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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorpumpe von hydraulisch-elektromagnetischer
Art mit schwimmendem Kolben.
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Genauer
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Motorpumpe der hydraulisch-elektromagnetischen
Art mit schwimmendem Kolben, die insbesondere zur Verwendung der
Bewegung von Fluid, insbesondere Wasser, geeignet ist.
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Diese
Art von Motorpumpen wird auf verschiedene Vorrichtungen angewandt,
wie Bügeleisen,
Kaffeemaschinen (Perkolatoren), Bewässerungssysteme und auch für die Kraftfahrzeugindustrie.
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Motorpumpen
der hydraulisch-elektromagnetischen Art mit schwimmendem Kolben
sind aus EP-A-1 205 663, US-A-4 749 343, EP-A-1 001 167 und EP-A-0
288 216 bekannt. Insbesondere offenbart EP-A-1 205 663 eine Motorpumpe
der hydraulisch-elektromagnetischen Art mit schwimmendem Kolben,
welche die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 aufweist.
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Der
Betrieb der Motorpumpen basiert auf dem Vorliegen einer Spule, die
mit einem Paar von magnetischen Lagern zusammenarbeitet; die Spule wird
elektrisch betrieben und bewirkt die axiale Bewegung des schwimmenden
Kolbens oder dieser Kolben mit einer alternierenden Bewegung. Die
Spule ist außerhalb
des Körpers
der Motorpumpe platziert, während
die magnetischen Lager in einem ringförmigen Sitz positioniert sind,
der zwischen der gleichen Spule und einer Hülse ausgebildet ist, welche den
Kolben aufnimmt. Der Kolben wird elastisch durch ge genüberliegende
Schraubenfedern getragen, welche abwechselnd während des Schwimmens komprimiert
werden, um den Durchtritt des Fluids von der Einlassführung zu
der Auslassführung
zu ermöglichen.
Bekannte Ventile, Ringe und Gummidichtungen, die dem Kolben und
der relativen Hülse zugeordnet
sind, stellen die Richtung des Fluids sicher, welches sich innerhalb
des Körpers
der Motorpumpe bewegt.
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Diese
Motorpumpen haben einen erheblichen Nachteil, der sich im Wesentlichen
auf das Druckniveau bezieht, welches erhalten werden kann, dies
unter Berücksichtigung,
dass gelegentlich für besondere
Anwendungen eine hohe Druckbeaufschlagung erforderlich ist. Es ist
bekannt, dass eine Vergrößerung der
Fluiddruckbeaufschlagung durch Vergrößern der Intensität des magnetischen
Feldes durch Überdimensionieren
der Spule erhalten werden kann. Dies bringt eine unvermeidbare Vergrößerung der
Motorpumpendimensionen und beträchtliche
zusätzliche
Kosten infolge der Vergrößerung der Windungsspulen
mit sich. Eine größere Größe des Körpers der
Motorpumpe insgesamt ist manchmal nicht mit dem Einbau der Motorpumpe
der Zielvorrichtung kompatibel, oder erfordert zumindest strukturelle Änderungen
dieser Vorrichtung. Selbst die Erhöhung der Kosten ist ein wichtiger
Faktor, welcher zur Herstellung von nicht wettbewerbsfähigen Produkten
führen
kann.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehenden Nachteile zu
beseitigen.
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Genauer
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Bereitstellen einer
Motorpumpe von hydraulisch-elektromagnetischer Art mit schwimmendem
Kolben, wobei das Druckniveau des Lieferfluids bzw. zuliefernden
Fluids erhöht
werden kann, ohne die Spule mit einer darauf folgenden Vergrößerung ihrer
Dimensionen und Herstellungskosten zu überdimensionieren.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Motorpumpe
der vorstehend genannten Art bereitzustellen, welche eine hohe Widerstandsfähigkeit und
ein hohes Zuverlässigkeitsniveau
in der Zeit sicherstellen kann und einfach herzustellen ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden diese und andere Ziele durch eine Motorpumpe erhalten,
die umfasst:
- – einen Behälterkörper, der teilweise in seinem äußeren Teil
durch eine Spule begrenzt ist;
- – eine
Einlassführung
und eine gegenüberliegende
Auslassführung;
- – einen
Lieferkolben, der in dem Körper
platziert ist und innerhalb von diesem gleitet, und wobei der Kolben
durch eine vordere schraubenförmige Feder
und eine hintere schraubenförmige
Feder getragen wird; und
- – ein
Paar von gegenüberliegenden
magnetischen Lagern mit einem Raum zwischen diesen, und welche zwischen
dem Körper
und der Spule platziert sind, wobei das Paar von gegenüberliegenden
Magnetlagern koaxial zu der Gleitachse des Lieferkolbens angeordnet
sind;
wobei die Motorpumpe ebenso umfasst eine magnetische
Buchse mit einem unteren Ende, die in dem Behälterkörper in dem zentralen unteren
Teil davon auf die Einlassführung
weisend platziert ist und koaxial zur Gleitachse des Lieferkolbens
angeordnet ist, wobei das untere Ende der magnetischen Buchse mit dem
Behälterkörper in
dem zwischenliegenden Teil nahe des Anschlussteils passt, der die
Einlassführung
begrenzt; wobei die magnetische Buchse mit dem Paar von magnetischen
Lagern zur Erhöhung des
magnetischen Felds und daher der magnetischen Anziehungskraft, die
auf den Lieferkolben ausgeübt
wird, zu erhöhen,
wechselwirkt.
