DE60016905T2

DE60016905T2 - Verbundkolben für eine schwingankerpumpe

Info

Publication number: DE60016905T2
Application number: DE60016905T
Authority: DE
Inventors: Calogero Di Benedetto
Original assignee: Ulka SpA
Current assignee: Ceme SpA Mailand/milano It
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2020-03-14
Also published as: ES2234572T3; HK1044581A1; HK1044581B; EP1169574B1; ITMI990201V0; CN1249347C; JP2002541409A; CA2366102C; PT1169574E; CN1342246A; ATE285520T1; TR200102846T2; IT246634Y1; EP1169574A1; CA2366102A1; US6554588B1; TW595407U; WO2000061946A1; DE60016905D1; ITMI990201U1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verbundkolben für Schwingankerpumpen, die ein aus einem ferromagnetischen Material hergestelltes Antriebsteil und ein aus einem Kunststoff hergestelltes Pumpenteil umfasst, und mittels Gießen auf eine Metalleinlage erhalten wird, die das Antriebsteil ausbildet.
Schwingankerpumpen sind wesentliche Bauteile, die in vielen verschiedenen Anwendungen und Bereichen weit verbreitet sind. Insbesondere werden diese Pumpen weit zum Beliefern von Boilern elektrischer Haushaltsanwendungen und insbesondere Maschinen zum Vorbereiten von heißen Getränken mittels Infusion mit Pulvern, welche die notwendigen Zutaten zur Vorbereitung davon enthalten, wie zum Beispiel Maschinen für die Vorbereitung von Espresso, Kaffee und ähnlichen Getränken verwendet. Die wachsende, Verwendung dieser Schwingankerpumpen wird durch die Notwendigkeit für eine zu erhaltende, gesamte Zuverlässigkeit bei immer niedrigeren Kosten begleitet.
Erste Bemühungen die Preise dieser Pumpen zu begrenzen, waren in Richtung des Materials, das die Konstruktion des Pumpenkörpers und des elektromagnetischen Gerätes ausbildet, und die Optimierung von deren Form und Größe gerichtet, um so ansteigend zuverlässige und ökonomische Teile zu erhalten. Mittels einer zweiten Bemühung richtete sich die Forschung auf das Erhalten eines größeren Automatisierungsgrades der Herstellungsanlagen, was ebenfalls zu einer Verringerung der Herstellungskosten beiträgt.
Zu diesem Zeitpunkt war es zur weiteren Verringerung der Herstellungskosten notwendig, bestimmte Bauteile zu ändern, die normalerweise nicht berücksichtigt werden, da sie bereits „offensichtlich" einfach sind, aber die nichtsdestotrotz immer noch die Quelle von Defekten in dem Endprodukt sein können, wenn auch nur zu einem sehr kleinen Ausmaß.
Eines dieser Bauteile ist die Kolbenpumpe, die bisher insgesamt mittels mechanischer Bearbeitung aus metallischem Material hergestellt wurde.
Bisher wurde es aus Gründen der Einfachheit berücksichtigt, insbesondere ökonomisch und logisch zu sein, den Kolben einer Schwingankerpumpe als einfaches Metallteil zu konstruieren.
