mehrere Verbindungskanäle vorgesehen sein, die bei der Umförderung eine Verbin-

dung zum Ankerraum herstellen. Bei einer solchen Auslegung erhält man jedoch, bedingt durch den Hohlkolben und dessen Innraum, einen relativ großen Totraum, so daß zur Überwindung der Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der Gasförderung eine Zwangsöffnung des Überströmventils am Arbeitshubende des Hohlkolbens erforderlich ist. Um dies zu erreichen, wird ein das Überströmventil beaufschlagendes Betätigungselement im Hohlraum des Hohlkolbens derart angeordnet, daß es das Überströmventil am Arbeitsende des Hohlkolbens dadurch öffnet, daß das Betätigungselement gegen die dem Einlaß der Kolbenpumpe zugewandte Stirnseite anstößt und das Ventilelement des Überströmventils in seine Öffnungsstellung zwangsläufig bringt. Zur Unterdrückung der Vordruckabhängigkeit einer solchen Kolbenpumpe wird bei einer koaxialen Anordnung von Einlaß und Auslaß bei der Kolbenpumpe der Ausgang des Saugventils am Arbeitshubende des Hohlkolbens durch den Hohlkolben selbst überdeckt, so daß während der Zwangs-Ventilöffnung des Überströmventils, bewirkt durch das Betätigungselement, der Einlaß, der in den Saugraum mündet, zuverlässig abgesperrt ist.

Zweckmäßigerweise wird das Betätigungselement insbesondere an seinem dem Einlaßventil zugewandten Ende derart ausgebildet, daß es eine Dichtkante zur Absperrung des Ausgangs am Arbeitshubende bildet und hierbei erfüllt das Betätigungselement gleichzeitig noch die Funktion eines Ventilelements für die Absperrung des Ausgangs des Saugventils während der Zwangs-

Ventilöffnung des Überströmventils, um Vordruckunabhängigkeit zu gewährleisten. Diese an dem dem Ausgang des Saugventils zugewandten Ende des Betätigungselements vorgesehene Dichtkante wird während der Ventilzwangsöffnung gegen den Ausgang des Saugventils gedrückt.

Gemäß einer Weiterbildung wird der Ventilsitz des Überströmventils am auslaßseitigen Ende des Hohlkolbens direkt ausgebildet und das· Ventilelement ist am Betätigungselement vorgesehen. Hierdurch vereinfachen sich der Aufbau und die Auslegung des Überströmventils mit einer Zwangsöffnungseinrichtung, da das Betätigungselement gleichzeitig als Ventilelement an seinem vom Einlaß abgewandten Ende ausgebildet ist und dient.

Um auf einfache Weise eine Hubabstimmung für den Kolben der Kolbenpumpe zu erreichen, kann für alle Äusführungsvarianten der.Kolbenpumpe im Bereich des Auslasses eine solche Auslegung vorgesehen sein, daß ein axial verstellbarer Auslaßstutzen vorhanden ist, der sich beispielsweise mittels einer überwurfmutter an einer jeweils vorbestimmten axialen Stellung festlegen läßt.

Schließlich lassen sich auch noch Maßnahmen vorsehen, um möglicherweise im Zusammenhang mit der Quellung der elastischen Anschläge für die Grenzstellungen des Kolbens auftreten-

den Volumenänderungen des umzufördernden und möglichst gleichbleibend zu fördernden Fördervolumens zu verhindern. Hierzu wird zweckmäßigerweise ein Bypaß-Kanal vorgesehen, der axial in einem Abstand vom Einlaß bzw. vom Ausgang des Saugventils am Einlaß in den Saugraum endet und andererseits mit der Einlaßleitung stromab des Saugventils verbunden ist. Hierbei ist das zum Ankerraum umzufördernde Volumen des Fördermediums nicht durch die Grenzstellung des Kolbens bestimmt, sondern das in der Kolbenpumpe umgeförderte Volumen ist durch den axialen Abstand der Mündung des Bypaß-Kanals in den Saugraum vom Einlaß vorbestimmt, so daß man unabhängig von der Quellung des elastischen Anschlags am Arbeitshubende ein vorbestimmtes Volumen in der Kolbenpumpe umfördern kann. Hierdurch lassen sich insbesondere Fördervolumenänderungen ausschalten, die beispielsweise ihre Ursache in Temperaturänderungen der Kolbenpumpe und/oder in Quellerscheinungen der elastischen Anschläge für die GrenzStellungen des Kolbens der Kolbenpumpe haben, über den ßypaß-Kanal wird zu Beginn des Umfördervorganges bis zum überfahren der Mündungsöffnung des Bypaß-Kanals im Saugraum das Fördermedium wieder stromab zur Einlaßleitung zurückgeführt, so daß das umzufördernde Fördervolumen dem Volumen entspricht, das zwischen der Mündungsöffnung des Bypaß-Kanals im Saugraum und der in Verlängerung des Kolbens liegenden Stirnwand des Saugraums eingeschlossen ist. Durch die Wahl des axialen Abstands der Mündungsöffnung des Bypaß-Kanals in den Saugraum von der Stirnseite des Saugraums läßt sich das ümfördervolumen und somit auch die von der KoI-

benpumpe gelieferte Fördermenge entsprechend variieren und einstellen.

Wenn auch das Überströmventil in den Saugraum mündet, ist das Fördervolumen weitgehend unabhängig von Quellerscheinungen der beiden elastischen Anschläge, so daß das Umfördervolumen und die jeweilige Fördermenge durch jenes Volumen bestimmt ist, das im Saugraum zwischen der Mündungsöffnung des Bypaß-Kanals und der Mündungsöffnung des Überströmventils begrenzt ist. Das Fördervolumen im Saugraum wird durch Steuerkanten und nicht durch die Grenzstellungen des Kolbens bestimmt.

