EP4080047A1

EP4080047A1 - Pumpenvorrichtung

Info

Publication number: EP4080047A1
Application number: EP22167974.9A
Authority: EP
Inventors: Frank Kattler; Christian Groh
Original assignee: Hydac Fluidtechnik GmbH
Current assignee: Hydac Fluidtechnik GmbH
Priority date: 2021-04-22
Filing date: 2022-04-12
Publication date: 2022-10-26
Anticipated expiration: 2042-04-12
Also published as: EP4080047C0; DE102021002116A1; EP4080047B1

Abstract

2. Pumpenvorrichtung mit einem in einem Pumpengehäuse (10) längsverfahrbar angeordneten Pumpenkolben (12), der von einer Betätigungsmagneteinrichtung (14) angesteuert bei einem Förderhub ein Auslassventil (16) für eine Fluidabgabe aufsteuert, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Pumpenraum (18) des Pumpengehäuses (10) bei einem Ansaughub der Pumpenkolben (12) einen Unterdruck erzeugt und mit Überfahren einer den Pumpenraum (18) begrenzenden Steuerkante (20) eine Fluidverbindung zwischen einem Fluidzulauf (22) im Pumpengehäuse (10) und dem Pumpenraum (18) derart herstellt, dass der Pumpenraum (18) unter der Wirkung des in ihm herrschenden Unterdruckes mit einem Füllvolumen befüllt wird, das aus einem Fluidstrom resultiert, der am Außenumfang (24) von Teilen des Pumpenkolbens (12) in Richtung des Auslassventiles (16) geführt ist, und anschließend im Förderhub dieses Füllvolumen über das Auslassventil (16) aus dem Pumpenraum (18) ausgebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpenvorrichtung mit einem in einem Pumpengehäuse längsverfahrbar angeordneten Pumpenkolben, der von einer Betätigungsmagneteinrichtung angesteuert bei einem Förderhub ein Auslassventil für eine Fluidabgabe aufsteuert.
Durch DE 10 2018 001 523 A1 ist eine Einrichtung zur Bereitstellung von unter einem vorgebbaren Druck stehenden Fluiden für die Druckversorgung eines Abnehmers, wie einer Arbeitseinheit eines SCR (Selective Catalytic Reduktion)-Systems zur Abgasnachbehandlung von Verbrennungsmotoren bekannt, mit mindestens einer Pumpenvorrichtung, die in einem zwischen einem Fluidvorrat und einem Abnehmer gebildeten Fluidkreislauf das betreffende Fluid aus dem Fluidvorrat entnimmt und dem Abnehmer zuführt. Die bekannte Pumpenvorrichtung benötigt zu ihrem Betrieb eine konventionelle Druckversorgung in Form einer antreibbaren Hydropumpe. Der Vorteil dieser bekannten Pumpenvorrichtung besteht darin, dass sich bei Stillstandsperioden unter Frostbedingungen kein oder wenig gefrierbares Fluid, regelmäßig in Form einer wässrigen Harnstofflösung (Adblue), in der Pumpe befindet, die gefrieren könnte und insoweit Teile der Pumpenvorrichtung bis zum Unbrauchbarwerden schädigen könnte. Eine vergleichbare Vorrichtung zum Bereitstellen eines unter einem vorgebbaren Druck stehenden Fluids ist durch DE 10 2019 000 488 A1 aufgezeigt, wobei die dahingehende Pumpenfördervorrichtung wiederum mittels einer antreibbaren Hydropumpe für ihren Betrieb zu versorgen ist.
