-
Elektromagnetisch betriebene Pumpe, insbesondere für Kraftstoffe Die
Erfindung nach dem Patent 837 787 betrifft eine elektromagnetisch betriebene Pumpe,
insbesondere für Kraftstoff mit mechanisch wirkendem Schaltmechanismus in Form eines
durch einen kolbenartigen Anker beweglichen Sprunghebelschaltwerkes mit Kippauslösung
durch einen doppelarmigen Schalthebel, der die Kontakte für die Stromzufuhr öffnet
oder schließen kann.
-
Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung dieses Schaltwerkes
nach dem Hauptpatent zur Erhöhung der Betriebssicherheit. An Stelle des doppelarmigen
Hebels erhält der Schalthebel die Form eines Bügelhebels. Zwei Betätigungshebel,
Stützen oder Streben, sind einerseits in diesem gespannten Bügel, andererseits in
den Kerben eines Vierkantes gelagert, das am kolbenartigen Anker befestigt ist.
Während in der Konstruktion nach dem Hauptpatent ein elastisches Federglied, in
Form einer Druckfeder ausgebildet, zur Einwendung kommt, und der doppelarmige Hebel
starr ist, sind der Erfindung gemäß die eingebauten Streben starr, und ein .elastischer
Bügel übernimmt die Federung. Die Stromzuleitung erfolgt durch eine isolierte Klemme
des am Gehäuse sitzenden, das Schaltwerk aufnehmenden, starren Bügels. Der andere
Bügel mit seinem elastischen Bogen trägt an abgewickelten Enden die beweglichen
Kontakte des Schaltwerkes, durch seine Spannung sichert er einen angemessenen Druck
bei der Kontaktberührung.
-
Mit der Schließung des elektrischen Stromkreises und der dadurch bewirkten
Verschiebung des Ankers veranlassen die Streben eine Spreizung des elastischen Bogens
und bringen die beweglichen Kontakte mit den festen in gleitende Druckberührung.
Sobald
die unstabile Gleichgewichtslage überschritten ist, folgt eine Entspannung und damit
eine schroffe Unterbrechung der Schaltung.
-
Einen Vorteil dieses Schaltwerkes bedeutet das Gleiten der sich berührenden
Kontakte unter Druck während des Saughubes. Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen
dargestellt und veranschaulicht Fig. i eine Ansicht im Schnitt durch die Achse einer
elektrisch betätigten Kraftstoffpumpe, bei der das neue Schaltsystem gemäß der Erfindung
zur-Anwendung gekommen ist; Fig.2, 3 und 4 zeigen das Schaltwerk in drei Stellungen;
Fig.5 ist eine schaubildliche Darstellung des Bügelhebels, dessen Mittelteil die
Form eines elastischen Bogens aufweist, Fig. 6 eine schaubildliche Darstellung der
beiden Bogenstützen oder Streben, Fig. 7 eine schaubildliche Darstellung des Antriebsorgans
für die alternative Bewegung, welches in dem gewählten Ausführungsbeispiel eine
Verlängerung des Ankers in der elektrischen Spule der Pumpe ist; Fig. 8 zeigt einen
Bügel, welcher an der Spule befestigt ist, und der die festen Kontakte trägt: In
der Darstellung nach Fig. I besteht der Körper einer an sich bekannten elektromagnetischen
Kraftstoffpumpe aus zwei Teilen I und 2, zwischen welchen eine Membran 3 mit ihrem
Rand eingespannt ist. Der obere Teil I weist einander gegenüberliegende Naben 4
und 5 auf zur Aufnahme der nicht dargestellten Rohranschlüsse für die Zuleitung
(Pfeil a) und für die Ableitung (Pfeil b) des Kraftstoffes sowie eine axiale Nabe
6 zur Aufnahme. eines Teiles 7- für den Durchlaß 8, der die Filteihaube 9 trägt
und dessen untere Fläche den Sitz bildet für das Ansaugventil Io, welches gewöhnlich
durch eine leichte Feder II, die sich auf eine Zwischenwand 12 des Teiles I stützt,
gegen ihren Sitz gedrückt wird. Die Zwischenwand enthält Löcher 13 für den Durchgang
des Kraftstoffes.
