DE102012107983A1 - Vibrating piston pump has piston with piston portions that are respectively arranged in chamber sections of pump chamber - Google Patents

Abstract

The piston pump (1) has a piston (30) that is slidably mounted in a pump chamber (25) along longitudinal axis (31). A magnetic coil (60) is arranged to generate a magnetic field around the piston against restoring force of resetting element (50). The piston is provided with piston portions (30.1,30.2) that are respectively arranged in chamber sections (25.1,25.2) of pump chamber.

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die Erfindung betrifft eine Schwingkolbenpumpe nach dem Obergriff des Anspruchs 1. Die Schwingkolbenpumpe hat wie üblich einen einer Pumpenkammer entlang seiner Längsachse verschiebbaren Kolben. Durch Erzeugen eines Magnetfeldes kann der Kolben in der Pumpenkammer gegen die Kraft einer Rückstellfeder verschoben werden. Der Kolben hat zumindest einen ersten Kolbenabschnitt mit einer ersten Querschnittsfläche und zumindest einen zweiten Kolbenabschnitt mit einer zweiten Querschnittsfläche, und die Pumpenkammer hat zumindest einen ersten Kammerabschnitt in dem der erste Kolbenabschnitt angeordnet ist und einen zweiten Kammerabschnitt, in dem der zweite Kolbenabschnitt angeordnet ist. The invention relates to an oscillating piston pump according to the preamble of claim 1. The oscillating piston pump as usual has a piston of a pump chamber along its longitudinal axis displaceable. By generating a magnetic field, the piston in the pump chamber can be displaced against the force of a return spring. The piston has at least a first piston portion with a first cross-sectional area and at least a second piston portion with a second cross-sectional area, and the pump chamber has at least a first chamber portion in which the first piston portion is arranged and a second chamber portion, in which the second piston portion is arranged.

Stand der Technik State of the art

Schwingkolbenpumpen, die einen Spalt zwischen der Pumpenkammer und dem Kolben aufweisen, wobei der Spalt beim Betrieb der Pumpe von dem Fluid gefüllt wird und als Flüssigkeitsdichtung zwischen dem Kolben und der Pumpenkammer wirkt, werden auch als flüssigkeitsgedichtete Schwingkolbenpumpen bezeichnet. Solche Schwingkolbenpumpen werden insbesondere im KFZ-Bereich eingesetzt, beispielsweise ist aus der WO-A1-03/027454 eine Harnstoffpumpe zum Einspritzen von Harnstoff in den Abgasstrang eines KFZ bekannt. Oscillating piston pumps having a gap between the pumping chamber and the piston, which gap is filled by the fluid during operation of the pump and acts as a fluid seal between the piston and the pumping chamber, are also referred to as liquid-sealed oscillating piston pumps. Such oscillating piston pumps are used in particular in the automotive sector, for example, is from the WO-A1-03 / 027454 a urea pump for injecting urea into the exhaust system of a motor vehicle.

Schwingkolbenpumpen mit Flüssigkeitsdichtung haben den Vorteil, dass sie im Vergleich zu den sonst üblichen Schwingkolbenpumpen mit O-Ringdichtungen (vgl. WO-A1-95/03198 ) verbesserte Trockenlaufeigenschaften haben. Die bekannten Flüssigkeitsdichtungen haben aber auch Nachteile: Hohe Drücke, hohe Förderleistungen und gute Trockenansaugleistung lassen sich nur durch einen sehr schmalen Spalt zwischen der Mantelfläche des Kolbens und der Pumpen- kammer erreichen und/oder die Flüssigkeitsdichtung, muss sich über eine lange Strecke parallel zur Längsachse des Kolbens erstrecken, d.h. der Platzbedarf für den Kolben und damit für die ganze Pumpe wird vergrößert. Je dünner der Spalt und je länger der Spalt desto größer wird die Gefahr, dass der Kolben im Betrieb verkantet und dann an der Pumpenkammer schleift oder sogar blockiert. Gleichzeitig nimmt mit der Länge des Spaltes die Gefahr einer überbestimmten Lagerung des Kolbens in der Pumpenkammer zu. Dem lässt sich bisher nur durch sehr hohe Präzision bei der Fertigung von Pumpenkammer und Kolben begegnen, was die Kosten für entsprechende Schwingkolbenpumpen erhöht. Die notwendige Präzision macht zudem eine Fertigung von Pumpenkammer und Kolben aus Edelstahl (Edelstähle ohne Ni-Anteil bilden ferritische Kristalle und sind daher magnetisch) erforderlich, so dass es beim Betrieb der Pumpe zu Kaltverschweissungen kommen kann. Dies lässt sich wiederum nur durch teure Beschichtungen des Kolbens und/oder der Pumpenkammer vermeiden. Vibrating piston pumps with liquid seal have the advantage that they compared to the usual oscillating piston pumps with O-ring seals (see. WO-A1-95 / 03198 ) have improved dry-running properties. However, the known liquid seals also have disadvantages: high pressures, high delivery rates and good dry intake performance can only be achieved by a very narrow gap between the jacket surface of the piston and the pump chamber and / or the liquid seal must be parallel to the longitudinal axis over a long distance extend the piston, ie the space required for the piston and thus for the entire pump is increased. The thinner the gap and the longer the gap, the greater the risk that the piston canted during operation and then grinds on the pump chamber or even blocked. At the same time increases with the length of the gap, the risk of overdetermined storage of the piston in the pump chamber. This can be countered only by very high precision in the production of pump chamber and piston, which increases the cost of corresponding oscillating piston pumps. The necessary precision also makes a production of pump chamber and stainless steel pistons (stainless steels without Ni content form ferritic crystals and are therefore magnetic), so that it can lead to cold welding during operation of the pump. This can in turn be avoided only by expensive coatings of the piston and / or the pump chamber.