Durch DE 10 2012 010 980 A1 ist ein System zur Abgasnachbehandlung bei einem Verbrennungsmotor bekannt, aufweisend eine Pumpenvorrichtung mit einem in einem Pumpengehäuse längsverfahrbar angeordneten Pumpenkolben, der von einer Betätigungsmagneteinrichtung angesteuert sowohl auf ein Einlassventil als auch auf ein Auslassventil einwirkt, wobei das Einlassventil beim Ansaughub des Pumpenkolbens öffnet und das Auslassventil bei dessen Förderhub. Die bekannte Lösung dient für eine dosierte Zufuhr einer gefrierbaren Substanz insbesondere in Form einer wässrigen Harnstofflösung. Als Schutz gegen eine Schädigung des Systems durch Volumenausdehnung bei Gefrieren der Substanz dient eine Ausgleichseinrichtung, die auf einen Fluid- oder Pumpenraum derart einwirkt, dass eine mit einer Zunahme des Fluiddrucks bei Gefrieren einhergehende Volumenausdehnung der Substanz innerhalb dieses Fluid- oder Pumpenraums kompensiert ist.
Obwohl alle vorstehend bekannten Systeme mit entsprechend konzipierter Pumpenvorrichtung, bevorzugt im Rahmen von wässrigen Harnstofflösungen (Adblue) eingesetzt werden, sind diese dem Grunde nach aber auch geeignet, alle möglichen Arten von Fluidmedien zu transportieren respektive zu fördern, einschließlich in Form von Hydraulikölen sowie speziell konzipierten Getriebeölen. Charakteristisch ist in jedem Fall, dass bei sehr hohen Taktzahlen die bekannten Systeme mit ihrer jeweiligen Pumpenvorrichtung immer nur geringe Fluidmengen respektive Volumina transportieren können.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Beibehalten der Vorteile der bekannten Systeme nebst Pumpenvorrichtungen, diesen eine weitere Alternative zur Seite zu stellen, die sich durch ein hohes Maß an Funktionssicherheit auszeichnet und die sich bauraumsparend sowie kostengünstig realisieren lässt.
Eine dahingehende Aufgabe löst eine Pumpenvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.
Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 in einem Pumpenraum des Pumpengehäuses bei einem Ansaughub der Pumpenkolben einen Unterdruck erzeugt und mit Überfahren einer den Pumpenraum begrenzenden Steuerkante eine Fluidverbindung zwischen einem Fluidzulauf im Pumpengehäuse und dem Pumpenraum derart herstellt, dass der Pumpenraum unter der Wirkung des in ihm herrschenden Unterdruckes mit einem Füllvolumen befüllt wird, das aus einem Fluidstrom resultiert, der am Außenumfang von Teilen des Pumpenkolbens in Richtung des Auslassventiles geführt ist, und anschließend im Förderhub dieses Füllvolumen über das Auslassventil aus dem Pumpenraum ausgebracht wird, ist eine Fördervorrichtung für Fluid geschaffen, die neben dem Auslassventil kein zusätzliches Einlassventil benötigt.
Vielmehr wird ausschließlich über die Steuerbewegung des Pumpenkolbens der Pumpenraum im Pumpengehäuse mit Fluid befüllt, das im anschließenden Förderhub mittels des Pumpenkolbens über das Auslassventil ausgetragen wird. Mit zunehmendem Ansaughub nimmt zuerst der Unterdruck im Pumpenraum zu, bis der Pumpenkolben rückwärts die Steuerkante am Pumpengehäuse in Richtung der Fluidzufuhr überfährt und dabei schlagartig eine Fluidverbindung zwischen Fluidzulauf und Pumpenraum freigibt. Durch den derartig gebildeten Ringspalt strömt dann mit hoher Strömungsgeschwindigkeit das Fluid vom Zulauf in den Pumpenraum. Das insoweit mit Freigabe der Steuerkante am Außenumfang von Teilen des Pumpenkolbens in den Pumpenraum vorbeiströmende Fluid wird als Füllvolumen im anschließenden vorwärts gerichteten Förderhub mittels des Pumpenkolbens über das sich dann öffnende Auslassventil zwangsgesteuert abgeführt.
