EP1445485A2 - Dosing pump for vehicle heating system - Google Patents
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- EP1445485A2 EP1445485A2 EP04000552A EP04000552A EP1445485A2 EP 1445485 A2 EP1445485 A2 EP 1445485A2 EP 04000552 A EP04000552 A EP 04000552A EP 04000552 A EP04000552 A EP 04000552A EP 1445485 A2 EP1445485 A2 EP 1445485A2
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- chamber
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
- F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
- F04B17/04—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids
- F04B17/046—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids the fluid flowing through the moving part of the motor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B13/00—Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities
Definitions
- the present invention relates to a metering pump device for a vehicle heater.
- Heaters used in motor vehicles for example as auxiliary heaters or can be effective as an auxiliary heater, are generally used with run on the same fuel as one in such a vehicle provided drive unit. It is therefore necessary to have one Heater, depending on the required heating output, a correspondingly adapted Add fuel quantity or fuel quantity. This will generally Dosing pumping devices used that are able to do this need, comparatively small amounts of fuel in precisely metered manner and Way to deliver to the heater to contain the combustion in the required Way, i.e. especially with minimal emissions, to expire.
- a metering pump arrangement in which a pump piston can be moved back and forth in a pump chamber.
- this pump chamber is either with a fuel supply area or connected to a fuel discharge area so that for example when the pump chamber is connected to the fuel supply area and when pulling back the pump piston by enlarging of the pump chamber volume, fuel is introduced into the pump chamber and in a subsequent work cycle after connecting the pump chamber with the fuel discharge area and pushing back the pump piston into the pump chamber by reducing the volume of the same the fuel is delivered.
- This mode of operation has the consequence that, for example only for every second stroke of the pump piston to take up or suction of fluid to be pumped into the pump chamber is effective and in a corresponding manner only at every second stroke to deliver the previously ingested fluid is effective.
- An electromagnetically operated pump is known from DE 42 05 290 A1, in which a displacement piston element periodically between a position in which the volume of an inlet chamber is minimal, and a position in which the volume of an outlet chamber is minimal is movable back and forth.
- the change in volume of the inlet chamber or outlet chamber is obtained in that a piston section of the Displacement piston element is guided in a cylinder housing and more or less immersed in it. Because of that in the cylinder housing displaceable and more or less far into this plunging piston section has a constant external cross-section over its length, results in displacement of the displacement piston element, that the volume of the inlet chamber and the volume of the outlet chamber change to the same extent.
- the first valve arrangement is provided inside the piston section and thus back and forth movable here. When moving to minimize the volume of the inlet chamber this displaced fluid first enters an interior area of the piston section and leaves it through passage openings towards the remaining volume area of the outlet chamber.
- a Dosing pump device for a vehicle heater comprising an inlet chamber, an outlet chamber, a first valve arrangement between the Inlet chamber and the outlet chamber, which a fluid exchange in the Allows only from the inlet chamber to the outlet chamber Displacement piston element, which between a first piston position, in which it minimizes the volume of the inlet chamber, and in one second piston position, in which it is the volume of the outlet chamber minimized, is movable, with movement of the displacement piston element a decrease in volume from the first piston position to the second piston position of the inlet chamber is greater than an increase in volume of the Outlet chamber is.
- An essential feature of the metering pump device is that these two chambers separated by a first valve arrangement has, and that by the displacement piston element, depending on the direction of movement or movement clock, either the volume of the inlet chamber or the volume of the outlet chamber is minimized. It follows but that whenever, for example, the displacement piston element reaches the second piston position, that is, in a certain position Direction of movement or a specific movement mode, this volume of the outlet chamber is minimized and thereby to be promoted Fluid is expelled from this outlet chamber. The same applies in the opposite direction of movement, with which every movement in this direction or in this mode the volume of the Inlet chamber is minimized and due to the action of the first valve assembly fluid to be pumped from the inlet chamber to the outlet chamber is transmitted.
- the structure of the metering pump device according to the invention can, for example be such that in the first piston position the displacement piston element with a first piston area immersed in the inlet chamber and in the second piston position the displacement piston element immersed in the outlet chamber with a second piston region.
- the different changing of the volume of the inlet chamber and the volume the outlet chamber when the displacement piston element moves, that ultimately both volume changes due to its movement induced, for example, can be obtained in that the displacement piston element in a first piston region Movement of the displacement piston element in the direction of the first piston position has effective first displacement surface and in a second Piston area in when the displacement piston element moves Direction to the second piston position effective second displacement surface and that the first displacement area is larger than the second Displacement surface.
- an equalization of the outward fluid flow in Direction to a continuous or quasi-continuous fluid flow can be supported by the fact that the first displacement surface and the second displacement area to each other has an area ratio of 2: 1 exhibit.
- the displacement piston element one the first piston area and the second piston area providing piston section and a displacement section, which when moving the displacement piston element from the immerses the first piston position to the second piston position in the outlet chamber.
- a particularly simple construction can provide that the displacement piston element between the first piston position and the second Piston position is displaceable.
- the displacement piston element in a piston housing with a cylindrical Opening is displaceable, the area in the piston housing the inlet chamber in which the first piston region in the first Piston position immersed, and the area of the outlet chamber in which the second piston area is immersed in the second piston position, at least are partially trained.
- the piston housing at least partially from is surrounded by a chamber housing and that the inlet chamber or / and the outlet chamber at least partially between the piston housing and the chamber housing is formed.
- Fluid supply line is provided, which on the first piston area Has mouth to the inlet chamber and by a second valve arrangement is lockable, which is essentially only a fluid exchange from the fluid supply line to the inlet chamber.
- the first valve arrangement or / and the second valve arrangement is designed as a check valve.
- the first valve arrangement or / and the second valve arrangement has a spring-biased valve member.
- Electromagnetically effective drive can be provided, for example may include a coil / armature arrangement in which the armature passes through the displacement piston element is formed.
- the present invention relates to a metering pump device for a vehicle heater, comprising an inlet chamber an outlet chamber, a first valve arrangement between the inlet chamber and the outlet chamber, which fluid exchange in the Allows only from the inlet chamber to the outlet chamber Displacement piston element, which in a first piston position Volume of the inlet chamber minimized and in a second piston position minimizes the volume of the outlet chamber with the first valve assembly comprises a valve seat and a valve member which can be pressed against the valve seat, wherein the valve seat of the first valve arrangement on a the displacement piston element receiving housing is provided.
- FIG. 1 shows a metering pump device 10 according to the invention in longitudinal section, cut along a longitudinal center line of a generally designated 12 Displacement piston element, shown.
- the dosing pump device 10 comprises a piston housing 14 in which one is stepped trained, essentially cylindrical in the direction of the longitudinal axis L. extending opening 16 is provided.
- At an end region 18 of the Piston housing 14 is in the opening 16 or the section 20 with the smaller diameter of the same, engagingly positioned and attached to it fixed inlet connector element 22 is formed with an inlet opening 24.
- This inlet connector element 22 can, for example, via a Hose line or the like can be connected to a fuel reservoir.
- the diameter of the displacement piston element 12 is also corresponding stepped and has a portion 28 with less Diameter on, and a section 30 with a larger diameter.
- the dimension of the section 28 is smaller Diameter adapted to the section 20 of the opening 16, and in the section 30 of the Displacement piston element 12 to section 26 of opening 16 adjusted so that in the two opening sections 20, 26 Displacement piston element 12 is guided with a very precise fit.
- section 30 of displacement piston element 12 it is possible, for example, on section 30 of displacement piston element 12 on the latter Outer circumference of sealing elements, e.g. Sealing rings or the like, provided.
- Coil 32 forms part of an electromagnetically active drive 34.
- the displacement piston element 12, with its section 28, forms the area immersed in the coil 32, an armature 36.
- the Coil 32 is generated by the electromagnetic interaction that arises the displacement piston element 12 against the action of a Preload spring 34 from the piston position shown in FIG. 1 upwards in Moved towards the inlet connector element 22.
- the biasing spring 34 which is designed, for example, as a helical compression spring can be at the step-like transition between the sections 20, 26 of the opening 16 on the one hand and at the step-like transition between the sections 28 and 30 of the displacement piston element 12 on the other hand from. If the excitation of the coil 32 is stopped or reduced, then under the biasing action of this biasing spring 34, the displacement piston element 12 again moved into the piston position shown in Fig. 1.
- This inlet chamber 40 includes a first inlet chamber region 42 that is substantially provided at the axial end region 44 of the piston housing 14 and is provided there by section 26 of opening 16.
- a second inlet chamber area 46 comprises at least one, preferably several after radially outer openings 48 in the end region 44 of the piston housing 14.
