DE69906072T9

DE69906072T9 - Motorpumpe mit axialer durchströmung, mit integriertem durchflussmesser und druckschalter

Info

Publication number: DE69906072T9
Application number: DE69906072T
Authority: DE
Inventors: Rolland Versini
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2004-09-09
Also published as: DE69906072D1; EP1088164B1; DK1088164T3; CA2332605A1; ATE235000T1; PT1088164E; EP1088164A1; DE69906072T2; ES2195568T3; AU751763B2; US6942470B1; AU3828999A; WO1999060270A1

Description

Die vorliegende Erfindung hat eine axial durchströmte Elektropumpe mit eingebautem Durchflussmesser und Druckschalter zum Gegenstand.
Sie ist insbesondere für automatische Kaffeemaschinen geeignet, kann aber für zahlreiche andere Anwendungen verwendet werden, die eine Flüssigkeitsversorgung unter Druck ausgehend von einem Behälter erfordern.
Das französische Patent, das unter der Nr. FR 98 06 431 vom Erfinder der vorliegenden Anmeldung eingereicht wurde, beschreibt eine Kaffeemaschine, welche eine Elektropumpe beinhaltet, die mit einem in die Zuleitung montierten Druckschalter zusammenwirkt, und es nicht nur ermöglicht, das Wasserversorgungssystem zu steuern, sondern auch das Herausziehen des Behälters für das Befüllen auf Grund der Tatsache gestattet, dass der genannte Druckschalter aus zwei kuppelbaren Elementen besteht, wobei das eine davon am Chassis der Maschine befestigt ist und das andere im unteren Bereich des Behälters, wobei jedes dieser beiden Elemente automatisch verschlossen wird, wenn sie voneinander getrennt werden.
Das nicht bewegliche Element ist mit der Elektropumpe verbunden und mit einer elastischen Membran ausgestattet, welche je nach den durch die Änderungen des Wasserfüllstands im Behälter bewirkten Druckänderungen auf einen elektrischen Schaltkontakt einwirken. Die in dieses Element hereinkommende Flüssigkeit mündet in eine einzige Kammer, in der sich die elastische Membran und der Ausgang zur Elektropumpe befinden. Diese Anordnung bewirkt unter bestimmten Bedingungen eine abweichende Funktionsweise des elektrischen Kontakts, insbesondere beim Ausschalten und Anfahren der Elektropumpe.
Ein Durchflussmesser an sich, aber anders angeordnet, ergibt sich aus FR-A-2 428 827.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat die Ausführung einer Elektropumpe zum Gegenstand, die alle Vorrichtungen zur Steuerung des Flüssigkeitsstroms beinhaltet und an einen besonders zuverlässigen Versorgungsdruckschalter angeschlossen ist.
Sie besteht aus einer innen axial durchströmten Elektropumpe mit elektromagnetischem Motor und einem frei fliegenden hohlen Kolben, mit eingebauten Durchflussmesser und Durchsatzbegrenzer, die zusammen wirkt mit einem Druckschalter, der ihre Versorgung steuern soll und getrennte Innenkanäle beinhaltet für den Flüssigkeitsstrom, der zur Elektropumpe gelangt und für den Anschluss an die Kammer, die eine elastische Membran enthält, welche einen elektrischen Schaltkontakt zur Steuerung der Versorgung der Elektropumpe betätigt.
Auf den beigefügten Zeichnungen, die als nicht einschränkendes Beispiel für eine der Ausführungsarten des Gegenstands der Erfindung angegeben werden:
ist 1 ein Axialschnitt der Wasserpumpe mit eingebautem Durchflussmesser,
ist 2 ein Querschnitt gemäß den Pfeilen F1 aus 1,
ist 3 eine vergrößerte Vorderansicht des mit Schiebern versehenen Rads des Durchflussmessers,
ist 4 ein Axialschnitt gemäß den Pfeilen F2 aus 3,
sind die 5 und 6 Axialschnitte der beiden getrennten Elemente des Druckschalters
und zeigt 7 unter den gleichen Bedingungen mit einem anderen Maßstab diese beiden Elemente zusammengebaut.
Die Vorrichtung, 1 bis 4, besteht aus einer Elektropumpe 1 zur Wasserversorgung, die aus einem Komplex in Blockkonstruktion besteht, einen eingebauten Durchflussmesser 2 und einen eingebauten Druckbegrenzer 3 beinhaltet. Sie ist vorzugsweise ausgeführt mit frei fliegendem hohlem Kolben mit elektromagnetischem Motor, kann jedoch auch mit geregeltem Kolben ausgeführt werden, der durch einen Umlaufmotor angetrieben wird. Im ersten Fall besteht sie vorteilhafterweise aus einem Hauptkörper 4, in dem die Spule 5 des elektromagnetischen Motors angeordnet ist, wobei eines der Enden den Rückschlagklappen 8 und 9 besitzenden Zylinderblock 6 enthält, in dem sich der Kolben 7 bewegt.