Wenn jedoch die Verfahren zur Herstellung eines gesamten Metallkolbens und die Anforderungen, die der Kolben erfüllen muss, analysiert werden, treten verschiedene Tatsachen auf, die bisher offensichtlich noch nicht ans Licht gekommen sind:
1. In einer bekannten Schwingankerpumpe ist der Kolben in die zu pumpende Flüssigkeit eingetaucht, und somit besteht die Notwendigkeit für einen hohen magnetischen Wirkungsgrad und eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Unglücklicherweise sind diese zwei Merkmale direkt entgegengerichtet, da metallische Materialien, die eine exzellente Korrosionsbeständigkeit aufweisen, ohne ferromagnetische Eigenschaften sind, während andererseits Materialien mit exzellenten ferromagnetischen Eigenschaften und somit einem hohen magnetischen Wirkungsgrad eine niedrige Korrosionsbeständigkeit aufweisen. In Kürze wurde es notwendig, Kompromisslösungen anzunehmen, die jedoch stark entweder zu einer hohen Korrosionsbeständigkeit mit schlechten ferromagnetischen Eigenschaften oder zu guten ferromagnetischen Eigenschaften mit einer niedrigen Korrosionsbeständigkeit gerichtet sind. Zurückliegende Forschung hat tatsächlich bestimmte Materialien hergestellt, die eine ausgezeichnete Mischung bereitstellen, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit und gute ferromagnetischen Eigenschaften sicherstellen, sogar obwohl dieses Material das Auftreten von Problemen nicht verhindern kann, die in diesem Fall von mechanischer Natur sind.
2. Als Alternative zu dem in die gepumpte Flüssigkeit eingetauchten mechanischen Kolben wurde darüber nachgedacht, Pumpen bereitzustellen, in denen der elektromagnetische Abschnitt von dem Pumpenabschnitt getrennt ist. Jedoch setzt solch eine Lösung die Notwendigkeit voraus, eine große Menge von Kupferdraht enthaltende Spulen zu konstruieren, deren Kosten ausgesprochen hoch sind, oder alternativ Pumpen mit einem schlechteren Wirkungsgrad zu konstruieren, insbesondere bei einem hohem Arbeitsdruck, was nicht immer zufriedenstellend ist.
3. Die bekannte Schwingankerpumpe hat einen Kolben, der verschiedene Funktionen durchführen muss:

– er muss die Kraft aufgrund eines Magnetfelds oder der Spule in eine Bewegung umwandeln;
– während des Takts muss er mit dem Zylinder des Pumpenkörpers eine hydraulische Dichtung bereitstellen;
– er muss die dynamische Dichtung des Einlassventils sicherstellen; und
– er muss das Ausfließen von Flüssigkeit in die der Druckkammer folgende Kammer gestatten.

Um all diese Funktionen korrekt durchzuführen, muss der Kolben auf einen industriell akzeptablen Standart mit sehr kleinen Toleranzen in Bezug auf Endfertigung, Größe und geometrische Form hergestellt werden. Die Abmessungstoleranzen sind deswegen ausgesprochen wichtig und beeinflussen die Herstellungskosten negativ in dem Sinn, dass größere Toleranzen aus einer höheren Anzahl von zurückgewiesenen Bauteilen resultieren, die nicht dem Standart entsprechen, und kleinere Toleranzen nur auf Kosten des weiteren Bearbeitungsvorgangs möglich sind, was die Herstellungskosten erhöht. Jedoch können die auf diese Weise hergestellten Teile die gesamte Qualität nicht garantieren, da die kritischen Punkte erhalten werden, indem Späne von automatischen Maschinenwerkzeugen entfernt werden, die Millionen von Teilen pro Jahr herstellen sollen. In diesem Fall macht es eine Maschinenungenauigkeit oder das Vorhandensein von Graten oder nicht perfekten Endbearbeitungen schwierig, eine hundertprozentige Qualität zu garantieren, die nur mittels teueren und rigorosen Verifizierungsvorgängen während des Zustands vor dem Zusammenbau erhalten werden können.
Aus dem Stand der Technik offenbart und beansprucht EP-A-0 288 216 eine elektrische Fluidpumpe, die ein weites Teil verwendet, das aus einem eisenmagnetischen Stück besteht, und als Pumpenabschnitt arbeitet, der durch das Magnetfeld einer Solenoidspule bewegt wird, und ein zurückgehaltenes Teil, das aus einem nichtmagnetischen Material (wie zum Beispiel Kunststoff oder einem nichtmagnetischen Metall) besteht, das als Pumpenkolben arbeitet und in eine mittlere Bohrung des weiten Teils eingefügt und dort durch Quetschen einer an einem Ende des weiten Teils bereitgestellten Lippe befestigt wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Kolben auf eine direkte und wenig kostende Weise unter Verwendung eines einfachen direkten Bearbeitungsvorgangs herzustellen, der Endbearbeitungsvorgänge für Teile ausschließt, die bereits bearbeitet wurden.