- a third inlet chamber area 50 comprises a substantially cylindrical, ring-shaped volume region 52 between the Piston housing 14 and chamber housing 38.
- an outlet chamber generally designated 54.
- This opening or openings 60 and the outlet chamber area 58 are radially inward to the section 26 of the opening 14 in the piston housing 14 open, in one to the stepped transition between the sections 20 and 26 formed area the same in which the bias spring 34 is received.
- This volume area of the opening section 26 forms another Outlet chamber area 62.
- the metering pump device 10 Via one provided on the chamber housing 38 or integrally formed outlet port 64, the metering pump device 10 to a device to be supplied, for example a Vehicle heater, can be connected.
- a first valve arrangement 66 comprises an annular valve member 68 which under the bias of another bias spring 70 on both formed on the piston housing 14 and on the chamber housing 38 step-like transition between the outlet chamber region 56 and the Inlet chamber area 50 rests.
- this constitutes a check valve trained first valve assembly 66 ensures that fluid flow in the Essentially only from the inlet chamber area 50 to the outlet chamber area 56 can take place, and not vice versa.
- the same extending supply line 72 is formed.
- this feed line 72 is at section 36 of the Displacement piston element 12 to the opening section 20 of the opening 16 in the piston housing 14 and thus also to the inlet opening 24 of the inlet connector element 22 open.
- At section 30 of the Displacement piston element 12 opens this feed line 72 to the inlet chamber 40.
- the supply line 72 is at this mouth region 74 lockable by a second valve arrangement 76.
- This second valve arrangement 76 comprises a disk-shaped valve member 78 which is located below the biasing effect of a further biasing spring 80 against one a step-like expansion transition of the supply line 72 Opening formed in the displacement piston element 12 valve seat 82 is biased, with the spring 80 on one with the displacement piston element 12 connected support element 84 supports.
- This second valve arrangement 76 thus ensures that a fluid flow of the fluid supply line 72 in the direction of the inlet chamber 40 is possible, while fluid flow in the opposite direction is not possible.
- FIGS. 1-4 The mode of operation of FIGS. 1-4 is described below previously mainly with reference to FIGS. 1 and 2 in terms of their constructive Dosing pump device 10 described in detail.
- the displacement piston element 12 is in a first piston position, in which it is held by the biasing action of the biasing spring 34 is.
- the displacement piston element is immersed 12 with a piston area 86 to the maximum extent into the inlet chamber 40 so that the inlet chamber area 42 essentially completely from the piston region 86 of the displacement piston element 12 is filled and thus the total volume of the inlet chamber 40 is minimized.
- the displacement piston element 12 Starting from a state in which the displacement piston element 12 is in its first piston position and the volume of the inlet chamber 40 is minimal, while the volume of the outlet chamber 54 is maximum, the displacement piston element 12 by excitation the coil 32 against the biasing action of the biasing spring 34th displaced, it does not take from the displacement piston element 12 occupied volume of the inlet chamber 40 while at the same time the displacement piston element 12 with a second piston area 88 increasingly moves into the outlet chamber area 58, in which also the increasingly compressing in this movement process Preload spring 34 is arranged. In this process, the total volume the outlet chamber 54, which is not by the displacement piston member 12 is occupied and arranged in the fluid to be pumped can be reduced until in the state recognizable in FIG. 3, in which the displacement piston element 12 in a second piston position is, this volume is minimized. During this movement, the displacement piston element displaces 12 with an effective as displacement surface 89 axial face of section 30 fluid from the outlet chamber area 62nd
- the inlet connector element 22 When moving into this second piston position 12, the inlet connector element 22 a movement stop for the displacement piston element Form 12, preferably before the biasing spring 34 completely compressed and thus set to block.
- the volume available for fluid absorption of the inlet chamber 40 enlarged, while that for fluid intake for Available volume of the outlet chamber 54 is reduced.
- valve member 78 conditioned designed by the mode of operation of the two as check valves Valve assemblies 66, 76 is made during this transition
- Lifting the valve member 78 from its associated valve seat 82 fluid can flow into the inlet chamber 40 from the feed line 72 while by the biasing action of the biasing spring 70 on the one hand and the Increase in pressure in outlet chamber 54 by decreasing volume the same, on the other hand, the valve member 68 reinforced against its Valve seat 90 pressed on piston housing 14 and on chamber housing 38 becomes.
- Piston region 88 ends the excitation of the coil 32, returns, as in FIG. 4 illustrates the displacement piston element 12 back towards it first piston position back. That is, the first piston area 86 again increasingly immerses into the inlet chamber area 42 while the second piston area 88 more and more from the outlet chamber area 58 is pulled out. So there is a reduction in the Volume of available volume of the inlet chamber 40 while at the same time that available for fluid absorption Volume of the outlet chamber 54 increases. Suppressed in this movement the displacement piston element 12 with its section 30 or a displacement surface 87 initially in the inlet chamber area 42 contained fluid.
- the ratio of Volume change of the inlet chamber 40 to change the volume of the Outlet chamber 54 is defined by the ratio of the size of the displacement area 87 to the size of the displacement surface 89, that is to say at the respective movement effective displacement surface.
- FIGS and 6 An alternative embodiment of one according to the principles of the present The metering pump device constructed according to the invention is shown in FIGS and 6 shown.
- Components described above Components in terms of structure and function correspond to the the same reference numerals with the addition of an appendix "a".
- the displacement piston element 12a initially held in a position of maximum inlet chamber volume in FIG. 5 moves in a direction to reduce the volume of the inlet chamber 40a, the volume of the inlet chamber 40a decreases while at the same time the volume of the outlet chamber 54a increases.
- the displacement piston element 12a moves so far that its piston region 86a comes to rest against a stop 94a, for example again under the tension of a spring (not shown), the volume of the inlet chamber 40a changes according to the intended stroke multiplied by the size of the displacement surface 87a by a size V 1 .
- the volume of the outlet chamber 54a changes by a volume V 2 , which results from the stroke of the displacement piston element 12a already mentioned above multiplied by the size of the displacement surface 89a.
- the same effect occurs here that the volume V 1 displaced from the inlet chamber 40a cannot be completely absorbed in the outlet chamber 54a, the volume of which has only increased by the size V 2 . That is, the volume fraction of the displaced fluid that cannot be accommodated in the outlet chamber 54a is discharged to the outside.
- a ventilation opening 96a may be provided, which the entry or escape of air into the opening 16a of the Piston housing 14a allows.
- Dosing pump device recognizes that each stroke of the Displacement piston element leads to an exhaust stroke. This means at predetermined movement frequency of the displacement piston element a Doubling of the delivery frequency compared to that from the prior art Technology known metering pump arrangement with a corresponding clearly more uniform flow characteristics of the conveyed to a heater Fuel.
- the metering pump device has only one Appropriate control to move organ on what is building simplified and the number of required components reduced. Furthermore is in particular by passing the fluid supply through the displacement piston element 12 provided a very compact structure, and it there is no movable component to be sealed from the outside.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dosierpumpeinrichtung für ein Fahrzeugheizgerät.The present invention relates to a metering pump device for a vehicle heater.
In Kraftfahrzeugen eingesetzte Heizgeräte, die beispielsweise als Standheizung oder als Zuheizer wirksam sein können, werden im Allgemeinen mit dem gleichen Brennstoff betrieben, wie ein in einem derartigen Fahrzeug vorgesehenes Antriebsaggregat. Es ist daher erforderlich, einem derartigen Heizgerät, je nach geforderter Heizleistung, eine entsprechend angepasste Brennstoffmenge bzw. Kraftstoffmenge zuzuführen. Hierzu werden im Allgemeinen Dosierpumpeinrichtungen eingesetzt, die dazu in der Lage sein müssen, vergleichsweise kleine Brennstoffmengen in exakt dosierter Art und Weise zum Heizgerät zu liefern, um darin die Verbrennung in der erforderlichen Art und Weise, d.h. vor allem auch mit minimalem Schadstoffausstoß, ablaufen zu lassen.Heaters used in motor vehicles, for example as auxiliary heaters or can be effective as an auxiliary heater, are generally used with run on the same fuel as one in such a vehicle provided drive unit. It is therefore necessary to have one Heater, depending on the required heating output, a correspondingly adapted Add fuel quantity or fuel quantity. This will generally Dosing pumping devices used that are able to do this need, comparatively small amounts of fuel in precisely metered manner and Way to deliver to the heater to contain the combustion in the required Way, i.e. especially with minimal emissions, to expire.