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Das
magnetische Lager wird vorzugsweise aus Stahl mit einem niedrigen
magnetischen Restgehalt bzw. Restmagnetismus hergestellt.
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Die
Herstellung und Betriebsmerkmale der Motorpumpe der vorliegenden
Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung besser verstanden werden,
in welcher auf die Tafel beigefügter
Zeichnungen Bezug genommen wird, welche eine bevorzugte Ausführungsform
darstellen, die im Wege eines nicht einschränkenden Beispiels gegeben werden,
wobei:
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1 eine
schematische Explosionsansicht der verbesserten Motorpumpe der vorliegenden
Erfindung ist;
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2 eine
schematische Ansicht eines Querschnitts der zusammengebauten Motorpumpe von 1 ist.
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Unter
Bezugnahme auf die vorstehend genannten Figuren umfasst die Motorpumpe
der vorliegenden Erfindung, die insgesamt mit 10 in 2 bezeichnet
wird: eine Einlassführung 44'; eine gegenüberliegende
Auslassführung 36;
einen Behälterkörper 12,
welcher in seinem äußeren Teil
teilweise durch eine Spule 14 begrenzt ist; ein Paar von
gegenüberliegenden
Magnetlagern 46, 46',
welche zwischen diesen beabstandet sind und zwischen dem Körper 12 und
der Spule 14 platziert sind; einen Lieferkolben 16,
der in dem Körper 12 platziert
ist, in diesem gleitet und elastisch durch eine gemeinsame Schraubenfeder 20 und
durch eine hintere 20' getragen
wird. Vor dem Kolben 16 sind in dem auf die Lieferführung 22 weisenden
Teil ein Dichtungsventil 24 und eine Dichtung 26 des
Lieferkolbens 16 gemeinsam platziert. Die Dichtung 26 und
das Dichtungsventil 24 arbeiten mit einem Stützlager 28 und
mit einer Gummidichtung 30 zusammen, die durch eine weitere
Schraubenfeder 32 elastisch vorgespannt wird. Die Schraubenfeder 32 und
teilweise die Gummidichtung 30 sind innerhalb eines Sitzes 34 der
Lieferführung 22 untergebracht,
deren Durchmesser zur Aufnahme des Ensembles angepasst ist, welches durch
die Gummidichtung 30 und die Schraubenfeder 32 gebildet
wird, und ist im Allgemeinen höher
als der der Auslassführung
oder der Öffnung 36 der
Lieferführung 22.
Ein Verriegelungsring 38 mit einem Innengewinde, das in
einen passenden Teil eingreift, der im äußeren Teil des Behälterkörpers 12 mit
Gewinde versehen ist, ist in einer bekannten Weise auf die Führung 22 gesetzt.
Der rohrförmige
Behälterkörper 12 umfasst
einen vorderen Teil 40 mit einem größeren Durchmesser, der auf
die Auslassführung 36 weist,
und einen benachbarten zwischenliegenden Teil 42 mit einem
geringeren Durchmesser als der des vorderen Teils 40, der
die axiale Gleitkammer des Kolbens 16 begrenzt, und einen
Anschlussteil 44, dessen Durchmesser extrem kleiner als
der des zwischenliegenden Teils 42 ist, welcher die Einlassführung 44' begrenzt.
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Die
gegenüberliegenden
magnetischen Lager 46 und 46', die korrekt zwischen diesen,
nötigenfalls
unter Verwendung eines bekannten Beabstandungselements, korrekt
beabstandet sind, sind auf der äußeren Seite
der Oberfläche
des zwischenliegenden Teils 42 des Körpers 12 angepasst.