Die oben erwähnten Aufgaben werden durch einen Kolben gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, der ein Teil umfasst, das aus einem ferromagnetischen, metallischen Material hergestellt ist, dessen Ausdehnung in die Kolbenzone beschränkt ist, wodurch beabsichtigt ist, die magnetische Antriebsfunktion durchzuführen, und ein Teil, das aus einem nichtmetallischen und nichteisenmagnetischen Material hergestellt ist, und die Pumpenfunktion des gleichen Kolbens durchführt, wobei das die magnetische Bewegungsfunktion durchführende Metallteil aus rostfreiem Stahl hergestellt ist und gute ferromagnetische Eigenschaften besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass:
das die Pumpenfunktion durchführende Teil aus einem auf das Metallteil gegossenen Kunststoffwerkstoff und mit einem Teil davon hergestellt ist, das aus einer zylindrischen Aussparung in einer axialen Bohrung besteht.
Offensichtlich wurde in dem Stand der Technik die Verwendung von anderen Materialien als Metall nicht durchgeführt, da die mechanische Betätigung einer radialen Dichtung bei hohen Arbeitsdrücken ebenfalls in dem Fall von rostfreiem Stahl eine signifikanten Verschleiß verursacht hat, so dass die logischen Zweifel entstanden, dass jegliches Kunststoffmaterial einem größeren Verschleiß ausgesetzt worden wäre und zusätzlich der mechanische Zusammenbau des metallischen, magnetischen Antriebsteils mit dem Kunststoffteil, wie in der EP-A-0 288 216 offenbart, offensichtlich teuere Systeme zum Korrigieren jeglichen Freiraums und Sicherstellen der Präzision und notwendigen Qualitätskontrolle erforderte.
Jedoch wurde entdeckt, dass keine besondere Schwierigkeit bei der Verwendung von thermoplastischen Materialien aufwenden würden, falls die Temperatur des zu pumpenden Wassers mit maximal zwischen 50 und 60°C verbleibenden Kolbentemperaturen nahe der Raumtemperatur (15 bis 25 °C) bleibt, wobei diese möglicherweise einen verstärkenden Füllstoff, wie zum Beispiel Polyamide (Nylon) verstärkt mit Glasfasern, gemahlenem Quarz, pyrogener Kieselsäure, Kieselgur oder Ähnliches enthalten, und der Kolben mittels Gießen des thermoplastischen Materials auf eine Einlage aus rostfreiem Stahl der ferromagnetischen Art erhalten wird. Ein praktisches Beispiel eines geeigneten, wenig kostenden und kommerziell frei erhältlichen thermoplastischen Materials könnte Nylon 6.6 sein, das 30% Glasfasern enthält.
Offensichtlich würde wegen einer bestimmten Tendenz von Nylon 6.6 Wasser in allerdings nur kleinen Mengen aufzunehmen, dies die Lebensdauer des Kolbens beschränken, obwohl in den Zeiträumen, die das dauert, die Vorrichtung, in der eine Schwingankerpumpe mit dem Kolben einzubauen ist, überholt ist.
Darüber hinaus ist es möglich auf dem Markt thermoplastische Materialen wie zum Beispiel Oxy-1,4- Phenylen-Oxy-1,4-Phenylen-Carbonyl-1,4-Phenylen zu erhalten, das durch Vitrex Plc in Thorton Cleveleys, Lancashire, United Kingdom unter dem Handelsnamen Peek^TM hergestellt und vermarktet wird, wobei dieses Material viel höheren Temperaturen widersteht, als denen, denen Nylon 6.6 widerstehen kann, und es im Wesentlichen eine Wasseraufnahme von Null aufweist, falls eine absolute Notwendigkeit für eine totale Zuverlässigkeit der zu erhaltenen Pumpe unter Verwendung von thermoplastischen Materialen besteht, die nicht den Missständen des oben erwähnten Nylon 6.6 ausgesetzt sind.