Aus der DE 101 03 224 C1 ist eine Dosierpumpanordnung bekannt, bei welcher ein Pumpenkolben in einer Pumpenkammer hin und her bewegbar ist. Je nach Betriebstakt ist diese Pumpenkammer entweder mit einem Kraftstoffzuführbereich oder einem Kraftstoffableitbereich verbunden, so dass beispielsweise bei mit dem Kraftstoffzuführbereich verbundener Pumpenkammer und beim Zurückziehen des Pumpenkolbens durch Vergrößerung des Pumpenkammervolumens Kraftstoff in die Pumpenkammer eingeleitet wird, und in einem nachfolgenden Arbeitstakt nach Verbinden der Pumpenkammer mit dem Kraftstoffableitbereich und Zurückschieben des Pumpenkolbens in die Pumpenkammer durch Verringerung des Volumens derselben der Kraftstoff abgegeben wird. Diese Wirkungsweise hat zur Folge, dass beispielsweise nur bei jedem zweiten Hub der Pumpenkolben zum Aufnehmen bzw. Ansaugen von zu förderndem Fluid in die Pumpenkammer wirksam ist und in entsprechender Weise nur bei jedem zweiten Hub zum Abgeben des zuvor aufgenommenen Fluids wirksam ist.From DE 101 03 224 C1 a metering pump arrangement is known, in which a pump piston can be moved back and forth in a pump chamber. Depending on the operating cycle, this pump chamber is either with a fuel supply area or connected to a fuel discharge area so that for example when the pump chamber is connected to the fuel supply area and when pulling back the pump piston by enlarging of the pump chamber volume, fuel is introduced into the pump chamber and in a subsequent work cycle after connecting the pump chamber with the fuel discharge area and pushing back the pump piston into the pump chamber by reducing the volume of the same the fuel is delivered. This mode of operation has the consequence that, for example only for every second stroke of the pump piston to take up or suction of fluid to be pumped into the pump chamber is effective and in a corresponding manner only at every second stroke to deliver the previously ingested fluid is effective.
Aus der DE 42 05 290 A1 ist eine elektromagnetisch betriebene Pumpe bekannt,
bei welcher ein Verdrängungskolbenelement periodisch zwischen
einer Stellung, in welcher das Volumen einer Einlasskammer minimal ist,
und einer Stellung, in welcher das Volumen einer Auslasskammer minimal
ist, hin und her bewegbar ist. Die Volumenänderung der Einlasskammer
bzw. Auslasskammer wird dadurch erlangt, dass ein Kolbenabschnitt des
Verdrängungskolbenelements in einem Zylindergehäuse geführt ist und
mehr oder weniger weit in dieses eintaucht. Da der in dem Zylindergehäuse
verschiebbar und mehr oder weniger weit in dieses eintauchende Kolbenabschnitt
einen konstanten Außenquerschnitt über seine Länge hinweg aufweist,
hat eine Verschiebung des Verdrängungskolbenelements zur Folge,
dass das Volumen der Einlasskammer und das Volumen der Auslasskammer
sich im gleichen Ausmaß verändern. Die erste Ventilanordnung ist
im Inneren des Kolbenabschnitts vorgesehen und somit mit diesem hin und
her bewegbar. Das bei Bewegung zum Minimieren des Volumens der Einlasskammer
aus dieser verdrängte Fluid tritt zunächst in einen Innenraumbereich
des Kolbenabschnitts ein und verlässt diesen durch Durchtrittsöffnungen
in Richtung zum verbleibenden Volumenbereich der Auslasskammer.An electromagnetically operated pump is known from
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dosierpumpeinrichtung für ein Fahrzeugheizgerät vorzusehen, welche bei einfachem Aufbau eine verbesserte Förderwirkung aufweist.It is the object of the present invention to provide a metering pump device to provide for a vehicle heater, which with a simple structure has improved funding.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Dosierpumpeinrichtung für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend eine Einlasskammer, eine Auslasskammer, eine erste Ventilanordnung zwischen der Einlasskammer und der Auslasskammer, welche einen Fluidaustausch im Wesentlichen nur von der Einlasskammer zur Auslasskammer zulässt, ein Verdrängungskolbenelement, welches zwischen einer ersten Kolbenstellung, in welcher es das Volumen der Einlasskammer minimiert, und in einer zweiten Kolbenstellung, in welcher es das Volumen der Auslasskammer minimiert, bewegbar ist, wobei bei Bewegung des Verdrängungskolbenelements von der ersten Kolbenstellung zur zweiten Kolbenstellung eine Volumenabnahme der Einlasskammer größer als eine Volumenzunahme der Auslasskammer ist.According to the present invention, this object is achieved by a Dosing pump device for a vehicle heater, comprising an inlet chamber, an outlet chamber, a first valve arrangement between the Inlet chamber and the outlet chamber, which a fluid exchange in the Allows only from the inlet chamber to the outlet chamber Displacement piston element, which between a first piston position, in which it minimizes the volume of the inlet chamber, and in one second piston position, in which it is the volume of the outlet chamber minimized, is movable, with movement of the displacement piston element a decrease in volume from the first piston position to the second piston position of the inlet chamber is greater than an increase in volume of the Outlet chamber is.
Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung ist, dass diese zwei durch eine erste Ventilanordnung getrennte Kammern aufweist, und dass durch das Verdrängungskolbenelement, je nach Bewegungsrichtung bzw. Bewegungstakt, entweder das Volumen der Einlasskammer oder das Volumen der Auslasskammer minimiert wird. Daraus folgt aber, dass immer dann, wenn beispielsweise das Verdrängungskolbenelement in die zweite Kolbenstellung gelangt, also sich in einer bestimmten Bewegungsrichtung oder einem bestimmten Bewegungsmodus bewegt, dieses Volumen der Auslasskammer minimiert wird und dadurch zu förderndes Fluid aus dieser Auslasskammer ausgestoßen wird. Entsprechendes gilt bei entgegengesetzt gerichteter Bewegung, bei welcher dann bei jedem Bewegungsvorgang in dieser Richtung bzw. in diesem Modus das Volumen der Einlasskammer minimiert wird und aufgrund des Wirkens der ersten Ventilanordnung zu förderndes Fluid von der Einlasskammer zur Auslasskammer übertragen wird. Da bei der Hin- und Herbewegung des Verdrängungskolbenelements das Volumen der Einlasskammer und das Volumen der Auslasskammer sich nicht in gleichem Maße verändern, sondern die Volumenänderung bei der Einlasskammer größer ist als bei der Auslasskammer hat eine Bewegung des Verdrängungskolbenelements in Richtung zur ersten Kolbenstellung, also eine Bewegung, bei welcher das Volumen der Einlasskammer verringert wird, zur Folge, dass das dabei aus der Einlasskammer verdrängte Fluid nicht vollständig in der Auslasskammer aufgenommen werden kann, da deren Volumen nicht im gleichen Maße zunimmt. Daraus resultiert, dass bei einem Arbeitstakt, bei welchem das Verdrängungskolbenelement sich in Richtung Minimierung des Volumens der Einlasskammer und Maximierung des Volumens der Auslasskammer bewegt, der überschüssige Teil des aus der Einlasskammer verdrängten und in der Auslasskammer nicht aufnehmbaren Fluidvolumens nach außen ausgestoßen wird. Bei der Zurückbewegung in Richtung zur zweiten Kolbenstellung wird dann das Volumen der Auslasskammer minimiert mit der Folge, dass auch bei dieser Bewegung auf Grund des Vorhandenseins der ersten Ventilanordnung Fluid aus der Auslasskammer nach außen ausgestoßen wird. Die Folge davon ist, dass gegenüber dem vorangehend angesprochenen Stand der Technik der Fördertakt bzw. die Förderfrequenz der erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung erhöht ist, so dass eine deutlich höherfrequente Abgabe von zu förderndem Fluid an das Fahrzeugheizgerät erfolgt, was eine verbesserte Anpassung an einen quasi-kontinuierlichen Fluidstrom zur Folge hat.An essential feature of the metering pump device according to the invention is that these two chambers separated by a first valve arrangement has, and that by the displacement piston element, depending on the direction of movement or movement clock, either the volume of the inlet chamber or the volume of the outlet chamber is minimized. It follows but that whenever, for example, the displacement piston element reaches the second piston position, that is, in a certain position Direction of movement or a specific movement mode, this volume of the outlet chamber is minimized and thereby to be promoted Fluid is expelled from this outlet chamber. The same applies in the opposite direction of movement, with which every movement in this direction or in this mode the volume of the Inlet chamber is minimized and due to the action of the first valve assembly fluid to be pumped from the inlet chamber to the outlet chamber is transmitted. Because during the reciprocating movement of the displacement piston element the volume of the inlet chamber and the volume of the outlet chamber do not change to the same extent, but the volume change in the inlet chamber is larger than in the outlet chamber a movement of the displacement piston element in the direction of the first Piston position, i.e. a movement in which the volume of the inlet chamber is reduced, with the result that this is from the inlet chamber displaced fluid is not fully absorbed in the outlet chamber can be, since their volume does not increase to the same extent. from that results in a work cycle in which the displacement piston element towards minimizing the volume of the inlet chamber and Maximizing the volume of the outlet chamber moves, the excess Part of the displaced from the inlet chamber and in the outlet chamber not absorbable fluid volume is expelled to the outside. In the Backward movement in the direction of the second piston position then becomes Volume of the outlet chamber minimized with the consequence that this too Movement due to the presence of the first valve assembly fluid is expelled from the outlet chamber to the outside. The consequence of this is that compared to the above-mentioned prior art Delivery cycle or the delivery frequency of the invention Metering pump device is increased, so that a significantly higher frequency Dispensing of fluid to be pumped to the vehicle heater is what a improved adaptation to a quasi-continuous fluid flow Has.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung kann beispielsweise derart sein, dass in der ersten Kolbenstellung das Verdrängungskolbenelement mit einem ersten Kolbenbereich in die Einlasskammer eintaucht und in der zweiten Kolbenstellung das Verdrängungskolbenelement mit einem zweiten Kolbenbereich in die Auslasskammer eintaucht.The structure of the metering pump device according to the invention can, for example be such that in the first piston position the displacement piston element with a first piston area immersed in the inlet chamber and in the second piston position the displacement piston element immersed in the outlet chamber with a second piston region.