Wenn keine Umförderung erwünscht ist, kann anstelle des Überströmventils ein Auslaßventil, wie ein Druckventil, angeordnet werden. Hierbei ergeben sich dieselben vorstehend erwähnten Vorteile in entsprechender Anwendung auf die über das Auslaßventil auszugebende Fördermenge.

Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Axialschnittansicht einer erfindungsgemässen Ausführungsform einer elektromagnetisch betätigten Kolbenpumpe,

Fig. 2 eine Ausschnittsansicht im Axialschnitt einer Ausführungsvariante der elektromagnetischen Kolbenpumpe nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Ausschnittsansicht in Axialschnittansicht einer weiteren Ausführungsvariante einer elektromagnetischen Kolbenpumpe,

Fig. 4 eine Axialschnittansicht einer alternativen Ausführungsform einer elektromagnetisch betätigten Kolbenpumpe nach der Erfindung,

Fig. 5 eine Axialschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der elektromagnetischen Kolbenpumpe nach der Erfindung mit einem Hohlkolben/

Fig. 6 eine Teilausschnittsansicht von Weiterbildungen des Überströmventils und des Saugventils bei einer solchen Kolbenpumpe mit einem Hohlkolben,

Fig. 7 eine Axialschnittansicht einer Ausführungsvariante einer elektromagnetisch betätigten Kolbenpumpe ,

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform einer elektromagnetisch betätigten Kolbenpumpe nach der Erfindung im Axialschnitt, und

Fig. 9 eine alternative Ausführungsform einer elektromagnetisch betätigten Kolbenpumpe nach der Erfindung als schematische Axialschnittansicht.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer elektromagnetisch betätigten Kolbenpumpe gezeigt, die insbesondere zur dosierten Förderung von Brennstoff zu Brennereinrichtungen, beispielsweise eines Heizgeräts, dient. Die Kolbenpumpe ist insgesamt mit 1 bezeichnet. In einem Gehäuse 2 ist ein Einlaß 3 sowie ein Auslaß 4 vorgesehen, die bei der dargestellten Ausführungsform in Achsrichtung einander gegenüberliegen. Im Gehäuse 2 ist eine Magnetspulenanordnung 5 für einen Elektromagneten untergebracht, die mit einem Anker 6 zusammenarbeitet, der an einem Kolben 7 befefestigt ist.Fürdie Rückführung des Kolbens 7 in seine in Fig.1 dargestellte Ausgangsstellung ist eine Rückholfeder 8 vorgesehen, die bei der Entregung der Magnetspulenanordnung 5 nach Ausführung des Arbeitshubes des Kolbens 7 denselben so zurückführt, daß er gegen einen elastischen Anschlag 9 am Auslaß 4 der Kolbenpumpe anliegt. In der in Fig. 1 gezeigten Grundstellung des Kolbens 7 wird im Bereich des Einlasses 3 der Kolbenpumpe 1 ein Saugraum gebildet, der von der einlaßseitigen Stirnfläche des Kolbens 7 einerseits und einem elastischen Anschlag 11 an der dem einlaßseitigen Kolbenende 12 gegenüberliegenden Fläche des Gehäuses 2 begrenzt wird. Zwischen der Magnetspulenanordnung 5 , dem Anker 6, dem Gehäuse 2 und dem Kolben 7 wird ein Ankerraum begrenzt.

Im Einlaß 3 ist ein Saugventil 14 angeordnet, und zwar koaxial zur Achse des Kolbens 7. Dieses Saugventil ist als Tellerventil 15 ausgebildet und mittels einer Feder 16 in seine

Schließstellung vorbelastet, die in Pig. 1 gezeigt ist. Ein Ventilsitz 17 des Tellerventils 15 ist am Einmündungsbereich 18 des Einlasses 3 in den Saugraum 10 ausgebildet. Der Ventilteller 19 des Tellerventils 15 ragt in den Saugraum 10 und ist vom elastischen Anschlag 11 im Einlaß 3 umgeben.

Im Gehäuse 2 ist ferner ein Überströmventil 20 vorgesehen, dessen Einlaß 21 in den Saugraum 10 senkrecht zum Einlaß 3 der Kolbenpumpe 1 mündet. Der Auslaß 22 des Überströmventils 20 ist über einen Durchgangskanal 23 mit dem Ankerraum 13 verbunden. Dieser Durchgangskanal 23 wird bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform von wenigstens einer Bohrung 24 gebildet, die achsparallel zur Achse des Kolbens 7 im Gehäuse 2 vorgesehen ist. Das Überströmventil 20 ist als Kegelsitzventil ausgebildet. Selbstverständlich kann für die Ausbildung des Überströmventils 20 auch irgendeine andere geeignete Ventilbauart gegebenenfalls verwendet werden. Am Einlaß vom Saugventil 14 ist eine Einlaßleitung 26 angeschlossen, über die als Fördermedium beispielsweise flüssiger Brennstoff zugeführt wird. Der Kolben 7 ist.in einer Buchse 30 beispielsweise aus 2'Iessing o.dgl. geführt..