Die Merkmale des Verbundkolbens gemäß der vorliegenden Erfindung sind im Folgenden dargestellt:
Wie bereits erwähnt wurde, wird der Kolben durch ein Metallteil und ein Kunststoffteil ausgebildet.
Das Metallteil ist ein einfacher, wenig kostender Hohlzylinder, der im Wesentlichen keine Defekte aufweist, welche die Betätigung der Pumpe negativ beeinflussen können. Seine geometrische Form und seine Größe sind geeignet, die magnetische Antriebskraft bereitzustellen. Das innere Teil ist so ausgebildet, um einen Abschnitt auszubilden, der eine sichere mechanische Befestigung an dem thermoplastischen Material sicherstellt, das im Folgenden darauf gegossen wird. Insbesondere:

• wie in der bekannten Version, sind auch in dieser Version die Toleranzen des äußeren Durchmessers durch das Ziehen von Stahlstangen sichergestellt, die deswegen nicht unter Verwendung eines Bearbeitungswerkzeugs einer beliebigen Bauart bearbeitet werden müssen;
• ist die einzige Abmessung, die innerhalb der
• Toleranzwerte bleiben muss, die Länge des Teils, um so ein hermetisches Schließen der für das Einspritzen des thermoplastischen Materials verwendeten Form sicherzustellen, wobei diese Abmessung jedoch einfach zu halten und zu überprüfen ist;
• der Endbearbeitungsgrad des inneren Teils des Lochs ist nicht länger wichtig, da das Letztere mit thermoplastischem Harz ausgekleidet wird; im Gegensatz kann eine schlechte Endbearbeitung der Befestigung des Harzes an der Seitenwand entgegenkommen. In Kolben, gemäß dem Stand der Technik, die insgesamt aus rostfreiem Stahl hergestellt sind, muss zusätzlich zu dem inneren Loch das Querloch für das Ausfließen der Flüssigkeit in der Druckkammer folgenden Kammer erfordert eine optimale gradfreie Fertigbearbeitung, da: – eine ungeeignete Fertigbearbeitung eine Oberflächenoxidation und Verteilung der Oxide in der gepumpten Flüssigkeit bevorzugt (es sollte daran erinnert werden, dass Eisenoxide selbst aufgrund ihrer etwas dunklen und intensiven Farbe unerfreulich sind und die Getränke mit einem unerfreulichen Nachgeschmack bereitstellen können, obwohl sie keine Gefahr für die Gesundheit darstellen); – mögliche Bearbeitungsgrate während des Betriebs entfernt werden können, und in Berührung mit den dichtenden Ventilen kommen können und deren Betätigung negativ beeinflussen können.

Das Kunststoffteil bildet die funktionale Konstruktion des Kolbens, wobei es die kritischeren und sensibleren Teile davon ersetzt, die in dem Fall eines vollständigen metallischen Kolbens mittels mechanischer Bearbeitungsvorgänge erhalten wurden, welche die folgenden Defekte aufweisen können:

a) In dem Einlassventilsitz: – geometrische Defekte wie zum Beispiel eine Unrundheit oder Exzentrizität; – ein unzureichender Grad der Endbearbeitung; – Grate; – Reste von metallischem Bearbeitungsstaub.

Diese Defekte ergeben Missstände einer undichten Dichtung, eines irregulären Betriebs und einer schlechten Leistung.