Da nicht noch ein zusätzliches Einlassventil regelmäßig in Form eines federbelasteten Rückschlagventils durch die Pumpenvorrichtung respektive deren Fluidstrom im Rahmen des Ansaughubes angesteuert werden muss, lassen sich die Hub- oder Lastwechsel von Ansaughub zu Förderhub in zeitlich rascher Abfolge durchführen, so dass sich sehr hohe Taktzahlen für die erfindungsgemäße Pumpenvorrichtung auf kleinstem Einbauraum ergeben. Durch den Wegfall eines Einlassventiles ist insoweit also ein Bauteil eingespart, was kostengünstig ist und insoweit kann auch kein bewegbares Ventil-Bauteil ausfallen, was die Funktionssicherheit insgesamt erhöht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung ist vorgesehen, dass das Auslassventil aus einem federbelasteten Rückschlagventil besteht, dessen Ventilkolben im Schließzustand den Pumpenraum gegenüber einem Fluidablauf absperrt und koaxial zum Pumpenkolben angeordnet ist. Während des Förderhubes des Pumpenkolbens liegt die Kraft-Aufsteuerrichtung für den Ventilkolben des Rückschlagventils in derselben Achse wie die Verfahrachse des Pumpenkolbens, so dass eine direkte Ansteuerung des Aulassventiles möglich ist bei zentrierter Krafteinleitung auf den Ventilkolben. Letzteres schließt Hemmnisse im Betrieb des Auslassventiles aus.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung ist vorgesehen, dass der Pumpenkolben im Rahmen seines Förderhubs durch das derart verdrängte Fluidvolumen den Ventilkolben des Rückschlagventils in seine Offenstellung verfährt. Bei einem maximalen Förderhub führt das aus dem Pumpenraum mittels des Pumpenkolbens herausgedrängte Fluidvolumen zur vollständigen Öffnung des Rückschlagventils, so dass eine reine Fluidbetätigung für das Rückschlagventildurch den Pumpenkolben vorgesehen ist, was einen hemmnisfreien Betrieb erlaubt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung ist vorgesehen, dass der Pumpenkolben in Richtung seiner freien, dem Ventilkolben zugewandten Stirnseite im Durchmesser gegenüber dem Durchmesser im Bereich der Führung des Pumpenkolbens im Pumpengehäuse reduziert ist. Vorzugsweise ist dabei ferner vorgesehen, dass der Pumpenkolben ausgehend von seinem Führungsdurchmesser im Pumpengehäuse einen Rücksprung in Form einer Durchmesserreduzierung aufweist, die in einen Kegelstumpf als Strömungsleiteinrichtung übergeht, an den sich eine weitere Durchmesserreduzierung des Pumpenkolbens in Form eines Steuerzylinders anschließt. Insbesondere durch den Rücksprung sowie die Strömungsleiteinrichtung; beides als integraler Bestandteil des Pumpenkolbens, kommt es zu einer optimalen Fluidführung mit entsprechendem Eintrag des Füllvolumens in den Pumpenraum, wobei der Rücksprung am Pumpenkolben dazu beiträgt, dass quasi schlagartig die Unterdruckerzeugung im Pumpenraum mittels des Pumpenkolbens aufgehoben wird und das Einströmen des Fluids von der Fluidzufuhr in den Pumpenraum für den nachfolgenden Austragvorgang im Rahmen eines Förderhubes erfolgen kann.
Hierzu trägt auch mit bei, wenn vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Pumpenraum verschiedene Kammern aufweist, die mit unterschiedlichen Durchmessern versehen sind und von denen eine mittlere Kammer zumindest teilweise derart einen Durchmesser aufweist, dass zwischen dem Pumpengehäuse und der Außenwand des Pumpenkolbens mit seinem Außendurchmesser im Bereich seiner Führung im Pumpengehäuse ein Ringspalt gebildet ist. Insbesondere der angesprochene Ringspalt sorgt im Rahmen des Ansaughubes für einen hemmnisfreien Betrieb und dem sofortigen Aufbau eines entsprechenden Unterdruckes im Pumpenraum, insbesondere in derjenigen Kammer des Pumpenraumes mit dem größten Querschnitt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung ist vorgesehen, dass das Pumpengehäuse mit einer stirnseitig angebrachten Ringdichtung an ein Ventilgehäuse anschließt, das das Rückschlagventil aufnimmt. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das Ventilgehäuse einen Teil des Fluidzulaufs aufweist und dass das Pumpengehäuse im Ventilgehäuse aufgenommen ist.