Aus der EP 2101059 ist eine Schwingkolbenpumpe bekannt, bei der ein Stufenkolben durch eine Reluktanzkraft in einer Pumpenkammer gegen die Kraft einer Feder verschoben wird. Dabei strömt ein Fluid durch einen Längskanal des Kolbens. Wird das Magnetfeld abgeschaltet oder umgepolt wird der Kolben durch die von der Feder ausgeübte Rückstellkraft in seine Ausgangsposition zurückverschoben, wobei die Fluidsäule in dem Längskanal in Förderrichtung mitgenommen wird, weil in einer Kammer des Längskanals ein Rückschlagventil angeordnet ist, welches ein Rückströmen des Fluids verhindert. Um den Stufenkolben in der Pumpenkammer zu führen, sitzt auf dem Kolben zumindest ein Lagerring. Die Abdichtung zwischen dem Kolben und der Wandung der Pumpenkammer erfolgt durch eine Flüssigkeitsdichtung. From the EP 2101059 For example, an oscillating piston pump is known in which a stepped piston is displaced by a reluctance force in a pump chamber against the force of a spring. In this case, a fluid flows through a longitudinal channel of the piston. If the magnetic field is switched off or reversed, the piston is moved back to its starting position by the restoring force exerted by the spring, whereby the fluid column in the longitudinal channel is taken along in the conveying direction, because in a chamber of the longitudinal channel a check valve is arranged, which prevents a backflow of the fluid. In order to guide the stepped piston in the pump chamber, at least one bearing ring is seated on the piston. The seal between the piston and the wall of the pump chamber is made by a liquid seal.

Ein ganz ähnlicher Ansatz ist in der DE 295 18 782 beschrieben: Auch diese Druckschrift beschreibt eine Schwingkolbenpumpe mit einem Kolben, der in einer Pumpenkammer entlang einer gemeinsamen Längsache verschiebbar ange- ordnet ist. Um zu verhindern, dass der Kolben auch quer seiner Längsachse schwingt wobei er ggf. an die Wandung der Pumpenkammer anstoßen kann, wird ebenfalls vorgeschlagen eine Gleitbuchse in Form eines Kolbenringes oder als Oberflächenbeschichtung auf dem Kolben anzuordnen. A very similar approach is in the DE 295 18 782 This document also describes an oscillating piston pump with a piston which is displaceably arranged in a pump chamber along a common longitudinal axis. In order to prevent the piston also oscillates transversely to its longitudinal axis, where he may possibly abut against the wall of the pump chamber, it is also proposed to arrange a sliding bush in the form of a piston ring or as a surface coating on the piston.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine effizientere und dennoch günstige Schwingkolbenpumpe bereitzustellen. The invention has for its object to provide a more efficient, yet inexpensive oscillating piston pump.

Diese Aufgabe wird durch eine Schwingkolbenpumpe nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a vibrating piston pump according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Die Schwingkolbenpumpe hat zumindest einen Kolben der in einer Pumpenkammer entlang seiner Längsachse verschiebbar gelagert ist und durch ein von wenigstens einer Magnetspule erzeugtes Magnetfeldes gegen eine Rückstellkraft zumindest eines Rückstellelements entlang seiner Längsachse in einer Pumpenkammer verschiebbar ist. Der Kolben hat zumindest einen ersten Kolbenabschnitt mit einer ersten Querschnittsfläche und zumindest einen zweiten Kolbenabschnitt mit einer zweiten Querschnittsfläche. Die Pumpenkammer hat entsprechend zumindest einen ersten Kammerabschnitt in dem der erste Kolbenabschnitt angeordnet ist und einen zweiten Kammerabschnitt, in dem der zweite Kolbenabschnitt angeordnet ist. Der erste Kammerabschnitt und der zweite Kammerabschnitt sind beweglich miteinander verbunden, beispielsweise zueinander schwenkbar gekoppelt. Alternativ oder zusätzlich kann auch der erste Kolbenabschnitt beweglich zu dem zweiten Kolbenabschnitt mit diesem verbunden sein, insbesondere durch ein Schwenkgelenk. The oscillating piston pump has at least one piston which is displaceably mounted in a pump chamber along its longitudinal axis and by a magnetic field generated by at least one magnetic coil against a restoring force of at least one return element along its longitudinal axis in a pump chamber is displaceable. The piston has at least a first piston section with a first cross-sectional area and at least one second piston section with a second cross-sectional area. The pump chamber has correspondingly at least a first chamber portion in which the first piston portion is arranged and a second chamber portion, in which the second piston portion is arranged. The first chamber portion and the second chamber portion are movably connected to each other, for example, pivotally coupled to each other. Alternatively or additionally, the first piston portion may be movably connected to the second piston portion with this, in particular by a pivot joint.