Die in Fig. 1 gezeigte elektromagnetisch betätigte Kolbenpumpe 1 arbeitet auf die nachstehend beschriebene Weise. Wenn ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten Grundstellung des Kolbens 7 die Magnetspulenanordnung 5 erregt wird, wird

durch die elektromagnetische Wechselwirkung von Anker 6 und Magnetspulenanordnung 5 der Kolben 7 in der Zeichnung nach rechts bewegt. Bereits zuvor ist der Saugraum 10 mit Fördermedium dadurch gefüllt worden,

daß sich am Saugventil 14 am Einlaß 3 eine Druckdifferenz aufgebaut hat. Bei der nach rechts gerichteten Bewegung des Kolbens 7 wird daher bei geschlossenem Saugventil 14 das Fördermedium, wie der Brennstoff, aus dem Saugraum 10 über das nunmehr geöffnete Überströmventil 20 und den Durchgangskanal zum Ankerraum 13 umgefördert. Das einlaßseitige Kolbenende überfährt bei dieser Bewegung des Kolbens 7 allmählich den Auslaß 22 des Überströmventils 20, der in den Saugraum 10 mündet, so daß sich die Durchtrittsguerschnittsflache am Einlaß 21 des Überströmventils 20 allmählich verringert, wodurch die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 7 verringert wird. Die Grenzstellung des Kolbens 7 bei diesem zur ümförderung des Brennstoffs dienenden Arbeitshub ist dann erreicht, wenn sich das einlaßseitige Kolbenende 12 unter Zwischenlage eines Flüssigkeitspolsters gegen den elastischen Anschlag 11 anlegt. Zu diesem Zeitpunkt ist dann das gesamte Flüssigkeitsvolumen vom Saugraum 10 zum Ankerraum 13 über das Überströmventil 20 und den Durchgangskanal 23 umgefördert worden.

Beaufschlagt durch die Rückholfeder 8 wird dann der Kolben wieder in Gegenrichtung, d.h. in Fig. 1 nach links, bewegt, so daß bei diesem Förderhub des Kolbens 7 der Brennstoff im Ankerraum 13 zum Auslaß 4 der Kolbenpumpe 1 gefördert wird.

Unmittelbar zu Beginn der Umkehrbewegung des Kolbens 7 wird das Saugventil 14 durch die aufgebaute Druckdifferenz zwischen Saugraum 10 und Einlaßleitung 26 wieder geöffnet und Brennstoff strömt somit gleich zu Beginn des Förderhubs des Kolbens 7 in den Saugraum 10 ohne die Erzeugung eines nennenswerten Unterdruckes ein. Am Ende des Förderhubs nimmt der Kolben 7 wieder die in Fig. 1 gezeigte Grundstellung ein, in der der Auslaß 4 durch das auslaßseitige Kolbenende 12a des Kolbens 7 abgesperrt wird» das gegen den elastischen Anschlag 9 anliegt. Diese elastischen Anschläge 9, 11 an den GrenzStellungen des Kolbens 7 dienen zur Geräuschdämpfung, indem an diesen Grenzstellungen und Berührungsflächen von Metall und Metall vermieden werden. Somit arbeitet die Kolbenpumpe 1 äußerst geräuscharm.

Da bei der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe 1 der Saugraum 10 bereits zu Beginn der Umkehrbewegung des Kolbens 7 wiederum mit Brennstoff gefüllt wird, ohne daß ein nennenswerter Unterdruck im Saugraum 10 aufgebaut wird, wird eine Blasenbildung durch Ausgasen des Kraftstoffs als Fördermedium vermieden. Da das Überströmventil 20 und das Saugventil 14 nur vernachlässigbare Toträume bilden, kann man von einer Zwangsöffnung des Überströmventils 20 am Arbeitshubende des Kolbens absehen.

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Bei dieser erfindungsgeraaßen Kolbenpumpe 1 wird der Nullabschluß im Bereich des Auslasses 4 der Kolbenpumpe 1 gebildet, wenn der Kolben 7 durch die Rückholfeder 8 in diese Grundstellung zurückgeführt ist. Wenn die Kolbenpumpe 1 nun beispielsweise abgeschaltet.ist und Brennstoff dennoch durch öffnung des Saugventils 14 durch den Vordruck des über die Einlaßleitung 26 zugeführten Brennstoffs in den Saugraum 10 eintritt, so beaufschlagt dieser Brennstoff im Saugraum 10 die einlaßseitige Kolbenendfläche 12 und der Kolben 7 wird hierdurch noch stärker als durch die Rückholfeder 8 gegen den elastischen Anschlag 9 am Auslaß 4 gedrückt, so daß der Nullabschluß am Auslaß 4 der Kolbenpumpe 1 noch verstärkt wird, indem der Brennstoff im Saugraum 10 die Wirkkraft der Rückholfeder 8 noch verstärkt. Hierdurch wird zuverlässig gewährleistet, daß die Kolbenpumpe auch im ausgeschalteten Zustand keinen Brennstoff über den Auslaß 4 abgibt, der beispielsweise zu einem nicht näher gezeigten brennstoffbetriebenen Heizgerät führt. Dies ist aus sicherheitstechnischen Erwägungen notwendig.

Da sowohl beim Füllen des Saugraums 10 als auch bei der Umförderung des Brennstoffs vom Saugraum 10 zum Ankerraum 13 eine Ausgasung des Brennstoffs verhindert wird, erhält man beim Förderhub des Kolbens 7 am Auslaß 4 einen kontinuierlich

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und nahezu gasblasenfreien Flüssigkeitsstrom mit einem vorbestimmten Volumen. Hierdurch wird eine gleichmäßige Versorgung des nachgeschalteten Verbrauchers, wie eines Heizgerätes, beispielsweise mit Brennstoff gewährleistet.