Das unterschiedliche Ändern des Volumens der Einlasskammer und des Volumens der Auslasskammer bei Bewegung des Verdrängungskolbenelements, das letztendlich durch seine Bewegung beide Volumenänderungen induziert, kann beispielsweise dadurch erlangt werden, dass das Verdrängungskolbenelement in einem ersten Kolbenbereich eine bei Bewegung des Verdrängungskolbenelements in Richtung zur ersten Kolbenstellung wirksame erste Verdrängungsfläche aufweist und in einem zweiten Kolbenbereich eine bei Bewegung des Verdrängungskolbenelements in Richtung zur zweiten Kolbenstellung wirksame zweite Verdrängungsfläche aufweist und dass die erste Verdrängungsfläche größer ist als die zweite Verdrängungsfläche.The different changing of the volume of the inlet chamber and the volume the outlet chamber when the displacement piston element moves, that ultimately both volume changes due to its movement induced, for example, can be obtained in that the displacement piston element in a first piston region Movement of the displacement piston element in the direction of the first piston position has effective first displacement surface and in a second Piston area in when the displacement piston element moves Direction to the second piston position effective second displacement surface and that the first displacement area is larger than the second Displacement surface.
Eine Vergleichmäßigung des nach außen ausgestoßenen Fluidstroms in Richtung zu einem kontinuierlichen oder quasi kontinuierlichen Fluidstrom kann dadurch noch unterstützt werden, dass die erste Verdrängungsfläche und die zweite Verdrängungsfläche zueinander ein Flächenverhältnis von 2:1 aufweisen. Bei einer baulich einfach zu realisierenden und stabil wirkenden Ausgestaltungsform kann vorgesehen sein, dass das Verdrängungskolbenelement einen den ersten Kolbenbereich und den zweiten Kolbenbereich bereitstellenden Kolbenabschnitt aufweist sowie einen Verdrängungsabschnitt, welcher bei Bewegung des Verdrängungskolbenelements von der ersten Kolbenstellung zur zweiten Kolbenstellung in die Auslasskammer eintaucht.An equalization of the outward fluid flow in Direction to a continuous or quasi-continuous fluid flow can be supported by the fact that the first displacement surface and the second displacement area to each other has an area ratio of 2: 1 exhibit. With a structurally easy to implement and stable acting Embodiment can be provided that the displacement piston element one the first piston area and the second piston area providing piston section and a displacement section, which when moving the displacement piston element from the immerses the first piston position to the second piston position in the outlet chamber.
Ein besonders einfach realisierbarer Aufbau kann vorsehen, dass das Verdrängungskolbenelement zwischen der ersten Kolbenstellung und der zweiten Kolbenstellung verschiebbar ist. Hierzu ist es beispielsweise möglich, dass das Verdrängungskolbenelement in einem Kolbengehäuse mit zylindrischer Öffnung verschiebbar ist, wobei in dem Kolbengehäuse der Bereich der Einlasskammer, in welchen der erste Kolbenbereich in der ersten Kolbenstellung eintaucht, und der Bereich der Auslasskammer, in welchen der zweite Kolbenbereich in der zweiten Kolbenstellung eintaucht, wenigstens zum Teil ausgebildet sind.A particularly simple construction can provide that the displacement piston element between the first piston position and the second Piston position is displaceable. For this it is possible, for example, that the displacement piston element in a piston housing with a cylindrical Opening is displaceable, the area in the piston housing the inlet chamber in which the first piston region in the first Piston position immersed, and the area of the outlet chamber in which the second piston area is immersed in the second piston position, at least are partially trained.
Um in einfacher Art und Weise die Einlasskammer und die Auslasskammer bei der erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung realisieren zu können, wird vorgeschlagen, dass das Kolbengehäuse wenigstens bereichsweise von einem Kammergehäuse umgeben ist und dass die Einlasskammer oder/und die Auslasskammer wenigstens teilweise zwischen dem Kolbengehäuse und dem Kammergehäuse gebildet ist.To the inlet chamber and the outlet chamber in a simple manner to be able to implement in the metering pump device according to the invention, it is proposed that the piston housing at least partially from is surrounded by a chamber housing and that the inlet chamber or / and the outlet chamber at least partially between the piston housing and the chamber housing is formed.
Die Einleitung von zu förderndem Fluid in die Einlasskammer kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass in dem Verdrängungskolbenelement eine Fluidzuführleitung vorgesehen ist, die am ersten Kolbenbereich eine Mündung zur Einlasskammer hin aufweist und durch eine zweite Ventilanordnung abschließbar ist, welche einen Fluidaustausch im Wesentlichen nur von der Fluidzuführleitung zur Einlasskammer hin zulässt. The introduction of fluid to be conveyed into the inlet chamber can, for example take place in that in the displacement piston element Fluid supply line is provided, which on the first piston area Has mouth to the inlet chamber and by a second valve arrangement is lockable, which is essentially only a fluid exchange from the fluid supply line to the inlet chamber.
Um in zuverlässiger Art und Weise den Fluidstrom nur in einer Richtung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die erste Ventilanordnung oder/und die zweite Ventilanordnung als Rückschlagventil ausgebildet ist. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die erste Ventilanordnung oder/und die zweite Ventilanordnung ein federvorgespanntes Ventilorgan aufweist.To reliably flow the fluid in only one direction enable, it is proposed that the first valve arrangement or / and the second valve arrangement is designed as a check valve. This can For example, it can be provided that the first valve arrangement or / and the second valve arrangement has a spring-biased valve member.
Zur Erzeugung der Bewegung des Verdrängungskolbenelements kann ein elektromagnetisch wirksamer Antrieb vorgesehen sein, der beispielsweise eine Spule/Anker-Anordnung umfassen kann, bei welcher der Anker durch das Verdrängungskolbenelement gebildet ist.To generate the movement of the displacement piston element, a Electromagnetically effective drive can be provided, for example may include a coil / armature arrangement in which the armature passes through the displacement piston element is formed.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Dosierpumpeinrichtung für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend eine Einlasskammer eine Auslasskammer, eine erste Ventilanordnung zwischen der Einlasskammer und der Auslasskammer, welche einen Fluidaustausch im Wesentlichen nur von der Einlasskammer zur Auslasskammer zulässt, ein Verdrängungskolbenelement, welches in einer ersten Kolbenstellung das Volumen der Einlasskammer minimiert und in einer zweiten Kolbenstellung das Volumen der Aulasskammer minimiert, wobei die erste Ventilanordnung einen Ventilsitz und ein gegen den Ventilsitz pressbares Ventilorgan umfasst, wobei der Ventilsitz der ersten Ventilanordnung an einem das Verdrängungskolbenelement aufnehmenden Gehäuse vorgesehen ist.According to a further aspect, the present invention relates to a metering pump device for a vehicle heater, comprising an inlet chamber an outlet chamber, a first valve arrangement between the inlet chamber and the outlet chamber, which fluid exchange in the Allows only from the inlet chamber to the outlet chamber Displacement piston element, which in a first piston position Volume of the inlet chamber minimized and in a second piston position minimizes the volume of the outlet chamber with the first valve assembly comprises a valve seat and a valve member which can be pressed against the valve seat, wherein the valve seat of the first valve arrangement on a the displacement piston element receiving housing is provided.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung bei in einer ersten Kolbenstellung vollständig in eine Einlasskammer eintauchendem Verdrängungskolbenelement;
- Fig. 2
- die Dosierpumpeinrichtung der Fig. 1 beim Übergang des Kolbenelements von der ersten Kolbenstellung zu einer zweiten Kolbenstellung;
- Fig. 3
- die erfindungsgemäße Dosierpumpeinrichtung bei in der zweiten Kolbenstellung positioniertem vollständig in eine Auslasskammer eintauchendem Verdrängungskolbenelement;
- Fig. 4
- die erfindungsgemäße Dosierpumpeinrichtung bei von der zweiten Kolbenstellung zur ersten Kolbenstellung übergehendem Verdrängungskolbenelement;
- Fig. 5
- eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung bei maximalem Einlasskammervolumen;
- Fig. 6
- die in Fig. 5 dargestellte Dosierpumpeinrichtung bei maximalem Auslasskammervolumen.