-
Als dritter Teil ist eine an die Nabe 5 angrenzende Kammer vorgesehen,
welche zur Aufnahme des Verschlusses 14 des Austrittsventils 15 dient. Das Ventil
15 wird durch eine leichte Feder 17 zwischen Ventil und dem Pfropfen 14 auf seinen
Sitz 16 gedrückt. -An dem unteren Körperteil :2 ist mittels Schrauben 18 das Gehäuse
I9 befestigt, dessen Boden 2o, der in seinem mittleren Teil offen ist, als Träger
der elektrischen Spule 2I dient, deren Anker 22 die elastische Membran 3 trägt,
wobei der Anker 22 und seine Membran 3 durch eine Rückholfeder 23 zwischen der Spule
2.1 und der Membran 3 in ihrer Ruhelage gehalten werden.
-
Eine übliche Glasglocke 24 wird durch einen nicht dargestellten Befestigungsbügel
auf eine Dichtungs-Scheibe 25 gedrückt, die in einer Ringnut des oberen Teiles I
liegt.
-
Nahe dem Boden des Gehäuses I9 ist mittels Schrauben 26 eine Haube
27 befestigt, welche dazu bestimmt ist, -das erfindungsgemäße Schaltwerk zu schützen.
Unter einer Scheibe 28, die unter dem Boden 2o des Gehäuses i9 befestigt ist, ist
mittels Schrauben 29 ein Bügel 3o befestigt, der eines der Schaltwerk-- elemente
nach der Erfindung darstellt.
-
Dieser Bügel 3o weist beiderseits im rechten Winkel abgebogene Teile
31 auf, in denen Öffnungen 32 vorgesehen sind, und deren Enden 33, wieder rechtwinklig
nach innen zurückgebogen sind und die festen Kontakte 34 bzw. 35 tragen. Der Kontakt
34 ist einstellbar, und der Kontakt 35 ist durch einen Teil 36 aus geeignetem Material
isoliert.
-
An den Anker 22 der Spule 2i ist ein Schaft 37 befestigt, der ein
Vierkantstück 38 trägt, welches an den gegenüberliegenden Seitenflächen zwei eingefräste
Ausschnitte in Dreiecksform 39 aufweist (Fig.'i und 7).
-
Die Lamelle 4o des Bügelhebels trägt die beweglichen Kontakte 41 des
Schaltwerks. Dieser Bügelhebel weist einen mittleren elastischen Teil in Form eines
Bogens 42 auf sowie eine Öffnung 43, die sich fast über den ganzen Bogen erstreckt,
um den Grad der Elastizität desselben zu erhöhen (Fig. 5). Der Bügel 30 weist
eine Öffnung 44 von größerem Durchmesser als der Schaft 37 auf, der durch diese
Öffnung hindurchgeführt ist und Löcher 45 für die Befestigungsschrauben 29 (Fig.
8).
-
Teile 46, welche symmetrisch mit Bezug auf die Achse der Pumpe angeordnet
sind, bilden- Streben oder Stützen zwischen dem elastischen Bogen 42 des Bügelhebels
und dem Vierkant 38 des Schaftes 37. Diese Streben 46 sind so gestaltet, daß sie
in Aussparungen 47 eingreifen können, die am Bogen des Bügelhebels 42 vorgesehen
sind und werden durch die elastische Spannung des Bogens in die dreieckigen Ausschnitte
39 gedrückt, in denen sie wie Messer oder mit Schneiden verzapft sind.
-
Man erkennt aus Fig. 5; daß der elastische Bogen 42 des Bügelhebels
im freien bzw. unbelasteten Zustand bei der Montierung in die Pumpe verhältnismäßig
geschlossen ist. Bei der Montierung in die Pumpe befindet sich der Bogen 42 unter
einer Spannung, die ausreicht, damit die beweglichen Kontakte 41 mit angemessenem
Druck gegen die festen Kontakte 34 und 35 an den Enden 33 des Bügels 31 anliegen.
-
Fig. 2 zeigt die Lamelle 4o des Bügelhebels vor der Betätigung der
Pumpe gewöhnlich in horizontaler Lage zur Achse des Ankers 22, während in dem unbelasteten
Zustand, wie in Fig. 5 dargestellt, die Teile der Lamelle 3 i zu beiden Seiten des
Bogens 42 in einem Punkt p konvergieren bzw. sich schneiden, der innerhalb des Bogens
42 liegt; dabei sind die Streben 46 in den Bogen 42 eingesetzt in der Nähe seiner
größten Bogensehne.