Während des Betriebs kann das Risiko eines nicht perfekten Sitzes des Ventils bestehen, das durch kalkige Ablagerungen oder Reinigungsmittel, die verwendet werden, wenn die Pumpe halb leer und für lange Zeiträume unbetätigt gelassen wurde, verursacht wird, was ein Stecken des Ventils und eine Fehlfunktion der Pumpe ergibt.
Alle der oben erwähnten Defekte sind durch einen Kunststoffventilsitz ausgeschlossen.

b) In dem Durchmesser des Druckteils ergeben Defekte der Endbearbeitung und Größe und Toleranz des Durchmessers einen nicht perfekten Sitz, eine irreguläre Betätigung und eine verschlechterte Leistung.
c) In der der Druckkammer folgenden Kammer für den Ausfluss der Flüssigkeit ergeben aus Graten zwischen dem Querloch und dem Längsloch bestehende Defekte und ein ungeeignetes Endbearbeitungsergebnis die Möglichkeit, dass die Grate gelöst werden und innerhalb des Ventilsitzes verkeilt oder gefangen werden, wobei dieser deswegen seine Dichtfähigkeit verliert, während eine verschlechterte Endbearbeitung in einer möglichen Aussetzung zu einer Oxidation resultiert.

All die oben erwähnten Defekte sind durch einen aus Kunststoff hergestellten Abschnitt aufgehoben.
Es sollte angemerkt werden, dass sogar falls Oxy-1,4-Phenylen-Oxy-1,4-Phenylen-Carbonyl-1,4-Phenylen Peek^TM) als der Kunststoff verwendet werden, wobei dieses Material Kosten aufweist, die für das gleiche Gewicht ungefähr 38 Mal größer sind als die von rostfreiem Stahl, eine bemerkenswerte Ersparnis von zwischen 40 und 60% der Kosten eines Kolbens, der vollständig aus rostfreiem Stahl hergestellt ist, erhalten wird, da falls ein bekannter Kolben vollständig aus rostfreiem Stahl zu machen ist, es berücksichtigt werden muss, dass es notwendig ist, am Anfang ein halbfertiges Stahlerzeugnis zu haben, das eine Länge gleich der des gesamten Kolbens aufweist (das heißt magnetischer Antriebsteil plus Verdichtungsteil), 75 Gramm von rostfreiem Stahl und hohe Bearbeitungskosten notwendig wären, um das bearbeitete Teil unter Verwendung eines Multidrehmaschinenwerkzeugs zu erhalten. Falls andererseits ein Verbundkolben gemäß der vorliegenden Erfindung zu machen ist, würde nicht nur die Hälfte des halbfertigen Erzeugnisses aus rostfreiem stahl im Gewicht verwendet werden, sondern ein vernachlässigbarer, bearbeiteter Anteil des verwendeten Stahls wäre notwendig, und der Rest des Kunststoffkolbens würde mittels eines einfachen Gussvorgangs ohne weiteres Bearbeiten erhalten werden, da das Kunststoffteil sobald es einmal gegossen ist, vollständig beendet ist. Zuletzt würden sich die Kosten eines Verbundkolbens gemäß der vorliegenden Erfindung verglichen mit einem bekannten Kolben zwischen 40 und 60% von diesem bewegen.
Falls die oben erwähnten positiven Gesichtspunkte berücksichtigt werden, ist der Vorteil offensichtlich, Kolben für Schwingankerpumpen bereitzustellen, wobei ein magnetisches Antriebsteil aus einem rostfreien Stahl und ein Verdichtungsteil aus einem Kunststoff hergestellt ist.