Weiter ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Betätigungsmagneteinrichtung mit dem Ventilgehäuse verbunden ist, das zusammen mit dem Pumpengehäuse in der Art einer Einschraubpatrone in einem Ventilblock festgelegt ist, der Teile des Fluidzu- und ablaufs aufweist. Auf diese Art und Weise ist eine Art Modulbaukasten realisiert mit den Hauptkomponenten Pumpengehäuse mit Pumpenkolben, Ventilgehäuse und Betätigungsmagneteinrichtung. Die insoweit miteinander verschraubbaren Hauptkomponenten lassen sich je nach zu beherrschenden Fluidvolumen von der Größe her ohne Weiteres anpassen und zu einer Gesamt-Pumpenvorrichtung in kostengünstiger Weise zusammensetzen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Pumpenkolben bei betätigter Betätigungsmagneteinrichtung einen Förderhub ausführt und dass mittels eines Energiespeichers, vorzugsweise in Form einer Druckfeder, im unbetätigten Zustand der Betätigungsmagneteinrichtung in entgegengesetzter Richtung der Pumpenkolben einen Ansaughub ausführt. Mithin ist nur für den Förderhub ein Bestromen der Betätigungsmagneteinrichtung notwendig und bei Nichtbetätigung wird der Pumpenkolben mittels eines Energiespeichers automatisch in eine dem Ansaughub entsprechende rückwärtige Ausgangsstellung verfahren, was einen ausgesprochen energiesparenden Betrieb für die Pumpenvorrichtung ermöglicht.
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Pumpenvorrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels nach der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die

Figur 1: in einer Längsschnittdarstellung die Pumpenvorrichtung als Ganzes;
Figur 2: einen Ausschnitt aus der Darstellung nach der Figur 1 mit einem stirnseitigen Bereich eines Pumpenkolbens nebst Pumpenraum und Teilen eines Auslassventiles.

Die Pumpenvorrichtung nach der Figur 1 weist einen in einem Pumpengehäuse 10 längsverfahrbar angeordneten Pumpenkolben 12 auf, der von einer Betätigungsmagneteinrichtung 14 angesteuert bei einem Förderhub in Blickrichtung auf die Figur 1 gesehen von rechts nach links ein Auslassventil 16 für eine Fluidabgabe mittels Fluiddruck aufsteuert. Fährt der Pumpenkolben 12 in Blickrichtung auf die Figur 1 gesehen entgegengesetzt von links nach rechts von einer vorwärtigen in eine rückwärtige Position erzeugt er in einem Pumpenraum 18 des Pumpengehäuses 10 im Rahmen des dahingehenden Ansaughubes einen Unterdruck. Überfährt anschließend der Pumpenkolben 12 in seiner Rückfahrbewegung eine ringförmige Steuerkante 20 des Pumpengehäuses 10, die den Pumpenraum 18 in Richtung eines Fluidzulaufes 22 im Pumpengehäuse 10 begrenzt, kommt es zu einer Fluidverbindung zwischen diesem Fluidzulauf 22 im Pumpengehäuse 10 und dem Pumpenraum 18. Die dahingehende Fluidverbindung wird schlagartig hergestellt und aufgrund des Unterdruckes im Pumpenraum 18 strömt bei hoher Strömungsgeschwindigkeit dann Fluid vom Zulauf 22 in den Pumpenraum 18, dessen Füllvolumen dergestalt kontinuierlich zunimmt. Ist der Pumpenraum 18 unter der Wirkung des in ihm herrschenden Unterdruckes mit dem Füllvolumen befüllt, das insoweit aus einem Fluidstrom resultiert, der am Außenumfang 24 von vorderseitigen Teilen des Pumpenkolbens 12 in Richtung des Auslassventiles 16 geführt ist, kann dieses Füllvolumen im anschließenden Förderhub des Pumpenkolbens 12 stirnseitig verdrängt bei geöffnetem Auslassventil 16 über einen Fluidablauf 26 aus der Pumpenvorrichtung zur weiteren Verwendung abgeführt werden.