Die Schwingkolbenpumpe beruht auf der Erkenntniss, dass bei den aus dem Stand der Technik bekannten Stufenkolben ein erster Kolbenabschnitt benötigt wird, um das Magnetfeld zu führen. Seine Querschnittsfläche ist folglich möglichst groß zu bemessen, damit der erste Kolbenabschnitt bei eingeschaltetem Magnetfeld die magnetische Sättigung nicht erreicht. Die bekannten Stufenkolben haben einen zweiten Kolbenabschnitt, der gegenüber dem ersten Kolbenabschnitt in der Regel eine verjüngte Querschnittsfläche aufweist. Bei einer gegebenen Magnetkraft mit der der Kolben gegen die Rückstellfeder bewegt wird, ist durch die Querschnittsfläche des zweiten Kolbenabschnitts der maximale Förderdruck und bei gegebener Schwingungsfrequenz und gegebenen Kolbenhub auch das maximale Fördervolumen festgelegt. Die Pumpenkammer hat folglich zwei Kammerabschnitte, nämlich einen ersten Kammerabschnitt, der an ersten Kolbenabschnitt angepasst ist und einen zweiten Kammerabschnitt, der an den zweiten Kolbenabschnitt angepasst ist. Der Spalt zwischen dem ersten Kolbenabschnitt und dem ersten Kammerabschnitt sollte so klein als möglich sein um das Magnetfeld so gut als möglich zu führen, d.h. magnetische Verluste zu minimieren. Die Abdichtung zwischen dem Kolben und der Pumpenkammer erfolgt vorzugsweise durch eine Flüssigkeitsdichtung, daher muss der Spalt zwischen dem zweiten Kolbenabschnitt und dem zweiten Kammerabschnitt möglichst lang und möglichst klein sein. Wenn man den Kolben und die Pumpenkammer aber entsprechend konstruiert erreichte man bisher nicht die zu erwartende Förderleistung. Als Grund dafür wurde nun erkannt, dass wegen der unvermeidbaren Fertigungstoleranzen eine Reibung zwischen dem Kolben und der Pumpenkammer auftrat. Zwar könnte man theoretisch die beiden Abschnitte der Pumpenkammer ebenso wie den Kolben einstückig mit verbesserten Toleranzen und genau fluchtend zueinander anordnen, jedoch ist dieser Weg unverhältnismäßig teuer. Dieses Problem wird nach der Erfindung dadurch deutlich reduziert, dass man die beiden Abschnitte der Pumpenkammer beweglich zueinander anordnet, beispielsweise schwenkbar miteinander verbindet. Alternativ oder optional könnte man auch die beiden Abschnitte des Kolbens schwenkbar miteinander verbinden, man erhält dann das gleiche Ergebnis, nämlich enge Spalte ohne nennens- werte Reibungsverluste ohne Erhöhung der Fertigungstoleranzen realisieren zu können. The oscillating piston pump is based on the finding that, in the case of the stepped pistons known from the prior art, a first piston section is required in order to guide the magnetic field. Its cross-sectional area is therefore to be sized as large as possible so that the first piston section does not reach the magnetic saturation when the magnetic field is switched on. The known stepped pistons have a second piston section, which generally has a tapered cross-sectional area in relation to the first piston section. For a given magnetic force with which the piston is moved against the return spring, the maximum delivery pressure is determined by the cross-sectional area of the second piston portion and the maximum delivery volume at a given oscillation frequency and given piston stroke. The pump chamber thus has two chamber sections, namely a first chamber section, which is adapted to the first piston section and a second chamber section, which is adapted to the second piston section. The gap between the first piston portion and the first chamber portion should be as small as possible to guide the magnetic field as well as possible, i. minimize magnetic losses. The sealing between the piston and the pump chamber is preferably carried out by a liquid seal, therefore, the gap between the second piston portion and the second chamber portion must be as long and as small as possible. But if you designed the piston and the pump chamber but according reached you did not reach the expected capacity. The reason for this was now recognized that due to the unavoidable manufacturing tolerances friction between the piston and the pump chamber occurred. Although one could theoretically arrange the two sections of the pump chamber as well as the piston in one piece with improved tolerances and precisely aligned with each other, but this way is disproportionately expensive. This problem is significantly reduced according to the invention in that one arranges the two sections of the pump chamber movable to each other, for example, pivotally interconnects. Alternatively or optionally, one could also pivotally connect the two sections of the piston with each other, then one obtains the same result, namely to be able to realize narrow gaps without appreciable frictional losses without increasing the manufacturing tolerances.

Bevorzugt ist der Kolben ein Stufenkolben, wobei die Stufe die Grenze zwischen dem ersten Kolbenabschnitt und dem zweiten Kolbenabschnitt bildet. Ein solcher Kolben lässt sich besonders einfach fertigen, vorzugsweise einstückig. In den meisten Anwendungsfällen wird der erste Kolbenabschnitt eine größere Querschnittsfläche aufweisen als der zweite Kolbenabschnitt. Die Querschnittsflächen der beiden Kolbenabschnitte sind bevorzugt Kreisflächen. In diesem Fall sind die beiden Abschnitte der Pumpenkammer zumindest näherungsweise zylindrisch. Natürlich können auch andere Kolbenquerschnitte, z.B. Polygone verwendet werden, dann müssen die Querschitte der Pumpenkammer entsprechend angepasst werden. Preferably, the piston is a stepped piston, wherein the step forms the boundary between the first piston portion and the second piston portion. Such a piston is particularly easy to manufacture, preferably in one piece. In most applications, the first piston portion will have a larger cross-sectional area than the second piston portion. The cross-sectional areas of the two piston sections are preferably circular surfaces. In this case, the two sections of the pump chamber are at least approximately cylindrical. Of course, other piston cross sections, e.g. Polygons are used, then the cross sections of the pump chamber must be adjusted accordingly.

Bevorzugt hat die Schwingkolbenpumpe ein Gehäuse, an dem zumindest eine Magnetspule befestigt ist und das eine erste Ausnehmung aufweist, welche den ersten Kammerabschnitt bildet. Dadurch sind der erste Kammerabschnitt und die Magnetspule starr miteinander verbunden, d.h. der Verlauf der magentischen Feldlinien durch den ersten Kammerabschnitt und somit auch durch den darin geführten ersten Kolbenabschnitt ist wohldefiniert und kann folglich leicht berechnet werden. Preferably, the oscillating piston pump has a housing to which at least one magnetic coil is attached and which has a first recess which forms the first chamber section. Thereby, the first chamber portion and the magnetic coil are rigidly connected to each other, i. the course of the magnetic field lines through the first chamber section and thus also through the first piston section guided therein is well-defined and can therefore be easily calculated.