- Fig. 1
- a longitudinal sectional view of a metering pump device according to the invention when in a first piston position completely immersed in an inlet chamber displacement piston element;
- Fig. 2
- 1 during the transition of the piston element from the first piston position to a second piston position;
- Fig. 3
- the metering pump device according to the invention when the displacement piston element is positioned in the second piston position and is completely immersed in an outlet chamber;
- Fig. 4
- the metering pump device according to the invention with a displacement piston element passing from the second piston position to the first piston position;
- Fig. 5
- a schematic diagram of a metering pump device according to the invention with maximum inlet chamber volume;
- Fig. 6
- the metering pump device shown in Fig. 5 at maximum outlet chamber volume.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Dosierpumpeinrichtung 10 im Längsschnitt,
geschnitten entlang einer Längsmittenlinie eines allgemein mit 12 bezeichneten
Verdrängungskolbenelements, dargestellt. Die Dosierpumpeinrichtung
10 umfasst ein Kolbengehäuse 14, in welchem eine gestuft
ausgebildete, in Richtung der Längsachse L sich im Wesentlichen zylindrisch
erstreckende Öffnung 16 vorgesehen ist. An einem Endbereich 18 des
Kolbengehäuses 14 ist ein in die Öffnung 16 bzw. den Abschnitt 20 mit
geringerem Durchmesser derselben eingreifend positioniertes und daran
festgelegtes Einlassstutzenelement 22 mit einer Einlassöffnung 24 ausgebildet.
Dieses Einlassstutzenelement 22 kann beispielsweise über eine
Schlauchleitung o. dgl. mit einem Kraftstoffreservoir verbunden werden.1 shows a
In Anpassung an die gestufte Ausgestaltung der Öffnung 16 mit ihrem Abschnitt
20 mit geringerem Durchmesser und einem Abschnitt 26 mit größerem
Durchmesser ist auch das Verdrängungskolbenelement 12 entsprechend
gestuft ausgebildet und weist einen Abschnitt 28 mit geringerem
Durchmesser auf, sowie einen Abschnitt 30 mit größerem Durchmesser.
Dabei ist hinsichtlich seiner Abmessung der Abschnitt 28 mit geringerem
Durchmesser an den Abschnitt 20 der Öffnung 16 angepasst, und in
entsprechender Weise ist der Abschnitt 30 des
Verdrängungskolbenelements 12 an den Abschnitt 26 der Öffnung 16
angepasst, so dass in den beiden Öffnungsabschnitten 20, 26 das
Verdrängungskolbenelement 12 mit sehr genauer Passung geführt ist. Um
einen dichten Abschluss schaffen zu können, ist es beispielsweise möglich,
am Abschnitt 30 des Verdrängungskolbenelements 12 an dessen
Außenumfang Dichtungselemente, wie z.B. Dichtungsringe o. dgl.,
vorzusehen.In adaptation to the stepped configuration of the
In demjenigen Bereich des Kolbengehäuses 14, in welchem der Abschnitt 20
der Öffnung 16 ausgebildet ist, ist dieses umgeben von einer Spule 32. Die
Spule 32 bildet einen Teil eines elekromagnetisch wirksamen Antriebs 34.
Das Verdrängungskolbenelement 12 bildet mit seinem Abschnitt 28, der bereichsweise
in die Spule 32 eintaucht, einen Anker 36. Bei Erregung der
Spule 32 wird durch die dabei entstehende elektromagnetische Wechselwirkung
das Verdrängungskolbenelement 12 entgegen der Wirkung einer
Vorspannfeder 34 von der in Fig. 1 dargestellten Kolbenstellung aufwärts in
Richtung auf das Einlassstutzenelement 22 zu verschoben. Dabei stützt sich
die Vorspannfeder 34, welche beispielsweise als Schraubendruckfeder ausgebildet
sein kann, am stufenartigen Übergang zwischen den Abschnitten
20, 26 der Öffnung 16 einerseits und am stufenartigen Übergang zwischen
den Abschnitten 28 und 30 des Verdrängungskolbenelements 12 andererseits
ab. Wird die Erregung der Spule 32 beendet oder gemindert, so wird
unter der Vorspannwirkung dieser Vorspannfeder 34 das Verdrängungskolbenelement
12 wieder in die in Fig. 1 dargestellte Kolbenstellung bewegt.In the area of the
Anschließend an den von der Spule 32 umgebenen Teil des Kolbengehäuses
14 ist dieses durch ein mit topfartiger Struktur ausgebildetes
Kammergehäuse 38 umgeben. Auf diese Art und Weise wird eine vor allem
auch in der Fig. 2 erkennbare Einlasskammer 40 gebildet. Diese Einlasskammer
40 umfasst einen ersten Einlasskammerbereich 42, der im Wesentlichen
am axialen Endbereich 44 des Kolbengehäuses 14 vorgesehen und
dort durch den Abschnitt 26 der Öffnung 16 bereitgestellt ist. Ein zweiter Einlasskammerbereich
46 umfasst zumindest eine, vorzugsweise mehrere nach
radial außen führende Öffnungen 48 im Endbereich 44 des Kolbengehäuses
14. Ein dritter Einlasskammerbereich 50 umfasst einen im Wesentlichen zylindrischen,
ringartig ausgebildeten Volumenbereich 52 zwischen dem
Kolbengehäuse 14 und dem Kammergehäuse 38.Subsequent to the part of the piston housing surrounded by the
Weiterhin ist unter Zusammenwirkung von Kolbengehäuse 14 und
Kammergehäuse 38 eine allgemein mit 54 bezeichnete Auslasskammer gebildet.
Diese umfasst einen an den Einlasskammerbereich 50 anschließenden
ringartigen Auslasskammerbereich 56 sowie einen von diesem
nach radial innen führenden Auslasskammerbereich 58, der zumindest eine
Öffnung 60 im Kolbengehäuse 14 umfasst. Diese Öffnung oder Öffnungen
60 bzw. der Auslasskammerbereich 58 sind nach radial innen zum Abschnitt
26 der Öffnung 14 im Kolbengehäuse 14 offen, und zwar in einem an den
stufenartigen Übergang zwischen den Abschnitten 20 und 26 gebildeten Bereich
desselben, in welchem auch die Vorspannfeder 34 aufgenommen ist.