In Fig. 2 ist der Bereich um das Saugventil 14 und das Überströmventil 20 als Ausschnitt näher gezeigt. Gleiche oder ähnliche Teile wie in Fig. 1 sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Bei dieser Ausführungsform ist das Saugventil 14 in einer Führungsbuchse 30 angeordnet, die zur Führung des Kolbens 7 dient. In dieser Führungsbuchse 30 ist auch der Auslaß 22 des Überströmventils 20 ausgebildet und ferner begrenzt die Führungsbuchse 30 auch den Saugraum 10. Diese Führungsbuchse 30 wird vom Gehäuse 2 derart umgeben, daß ein Ringspalt 31 zwischen der Außenseite der Führungsbuchse 30 und der Innenseite des Gehäuses 2 gebildet wird. Dieser Ringspalt 31 bildet bei dieser Ausführungsform den Durchgangskanal 23, der eine Verbindung zwischen dem Auslaß 22 des Überströmventils 20 und dem Ankerraum 13 herstellt. Das Saugventil 14 und das Überströmventil 20 sind bei der Kolbenpumpe nach Fig. 1 und 2 von der Außenseite des Gehäuses 2 her gesehen leicht zugänglich und können daher im Störungsfalle schnell und einfach ausgewechselt und/oder repariert werden. Durch entsprechende Ausbildung der Stirnfläche des Ventiltellers 19 des Saugventils 14 kann dieses auch gleichzeitig als eine Hubbegrenzungseinrichtung für die Arbeitshubbewegung des Kolbens 7 dienen.

Bei dieser in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform kann daher im Vergleich zu Fig. 1 eine Bohrung 24 zur Bildung des Durchgangskanals 23 entfallen, so daß man eine fertigungstechnisch sehr einfache Ausführungsmöglichkeit eines Durchgangskanals 23 erhält/ der vom Ringspalt 31 gebildet wird.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausbildung der Kolbenpumpe 1 und der dort gezeigten Ausschnittsansicht ist das Überströmventil 20 in Verlängerung der Achse des Kolbens 7 im Gehäuse 2 angeordnet.'Das Saugventil 14 ist senkrecht hierzu im Gehäuse 2 seitlich angeordnet. Gleiche oder ähnliche Bauteile wie in Fig. 1 sind in Fig. 3 mit denselben Bezugszeichen versehen. Falls bei dieser Ausführungsvariante aufgrund von Toträumen in der Kolbenpumpe 1 eine Zwangsöffnung des Überströmventils 20 am Ende des Arbeitshubs des Kolbens 7 erforderlich wird, kann diese einfach dadurch erreicht werden, daß die Ventilnase 27 geringfügig über den elastischen Anschlag 11 in den Saugraum 10 ragt, und durch das einlaßseitige Kolbenende 12 des Kolbens 7 während seiner zur Umförderung dienenden Arbeitshubbewegung im Öffnungssinne des Überströmventils 20 beaufschlagt wird. Auch wird bei dieser Ausführungsform sichergestellt, daß in der rechten Grenzstellung des Kolbens 7 am Ende des Arbeitshubs das Saugventil 14 an seinem Einmündungsbereich 18 zwangsläufig dadurch abgesperrt ist, daß der Kolben 7 mit seiner Außenfläche diesen Einmündungsbereich 18 abdeckt .

In Fig. 4 ist in einer axialen Schnittansicht eine insgesamt mit 1a bezeichnete Kolbenpumpe gezeigt. Gleiche oder ähnliche Teile wie bei den vorangehenden Ausführungsformen sind bei dieser Kolbenpumpe 1a mit denselben Bezugszeichen versehen. In Abweichung von den vorangehenden Ausführungsformen wird der Kolben 7 von einem massiven Kolbenteil 34 und einer Hülse 35 gebildet, so daß das einlaßseitige Kolbenende 12 des Kolbens 7 durch die Hülse 35 in Form eines Hohlkolbenteils ausgebildet ist. Zur Verringerung der Toträume und der Trägheitsmasse/ die beim Arbeiten der Kolbenpumpe 1a beschleunigt werden muß, ist dort das Überströmventil 20 als kurzes Nadelventil 36 ausgebildet und in einem Innenraum 37 der Hülse 35 und zwar am einlaßseitigen Kolbenende 12 angeordnet. Die Hülse 35 ist auf einem durchmesserkleineren Abschnitt 38 des massiven Kolbenteils 34 befestigt und zwischen der Stirnfläche dieses durchmesserkleineren Abschnitts 38 und einer Ventilnadel 39 des Nadelventils 36 ist eine Feder 40 angeordnet, die die Ventilnadel 39 im Schließsinne des Nadelventils 36 beaufschlagt. Ferner sind in der Hülse 35 radial verlaufende Kanäle 41 vorgesehen, die den Innenraum 37 in der Hülse 35 mit dem Ankerraum 13 verbinden.

Bei der Arbeitshubbewegung des Kolbens 7 wird das Fördermedium aus dem Saugraum 10 über den Innenraum 37 bei geöffnetem Nadelventil 36 als Überströmventil 20 entgegen der Bewegung des Kolbens 7 und über die radial verlaufenden Kanäle 41 zum Ankerraum 13 umgefördert. Während des Förderhubs

des Kolbens 7 wird, wie bei den vorangehenden Ausführungsformenjdas Fördermedium aus dem Ankerraum 13 über den Auslaß 4 der Kolbenpumpe 1a ausgeschoben, wobei unmittelbar zu Beginn der gegenläufigen Bewegung des Kolbens 7 der Saugraum 10 über das Saugventil 14 wiederum mit Fördermedium kontinuierlich während des Förderhubs des Kolbens 7 gefüllt wird. Da das Nadelventil 36 in der Nähe des einlaßseitigen Kolbenendes 12 vorgesehen ist, ist auch der Totraum des Überströmventils 20 minimalisiert.

Rechts unten ist in Fig. 4 die Ventilnadel 39 des Nadelventils 36 in einer Draufsicht gezeigt. Die Ventilnadel 39 hat nach dieser Darstellung eine solche Ausgestaltung, daß sie in der in Fig. 4 gezeigten Schließstellung des Nadelventils 36 wirksam den Einlaß 21 absperrt, daß sie aber gleich zu Beginn der Öffnungsbewegung des Nadelventils 36 über die ausgerundeten Umfangsabschnitte einen Durchgang für das Fördermedium aus dem Saugraum 10 zum Innenraum 37 der Hülse 35 freigibt. Somit wird gewährleistet, daß gleich zu Beginn des Arbeitshubs des Kolbens 7 ein Durchtrittsquerschnitt am Nadelventil 36 zur Umförderung des Fördermediums aus dem Saugraum 10 zum Ankerraum 13 vorhanden ist, so daß das Fördermedium in den Innenraum 37 einströmen kann.