Der erste Kammerabschnitt kann beispielsweise durch eine in einer ersten Ausnehmung eines Gehäuses festgelegte erste Hülse gebildet werden. Die Hülse selbst ist vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen Material und hat eine möglichst geringe Wandstärke. An der Außenseite der Hülse, z.B. um diese herum sind vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende Anker aus einem magentischen Material angeordnet, wobei zwischen den beiden Ankern ein Spalt verbleibt, so dass beim Einschalten der Magnetspule der erste Kolbenabschnitt in der Hülse in den Bereich des Spaltes zwischen den Ankern verschoben wird und so den magnetischen Kreis schließt (wenn man die das Magnetfeld nicht führenden Hülse vernachlässigt). Die beiden Anker können beispielsweise Spannhülsen sein, die beidseits in an der Magnetspule angebrachte Gewinde eingeschraubt werden und dabei die Hülse festlegen. Dieser Teil des Gehäuses kann einen ersten Gehäuseabschnitt bilden. The first chamber section can be formed, for example, by a first sleeve defined in a first recess of a housing. The sleeve itself is preferably made of a non-magnetic material and has the smallest possible wall thickness. On the outside of the sleeve, e.g. around this two preferably opposing armature of a magenta material are arranged, wherein a gap remains between the two anchors, so that when switching the solenoid, the first piston portion is displaced in the sleeve in the region of the gap between the anchors and so the magnetic Circle closes (if one neglects the sleeve not conducting the magnetic field). The two anchors may, for example, be clamping sleeves which are screwed in on both sides into threads attached to the magnetic coil and thereby fix the sleeve. This part of the housing may form a first housing portion.

Bevorzugt hat das Gehäuse eine zweite Ausnehmung, in der ein zweiter Gehäuseabschnitt beweglich angeordnet ist und den zweiten Kammerabschnitt aufweist. Dadurch lässt auf einfache aber zuverlässige Weise eine lange und enge Flüssigkeitsdichtung zwischen dem zweiten Kolbenabschnitt und dem zweiten Kammerabschnitt realisieren, ohne dass der zweite Kolbenabschnitt droht im zweiten Kammerabschnitt zu verklemmen oder sonstwie durch eine überbestimmte Lagerung hervorgerufenen Reibungskräfte zu erzeugen, welche die Förderleistung reduzieren würden. Preferably, the housing has a second recess in which a second housing portion is movably arranged and has the second chamber portion. As a result, a long and narrow fluid seal between the second piston portion and the second chamber portion can be realized in a simple but reliable manner without the second piston portion jamming in the second chamber portion or otherwise generating frictional forces caused by over-bearing storage which would reduce the delivery rate.

Beispielsweise kann der zweite Gehäuseabschnitt auf der Mantelfläche einen kugelsegmentförmigen Vorsprung haben, der in einer komplementären Erweiterung des Gehäuses beweglich aufgenommen ist. Dadurch sind der erste und zweite Kammerabschnitt gegeneinander schwenkbar aber nicht entlang der Längsache des Kolbens verschiebbar, was ebenso einer guten Förderleistung zuträglich ist. For example, the second housing portion on the lateral surface have a spherical segment-shaped projection which is movably received in a complementary extension of the housing. As a result, the first and second chamber sections are pivotable relative to each other but not displaceable along the longitudinal axis of the piston, which is also beneficial for a good flow rate.

Alternativ kann auf der Mantelfläche des zweiten Gehäuseabschnitts wenigstens eine Ringnut sein, in der ein elastischer Dichtring sitzt, durch den sich der zweite Gehäuseabschnitt an dem ersten Gehäuseabschnitt abstützt. Auch diese Lösung ist äußerst einfach realisierbar, genügt aber um eine Beweglichkeit der beiden Kammerabschnitte gegeneinander zu realisieren, die ausreichend ist um übliche Fertigungstoleranzen zu kompensieren. Alternatively it can be on the lateral surface of the second housing portion at least one annular groove in which an elastic sealing ring sits, through which the second housing portion is supported on the first housing portion. This solution is extremely easy to implement, but sufficient to realize a mobility of the two chamber sections against each other, which is sufficient to compensate for conventional manufacturing tolerances.

Beschreibung der Zeichnungen Description of the drawings

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. The invention will now be described by way of example without limitation of the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings.