Dieser Volumenbereich des Öffnungsabschnitts 26 bildet einen weiteren
Auslasskammerbereich 62. Über einen am Kammergehäuse 38 vorgesehenen
bzw. integral ausgebildeten Auslassstutzen 64 kann die Dosierpumpeinrichtung
10 an ein zu versorgendes Gerät, also beispielsweise ein
Fahrzeugheizgerät, angeschlossen werden.Furthermore, in cooperation with the
Eine erste Ventilanordnung 66 umfasst ein ringartiges Ventilorgan 68, das
unter der Vorspannwirkung einer weiteren Vorspannfeder 70 an einem sowohl
am Kolbengehäuse 14 als auch am Kammergehäuse 38 gebildeten
stufenartigen Übergang zwischen dem Auslasskammerbereich 56 und dem
Einlasskammerbereich 50 aufliegt. Somit stellt diese als Rückschlagventil
ausgebildete erste Ventilanordnung 66 sicher, dass eine Fluidströmung im
Wesentlichen nur vom Einlasskammerbereich 50 zum Auslasskammerbereich
56 hin stattfinden kann, und nicht umgekehrt. A
In dem Verdrängungskolbenelement 12 ist eine sich in Längsrichtung
desselben erstreckende Zuführleitung 72 ausgebildet. Am Abschnitt 36 des
Verdrängungskolbenelements 12 ist diese Zuführleitung 72 zum Öffnungsabschnitt
20 der Öffnung 16 im Kolbengehäuse 14 und somit auch zur Einlassöffnung
24 des Einlassstutzenelements 22 offen. Am Abschnitt 30 des
Verdrängungskolbenelements 12 mündet diese Zuführleitung 72 zur Einlasskammer
40. Ferner ist an diesem Mündungsbereich 74 die Zuführleitung 72
durch eine zweite Ventilanordnung 76 abschließbar. Diese zweite Ventilanordnung
76 umfasst ein scheibenartig ausgebildetes Ventilorgan 78, das unter
der Vorspannwirkung einer weiteren Vorspannfeder 80 gegen einen an
einem stufenartigen Erweiterungsübergang der die Zuführleitung 72 bereitstellenden
Öffnung im Verdrängungskolbenelement 12 gebildeten Ventilsitz
82 vorgespannt ist, wobei die Feder 80 sich dabei an einem mit dem Verdrängungskolbenelement
12 verbundenen Abstützelement 84 abstützt.
Diese zweite Ventilanordnung 76 stellt also sicher, dass ein Fluidstrom von
der Fluidzuführleitung 72 in Richtung zur Einlasskammer 40 hin möglich ist,
während eine Fluidströmung in entgegengesetzter Richtung nicht möglich ist.In the
Nachfolgend wird mit Bezug auf die Fig. 1 - 4 die Funktionsweise der
vorangehend vor allem mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 hinsichtlich ihres konstruktiven
Aufbaus detailliert beschriebenen Dosierpumpeinrichtung 10 beschrieben.The mode of operation of FIGS. 1-4 is described below
previously mainly with reference to FIGS. 1 and 2 in terms of their constructive
In der Fig. 1 ist das Verdrängungskolbenelement 12 in einer ersten Kolbenstellung,
in welcher es durch die Vorspannwirkung der Vorspannfeder 34 gehalten
ist. In dieser ersten Kolbenstellung taucht das Verdrängungskolbenelement
12 mit einem Kolbenbereich 86 in maximalem Ausmaß in die Einlasskammer
40 ein, so dass der Einlasskammerbereich 42 im Wesentlichen
vollständig von dem Kolbenbereich 86 des Verdrängungskolbenelements 12
ausgefüllt ist und somit das Gesamtvolumen der Einlasskammer 40
minimiert ist. Wird ausgehend von einem Zustand, in welchem also das Verdrängungskolbenelement
12 in seiner ersten Kolbenstellung ist und das Volumen
der Einlasskammer 40 minimal ist, während das Volumen der Auslasskammer
54 maximal ist, das Verdrängungskolbenelement 12 durch Erregung
der Spule 32 entgegen der Vorspannwirkung der Vorspannfeder 34
verschoben, so nimmt das nicht von dem Verdrängungskolbenelement 12
besetzte Volumen der Einlasskammer 40 zu, während gleichzeitig das Verdrängungskolbenelement
12 mit einem zweiten Kolbenbereich 88 sich
zunehmend in den Auslasskammerbereich 58 hinein verschiebt, in welchem
auch die in diesem Bewegungsvorgang sich zunehmend komprimierende
Vorspannfeder 34 angeordnet ist. Bei diesem Vorgang wird also das Gesamtvolumen
der Auslasskammer 54, das nicht durch das Verdrängungskolbenelement
12 besetzt ist und in dem somit zu förderndes Fluid angeordnet
sein kann, verringert, bis in dem in Fig. 3 erkennbaren Zustand, in welchem
das Verdrängungskolbenelement 12 in einer zweiten Kolbenstellung
ist, dieses Volumen minimiert ist. Bei dieser Bewegung verdrängt das Verdrängungskolbenelement
12 mit einer als Verdrängungsfläche 89 wirksamen
axialen Stirnfläche des Abschnitts 30 Fluid aus dem Auslasskammerbereich
62.1, the
Beim Übergang in diese zweite Kolbenstellung 12 kann das Einlassstutzenelement
22 einen Bewegungsanschlag für das Verdrängungskolbenelement
12 bilden, und zwar vorzugsweise noch bevor die Vorspannfeder 34 vollständig
komprimiert und somit auf Block gesetzt wird. Beim Übergang von
dem in Fig. 1 dargestellten Zustand, in welchem das Verdrängungskolbenelement
12 in seiner ersten Kolbenstellung ist, zu dem in Fig. 3 dargestellten
Zustand, in welchem das Verdrängungskolbenelement 12 in seiner zweiten
Kolbenstellung ist, wird also das zur Fluidaufnahme bereitstehende Volumen
der Einlasskammer 40 vergrößert, während das zur Fluidaufnahme zur
Verfügung stehende Volumen der Auslasskammer 54 verringert wird. Bedingt
durch die Wirkungsweise der beiden als Rückschlagventile ausgestalteten
Ventilanordnungen 66, 76 wird bei diesem Übergang durch
Abheben des Ventilorgans 78 von seinem zugeordneten Ventilsitz 82 Fluid
von der Zuführleitung 72 in die Einlasskammer 40 einströmen können, während
durch die Vorspannwirkung der Vorspannfeder 70 einerseits und die
Zunahme des Drucks in der Auslasskammer 54 durch Verringerung des Volumens
derselben andererseits das Ventilorgan 68 verstärkt gegen seinen
Ventilsitz 90 am Kolbengehäuse 14 und am Kammergehäuse 38 gepresst
wird. Während also bei diesem Übergang neues zu förderndes Fluid in die
Einlasskammer 40 eingeleitet wird, da der Kolbenbereich 86 zunehmend aus
dem Einlasskammerbereich 42 herausgezogen wird, wird bereits in der Auslasskammer
54 vorhandenes Fluid durch den zunehmend in den Auslasskammerbereich
58 eintauchenden zweiten Kolbenbereich 88 durch die Verdrängungsfläche
89 verdrängt, so dass es über die Auslassöffnung 92 des
Auslassstutzens 64 die Auslasskammer 54 verlässt und in Richtung zu dem
Heizgerät strömt.When moving into this
Wird nun bei vollständig in den Auslasskammerbereich 58 eintauchendem
Kolbenbereich 88 die Erregung der Spule 32 beendet, so kehrt, wie in Fig. 4
verdeutlicht, das Verdrängungskolbenelement 12 wieder in Richtung zu seiner
ersten Kolbenstellung zurück. Das heißt, der erste Kolbenbereich 86
taucht wieder zunehmend weiter in den Einlasskammerbereich 42 ein, während
der zweite Kolbenbereich 88 immer mehr aus dem Auslasskammerbereich
58 herausgezogen wird. Es tritt also dabei eine Verringerung des zur
Fluidaufnahme zur Verfügung stehenden Volumens der Einlasskammer 40
auf, während gleichzeitig das zur Fluidaufnahme zur Verfügung stehende
Volumen der Auslasskammer 54 zunimmt. Bei dieser Bewegung verdrängt
das Verdrängungskolbenelement 12 mit seinem Abschnitt 30 bzw. einer Verdrängungsfläche
87 daran in dem Einlasskammerbereich 42 zunächst noch
enthaltenes Fluid. Durch die Verdrängungswirkung des Verdrängungskolbenelements
12 und die nunmehr abschließende Wirkung der zweiten
Ventilanordnung 76 wird das Ventilorgan 68 der ersten Ventilanordnung 66
entgegen der Vorspannwirkung der Feder 70 von seinem Ventilsitz 90 abgehoben,
so dass das aus der Einlasskammer 40 verdrängte Fluid in den Auslasskammerbereich
56 einströmen kann. Dieser Vorgang dauert an, bis das
Verdrängungskolbenelement 12 wieder in seine in der Fig. 1 dargestellte
erste Kolbenstellung gelangt, in welcher das freie Volumen der Einlasskammer
40 minimiert ist und in entsprechender Weise das zur Fluidaufnahme
bereite Volumen der Auslasskammer 54 maximal ist. Man erkennt
beim Übergang von dem in Fig. 3 dargestellten Zustand zu dem in Fig. 4
dargestellten Zustand, dass bei dieser Bewegung des Verdrängungskolbenelements
12 die Volumenänderung in der Einlasskammer 40 einerseits und
der Auslasskammer 54 andererseits nicht gleich sind. Da das Verdrängungskolbenelement
12 insbesondere in seinem Abschnitt 30 im Wesentlichen zylindrisch
ausgestaltet ist und da der Abschnitt 28 mit geringerem Durchmesser
immer zumindest teilweise in den Öffnungsabschnitt 20 eintaucht, ist
die Volumenänderung im Bereich der Auslasskammer definiert durch die
Größe der im Wesentlichen ringartig ausgestalteten Verdrängungsfläche 89
multipliziert mit dem Hub des Verdrängungskolbenelements 12, während bei
dem gleichen Hub der Kolbenbereich 86 mit einer im Wesentlichen den gesamten
Querschnitt des Abschnitts 30 des Kolbenelements umfassenden
Verdrängungsfläche 87 wirksam wird. Dies bedeutet, dass das Verhältnis der
Volumenänderung der Einlasskammer 40 zur Volumenänderung der
Auslasskammer 54 definiert ist durch das Verhältnis der Größe der Verdrängungsfläche
87 zur Größe der Verdrängungsfläche 89, also der bei der
jeweiligen Bewegung wirksamen Verdrängungsoberfläche. Daraus resultiert,
dass bei einer Bewegung, bei welcher das Volumen der Einlasskammer 40
verringert wird und gleichzeitig auch das Volumen der Auslasskammer 54
vergrößert wird, das aus der Einlasskammer 40 über die Ventilanordnung 66
in Richtung Auslasskammer 54 verdrängte Fluid nicht vollständig in dieser
Auslasskammer 54 aufgenommen werden kann. Derjenige Volumenteil des
aus der Einlasskammer 40 verdrängten Fluids, der die Zunahme des Volumens
der Auslasskammer 54 übersteigt, wird bei dieser Bewegung des Verdrängungskolbenelements
12 in Richtung Minimierung des Volumens der
Einlasskammer 40 über die Auslasskammer 54 hinweg nach außen verdrängt
und somit zu einem das Fluid aufnehmenden System abgegeben.