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung werden insbesondere in den Ansprüchen zusammengefasst, die den zusammenfassenden Teil der vorliegenden Beschreibung bilden. Andere Merkmale und Vorteile werden jedoch aus der detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen entstehen, in denen:
1 eine Querschnitts-Seitenansicht eines bekannten Schwingankerpumpenkolbens gemäß dem Stand der Technik ist, der vollständig aus einem metallischen Material hergestellt ist;
2 eine Querschnitts-Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Verbundkolbens für eine Schwingankerpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine obere Draufsicht eines Verbundkolbens gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wie er in 2 dargestellt ist;
4 eine Explosionsquerschnittsansicht des Verbundkolbens gemäß der vorliegenden Erfindung ist, die insbesondere das metallische Bauteil und das Kunststoffbauteil des Kolbens darstellt; und
5 eine Querschnittsseitenansicht einer zweiten, vereinfachten Ausführungsform eines Verbundkolbens für eine Schwingankerpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Unter Betrachtung von 1, die den bekannten Kolben gemäß dem Stand der Technik darstellt, der vollständig aus rostfreiem Stahl hergestellt ist, ist zu sehen, dass ein bekannter Kolben 10 ein weites, magnetisches Antriebsteil 12 und einen engen Kragen 14 umfasst, der als tatsächlicher Pumpenkolben dient. Das magnetische Antriebsteil 12 weist ein Durchloch 16 auf, das die Funktion aufweist, einer Flüssigkeit innerhalb des Kolbens zu gestatten, aufzusteigen, wenn es innerhalb des Solenoids zum Auslösen der Pumpe gesaugt wird. Der enge Stutzen 14 wirkt als ein Verdichtungsteil, jedes Mal wenn der Kolben durch das von dem Schwingankerpumpensolenoid erzeugte Magnetfeld freigelassen wird. Zu diesem Zweck weist der Stutzen 14 eine Öffnung 18 auf, die oben mit einem Ventilsitz 20 beendet ist. Das Obere der Öffnung 16 des magnetischen, bewegenden Teils 12 weist ein Querloch 22 auf, das durch dieses durchtritt, um einen Druckausgleich innerhalb einer Kammer zum Gleiten lassen des Kolbens gestatten. Dies ist der bekannte Kolben des Standes der Technik mit den oben beschriebenen Missständen.
Nun werden die 2 bis 4 betrachtet, die eine Querschnittsansicht und Endansicht einer ersten Ausführungsform eines Kolbens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
Gemäß 2 bis 4 besteht ein Kolben 30 gemäß der vorliegenden Erfindung aus einem Kern 32 aus einem korrosionswiderstehenden, ferromagnetischen Material, wie zum Beispiel ferromagnetischer, rostfreier Stahl, wobei darauf ein aus einem thermoplastischen Material hergestellter Kolben 34 montiert ist, der einspritzgegossen sein kann, und der innerhalb des Kerns 32 als eine zylindrische Aussparung 36 von gegossenem thermoplastischen Material ausgebildet ist (siehe insbesondere 4).
Unter Berücksichtigung von 2 bis 4 kann man weiter sehen, dass die Aussparung 36 des thermoplastischen Materials durch ein Bodenteil 36 ausgebildet ist, das sich innerhalb eines axialen Lochs 40 erstreckt, das durch den Kern 32 durchtritt und mit einer aufgesetzten Bodenkante 41 und einem vorspringenden Kragen 42 ausgebildet ist, der innerhalb einer Umfangshöhlung 44 aufgenommen ist, die das axiale Loch 40 umgibt. Über dem Kragen 42 setzt sich die Aussparung 36 als zylindrischer Abschnitt 46 fort, der ein axial mit dem Loch 40 des Kerns 32 ausgerichtetes Durchloch 48 besetzt. Der zylindrische Abschnitt 46 setzt sich im Gegenzug mit einer oder mehreren Schultern 50 fort, die das Bodenteil 38 mit dem Kolben 34 verbinden.
Das Bodenteil 38 und der Kolben 34 weisen entsprechend durch sie durchtretend axial ausgerichtete zylindrische Löcher 42 und 54 auf, die miteinander verbunden sind, wobei das Loch 54 in einem Ventilsitz 56 endet. Die Schultern 50 wechseln sich mit Öffnungen 58 ab, um so die gleiche Funktion wie das Querloch 22 des bekannten Kolbens gemäß 1 sicherzustellen.