Der Durchflussmesser 2 liegt in einer den Hauptkörper 4 auf der gegenüberliegenden Seite des Zylinderblocks 6 abschließenden Einheit, direkt nach dem Wassereintritt 10 (2), besteht aus einem frei drehenden, mit Schiebern versehenen Rad 11 und beinhaltet einen oder mehrere Dauermagneten 12, deren Vorbeilaufen an einem elektromagnetischen Detektor 13 von diesem erkannt wird, wobei dieser die Doppelfunktion hat, die Abschaltung der Pumpe zu er möglichen, sobald die gewünschte Wassermenge erreicht wurde, und eine etwaige Störung bei der Wasserzuführung zu melden.
Der Druckbegrenzer 3 besteht aus einer in den Zylinderblock 6 eingebrachten Bohrung, die ein kalibriertes Federventil enthält, das den Weg zwischen dem Wasseraustritt 14 und der Basis des Kolbens 7 freigibt, so dass das Wasser bei einem Gegendruck an dem genannten Wasseraustritt im geschlossenen Kreislauf umlaufen kann, ohne den Durchflussmesser 2 anzutreiben.
Die Anordnung des Wassereintritts 10 und des Durchflussmessers 2 gegenüber dem Wasseraustritt 14 bewirkt ein Durchströmen des Wassers durch den Antriebsteil der Pumpe, gemäß der Achse letzterer, was eine direkte Strömung ermöglicht, die wie die Versuche gezeigt haben die Funktionsweise und die Zuverlässigkeit der Pumpe deutlich verbessert.
Die Elektropumpe 1 wirkt vorteilhafterweise mit einem in die Flüssigkeitszuleitung (5 bis 7) montierten Druckschalter 20 zusammen.
Dieser Druckschalter besteht aus einem nicht beweglichen Element 21, das mit der Elektropumpe 1 oder dem sie tragenden Chassis fest verbunden ist, und aus einem Ansatz 22, der im unteren Bereich des Behälters 23 montiert ist und mit diesem in Verbindung steht. Diese beiden Elemente bilden einen Schnellverschluss, der geöffnet werden kann, so dass der genannte Behälter ohne Werkzeug abnehmbar ist.
Das nicht bewegliche Element 21 beinhaltet einen elektrischen Schaltkontakt 24, der aus zwei Elektroden und einer elastischen Membran besteht, eine normalerweise von diesen Elektroden durch eine elastische Vorrichtung entfernte Leitplatte trägt und den Kontakt zwischen ihnen herstellt, wenn das Gewicht der im Behälter 23 vorhandenen Flüssigkeit die elastische Membran zurückdrückt, wobei die durch das Sinken des Füllstands im Behälter verursachte Druckminderung die gegenteilige Wirkung hat, indem sie die Membran und die Leitplatte von den Elektroden entfernt, was den Kontakt unterbricht. Diese Vorrichtung bildet ein sehr zuverlässiges Mittel zur Steuerung der Versorgungsautomatik der Maschine.
Um Auswirkungen der durch das Ein- und Ausschalten der Elektropumpe 1 bewirkten Druckschwankungen auf die Membran des Schaltkontakts 24 zu verhindern, wird die in den Druckschalter 20 hineinkommende Flüssigkeitsströmung in zwei Teile geteilt, die zur Kammer 25, welche die elastische Membran des Schaltkontakts 24 enthält, geleitet werden, beziehungsweise zum Ausgang 26 des Druckschalters. Dieses wird durch zwei Kanäle erzielt: zum einen den mittleren Kanal 27, der zur Kammer 25 führt, und zum anderen durch den auf dem Umfang angeordneten Kanal 28, der zum Ausgang 26 führt. Diese beiden Kanäle werden durch ein Hohlteil 29 getrennt, das im Körper 30 des unbeweglichen Elements 21 angeordnet ist und durch eine im Ansatz 22 sitzende Hülse 31 verlängert wird.
Die Hülse (31) ist in axialer Richtung beweglich und wirkt mit einer Feder zusammen, so dass der auf dem Umfang angeordnete Kanal 28 verschlossen wird, wenn das unbewegliche Element 21 und der Ansatz 22 getrennt werden; der mittlere Kanal 27 wird durch ein von einer zweiten Feder betätigtes Ventil 32 verschlossen, das in der Hülse 31 gleitet.
Das unbewegliche Element 21 ist außerdem mit einem zylindrischen Verschlussstück 33 versehen, das die Flüssigkeitsleitung, die mit Pumpe 1 in Verbindung steht, sperren soll, so dass die in letzterer verbleibende Flüssigkeit am Auslaufen gehindert wird, wobei dieses Verschlussstück außen am Hohlteil 29 gleitet und durch eine dritte Feder betätigt wird.
Die Dichtheit des Ganzen wird in bekannter Weise durch eine Reihe von O-Ring-Dichtungen 34 gewährleistet, die auf den zu diesem Zweck vorgesehenen Sitzen sitzen.
Die Positionierung der verschiedenen Elemente, welche Bestandteile sind, verleihen dem Gegenstand der Erfindung ein Maximum an sachdienlichen Wirkungen, die bisher nicht durch vergleichbare Vorrichtungen erzielt wurden.