Daraus wiederum resultiert, dass nicht nur bei der Bewegung von der in Fig.
1 dargestellten Kolbenstellung zu der in Fig. 3 dargestellten Kolbenstellung,
also einer Bewegung in Richtung Verringerung des Volumens der Auslasskammer
54, Fluid aus der Auslasskammer 54 nach außen hin ausgestoßen
wird, sondern auch bei der entgegengesetzten Bewegung, also einer
Bewegung zum Verringern des Volumens der Einlasskammer 40 oder zum
Vergrößern des Volumens der Auslasskammer 54 Fluid über die
Auslasskammer 54 nach außen ausgestoßen wird. Es ergibt sich somit eine
Arbeitsweise, bei welcher bei jedem Hub des Verdrängungskolbenelements
12 unabhängig von der Hubrichtung Fluid ausgestoßen wird. Dadurch wird
eine deutliche Erhöhung der Ausstoßfrequenz erzielt, mit der Folge, dass
eine Annäherung an einen kontinuierlichen oder quasi-kontinuierlichen
Fluidstrom erlangt wird. Dies kann insbesondere dadurch unterstützt
werden, dass durch entsprechende Bemessung der beiden
Verdrängungsflächen 87 und 89 die Volumenänderungen der
Einlasskammer 40 bzw. der Auslasskammer 54 so aufeinander abgestimmt
werden, dass sie im Verhältnis 2:1 stehen. D.h. bei Verringerung des
Volumens der Einlasskammer 40 wird eine Volumenhälfte des verdrängten
Fluids in der Auslasskammer 54 durch Volumenvergrößerung derselben
aufgenommen werden können, während die zweite Volumenhälfte nicht
mehr in der Auslasskammer 54 aufgenommen werden kann und nach außen
ausgestoßen wird. Bei der entgegengesetzten Bewegung wird dann exakt
ein Volumenanteil ausgestoßen, der der Abnahme des Volumens der
Auslasskammer 54 entspricht, also wiederum ein Volumen, das der Hälfte
der Volumenänderung der Einlasskammer entspricht. Somit wird bei jedem
Hub des Verdrängungskolbenelements 12 im Wesentlichen die gleiche
Fluidmenge nach außen ausgestoßen.Now becomes fully immersed in the
Eine alternative Ausgestaltungsform einer gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebauten Dosierpumpeinrichtung ist in den Figuren 5 und 6 gezeigt. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "a" bezeichnet.An alternative embodiment of one according to the principles of the present The metering pump device constructed according to the invention is shown in FIGS and 6 shown. Components described above Components in terms of structure and function correspond to the the same reference numerals with the addition of an appendix "a".
Man erkennt zunächst in Fig. 5, dass der bei der vorangehenden Ausgestaltungsform
vorhandene Abschnitt mit geringerem Durchmesser des Verdrängungskolbenelements,
welcher sich über die Auslasskammer hinaus in
den Öffnungsabschnitt 20 hinein erstreckt, nicht vorhanden ist. Vielmehr ist
das Verdrängungskolbenelement 12a im Wesentlichen stufenartig
ausgebildet und weist an seinen beiden in Achsrichtung, also
Bewegungsrichtung, gelegenen Endseiten die Verdrängungsflächen 87a,
89a in den Kolbenbereichen 86a bzw. 88a auf. Durch die gestufte
Ausgestaltung des Verdrängungskolbenelements 12a, das in einer
entsprechend gestuft ausgestalteten Öffnung 16a des Kolbengehäuses 14a
aufgenommen ist, wird wieder erlangt, dass die beiden Verdrängungsflächen
87a, 89a in einem von 1 unterschiedlichen Größenverhältnis zueinander
stehen, beispielsweise wieder ein Verhältnis von 2:1 zueinander aufweisen.It can first be seen in FIG. 5 that that in the previous embodiment
existing section with a smaller diameter of the displacement piston element,
which extends beyond the outlet chamber
extends into the opening
Bewegt sich das in Fig. 5 zunächst in einer Stellung maximalen Einlasskammervolumens
gehaltene Verdrängungskolbenelement 12a in einer Richtung
zum Verringern des Volumens der Einlasskammer 40a, so nimmt das
Volumen der Einlasskammer 40a ab, während gleichzeitig das Volumen der
Auslasskammer 54a zunimmt. Bewegt sich beispielsweise das Verdrängungskolbenelement
12a so weit, dass es mit seinem Kolbenbereich
86a an einem Anschlag 94a zur Anlage kommt, beispielsweise wieder unter
Vorspannung einer nicht dargestellten Feder, so ändert sich das Volumen
der Einlasskammer 40a entsprechend dem vorgesehenen Hub multipliziert
mit der Größe der Verdrängungsfläche 87a um eine Größe V1. Da der
Kolbenbereich 88a sich im gleichen Ausmaß verschiebt, ändert sich das Volumen
der Auslasskammer 54a um ein Volumen V2, das sich ergibt durch
den vorangehend bereits angesprochenen Hub des Verdrängungskolbenelements
12a multipliziert mit der Größe der Verdrängungsfläche 89a. Auch
hier stellt sich die gleiche Wirkung ein, dass das aus der Einlasskammer 40a
verdrängte Volumen V1 nicht vollständig in der Auslasskammer 54a aufgenommen
werden kann, deren Volumen nur um die Größe V2
zugenommen hat. D.h., es wird der nicht in der Auslasskammer 54a
aufnehmbare Volumenanteil des verdrängten Fluids nach außen abgegeben.If the displacement piston element 12a initially held in a position of maximum inlet chamber volume in FIG. 5 moves in a direction to reduce the volume of the inlet chamber 40a, the volume of the inlet chamber 40a decreases while at the same time the volume of the
Um diese Bewegung des Verdrängungskolbenelements 12a nicht zu erschweren, kann eine Belüftungs/Entlüftungsöffnung 96a vorgesehen sein, die das Eindringen bzw. Entweichen von Luft in die Öffnung 16a des Kolbengehäuses 14a ermöglicht.To avoid this movement of the displacement piston element 12a difficult, a ventilation opening 96a may be provided, which the entry or escape of air into the opening 16a of the Piston housing 14a allows.
Man erkennt weiter bei der in den Figuren 5 und 6 gezeigten Ausgestaltungsform, dass nunmehr eine Zuführleitung 72a vorgesehen ist, die über die zweite Ventilanordnung 76a direkt in die Einlasskammer 40a einmündet und dabei nicht durch das Verdrängungskolbenelement 12a hindurchführt.It can also be seen in the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, that a supply line 72a is now provided, which via the second valve arrangement 76a opens directly into the inlet chamber 40a and does not pass through the displacement piston element 12a.