Es ist aus 3 und 4 offensichtlich, dass die Aussparung 36 aus thermoplastischen Material, die innerhalb des Kerns 32 gegossen ist, nie in der Lage ist sich zu bewegen oder in irgendeinem Fall von dem Kern gelöst zu werden, so dass der Verbundkolben 30 immer als einzelnes Stück wirken wird.
Nun wird 5 berücksichtigt, die eine zweite – entschieden einfachere – Ausführungsform eines Kolbens 30a gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Gemäß dieser Ausführungsform besteht der Kolben 30a aus einem Kern 32a aus rostfreiem und ferromagnetischem Material, das auf sich oben einen Kolben 34a montiert aufweist, der aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist und einspritzgegossen sein kann, und innerhalb des Kerns 32a als eine Aussparung 36a des thermoplastischen Materials gegossen sein kann.
Die Aussparung 36a wird durch ein Bodenteil 38a ausgebildet, das sich innerhalb des oberen Teils eines axialen Lochs 40a erstreckt, das durch den Kern 32a durchtritt und mit einem vorspringenden Kragen 42a bereitgestellt ist, der mit einer entsprechend ausgesparten Höhlung in Eingriff ist, die auf den Wänden des axialen Lochs 40a in Eingriff ist. Zusätzlich zu dem Kragen 42a endet das Bodenteil 38a in einer oder mehreren Schultern 50a, die das Bodenteil 38a mit dem Kolben 34a verbinden.
Das Bodenteil 38a bzw. der Kolben 34a weisen axial ausgerichtete zylindrische Löcher 52a und 54a auf, die durch diese durchtreten, wobei das Loch 54a in einem Ventilsitz 56a endet. Die Schultern 50a wechseln sich mit Öffnungen 58a ab, um so die gleiche Funktion wie das Querloch 22 des bekannten Kolbens gemäß 1 sicherzustellen.
Es ist aus 5 offensichtlich, dass die Aussparung 36a aus thermoplastischen Material, die innerhalb des Kerns 32a gegossen und durch den vorspringenden Kragen 43a festgehalten und präzise mit dem Kern 32a ausgerichtet bleibt, nie in der Lage sein wird, sich zu bewegen, oder in irgendeinem Fall von dem Kern 32a gelöst zu werden, da sich der Kern 32a und der Kolben 34a in präzise ausgerichteten zylindrischen Höhlungen bewegen, so dass der Verbundkolben 30a immer als ein einziges Stück wirkt.
Die obige Beschreibung stellt zwei Ausführungsformen eines Verbundkolbens für eine Schwingankerpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung dar, die auf keine Fall als einschränkend zu berücksichtigen sind. Tatsächlich können bei Fachleuten dieser besonderen Technik logische und gleichwertige Variationen auftreten und sind hier als abgedeckt zu berücksichtigen, wie durch die begleitenden Ansprüche definiert ist.

Claims

Verbundkolben (30, 30a) für eine Schwingankerpumpe mit: einem Teil (32, 32a), das aus einem ferromagnetischen, metallischen Material hergestellt ist, dessen Ausdehnung zu dem Bereich des Kolbens beschränkt ist, und das vorgesehen ist, die magnetische Antriebsfunktion auszuführen, einem Teil (34, 34a), das aus einem nicht metallischen und nicht ferromagnetischen Material hergestellt ist, und die Pumpfunktion des Kolbens durchführt, wobei das Metallteil (32, 32a), das die magnetische Bewegungsfunktion ausführt, aus einem gute ferromagnetische Eigenschaften besitzenden, rostfreien Stahl hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass: das die Pumpenfunktion ausführende Teil (34, 34a) aus einem auf das Metallteil (32, 32a) gegossenen Kunststoffmaterial hergestellt ist und mit einem Teil davon eingefügt ist, das aus einer zylindrischen Aussparung (36, 36a) in einer Axialbohrung (40, 40a) besteht.