Der Fluidzulauf 22 besteht aus mehreren diametral zu einer Längsachse 28 der Pumpenvorrichtung angeordneten Bohrungen 30, die quer zur Längsachse 28 verlaufend in gleicher Höhe das Pumpengehäuse 10 radial durchgreifen. Das innere, freie Ende einer jeden Bohrung 30 mündet in einer umlaufenden Radialausnehmung 32 aus, die von dem Pumpenkolben 12 durchfahrbar ist und deren Außendurchmesser an jeder Stelle größer ist als der Durchmesser des Pumpenraumes 18 an jeder Stelle. Die ringförmige Steuerkante 20, die durchgehend umlaufend ausgebildet ist, ist damit durch eine Übergangsecke oder Kante gebildet, und zwar an der Stelle des Überganges des Pumpenraumes 18 in die Radialausnehmung 32.
Wie die Figur 1 weiter zeigt, ist das Auslassventil 16 aus einem federbelasteten Rückschlagventil gebildet, dessen Ventilkolben 34 gemäß der Darstellung nach den Figuren 1 und 2 im Schließzustand den Pumpenraum 18 gegenüber dem Fluidablauf 26 absperrt und im Übrigen koaxial zum Pumpenkolben 12 verlaufend angeordnet ist. Der Ventilkolben 34 ist topfförmig ausgebildet und nimmt in seinem Topfraum Teile einer als Druckfeder konzipierten Rückstellfeder 36 auf, die sich insoweit mit ihrem einen freien Ende am Ventilkolben 34 abstützt und mit ihrem anderen Ende in einer bodenseitig geschlossenen Gehäuseaufnahme 38, die vorzugsweise einstückiger Bestandteil eines Ventilgehäuses 40 ist. Wird der Ventilkolben 34 entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 36 aufgesteuert, gibt ein an der freien Stirnseite des Ventilkolbens 34 angeordneter Verschlusszapfen 42 einen ringförmigen Ventilsitz 44 am Ventilgehäuse 40 frei und Fluid kann aus dem Pumpenraum 18 am Ventilsitz 44 vorbei in Richtung des Fluidablaufs 26 aus der Pumpenvorrichtung abgeführt werden. Für den dahingehenden Ausschubvorgang ist ein Förderhub mit dem Pumpenkolben 12 notwendig, bei dem dieser nach vorwärtigem Überfahren der Steuerkante 20 das im Pumpenraum 18 befindliche Fluid nach vorne ausschiebt und dabei den federdruckbelasteten Ventilkolben 34 in seine vom Ventilsitz 44 entfernte Öffnungsstellung verbringt. Entfällt nach erfolgtem Austrag des Fluidvolumens aus dem Pumpenraum 18 dahingehend der Fluiddruck, kann der Ventilkolben 34 wieder in seine gezeigte Schließstellung gelangen und der Pumpenkolben 12 bewegt sich rückwärtig mit Erzeugen eines entsprechenden Unterdruckes im Pumpenraum 18, bis wiederum für einen erneuten Fluideinfüllvorgang der Pumpenkolben 12 die Steuerkante 20 rückwärtig überfährt und beispielsweise seine in den Figuren 1 und 2 gezeigte rückwärtige Position einnimmt.