Claims

Axial durchströmte Elektropumpe mit eingebautem Durchflussmesser, geeignet insbesondere für eine automatische Kaffeemaschine, gekennzeichnet dadurch, dass sie – einen frei fliegenden, hohlen, von einem Elektromotor angetriebenen Kolben besitzt, – aus einem Hauptkörper (4) besteht, in dem die Spule (5) des Elektromotors angeordnet ist und dessen eines Ende den Rückschlagklappen (8 und 9) besitzenden Zylinderblock (6) enthält, in dem sich der Kolben (7) bewegt, – einen Durchflussmesser (2) aufweist, der in einer den Hauptkörper (4) auf der dem Wasseraustritt (14) gegenüberliegenden Seite verschließenden Einheit, direkt nach dem Wassereintritt (10) angeordnet ist und aus einem frei drehendem, mit Schiebern versehenen Rad (11) mit einem oder mehreren Dauermagneten (12) besteht, deren Vorbeilaufen an einem elektromagnetischen Detektor (13) von diesem erkannt wird, und – einen Druckbegrenzer (3) besitzt, der aus einer in den Zylinderblock (6) eingebrachten Bohrung besteht, die ein kalibriertes Federventil enthält, das den Weg zwischen dem Wasseraustritt (14) und der Basis des Kolbens (7) freigibt, so dass das Wasser bei einem Gegendruck an dem genannten Wasseraustritt in geschlossenem Kreislauf umlaufen kann, ohne den Durchflussmesser (2) anzutreiben.
Elektropumpe gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass sie mit einem Druckschalter (20) zusammenwirkt, der in die Zuleitung montiert ist und in dem der Flüssigkeitsstrom in zwei Ströme geteilt wird, von denen einer in einem mittleren Kanal (27) in eine Kammer (25) mit einer Membran, die einen elektrischen Schaltkontakt (24) betätigt, geleitet wird, um die automatische Flüssigkeitsversorgung zu steuern, und der zweite durch einen auf dem Umfang angeordneten Kanal (28) zum Ausgang (26) des Druckschalters geleitet wird, der mit der Pumpe (1) in Verbindung steht.
Elektropumpe gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass der Druckschalter (20) aus einem mit der Pumpe (1) oder dem sie tragenden Chassis fest verbundenen, nicht beweglichen Element (21) besteht sowie einem Ansatz (22), der im unteren Bereich des die Pumpe beliefernden und mit dieser in Verbindung stehenden Behälters (23) montiert ist, wobei diese beiden Elemente einen Schnellverschluss bilden, der geöffnet werden kann, so dass der genannte Behälter ohne Werkzeug abnehmbar ist.
Elektropumpe gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, dass die beiden Kanäle (27 und 28) durch ein im Körper (30) des unbeweglichen Elements (21) vorhandenes Hohlteil (29) getrennt sind, das durch eine Hülse (31) im Ansatz (22) verlängert wird, wobei die Hülse (31) in axialer Richtung beweglich ist und mit einer Feder zusammen wirkt, die, wenn das unbewegliche Element (21) und der Ansatz (22) voneinander getrennt werden, den auf dem Umfang angeordneten Kanal (28) verschließt, und wobei der mittlere Kanal (27) durch ein von einer zweiten Feder betätigtes Ventil (32) verschlossen wird, das in der Hülse (31) gleitet, und bei dem das unbewegliche Element (21) außerdem ein zylindrisches Verschlussstück (33) besitzt, das außen am Hohlteil (29) gleitet und von einer dritten Feder betätigt wird, so dass die Flüssigkeitsleitung zur Pumpe (1) gesperrt und die in der Pumpe verbleibende Flüssigkeit am Auslaufen gehindert wird.