Verbundkolben für eine Schwingankerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil (36) unter Verwendung eines thermoplastischen Harzes hergestellt ist.
Verbundkolben für eine Schwingankerpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil (36) unter Verwendung eines Polyamidharzes hergestellt ist.
Verbundkolben für eine Schwingankerpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamidharz Nylon 6.6 ist.
Verbundkolben für eine Schwingankerpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Nylon 6.6 einen Verstärkungsfüllstoff enthält.
Verbundkolben für eine Schwingankerpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsfüllstoff aus Glasfasern besteht.
Verbundkolben für eine Schwingankerpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsfüllstoff aus gemahlenem Quarz besteht.
Verbundkolben für eine Schwingankerpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsfüllstoff aus pyrogener Kieselsäure besteht.
Verbundkolben für eine Schwingankerpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsfüllstoff aus Kieselgur besteht.
Verbundkolben für eine Schwingankerpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsfüllstoff zu 30% aus Glasfasern besteht.
Verbundkolben für eine Schwingankerpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Kunststoff hergestellte Teil (36) unter Verwendung eines Oxy-1,4-phenylen-oxy-1,4-phenylen-carbonyl-1,4-phenylenharz hergestellt ist.
Verbundkolben für eine Schwingankerpumpe nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallteil (32) aus einem zylindrischen Stück besteht, das ein durch dieses durchtretendes, erstes axiales Loch (40) aufweist, das mit einem Hohlraum (44) im Umfangsbereich bereitgestellt ist und sich mit einem zweiten Durchloch (48) fortsetzt.
Verbundkolben für eine Schwingankerpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Kunststoff hergestellte Teil (36) eine zylindrische Aussparung ist, die durch ein unteres Teil (38) ausgebildet ist, das innerhalb des axialen Lochs (40) des Metallteils (32) gegossen ist, und mit einem aufgesetzten unteren Rand (41) bereitgestellt ist, der gegen eine untere Seite des Metallteils (32) ruht, einem vorspringenden Kragen (42), der innerhalb des Hohlraums (44) im Umfangsbereich des Metallteils (32) aufgenommen ist und zumindest einer Schulter (50), die das untere Teil (38) mit einem Kolben (34) verbindet, bereitgestellt ist.
Verbundkolben für eine Schwingankerpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Kunststoff hergestellte Teil (36) ein unteres Teil (38) mit einem durch dieses durchtretenden axialen Loch (52) aufweist, das sich in Seitenöffnungen (58) hinaus öffnet, die sich mit den Schultern (50) abwechseln, und dass der Kolben (34) durch ihn durchtretend ein axiales Loch (54) aufweist, das mit dem axialen Loch (52) in dem unteren Teil (38) ausgerichtet ist und in einem Ventilsitz (56) endet.
Verbundkolben für eine Schwingankerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Kunststoff hergestellte Teil (36a) eine zylindrische Aussparung ist, die durch ein unteres Teil (38a) ausgebildet ist, das innerhalb des axialen Lochs (40a) des Metallteils (32a) gegossen ist, und mit einem vorspringenden Kragen (42a) bereitgestellt ist, der in einem entsprechenden Hohlraum im Umfangsbereich in dem Metallteil (32a) aufgenommen ist, und mit zumindest einer Schulter (50a), die das untere Teil (38a) mit einem Kolben (34a) verbindet.
Verbundkolben für eine Schwingankerpumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Kunststoff hergestellte Teil (36a) ein unteres Teil (38a) aufweist, mit einem durch dieses durchtretenden axialen Loch (52a), das hinaus in Seitenöffnungen (58a) öffnet, die sich mit den Schultern (50a) abwechseln, wobei der Kolben (54a) durch ihn durchtretend ein axiales Loch (54a) aufweist, das mit dem axialen Loch (52a) des unteren Teils (38a) ausgerichtet ist, und in einem Ventilsitz (56a) endet.