Die Spule 14 ist ihrerseits auf dem Körper 12 gepasst, so dass
sie die Lager 46, 46' umfassen kann. Die Spule 14 wird
mit bekannten Mitteln stabilisiert, welche zum Beispiel aus einem
geformten elastischen Ring 48 hergestellt ist, welcher
mit einer Fläche
der Spule und einer Schulter 50 zusammenpasst, die auf
den Körper 12 zwischen
dem Vorderteil 40 und dem zwischenliegenden 42 mit
einem kleineren Durchmesser, der mit der gegenüberliegenden Fläche zusammenpasst,
platziert sind.
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In
dem Behälterkörper 12 in
dem zentralen unteren Teil, der auf die Einlassführung 44 weist, ist vorteilhaft
eine magnetische Buchse 52, die vorzugsweise aus Stahl
mit niedrigem magnetischen Restgehalt bzw. Restmagnetismus hergestellt
ist, platziert. Die äußere Seitenoberfläche der
magnetischen Buchse 52 weist differenzierte Durchmesser
auf und begrenzt einen hinteren Bereich 54, der auf die
Führung 44' weist, mit
einem Durchmesser, der gleich oder geringfügig kleiner als der innere
des zwischenliegenden Teils 42 des Körpers 12 ist, und
einen benachbarten vorderen Bereich 56, der auf die Auslassöffnung oder
Führung 36 weist,
mit einem niedrigeren Durchmesser. Die Bereiche 54 und 56 mit
unterschiedlichen Durchmessern bilden eine Passungsschulter 58 für die hintere
Feder 20'.
Das untere Ende der magnetischen Buchse 52 passt mit dem
Körper 12 in
dem zwischenliegenden Teil 42 nahe der Verengung des abschließenden Teils 44 zusammen,
welche die Einlassführung 44' begrenzt.
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Die
axiale, gleitende Rückkehr
des Kolbens 16 wird durch bekannte Mittel, wie dem Paar
von Schraubenfedern 20 und 20' erzielt, welche zuvor beschrieben
wurden, und die mit dem Kolben zusammenarbeiten.
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Die
Kraft der Feder 14 wird beispielsweise durch ein herkömmliches
Paar von elektrischen Anschlüssen
vom Schnellanschlusstyp 62 erhalten.
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Der
Anmelder hat durch Experimente herausgefunden, dass das Motorpumpenobjekt
der vorliegenden Erfindung hochgradig effizient dank des Vorliegens
der magnetischen Buchse 52 ist, welche, ausgerichtet mit
der Gleitachse des Kolbens 16 mit einem von seinen Enden,
nahe des Kolbens ist und daher mit einem geringeren Abstand zwischen
letzteren und der eine der zwei magnetischen Buchsen 46, 46', wenn sie in
der durch den Kolben 16 während des Ladens der hinteren
Feder 20' erreichten
Position platziert ist, allgemeine nahe des Anschlussteils 44 des
Körpers 12.
Die Interaktion zwischen der Buchse 52 und den zwei Lagern 46, 46' erzeugt ein magnetisches
Feld, dessen Intensität
höher als
das der zwei Lager 46, 46' alleine ist, und was daher die magnetische
Anziehungskraft erhöht,
die auf den Kolben 16 ausgeübt wird, und die auf das Fluid
ausgeübt
wird, welches aus der Lieferführung 22 heraustritt.
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Durch
die Verwendung der Buchse 52 wird in dem Fall des Haltens
des Effizienz-Niveaus,
welches durch nur die zwei Lager 46, 46' bewirkt würde, offensichtlich
möglich,
die Anzahl von Verdrahtungen der Spule 14 zu reduzieren,
wobei beträchtliche
Herstellungseinsparungen möglich
werden. Die gemäß der vorstehenden
Beschreibung hergestellte Motorpumpe bringt keine Behinderungen
oder zusätzliche
Kosten mit sich, die durch die Vergrößerung der Spule und der relevanten
Verdrahtungsspulen bzw. Windungen bewirkt wurden, während die
magnetische Buchse 52 einfach erhalten und mit niedrigen
Kosten eingebaut werden kann.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf eine mögliche Ausführungsform
beschrieben wurde, welche als ein darstellendes und nicht beschränkendes
Beispiel gegeben wurde, können
viele Änderungen
und Variationen der Anordnung von Komponenten durch eine Fachperson
gemäß der vorstehenden
Beschreibung durchgeführt werden.
Es ist daher zu verstehen, dass die vorliegen de Erfindung dahingehend
verstanden wird, alle Änderungen
und Variationen der Anordnung von Komponenten zu umfassen, welche
in den Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche fällt.