1 zeigt eine Schwingkolbenpumpe 1 shows a vibrating piston pump

2 zeigt eine weitere Schwingkolbenpumpe 2 shows another oscillating piston pump

3 zeigt eine weitere Schwingkolbenpumpe 3 shows another oscillating piston pump

4 zeigt eine weitere Schwingkolbenpumpe 4 shows another oscillating piston pump

Die Schwingkolbenpumpe 1 in 1 hat eine Pumpenhülse 20, die mittels zweier Spannhülsen 95.1, 95.2 in der Öffnung einer Magnetspule 60 festgelegt ist. Die Spannhülsen 95.1, 95.2 haben dazu je ein Außengewinde 96.1, 96.2, das in ein komplementäres Innengewinde der Magnetspule 60 eingreift sowie einen Überstand 97.1, 97.2, der ein Widerlager für die Stirnseite der Hülse 20 ist. Die Spannhülsen 95.1, 95.2 bilden zusammen mit der Hülse 20 einen Teil eines ersten Gehäuseabschnitts 80.1 und der Innenraum der Hülse 20 bildet einen ersten Abschnitt einer Pumpenkammer 25, den sogenannten ersten Kammerabschnitt 25.1. Über ein Kugelgelenk ist ein zweiter Gehäuseabschnitt 80.2 mit dem ersten Gehäuseabschnitt 80.1 schwenkbar verbunden. Der zweite Gehäuseabschnitt 80.2 hat eine zweite Ausnehmung die einen zweiten Kammerabschnitt 25.2 der Pumpenkammer 25 bildet. In dem zweiten Kammerabschnitt 25.2 ist in einem Bereich 85 ein Ventilraum für ein nicht dargestelltes Rückschlagventil an das sich auslassseitig 14 ein Gewinde zum Anschluss einer Leitung anschließt. Einlassseitig 12 sitzt in einem Überstand 97.1 der ersten Spannhülse 95.1 ein Anschlussstück an dem sich einlasseitig ein Ende einer Feder 50 als Rückstellement 50 abstützt. Das andere Ende der Feder 50 liegt an der einlassseitigen Stirnseite des Kolbens 30 an. In den Bereichen der Gewinde sind wie üblich Ausnehmungen, in die O-Ringe eingelegt sind. The oscillating piston pump 1 in 1 has a pump sleeve 20 , by means of two clamping sleeves 95.1 . 95.2 in the opening of a solenoid 60 is fixed. The clamping sleeves 95.1 . 95.2 have ever an external thread 96.1 . 96.2 that is in a complementary internal thread of the solenoid 60 engages as well as a supernatant 97.1 . 97.2 , which is an abutment for the front of the sleeve 20 is. The clamping sleeves 95.1 . 95.2 make up together with the sleeve 20 a part of a first housing section 80.1 and the interior of the sleeve 20 forms a first section of a pump chamber 25 , the so-called first chamber section 25.1 , About a ball joint is a second housing section 80.2 with the first housing section 80.1 pivotally connected. The second housing section 80.2 a second recess has a second chamber portion 25.2 the pump chamber 25 forms. In the second chamber section 25.2 is in one area 85 a valve chamber for a non-illustrated check valve to the outlet side 14 a thread for connecting a line connects. On the inlet side 12 sits in a supernatant 97.1 the first clamping sleeve 95.1 a fitting on the inlet side one end of a spring 50 as a return element 50 supported. The other end of the spring 50 located on the inlet side end face of the piston 30 at. In the areas of the threads are as usual recesses in which O-rings are inserted.

In der Pumpenkammer 25 sitzt ein Kolben 30 aus einem magnetischen Material mit einem ersten und einem zweiten Kolbenabschnitt 30.1, 30.2, wobei der erste Kolbenabschnitt 30.1 in dem ersten Kammerabschnitt 25.1 und der zweite Kolbenabschnitt 30.2 in dem zweiten Kammerabschnitt 25.2 angeordnet ist. Der Kolben 30 hat einen Kanal 35, der seine Stirnseiten verbindet. Der Kanal 35 ist auslassseitig (ebenso möglich einlassseitig) zu einem Ventilraum 36 erweitert, in dem ein nicht dargestelltes Rückschlagventil sitzt. In the pump chamber 25 sits a piston 30 of a magnetic material having a first and a second piston portion 30.1 . 30.2 wherein the first piston portion 30.1 in the first chamber section 25.1 and the second piston portion 30.2 in the second chamber section 25.2 is arranged. The piston 30 has a channel 35 that joins his forehead. The channel 35 is on the outlet side (also possible inlet side) to a valve chamber 36 extended, in which a non-illustrated check valve sits.

Wenn die Magnetspule 60 angeregt wird, dann wird der Kolben 30 gegen die Kraft einer Feder 50 parallel zur gemeinsamen Längsachse 31 des Kolbens 30 und der Hülse 20 in Richtung des Einlasses 12 verschoben. Dabei wird ein Pumpenraum in der zweiten Pumpenkammer 25.2 freigegeben und es entsteht in der dort ein Unterdruck. Entsprechend bleibt das Ventil in dem Ventilraum 85 geschlossen und das Ventil in dem Ventilraum 36 des Kanals 35 öffnet sich, so dass ein Fluid, z.B. Luft, ein Gas, Öl und/oder Wasser in den Pumpenraum strömt. Wenn der Magnet abgeschaltet oder – je nach Material des Kolbens 30 – umgepolt wird, dann drückt der Kolben 30 das Fluid durch das nun öffnende Ventil in dem Bereich 85. Bei diesem Vorgang darf möglichst kein Fluid an dem Kolben vorbei durch den Spalt 70 zwischen dem Kolben 30 und dem zweiten Kammerabschnitt 80.2 zurückfließen. Durch entsprechendes Beschalten der Magnetspule 60 oszilliert der Kolben 30 in der Pumpenkammer 25 entlang seine Längsachse 31 und führt dabei entsprechend der Wendelung der Feder 50 auch eine oszillierende Rotationsbewegung aus. Dabei würden Fertigungstoleranzen zu Reibungsverlusten zwischen dem Kolben 30 und der Wandung der Pumpenkammer 25 führen; diese werden jedoch erheblich reduziert, weil der zweite Gehäuseabschnitt 80.2 und somit auch der entsprechende zweite Kammerab- schnitt 25.2 relativ zum dem ersten Gehäuseabschnitt 80.1 und somit auch zu dem ersten Kammerabschnitt 25.1 schwenkbar gelagert ist. When the solenoid 60 is excited, then the piston 30 against the force of a spring 50 parallel to the common longitudinal axis 31 of the piston 30 and the sleeve 20 towards the inlet 12 postponed. In this case, a pump chamber in the second pump chamber 25.2 released and it arises in the there a negative pressure. Accordingly, the valve remains in the valve chamber 85 closed and the valve in the valve chamber 36 of the canal 35 opens so that a fluid, eg air, a gas, oil and / or water flows into the pump chamber. When the magnet is switched off or - depending on the material of the piston 30 - is reversed, then pushes the piston 30 the fluid through the now opening valve in the area 85 , In this process, if possible, no fluid should pass the piston through the gap 70 between the piston 30 and the second chamber portion 80.2 flow back. By appropriate wiring of the solenoid coil 60 the piston oscillates 30 in the pump chamber 25 along its longitudinal axis 31 and thereby leads according to the spiraling of the spring 50 also an oscillating rotational movement. In this case, manufacturing tolerances would lead to friction losses between the piston 30 and the wall of the pump chamber 25 to lead; However, these are considerably reduced, because the second housing section 80.2 and thus also the corresponding second chamber section 25.2 relative to the first housing portion 80.1 and thus also to the first chamber section 25.1 is pivotally mounted.