Der Ventilsitz 44 ist in Form einer im Ventilgehäuse 40 angeordneten ringförmigen Anlagefläche ausgebildet, die auch eine Art Linienberührung zwischen Verschlusszapfen 42 und benachbarten Teilen des Ventilgehäuses 40 erlaubt. Wie sich weiter aus der Figur 2 ergibt, ist der Pumpenkolben 12 in Richtung seiner freien, dem Ventilkolben 34 zugewandten Stirnseite im Durchmesser gegenüber dem Durchmesser im Bereich der Führung 46 des stangenartigen Pumpenkolbens 12 im Pumpengehäuse 10 reduziert ausgeführt. Ein Rücksprung 48 in Form einer Durchmesserreduzierung geht nahtlos in einen Kegelstumpf 50 als Strömungsleiteinrichtung über, an den sich eine weitere Durchmesserreduzierung des Pumpenkolbens 12 in Form eines langgestreckten Steuerzylinders 52 anschließt. Der Rücksprung 48 bildet eine rechteckförmige Steuerkante aus, die zur Steuerung des Fluidstroms entsprechend mit der Steuerkante 20 am Pumpengehäuse 10 zusammenwirkt. Der Winkel des Steuerkonus in Form des Kegelstumpfes 50 beträgt in Richtung auf die Längsachse 28 gesehen etwa 45° und der Kegelstumpf geht sowohl auf Seiten seiner Grundfläche als auch auf Seiten seiner Deckfläche mit einem entsprechenden Rundungsbogen einmal in den stufenförmigen Rücksprung 48 über bzw. in den Steuerzylinder 52, dessen freie Querschnittsfläche kleiner ist, als die freie Querschnittsfläche des Pumpenraumes 18 im Bereich des Übergangs zu Gehäuseteilen des Ventilgehäuses 10 im Bereich des Ventilsitzes 44.
Der Pumpenraum 18 weist verschiedene Kammern 54, 56 und 58 auf, die mit unterschiedlichen Durchmessern versehen sind und von denen eine mittlere Kammer 56 zumindest teilweise derart einen Durchmesser aufweist, dass zwischen dem Pumpengehäuse 10 und der Außenwand 60 des Pumpenkolbens 12 mit seinem Außendurchmesser im Bereich seiner Führung im Pumpengehäuse 10 ein Ringspalt 62 gebildet ist, der in der Figur 2 strichliniert in fiktiver Weise wiedergegeben den Abstand zwischen dem Pumpenkolben 12 und dem Pumpengehäuse 10 darstellen soll, sofern der Pumpenkolben 12 eine seiner diesbezüglichen vorderen Verfahrstellungen einnimmt.
Wie insbesondere die Figur 2 zeigt, ist das Pumpengehäuse 10 mit einer stirnseitig angebrachten Ringdichtung 64 an das Ventilgehäuse 40 angeschlossen, das das Auslassventil 16 in Richtung des Fluidablaufs 26 gesehen zentral aufnimmt. Wie insbesondere die Figur 1 weiter zeigt, weist das Ventilgehäuse 40 einen Teil des Fluidzulaufs 22 auf. Hierfür sind weitere diametral zur Längsachse 28 angeordnete Durchgangsbohrungen 66 im Ventilgehäuse 40 angeordnet, die in der gleichen Höhe wie die Bohrungen 30 im Pumpengehäuse 10 angeordnet sind; jedoch demgegenüber einen größeren Durchmesser aufweisen. Das Ventilgehäuse 40 ist in der Art einer Einschraubpatrone ausgebildet und über eine Einschraubstrecke 68 in einem zentralen quaderförmigen Ventilblock 70 aufgenommen mit einem Fluidzulauf 22 quer zur Längsachse 28 und mit einem Fluidablauf 26 entlang der Längsachse 28. Insoweit ist also die Radialausnehmung 32 im Pumpengehäuse 10 permanent über die Bohrungen 30 und 66 in Fluidverbindung mit dem Fluidzulauf 22 im Ventilblock 70.