Im Bereich der linken Hälfte von Fig. 4 ist in Weiterbildung der Erfindung noch eine insgesamt mit 44 bezeichnete Hubabstimmungseinrichtung gezeigt, die selbstverständlich auch bei

den vorangehenden Ausführungsformen der Kolbenpumpe 1 als auch bei den nachfolgenden verwirklicht sein kann.

Der Auslaß 4 wird hierbei von einem Auslaßstutzen 45 gebildet, der in das Gehäuse 2 mittels eines Gewindes eingeschraubt ist. Mit Hilfe einer überwurfmutter 46 kann die axiale Einschublänge des Auslaßstutzens 45 verändert werden, wodurch auch die linke Grenzstellung des Kolbens 7 in entsprechender Weise verändert wird. Mit Hilfe dieser Hubabstimmungseinrichtung 44 läßt sich daher gleichzeitig der Hub des Kolbens 7 der Kolbenpumpe 1a auf sehr einfache Weise auf die jeweils geforderten Notwendigkeiten einstellen. Hierdurch lassen sich insbesondere toleranzbedingte Maßänderungen ausgleichen.

In Fig. 5 ist im Axialschnitt eine weitere Ausführungsform einer Kolbenpumpe gezeigt, die insgesamt mit 1b bezeichnet ist. Gleiche oder ähnliche Teile wie bei den vorangehenden Ausführungsformen sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Als wesentlicher Unterschied ist bei dieser Kolbenpumpe 1b der Kolben 7 als Hohlkolben 50 ausgebildet und sein Innenraum 51 nimmt das Überströmventil 20 auf und zwar im Bereich des auslaßseitigen Endes 52 des Hohlkolbens 50. Bei dieser Ausführungsform ist aber ein relativ großer Totraum im Bereich des Innenraums 51 bis zum Überströmventil 20 in Kauf zu nehmen. Dieser Totraum kann sich mit Gas füllen, das im Gegensatz zu einer Flüssigkeit komprimierbar ist und wird dann in

4 * >*··■■

dem Innenraum 51 eingeschlossen, ohne daß es abgeleitet werden kann. Hierdurch kann es zu Betriebsstörungen (Selbstansaugfähigkeit der Kolbenpumpe kommen. Um diese Selbstansaugfähigkeit zu gewährleisten, ist bei der Kolbenpumpe 1b ein Betätigungselement 53 vorgesehen, das in Form einer Stange ausgebildet ist und den Innenraum 51 des Kolbens 50 durchsetzt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist das Betätigungselement 53 als Verlängerung eines Ventilelements 54 des Überströmventils 20 ausgebildet, das dort als Kegelsitzventil 55 ausgebildet ist. Die zugeordnete Ventilsitzfläche 56 des Kegelsitzventils 55 ist direkt am auslaßseitigen Ende 52 des Hohlkolbens 50 ausgebildet. Der Hohlkolben 50 ist hierbei am Anker 6 befestigt und der Anker selbst enthält radial verlaufende Kanäle 57, über die eine Verbindung zum Ankerraum 13 bei der Umförderung des Fördermediums vom Saugraum 10 zum Ankerraum 13 hergestellt wird. Diese Umförderung findet während der nach rechts in Fig. 5 gerichteten Bewegung des Hohlkolbens 50 statt und das Fördermedium aus dem Saugraum 10 strömt durch den Innenraum 51 über das geöffnete Überströmventil 20 und die radial verlaufenden Kanäle 57 in den Ankerraum 13. Um das Überströmventil 20 in der Nähe der rechten Grenzstellung, d.h. am Ende des Arbeitshubs des Hohlkolbens 50 zu öffnen, steht das Betätigungselement 53 um ein vorbestimmtes Maß über ein einlaßseitiges Ende 58 des Hohlkolbens 50 vor, so daß es vor Erreichen der Grenzstellung das Kegelsitzventil 55 entgegen der Wirkung einer Feder 59 öffnet, die das Kegelsitzventil 55 in seine Schließstellung vorbelastet. Somit kann gege-

benenfalls eingeschlossenes Gas durch diese Zwangsöffnung zum Ankerraum entweichen und beim Förderhub des Hohlkolbens 50 zum Auslaß 4 gefördert werden.

In Fig. 5 ist das Saugventil 14 in Form eines Kugelventils 60 ausgebildet, das ähnlich eines Rückschlagventils ausgebildet ist.

Wie ferner in Fig. 5 gezeigt ist, ist jenes Ende 61 des Betätigungselements 53, das dem Auslaß des Kugelventils 60 zugewandt ist, in Form einer Dichtkante 63 ausgebildet, die während der Zwangsöffnung, d.h. kurz vor Ende der in Fig. 5 nach rechts gerichteten Bewegung des Hohlkolbens 50, den Ausgang 62 des Kugelventils 60 zuverlässig absperrt, um einen Eintritt von Fördermedium über den Einlaß 3 zu verhindern. Die Dichtkante 63 kann hierbei von einer Vertiefung 64 im Ende 61 des Betätigungselements 53 gebildet werden.

Auch ist in Fig. 5 mit gebrochenen Linien eine Hubabstimmungseinrichtung 44' gezeigt, die am Einlaß 3 vorgesehen ist. Hierdurch wird verdeutlicht, daß die Hubabstimmungseinrichtung (wie mit 44 in Fig. 4 gezeigt) nicht nur am Auslaß 4, sondern entsprechend Fig. 5 anstelle hiervon am Einlaß 3 vorgesehen sein kann.