Die schwenkbare Lagerung besteht aus einer Kugelschale 75 im ersten Gehäuseabschnitt 80.1 in der ein kugelsegmentartiger Vorsprung 76 des zweiten Gehäuseabschnitts 80.2 aufgenommen ist. Zur einfachen Montage ist die Kugelschale 75 geteilt, d.h. sie kann durch Entfernen eines Verschlusses 93 einfach geöffnet werden. Anschließend kann der Vorsprung 76 in die geteilte Kugelschale 75 eingesetzt und die Kugelschale 75 durch z.B. durch Aufschrauben des Verschlusses verschlossen werden. The swiveling bearing consists of a spherical shell 75 in the first housing section 80.1 in the a bullet-like projection 76 of the second housing section 80.2 is included. For easy installation is the ball cup 75 divided, ie it can by removing a lock 93 just be opened. Subsequently, the projection 76 into the divided spherical shell 75 used and the ball cup 75 be closed by eg screwing on the closure.

Die Schwingkolbenpumpe 1 in 2 folgt dem gleichen Funktionsprinzip wie die anhand von 1 erläuterte Schwingkolbenpumpe. Die Beschreibung zur 1 kann daher in weiten Teilen auch auf die 2 gelesen werden, daher wurden soweit möglich identische Bezugszeichen verwendet. Die Schwingkolbenpumpe 1 in 2 unterscheidet sich von der Schwingkolbenpumpe 1 in 1 dadurch, wie die beiden Pumpenkammern 25.1 und 25.2 beweglich miteinander verbunden sind: Anstelle der Kugelschale 75 hat die Schwingkolbenpumpe 1 in 2 im ersten Gehäuseabschnitt 80.1 zwei einander diametral gegenüberliegende beispielsweise kegelspitzförmige Ausnehmungen 110. Genauer formuliert sind die Ausnehmungen an der Innenseite des auslasseitigen Überstands der zweiten Spannhülse 95.2. In die Ausnehmungen 110 greift je ein dornartiger Vorsprung 112 der entsprechend an der Außenseite des zweiten Gehäuseabschnitts 80.2 angeordnet ist ein. Dadurch kann der zweite Gehäuseabschnitt 80.2 und damit auch der zweite Kammerabschnitt 25.2 einfach gegen den ersten Gehäuseabschnitt 80.1 mit dem ersten Kammerabschnitt 25.1 geschwenkt werden um eine die beiden Spitzen der dornartigen Vorsprünge 112 verbindende Achse geschwenkt werden. Eine überbestimmte Lagerung mit den zuvor schon beschriebenen Nachteilen ist daher ausgeschlossen. Die beiden Ausnehmungen 110 können auch zu einer Ringnut verbunden werden. The oscillating piston pump 1 in 2 follows the same principle of operation as that of 1 explained oscillating piston pump. The description for 1 can therefore in large parts also on the 2 read, therefore, as far as possible identical reference numerals have been used. The oscillating piston pump 1 in 2 is different from the oscillating piston pump 1 in 1 as a result, like the two pump chambers 25.1 and 25.2 movably connected: Instead of the ball cup 75 has the oscillating piston pump 1 in 2 in the first housing section 80.1 two diametrically opposite, for example, cone-shaped recesses 110 , More precisely formulated are the recesses on the inside of Auslasseitigen supernatant of the second clamping sleeve 95.2 , In the recesses 110 engages ever a thorn-like projection 112 the corresponding on the outside of the second housing portion 80.2 arranged is a. This allows the second housing section 80.2 and thus also the second chamber section 25.2 simply against the first housing section 80.1 with the first chamber section 25.1 be pivoted around one of the two tips of the thorn-like projections 112 pivoting axis are pivoted. An overdetermined storage with the previously described disadvantages is therefore excluded. The two recesses 110 can also be connected to an annular groove.