Zum Ansteuern des Pumpenkolbens 12 dient die Betätigungsmagneteinrichtung 14, die in üblicher Bauweise ausgebildet und einen über eine bestrombare Spule 72 betätigbaren Magnetanker 74 aufweist, der in einem Polrohr 76 längsverfahrbar geführt ist und zwar in einem diesbezüglichen Ankerraum 78, der auf seiner einen freien Stirnseite in Richtung des Pumpenkolbens 12 gesehen eine sogenannte Antiklebscheibe 80 aufweist. Das Polrohr 76 ist mit zugehörigen Wandteilen über eine weitere Einschraubstrecke 82 am Ventilgehäuse 40 festgelegt. Ferner drückt im festgelegten Zustand die freie Stirnseite des Polrohres 76 das Pumpengehäuse 10 über die flexible Ringdichtung 64 an die zugehörige Anlagewand des Ventilgehäuses 40. Im Magnetanker 74 angeordnete Längskanäle 84 sorgen für einen druckausgeglichenen Betrieb für den Magnetanker 74 von seiner in der Figur 1 gezeigten rechten Anschlagstellung in seine demgegenüber in Richtung der Antiklebscheibe 80 vorderen Betätigungsstellung und umgekehrt.
Im Rahmen der Betätigung sprich mit Bestromen der Spule 72 nimmt der Magentanker 74 ein Stangenteil 86 mit, das entsprechend für einen Förderhub den Pumpenkolben 12 von seiner in der Figur 1 gezeigten rechten, rückwärtigen Stellung nach links in eine vordere Betätigungsstellung mitnimmt. Bei unbestromter Betätigungsmagneteinrichtung 14 verfährt der Pumpenkolben 12 unter der Wirkung eines Energiespeichers in Form der Druckfeder 88 in seine maximale Ansaughubstellung, wobei dahingehend die Stange 86 rückgestellt wird und dabei den Magnetanker 74 in seine in der Figur 1 gezeigte Ausgangsstellung mitnimmt. Hierfür stützt sich die Druckfeder 88 mit ihrem einen freien Ende an einer freien Stirnseite des Pumpengehäuses 10 ab und mit ihrem anderen freien Ende an einer Anlageverbreiterung am Pumpenkolben 12. Für einen hemmnisfreien Betrieb weist das Polrohr 76 einen Durchgangskanal 90 auf, der medienführend den Ankerraum 78 mit einem Kolbenraum 92 verbindet, der als Teil des Pumpengehäuses 10 Teile des Pumpenkolbens 12 mit der Druckfeder 88 aufnimmt.
Die Betätigung des Pumpenkolbens 12 kann in zeitlich dichter Abfolge über die Ansteuerung des Betätigungsmagneten der Magneteinrichtung 14 erfolgen, so dass ein quasi-kontinuierlicher Pumpenbetrieb an der Stelle der Fluidabfuhr 26 im Ventilblock 70 gewährleistet ist, wobei im Hinblick auf das geringe Volumen des Pumpenraumes 18 immer nur ein geringer Mengenaustrag an Volumen erfolgt. Nach außen hin, ist die Magneteinrichtung 14 von einem Abschlussstopfen 94 verschlossen, der mit dem Polrohr 76 an seiner rechten freien Stirnseite verbördelt ist. Eine Aufschraubmutter 96 deckt die dahingehende Verbindung zwischen Abschlussstopfen 94 und Polrohr 76 nach außen hin ab.
Der Pumpenkolben 12 öffnet den Ventilkolben 34 des Rückschlagventils bevorzugt ausschließlich durch Aufbringen eines entsprechenden Fluiddruckes, wobei der zapfenartige Steuerzylinder 52 der Minimierung des Totvolumens in diesem Bereich dient, wodurch sich ein besserer Wirkungsgrad für die Ansteuerung ergibt. Es liegt aber noch im Bereich der erfindungsgemäßen Lösung, den dahingehenden Steuerzapfen 52 auch für einen mechanischen Aufsteuervorgang des Ventilkolbens 34 im Bedarfsfall zu verwenden.