In Fig. 6 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Kolbenpumpe 1b nach Fig. 5 in einem Ausschnitt verdeutlicht. Zur

* B ■ * β & Φ « r

Minimalisierung des Totraums der Kolbenpumpe 1b ist hierbei das Überströmventil 20 ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 4 als Nadelventil 36 ausgebildet. Das Saugventil 14 ist ähnlich wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 als Tellerventil 15 ausgebildet. Bei einer solchen Ausführungsform ist keine Zwangsöffnung erforderlich, so daß man kein Betätigungselement 53 benötigt. Alle anderen Teile der Kolbenpumpe 1b können gleich wie in Fig. 5 gezeigt ausgebildet sein.

In Fig. 7 ist eine Ausführungsvariante der Kolbenpumpe nach Fig. 5 insgesamt mit 1c bezeichnet. Abweichend zu Fig. 5 ist hierbei das Saugventil 14 nicht in axialer Verlängerung des Hohlkolbens 50, sondern senkrecht hierzu, d.h. im Gehäuse 2 f zur Seite hinweisend, angeordnet. Ferner ist das Überstromventil 20 als Kugelventil 70 ausgebildet und enthält eine bewegbare Ventilkugel 71. Mit 72 ist in Fig. 7 ein bewegbares Betätigungselement gezeigt, das zur Zwangsöffnung des Kugelventils 70 am Arbeitsende des Hohlkolbens 50 dient und im Innenraum 51 des Hohlkolbens 50 frei beweglich angeordnet ist. Die Länge dieses Betätigungselements 72 ist hierbei derart bemessen, daß es über das einlaßseitige Ende 58 des Hohlkolbens 50 derart vorsteht, daß es bei Anlage gegen eine axiale Stirnfläche 73, die eine Begrenzungswand des Saugraums 10 bildet, die Ventilkugel 71 vom zugeordneten Ventilsitz 74 am auslaßseitigen Ende 52 des Hohlkolbens 50 abhebt, bevor das einlaßseitige Ende 58 des Hohlkolbens 50 gegen diese

axiale Stirnfläche 73 anliegt. Die Arbeitsweise dieser Kolbenpumpe 1c stimmt ansonsten im wesentlichen mit der Arbeitsweise der Kolbenpumpe 1b überein.

In Fig. 8 ist schematisch eine weitere Ausführungsvariante einer insgesamt mit 1d bezeichneten elektromagnetisch betätigten Kolbenpumpe gezeigt. In Abweichung von den vorausgehenden Ausführungsformen weist diese Kolbenpumpe 1d einen Bypaß-Kanal 80 auf, der in den Saugraum 10 axial in einem Abstand vom Einlaß 3 mündet und mit der Einlaßleitung 26 stromab des Saugventils 14 in Verbindung steht. Bei dieser Kolbenpumpe 1d wird das in den Ankerraum 13 vom Saugraum 10 umzufördernde Volumen des Fördermediums nicht durch die in den vorangehenden Figuren beispielsweise dargestellte linke Grenzstellurig des Kolbens 7 bestimmt, sondern das in der Kolbenpumpe 1d umgeförderte Volumen ist durch die Lage der Mündungsöffnung des Bypaß-Kanals 80 im Saugraum 10 bestimmt. Ausgehend von der in Fig. 8 gezeigten Grundstellung des Kolbens 7, der beispielsweise auch als Hohlkolben oder gemäß den anderen Ausführungsformen ausgebildet sein kann, die vorstehend erläutert worden sind, bewegt sich der Kolben in Fig. 8 nach rechts und hierbei wird Fördermedium aus dem Saugraum 10 über den Bypaß-Kanal 80 zur Einlaßleitung 26 zurückgefördert. Erst wenn der Kolben 7 die Mündungsöffnung, die mit 81 bezeichnet ist, des Bypaß-Kanals 80 überfährt, ist die Verbindung zur Einlaßleitung 26 abgesperrt und das dann im Saugraum 10 eingeschlossene Volumen wird dann während des restlichen Ar-

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beitshubs des Kolbens 7 in den Ankerraum 13 umgefördert. Diese Auslegung der Kolbenpumpe 1d gewährleistet, daß unabhängig von Toleranzen und unabhängig von der Quellung des elastischen Anschlags 11 für die Grenzstellung des Kolbens 7 immer zuverlässig ein vorbestimmtes Volumen der Kolbenpumpe 1d umgefördert und daher auch über den Auslaß 4 beim Förderhub des Kolbens 7 ausgetragen wird. Hierdurch lassen sich auch Volumenänderungen ausgleichen, die beispielsweise ihre Ursache in Temperaturänderungen der Kolbenpumpe 1d haben. Durch die entsprechende Anordnung der Mündungsöffnung 81 des Bypaß-Kanales 80 kann man daher auch das Fördervolumen der Kolbenpumpe 1d verändern und gegebenenfalls den Erfordernissen anpassen.