-
Ausgehend von Fig. a der Darstellung in der Zeichnung soll die Wirkungsweise
des Pumpenschaltwerkes erklärt werden.
-
Wenn man über die Zuleitung 49 Strom in die feste isolierte Klemme
35 schickt, schließt man den elektrischen Stromkreis in der Spule 2i, und der Anker
22 wird gleichzeitig mit dein Vierkant 38 an dem Schaft 37 nach unten gezogen. Die
Bogenstreben 46, welche in den Ausschnitten 39 liegen,
öffnen oder
spreizen den Bogen, wobei sie die beweglichen Kontakte 41 über die festen Kontakte
34 und 35 gleiten lassen. Das Schaltwerk befindet sich dann in der Stellung nach
Fig. 3, in der die Feder in ihrer unstabilen Gleichgewichtslage sich befindet. Die
Streben 46 liegen dann senkrecht zur Achse, und der elastische Bogen befindet
sich unter Maximalspannung. Sobald diese unstabile Gleichgewichtslage überschritten
wird, entspannt sich der Bogen und veranlaßt eine schroffe Unterbrechung bzw. Momentschaltung,
worauf das Schaltwerk in die Stellung nach Fig. 4 übergeht, in der sich der Bogen
unter einer Spannung befindet, welche der in Fig. 2 entspricht, und die er nicht
überschreiten kann, weil die Lamellen in Berührung mit den festen Anschlägen gekommen
sind, welche durch die oberen Kanten der Öffnungen 32 gebildet werden. Diese festen
Anschläge sind mit einem Material 48 bekleidet, das geeignet ist, Stöße zu dämpfen.
-
Während dieses Niederganges hat der Anker 22 die Membran 3 der Pumpe
in der gleichen Richtung mitgenommen, die dem Saughub entspricht, und der Kraftstoff
dringt bei a durch das Saugventil Io in die Kammer oberhalb der Membran 3 ein.
-
Die Unterbrechung wird nach der Ansaugperiode hervorgerufen, und die
Membran 3 wird mit dem Anker 22, an dem sie befestigt ist, unter der Wirkung der
sich entspannenden Feder 23, die während des Saughubes gespannt worden ist, nach
oben zurückgeführt. Während dieser Zurückführung der Membran 3, welche dem Ausstoßhub
entspricht, wird die vorher von der Membran 3 angesaugte Brennstoffmenge durch den
Austritt b und das Auslaßventil 15 ausgestoßen.
-
Die Lamellen 40 verschieben sich immer parallel zur Antriebsbewegung
in den Öffnungen 32 des Bügels 30, und die festen Anschläge 48 einerseits sowie
die Kontakte 34, 35 andererseits sind mit Bezug aufeinander so angeordnet, daß die
Spannung des Bogens empfindlich gleich ist, ebensowohl, wenn die beweglichen Kontakte
41, 41 mit den festen Kontakten 34, 35 sich berühren, als wenn die Lamellen an den
Anschlägen 48 liegen.
-
Ein erheblicher Vorteil dieses Schaltwerks ist das Gleiten unter Druck,
das zwischen den festen Kontakten und den beweglichen während des Saughubes hervorgerufen
wird und bis zu dem Augenblick anhält, in dem die Bogenstreben ihre Lage senkrecht
zur Achse erreichen, d. h. in dem Augenblick, in dem die Durchhängung des Bogens
ihre kleinste Dimension erreicht hat. Während des Druckhubes führen die Bogenstreben
46 im umgekehrten Sinne dieselbe Arbeit aus, wie während des Saughubes. Sobald die
Feder die unstabile Gleichgewichtslage überschreitet (Fig. 3), hat deren Entspannung
zur Folge, die beweglichen Kontakte 41 über die festen Kontakte 34, 35 zu ziehen
(Fig. 2). Dieses Schaltwerk ist vollkommen ausgeglichen. Die Bogenstreben 46 sind
symmetrisch mit Bezug auf das Betätigungsorgan angeordnet, das folglich keiner seitlichen
Beanspruchung unterworfen ist.
-
Es ist einleuchtend, daß dieses Schaltsystem für jedes Anwendungsgebiet
geeignet ist, in dem die Bogenstützen oder Streben 46 durch ein Organ betätigt werden,
welches eine wechselweise, sich ablösende Bewegung veranlaßt und nicht auf die Anwendung
bei einer elektromagnetischen Pumpe beschränkt ist.