Die Schwingkolbenpumpe 1 in 3 folgt dem gleichen Funktionsprinzip wie die anhand von 1 erläuterte Schwingkolbenpumpe. Die Beschreibung zur 1 und 2 kann daher in weiten Teilen auch auf die 3 gelesen werden, daher wurden soweit möglich identische Bezugszeichen verwendet. Die Schwingkolbenpumpe 1 in 3 unterscheidet sich von der Schwingkolbenpumpen in 1 und 2 dadurch, wie die beiden Kammerabschnitte 25.1 und 25.2 der Pumpenkammer 25 beweglich miteinander verbunden sind: Der erste Gehäuseabschnitt 80.1 hat auslasseitig eine innenliegende ringartige Ausnehmung, die einlasseitig und auslasseitig von je einem Widerlager 120 begrenzt wird. In diese Ausnehmung greift ein Vorsprung des zweiten Gehäuseabschnitts 80.2 ein. Auf der Mantelfläche des Vorsprungs sind zwei voneinander beabstandete Ringnuten 121 in denen je elastischer O-Ring 122 sitzt. Durch die elastischen Eigenschaften der O-Ringe sind kleine Schwenkbewegungen der beiden Gehäuseabschitte 80.1, 80.2 zueinander möglich. Entsprechendes gilt folglich auch für eine Bewegung der beiden Kammerabschitte 25.1 und 25.2 zueinander. The oscillating piston pump 1 in 3 follows the same principle of operation as that of 1 explained oscillating piston pump. The description for 1 and 2 can therefore in large parts also on the 3 read, therefore, as far as possible identical reference numerals have been used. The oscillating piston pump 1 in 3 differs from the oscillating piston pumps in 1 and 2 by how the two chamber sections 25.1 and 25.2 the pump chamber 25 are movably connected to each other: The first housing section 80.1 has on the outlet side an internal annular recess, the inlet side and outlet side of each abutment 120 is limited. In this recess, a projection of the second housing section engages 80.2 one. On the lateral surface of the projection are two spaced annular grooves 121 in which ever elastic O-ring 122 sitting. Due to the elastic properties of the O-rings are small pivoting movements of the two Gehäuseabschitte 80.1 . 80.2 possible to each other. The same applies accordingly for a movement of the two Kammerabschitte 25.1 and 25.2 to each other.

Die Schwingkolbenpumpe 1 in 4 folgt dem gleichen Funktionsprinzip wie die anhand der 1 bis 3 erläuterten Schwingkolbenpumpen. Die Beschreibung zu den 1 bis 3 kann daher in weiten Teilen auch auf die 4 gelesen werden, daher wurden soweit möglich identische Bezugszeichen verwendet. Die Schwingkolbenpumpe 1 in 4 unterscheidet sich von der Schwingkolbenpumpen in 1 und 2 dadurch, wie die beiden Kammerabschnitte 25.1 und 25.2 der Pumpenkammer 25 beweglich miteinander verbunden sind: Der erste Gehäuseabschnitt 80.1 hat auslasseitig eine innenliegende ringartige Ausnehmung, die einlasseitig und auslasseitig von je einem Widerlager 120 begrenzt wird. In diese Ausnehmung greift ein Vorsprung des zweiten Gehäuseabschnitts 80.2 ein. Am auslassseitigen Ende der Ausnehmung liegt an dem Widerlager 120 ein elastischer O-Ring 122 an. Der O-Ring 122 lagert den zweiten Gehäuseabschnitt 80.2 der im Bereich der auslasseitigen Kante des Vorsprungs eine The oscillating piston pump 1 in 4 follows the same principle of operation as the one based on 1 to 3 explained oscillating piston pumps. The description to the 1 to 3 can therefore in large parts also on the 4 read, therefore, as far as possible identical reference numerals have been used. The oscillating piston pump 1 in 4 differs from the oscillating piston pumps in 1 and 2 by how the two chamber sections 25.1 and 25.2 the pump chamber 25 are movably connected to each other: The first housing section 80.1 has on the outlet side an internal annular recess, the inlet side and outlet side of each abutment 120 is limited. In this recess, a projection of the second housing section engages 80.2 one. At the outlet end of the recess is located on the abutment 120 an elastic O-ring 122 at. The O-ring 122 stores the second housing section 80.2 the one in the area of the outlet side edge of the projection

Ringnutartige Ausnehmung hat mit der der Vorsprung an dem O-Ring anliegt. Die Ausnehmung im ersten Gehäuseabschnitt 80.1 zwischen den beiden Widerlagern 120 ist so bemessen, dass der zweite Gehäuseabschnitt 80.2 relativ zum ersten Gehäuseabschnitt 80.1 geschwenkt werden kann. Ring groove-like recess has rests with the projection on the O-ring. The recess in the first housing section 80.1 between the two abutments 120 is sized so that the second housing section 80.2 relative to the first housing section 80.1 can be swiveled.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1

Schwingkolbenpumpe Piston pump

12 12

Einlass inlet

14 14

Auslass outlet

20 20

Hülse shell

25 25

Pumpenkammer pump chamber

30 30

Kolben piston

30.1 30.1

erster Kolbenabschnitt (Bereich größeren Durchmessers eines gestuften Kolbens) first piston portion (larger diameter portion of a stepped piston)

30.2 30.2

zweiter Kolbensabschnitt (Bereich kleineren Durchmessers eines gestuften Kolbens) second piston portion (smaller diameter portion of a stepped piston)

31 31

Längsachse longitudinal axis

35 35

Kanal channel

36 36

Erweiterung zu Ventilraum Extension to valve chamber

37 37

Mantelfläche des Kolben Lateral surface of the piston

37.3 37.3

Mantelfläche im Bereich größeren Durchmessers eines gestuften KolbenLateral surface in the region of larger diameter of a stepped piston

37.4 37.4

Mantelfläche im Bereich kleineren Durchmessers eines gestuften KolbenLateral surface in the area of smaller diameter of a stepped piston