In Fig. 9 ist schematisch eine weitere Ausführungsvariante einer insgesamt mit 1e bezeichneten Kolbenpumpe gezeigt. Hierbei ist ähnlich wie bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 3 der Kolben 7 als massiver Kolben ausgebildet und es ist entsprechend Fig. 8 ein Bypaß-Kanal 80 vorgesehen, der in den Saugraum 10 mündet. Bei dieser Kolbenpumpe 1e ist das Überströmventil 20 so vorgesehen, daß es auch in den Saugraum 10 der Kolbenpumpe 1e mündet. Die zum Saugraum 10 führende Mündungsöffnung 21 des Überströmventils 20 ist hierbei axial in einem Abstand der Mündungsöffnung 81 des Bypaß-Kanals 80 sowie axial in einem Abstand vom Saugventil 14 im Einlaß 3 angeordnet. Das über das Überströmventil

20 während des Förderhubs des Kolbens 7, der während der nach Fig. 9 nach rechts gerichteten Bewegung des Kolbens 7 ausgeführt wird, umgeförderte Volumen ^{ist hierbei} durch jenes Volumen bestimmt, das im Saugraum 10 zwischen der Mündungsöffnung 81 des Bypaß-Kanals 80 und der Mündungsöffnung

21 des Überströmventils 20 eingeschlossen ist. Bei dieser Ausführungsform können daher elastische Anschläge 9, 11 für die beiden Grenzstellungen des Kolbens 7 zur Geräuschminderung verwendet werden, ohne daß das Fördervolumen der Kolbenpumpe 1e durch Quellerscheinungen der elastischen Anschläge 9, 11 verändert wird. Somit erreicht man bei dieser Ausführungsform der Kolbenpumpe 1e beispielsweise ein von den Quellerscheinungen der elastischen Anschläge unabhängiges und gleichbleibendes Fördervolumen der Kolbenpumpe 1e.

Wenn keine ümförderung gewünscht wird, kann in Fig.9 der Durchgangsk anal 23 entfallen und anstelle des Überströmventils 20 wird ein Auslaßventil angeordnet, so daß das Fördermedium im Saugraum 10 über das Einlaßventil direkt zum Auslaß gefördert wird.

Obgleich nicht näher dargestellt ist, lassen sich gegebenenfalls auch die Wirkrichtungen der Feder und der Magnetspulenanordnung 5 umkehren.

Bezugszeichenliste

1 Kolbenpumpe in Fig. 1 1a Kolbenpumpe in Fig. 4 1b Kolbenpumpe in Fig. 5 1c Kolbenpumpe in Fig. 7 1d Kolbenpumpe in Fig. 8 1e Kolbenpumpe in Fig. 9

2 Gehäuse

3 Einlaß

4 Auslaß

5 Magnetspulenanordnung

6 Anker

7 Kolben

8 Rückholfeder

9 Elastischer Anschlag (Auslaß)

Saugraum

Elastischer Anschlag (im Einlaß) Einlaßseitiges Kolbenende 12a Auslaßseitiges Kolbenende

Ankerraum

Saugventil

Tellerventil

Feder von Tellerventil Ventilsitz

18 Einmündungsbereich

19 Ventilteller

20 Überströmventil

21 Einlaß

22 Auslaß

2 3 Durchgang skanal

24 Bohrung

25 Einlaß von Saugventil

26 Einlaßleitung

27 Ventilriase (von Überströmventil in Fig. 1)

28 Feder von Überströmventil

29 Ventilelement von Überströmventil

30 Führungsbuchse

31 Ringspalt

34 Massives Kolbenteil

35 Hülse

36 Nadelventil

37 Innenraum

38 Durchmesserkleinerer Abschnitt des massiven Kolbenteils

39 Ventilnadel

40 Feder

41 Radial verlaufende Kanäle

42 Ausgerundete Umfangsabschnitte der Ventilnadel

44 Hubabstimmungseinrichtung am Auslaß (Fig. 4)

44 ' Hubabstimmungseinrichtung am Einlaß(Fig.5)

45 Auslaßstutzen

46 überwurfmutter

50 Hohlkolben

51 Innenraum

■ 52 Auslaßseitiges Ende des Hohlkolbens

53 Betätigungselement

54 Ventilelement

55 Kegelsitzventil

56 Ventilsitzfläche

57 Radial verlaufende Kanäle

58 Einlaßseitiges Ende

59 Feder '

60 Kugelventil

61 Ende mit Dichtkante

62 Ausgang von Kugelventil

63 Dichtkante

64 Vertiefung

70 Kugelventil in Fig.

71 Ventilkugel

72 Betätigungselement

73 Axiale Stirnfläche

74 Ventilsitz

80 , Bypaß-Kanal (Fig. 8 und 9)

81 Mündungsöffnung

-HZ-

- Leerseite -

Claims

HP56/85 Webasto-Werk W. Baier GmbH & Co. Kraillingerstraße 5, 8035 Gauting/Stockdorf Elektromagnetisch betätigte Kolbenpumpe Patentansprüche

1. Elektromagnetisch betätigte Kolbenpumpe, insbesondere zur dosierten Förderung von Brennstoff zu Brennereinrichtungen, bei der ein mit einem Anker verbundener Kolben durch einen Elektromagneten und e^ine Rückholfeder zur Ausführung eines Arbeits- und Förderhubs in einem Gehäuse hin- und hergehend bewegbar ist, und das Fördermedium in axialer Richtung von einem saugseitigen Einlaß über einen zwischen dem Anker und der Magnetspulenanordnung gebildeten Ankerraum zu einem förderseitigen Auslaß der Kolbenpumpe strömt, dadurch gekennzeichnet , daß im Einlaß (3) der Kolbenpumpe (1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e) ein zu einem Saug-

raum (10) führendes Saugventil (14) angeordnet ist, daß beim mittels der Erregung der Magnetspulenanordnung (5) ausgeführten Arbeitshub das Fördermedium zur Umförderung vom einlaßseitigen Saugraum (10) über ein Überströmventil (20) zum Ankerraum (13) strönt, daß die gegenläufige Bewegung des Kolbens (7, 50) zur Ausführung des Förderhubs das Fördermedium aus dem Ankerraum (13) bei gesperrtem Überströmventil (20) zum Auslaß (4) ausschiebt, daß sich zu Beginn dieser gegenläufigen Bewegung des Kolbens (7, 50) das Saugventil (14) öffnet und sich der Saugraum (10) wieder mit Fördermedium füllt.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch g e k e ri η -

* zeichnet, daß der Ausgang (18) des Saugventils (14)

* in der Nähe der Arbextshubgrenzstellung des Kolbens (7, 50)

in den Saugraum (10) mündet.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Saugventil (14) in axialer Verlängerung des Kolbens (7, 50) angeordnet ist.