Erfolgt die Bewegung des Verdrängungskolbenelements 12a von der in Fig. 5 gezeigten Stellung maximalen Einlasskammervolumens zu der in Fig. 6 dargestellten Stellung maximalen Auslasskammervolumens unter Federvorspannung, so kann die Rückbewegung dann durch elektromagnetische Wechselwirkung erfolgen, so wie vorangehend beschrieben. Es ist selbstverständlich möglich, die Vorspannung in der anderen Richtung vorzunehmen.If the displacement piston element 12a moves from that shown in FIG. 5 shown position of maximum inlet chamber volume to that in FIG. 6 position shown maximum outlet chamber volume under spring preload, the return movement can then be done by electromagnetic Interaction take place as described above. It is, of course, possible the bias in the other direction make.
Aus der vorangehenden Beschreibung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Dosierpumpeinrichtung erkennt man, dass jede Hubbewegung des Verdrängungskolbenelements zu einem Ausstoßtakt führt. Dies bedeutet bei vorgegebener Bewegungsfrequenz des Verdrängungskolbenelements eine Verdoppelung der Förderfrequenz im Vergleich zu der aus dem Stand der Technik bekannten Dosierpumpanordnung mit einer entsprechenden deutlich gleichmäßigeren Strömungscharakteristik des zu einem Heizgerät geförderten Brennstoffs.From the preceding description of the operation of the invention Dosing pump device recognizes that each stroke of the Displacement piston element leads to an exhaust stroke. This means at predetermined movement frequency of the displacement piston element a Doubling of the delivery frequency compared to that from the prior art Technology known metering pump arrangement with a corresponding clearly more uniform flow characteristics of the conveyed to a heater Fuel.
Die erfindungsgemäße Dosierpumpeinrichtung weist nur ein einziges durch
entsprechende Ansteuerung zu bewegendes Organ auf, was den Aufbau
vereinfacht und die Anzahl der erforderlichen Bauteile verringert. Ferner ist
insbesondere durch die Hindurchführung der Fluidzuführung durch das Verdrängungskolbenelement
12 ein sehr kompakter Aufbau vorgesehen, und es
ist kein bewegbares Bauteil nach außen hin abzudichten.The metering pump device according to the invention has only one
Appropriate control to move organ on what is building
simplified and the number of required components reduced. Furthermore is
in particular by passing the fluid supply through the
Claims (14)
dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Kolbenstellung das Verdrängungskolbenelement (12; 12a) mit einem ersten Kolbenbereich (86; 86a) in die Einlasskammer (40; 40a) eintaucht und in der zweiten Kolbenstellung das Verdrängungskolbenelement (12; 12a) mit einem zweiten Kolbenbereich (88; 88a) in die Auslasskammer (54; 54a) eintaucht.Dosing pump device according to claim 1,
characterized in that in the first piston position the displacement piston element (12; 12a) with a first piston area (86; 86a) is immersed in the inlet chamber (40; 40a) and in the second piston position the displacement piston element (12; 12a) with a second piston area ( 88; 88a) dips into the outlet chamber (54; 54a).
dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungskolbenelement (12; 12a) in einem ersten Kolbenbereich (86; 86a) eine bei Bewegung des Verdrängungskolbenelements (12; 12a) in Richtung zur ersten Kolbenstellung wirksame erste Verdrängungsfläche (87; 87a) aufweist und in einem zweiten Kolbenbereich (88; 88a) eine bei Bewegung des Verdrängungskolbenelements (12; 12a) in Richtung zur zweiten Kolbenstellung wirksame zweite Verdrängungsfläche (89; 89a) aufweist und dass die erste Verdrängungsfläche (87; 87a) größer ist als die zweite Verdrängungsfläche (89; 89a).Dosing pump device according to claim 1 or 2,
characterized in that the displacement piston element (12; 12a) has a first displacement surface (87; 87a) effective in a first piston region (86; 86a) when the displacement piston element (12; 12a) moves in the direction of the first piston position, and in a second piston region ( 88; 88a) has a second displacement surface (89; 89a) which is effective when the displacement piston element (12; 12a) moves in the direction of the second piston position and that the first displacement surface (87; 87a) is larger than the second displacement surface (89; 89a).
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verdrängungsfläche (87; 87a) und die zweite Verdrängungsfläche (89; 89a) zueinander ein Flächenverhältnis von 2:1 aufweisen.Dosing pump arrangement according to claim 3,
characterized in that the first displacement surface (87; 87a) and the second displacement surface (89; 89a) have an area ratio of 2: 1 to one another.
dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungskolbenelement (12) einen den ersten Kolbenbereich (86) und den zweiten Kolbenbereich bereitstellenden Kolbenabschnitt (30) aufweist sowie einen Verdrängungsabschnitt (28), welcher bei Bewegung des Verdrängungskolbenelements (12) von der ersten Kolbenstellung zur zweiten Kolbenstellung in die Auslasskammer (54) eintaucht.Dosing pump arrangement according to one of claims 2 to 4,
characterized in that the displacement piston element (12) has a piston section (30) providing the first piston region (86) and the second piston region, and a displacement section (28) which, when the displacement piston element (12) moves from the first piston position to the second piston position, into the Discharge chamber (54) immersed.
dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungskolbenelement (12; 12a) zwischen der ersten Kolbenstellung und der zweiten Kolbenstellung verschiebbar ist.Dosing pump device according to one of claims 1 to 5,
characterized in that the displacement piston element (12; 12a) is displaceable between the first piston position and the second piston position.
dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungskolbenelement (12) in einem Kolbengehäuse (14) mit zylindrischer Öffnung (16) verschiebbar ist, wobei in dem Kolbengehäuse (14) der Bereich (42) der Einlasskammer (40), in welchen der erste Kolbenbereich (86) in der ersten Kolbenstellung eintaucht, und der Bereich (62) der Auslasskammer (54), in welchen der zweite Kolbenbereich (88) in der zweiten Kolbenstellung eintaucht, wenigstens zum Teil ausgebildet sind.Dosing pump device according to one of claims 1 to 6,
characterized in that the displacement piston element (12) is displaceable in a piston housing (14) with a cylindrical opening (16), the region (42) of the inlet chamber (40) in which the first piston region (86) is located in the piston housing (14) immersed in the first piston position, and the area (62) of the outlet chamber (54) in which the second piston area (88) is immersed in the second piston position are at least partially formed.
dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbengehäuse (14) wenigstens bereichsweise von einem Kammergehäuse (38) umgeben ist und dass die Einlasskammer (40) oder/und die Auslasskammer (54) wenigstens teilweise zwischen dem Kolbengehäuse (14) und dem Kammergehäuse (38) gebildet ist.Dosing pump device according to claim 7,
characterized in that the piston housing (14) is at least partially surrounded by a chamber housing (38) and that the inlet chamber (40) and / or the outlet chamber (54) is at least partially formed between the piston housing (14) and the chamber housing (38) ,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verdrängungskolbenelement (12) eine Fluidzuführleitung (72) vorgesehen ist, die am ersten Kolbenbereich (86) eine Mündung (74) zur Einlasskammer (40) hin aufweist und durch eine zweite Ventilanordnung (76) abschließbar ist, welche einen Fluidaustausch im Wesentlichen nur von der Fluidzuführleitung (72) zur Einlasskammer (40) hin zulässt.Dosing pump device according to one of claims 1 to 8,
characterized in that a fluid supply line (72) is provided in the displacement piston element (12), which has an opening (74) on the first piston region (86) to the inlet chamber (40) and can be closed by a second valve arrangement (76), which Allows fluid exchange essentially only from the fluid supply line (72) to the inlet chamber (40).
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventilanordnung (66; 66a) oder/und die zweite Ventilanordnung (76; 76a) als Rückschlagventil ausgebildet ist.Dosing pump device according to one of claims 1 to 9,
characterized in that the first valve arrangement (66; 66a) and / or the second valve arrangement (76; 76a) is designed as a check valve.
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventilanordnung (66) oder/und die zweite Ventilanordnung (76) ein federvorgespanntes Ventilorgan (68, 78) aufweist.Dosing pump device according to claim 10,
characterized in that the first valve arrangement (66) and / or the second valve arrangement (76) has a spring-biased valve member (68, 78).
gekennzeichnet durch einen elektromagnetisch wirksamen Antrieb (34; 34a) für das Verdrängungskolbenelement (12; 12a).Dosing pump device according to one of claims 1 to 11,
characterized by an electromagnetically effective drive (34; 34a) for the displacement piston element (12; 12a).
dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (34) eine Spule/Anker-Anordnung (32, 36) umfasst, wobei der Anker (36) durch das Kolbenelement (12) gebildet ist.Dosing pump device according to claim 12,
characterized in that the drive (34) comprises a coil / armature arrangement (32, 36), the armature (36) being formed by the piston element (12).
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