Claims

Pumpenvorrichtung mit einem in einem Pumpengehäuse (10) längsverfahrbar angeordneten Pumpenkolben (12), der von einer Betätigungsmagneteinrichtung (14) angesteuert bei einem Förderhub ein Auslassventil (16) für eine Fluidabgabe aufsteuert, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Pumpenraum (18) des Pumpengehäuses (10) bei einem Ansaughub der Pumpenkolben (12) einen Unterdruck erzeugt und mit Überfahren einer den Pumpenraum (18) begrenzenden Steuerkante (20) eine Fluidverbindung zwischen einem Fluidzulauf (22) im Pumpengehäuse (10) und dem Pumpenraum (18) derart herstellt, dass der Pumpenraum (18) unter der Wirkung des in ihm herrschenden Unterdruckes mit einem Füllvolumen befüllt wird, das aus einem Fluidstrom resultiert, der am Außenumfang (24) von Teilen des Pumpenkolbens (12) in Richtung des Auslassventiles (16) geführt ist, und anschließend im Förderhub dieses Füllvolumen über das Auslassventil (16) aus dem Pumpenraum (18) ausgebracht wird.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (16) aus einem federbelasteten Rückschlagventil besteht, dessen Ventilkolben (34) im Schließzustand den Pumpenraum (18) gegenüber einem Fluidablauf (26) absperrt und koaxial zum Pumpenkolben (12) angeordnet ist.
Pumpenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (12) bei seinem Förderhub durch das derart verdrängte Fluidvolumen den Ventilkolben (34) des Rückschlagventils in seine Offenstellung bringt.
Pumpenvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (12) in Richtung seiner freien, dem Ventilkolben (34) zugewandten Stirnseite im Durchmesser gegenüber dem Durchmesser im Bereich der Führung (46) des Pumpenkolbens (12) im Pumpengehäuse (10) reduziert ist.
Pumpenvorrichtung einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (12) ausgehend von seinem Führungsdurchmesser (46) im Pumpengehäuse (10) einen Rücksprung (48) in Form einer Durchmesserreduzierung aufweist, die in einen Kegelstumpf (50) als Strömungsleiteinrichtung übergeht, an den sich eine weitere Durchmesserreduzierung des Pumpenkolbens (12) in Form eines Steuerzylinders (52) anschließt.
Pumpenvorrichtung einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenraum (18) verschiedene Kammern (54, 56, 58) aufweist, die mit unterschiedlichen Durchmessern versehen sind und von denen eine mittlere Kammer (56) zumindest teilweise derart einen Durchmesser aufweist, dass zwischen dem Pumpengehäuse (10) und der Außenwand (60) des Pumpenkolbens (12) mit seinem Außendurchmesser im Bereich seiner Führung im Pumpengehäuse (10) ein Ringspalt (62) gebildet ist.
Pumpenvorrichtung einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (10) mit einer stirnseitig angebrachten Ringdichtung (64) an ein Ventilgehäuse (40) anschließt, das das Auslassventil (16) aufnimmt.
Pumpenvorrichtung einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (40) einen Teil des Fluidzulaufs (22) aufweist und dass das Pumpengehäuse (10) im Ventilgehäuse (40) aufgenommen ist.
Pumpenvorrichtung einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmagneteinrichtung (14) mit dem Ventilgehäuse (40) verbunden ist, das zusammen mit dem Pumpengehäuse (10) in der Art einer Einschraubpatrone in einem Ventilblock (70) festgelegt ist, der Teile des Fluidzu- und ablaufs (22, 26) aufweist.
Pumpenvorrichtung einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (12) bei betätigter Betätigungsmagneteinrichtung (14) einen Förderhub ausführt und dass mittels eines Energiespeichers, vorzugsweise in Form einer Druckfeder (88), im unbetätigten Zustand der Betätigungsmagneteinrichtung (14) in entgegengesetzter Richtung der Pumpenkolben (12) einen Ansaughub ausführt.