4 . Kolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Saugventil (14) senkrecht zur Achsrichtung des Kolbens (7, 50) angeordnet ist.

5. Kolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η -

BAD

zeichnet , daß der Ausgang (18) des Saugventils (14) am zur Umförderung dienenden Arbeitshubende durch den Kolben (7, 50) überdeckt ist.

6. Kolbenpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Saugventil (14) als mit Hilfe einer Feder (16) in seine Schließstellung beaufschlagtes Tellerventil (19) ausgebildet ist und der Ventilsitz (17) am Einmündungsbereich (18) des Saugraums (10) angeordnet ist.

7. Kolbenpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß zur Geräuschdämpfung die Enden des Kolbens (7, 50) am Arbeitshubende und am Förderhubende gegen einen elastischen Anschlag (9, 11) anliegen.

8. Kolbenpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Auslaß (4) mittels eines am Anker (6) am auslaßseitigen Ende (12a) des Kolbens (7, 50) ausgebildeten Ventils in seiner Grund- und Ruhestellung abgesperrt ist.

9. Kolbenpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Überströmventil (20) federbelastet ist.

10. Kolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Überströmventil ein Kugelventil (70) ist.

11. Kolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Überströmventil (20) ein Kegelsitzventil (55) ist.

12. Kolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmventil (20) ein Nadelventil (36) ist.

13. Kolbenpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Überströmventil (20) im Gehäuse (2) angeordnet ist, sein Einlaß (21) in den Saugraum (10) mündet und sein Auslaß (22) über einen Durchgangskanal (23) mit dem Ankerraum (13) verbunden ist.

14. Zvolbenpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchgangskanal (23) zum Ankerraum (13) von wenigstens einer parallel zur Kolbenachse verlaufenden und im Gehäuse (2) vorgesehenen Durchgangsbohrung (24) gebildet wird.

15. Kolbenpumpe nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Überströmventil (20) senkrecht zum Saugventil (14) angeordnet ist.

BAD ORIGINAL

16. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß das Überströmventil (20) in axialer Verlängerung des Kolbens (7, 50) angeordnet ist.

17. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchgangskanal (23) von einem Ringraum (31) zwischen zwei Gehäuseteilen (2, 30) des Gehäuses gebildet wird.

18. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolben (7, 50) wenigstens an seinem einlaßseitigen Ende (12, 58) hohl ist, der im Kolben (7, 50) gebildete Hohlraum (37, 51) zur Umförderung des Fördermediums vom Saugraum (10) zum Ankerraum (13) in Gegenrichtung zur Bewegung des Kolbens (7, 50) dient und das Überströmventil (20) enthält.

19. Kolbenpumpe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß das Überströmventil (20) nahe des einlaßseitigen Endes (12, 58) des Kolbens (7, 50) angeordnet ist und als Nadelventil (36) ausgebildet ist.

20. Kolbenpumpe nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet , daß der Hohlraum (37, 51) im Kolben (7, 50) dadurch gebildet wird, daß eine das Überströmventil (20) enthaltende Hülse (35) auf eine stufenför-

ßt BAD OWGINAL

mige Absetzung (38) eines massiven Kolbenteils (34) unter Zwischenlage einer das Nadelventil (36) beaufschlagenden Feder (40) befestigt ist.

21. Kolbenpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolben (7) insgesamt als Hohlkolben (50) ausgebildet ist.

22. Kolbenpumpe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß das Überströmventil (20) am auslaßseitigen Kolbenende (52) angeordnet ist, und daß im Innenraum (51)ein das Überströmventil (20) beaufschlagendes Betätigungselement (53, 72) derart angeordnet ist/ daß es zwangsläufig am zur Umförderung dienenden Arbeitshubende des Hohlkolbens (50) das Überströmventil (20) öffnet.

23. Kolbenpumpe nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet , daß das dem Ausgang (18) des im Einlaß (3) vorgesehenen Saugventils (14) gegenüberliegende Ende (61) des Betätigungselementes (53) eine Dichtkante (63) zur Absperrung des Ausgangs am Arbeitshubende aufweist.

24. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilsitz (56) am auslaßseitigen Ende (52) des Hohlkolbens (50)

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ausgebildet ist und das Ventilelement (54) am Betätigungselement (53) vorgesehen ist.

25. Kolbenpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Auslaß (4) oder Einlaß (3) von einem axial zur Hubabstimmung verstellbaren Stutzen (45) gebildet wird.

26. Kolbenpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolben (7,50) in seiner Grundstellung federbelastet gegen den Ausgang (18) des Saugventils (14) anliegt und die Wirkrichtungen vom Elektromagneten und von der Rückholfeder (8) umgekehrt sind.

27. Kolbenpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Bypaß-Kanal (80), der in den Saugraum (10) axial in einem Abstand vom Einlaß (3) mündet und mit der Einlaßleitung (26) stromab des Saugventils (14) verbunden ist.

28. Kolbenpumpe nach Anspruch 27, dadurch g e k e τι η zeichnet , daß das Überströmventil (20) vom Saugraum (10) axial im Abstand von der Mündungsöffnung (81) des Bypaß-Kanals (80) in Richtung des Einlasses (3) abgeht.

29. Kolbenpumpe nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet , daß anstelle des Überströmventils ein Druckventil als Auslaßventil (84) vorgesehen ist.