50 50

Feder / Rückstellelement Spring / return element

60 60

Magnet magnet

80.1 80.1

erster Gehäuseabschnitt first housing section

80.2 80.2

zweiter Gehäuseabschnitt second housing section

81 81

zweite Ausnehmung second recess

85 85

Ventilraum valve chamber

95.1 95.1

Spannhülse clamping sleeve

95.2 95.2

Spannhülse clamping sleeve

96.1 96.1

Gewinde der Spannhülse 95.1 Thread of the clamping sleeve 95.1

96.2 96.2

Gewinde der Spannhülse 95.2 Thread of the clamping sleeve 95.2

97.1 97.1

Überstand der Spannhülse 95.1 Overhang of the clamping sleeve 95.1

97.2 97.2

Überstand der Spannhülse 95.2 Overhang of the clamping sleeve 95.2

110 110

Ausnehmung im ersten Gehäuseabschnitt 80.1 Recess in the first housing section 80.1

120 120

Widerlager abutment

121 121

Ringnut ring groove

122 122

Ring (elastisch), z.B. O-Ring Ring (elastic), e.g. O-ring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• WO 03/027454 A1 [0002] WO 03/027454 A1 [0002]
• WO 95/03198 A1 [0003] WO 95/03198 A1 [0003]
• EP 2101059 [0004] EP 2101059 [0004]
• DE 29518782 [0005] DE 29518782 [0005]

Claims (7)

Schwingkolbenpumpe (1) aufweisend: – zumindest einen Kolben (30) der in einer Pumpenkammer (25) entlang seiner Längsachse (31) verschiebbar gelagert ist, – zumindest eine Magnetspule (60) zu Erzeugung eines Magnetfeldes um den Kolben (30) gegen eine Rückstellkraft zumindest eines Rückstellelements (50) zu bewegen, wobei der Kolben (30) zumindest einen ersten Kolbenabschnitt (30.1) mit einer ersten Querschnittsfläche und zumindest einen zweiten Kolbenabschnitt (30.2) mit einer zweiten Querschnittsfläche aufweist, und die Pumpenkammer (25) zumindest einen ersten Kammerabschnitt (25.1) aufweist in dem der erste Kolbenabschnitt (30.1) angeordnet ist und einen zweiten Kammerabschnitt (25.2) aufweist, in dem der zweite Kolbenabschnitt (30.1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kammerabschnitt (25.1) und der zweite Kammerabschnitt (25.2) abschnitt zueinander schwenkbar. Oscillating piston pump ( 1 ) comprising: - at least one piston ( 30 ) in a pump chamber ( 25 ) along its longitudinal axis ( 31 ) is displaceably mounted, - at least one magnetic coil ( 60 ) to generate a magnetic field around the piston ( 30 ) against a restoring force of at least one restoring element ( 50 ), the piston ( 30 ) at least a first piston portion ( 30.1 ) having a first cross-sectional area and at least one second piston section ( 30.2 ) having a second cross-sectional area, and the pump chamber ( 25 ) at least a first chamber section ( 25.1 ) in which the first piston portion ( 30.1 ) is arranged and a second chamber section ( 25.2 ), in which the second piston portion ( 30.1 ), characterized in that the first chamber section ( 25.1 ) and the second chamber section ( 25.2 ) section to each other pivotally. Schwingkolbenpumpe (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (30) ein Stufenkolben ist, wobei die Stufe die Grenze zwischen dem ersten Kolbenabschnitt (30.1) und dem zweiten Kolbenabschnitt (30.2) ist. Oscillating piston pump ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the piston ( 30 ) is a stepped piston, wherein the step the boundary between the first piston portion ( 30.1 ) and the second piston portion ( 30.2 ). Schwingkolbenpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingkolbenpumpe (1) einen ersten Gehäuseabschnitt (80.1) hat, an das zumindest eine Magnetspule (60) befestigt und das eine erste Ausnehmung aufweist, welche den ersten Kammerabschnitt (25.1) bildet. Oscillating piston pump ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the oscillating piston pump ( 1 ) a first housing section ( 80.1 ) has, to the at least one magnetic coil ( 60 ) and having a first recess, which the first chamber section ( 25.1 ). Schwingkolbenpumpe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kammerabschnitt (25.1) durch im ersten Gehäuseabschnitt (80.1) festgelegte erste Hülse gebildet wird. Oscillating piston pump ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the first chamber section ( 25.1 ) through in the first housing section ( 80.1 ) defined first sleeve is formed. Schwingkolbenpumpe (1) nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass das der erste Gehäuseabschnitt (80.1) eine zweite Ausnehmung hat, in der eine zweiter Gehäuseabschnitt (80.2) beweglich angeordnet ist, der den zweiten Kammerabschnitt bildet. Oscillating piston pump ( 1 ) according to claim 3 or 4, characterized in that the first housing section ( 80.1 ) has a second recess in which a second housing portion ( 80.2 ) is arranged movably, which forms the second chamber portion. Schwingkolbenpumpe (1) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gehäuseabschnitt (80.2) auf der Mantelfläche einen kugelsegmentförmigen Vorsprung (76) aufweist, der in einer komplementären Erweiterung des ersten Gehäuseabschnitts (80.1) beweglich aufgenommen ist. Oscillating piston pump ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the second housing section ( 80.2 ) on the lateral surface a spherical segment-shaped projection ( 76 ), which in a complementary extension of the first housing section ( 80.1 ) is movably received. Schwingkolbenpumpe (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Mantelfläche des zweiten Gehäuseabschnitts (80.2) wenigstens eine Ringnut (121) ist, in der ein elastischer Ring (122) sitzt, durch den sich der zweite Gehäuseabschnitt (80.25) an dem ersten Gehäuseabschnitt (80.1) abstützt. Oscillating piston pump ( 1 ) according to one of claims 3 or 5, characterized in that on the lateral surface of the second housing portion ( 80.2 ) at least one annular groove ( 121 ), in which an elastic ring ( 122 ) sits, through which the second housing section ( 80.25 ) on the first housing section ( 80.1 ) is supported.

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