DE1453449C3 - Elektromagnetisch angetriebene Kraftstoff-Förderpumpe - Google Patents

Description

ser ist. Dadurch wird es möglich, eine elektromagnetisch angetriebene Kraftstoff-Förderpumpe zu bauen, die einfach und robust ist, bei der keine Abdichtungsprobleme vorliegen, da die Schaltkontakte von vornherein gekapselt sind, was die Explosionsgefahr ausschaltet, und die praktisch geräuschfrei arbeitet, weil nur die zwei Kontaktzungen sich gegeneinander bewegen und in Berührung kommen, dagegen eine Berührung beweglicher Teile mit dem Pumpengehäuse, die zu Geräuschen führt, ausgeschaltet wird.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine elektromagnetische Kraftstoff-Förderpumpe dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Pumpe,

F i g. 2 eine axiale Draufsicht auf die elektrische Schalteinrichtung der Pumpe.

Die Pumpe weist einen aus magnetisierbaren Material bestehenden, mit einer dünnen Chromschicht überzogenen Förderkolben 1 auf, der in einem von der Magnetspule 2 umgebenden Hubzylinder 3 mit engem Spiel hin- und herbeweglich geführt ist. Die Magnetspule 2 besteht aus einem aus Kunststoff gespritzten Spulenkörper 4 und einer Magnetwicklung 5. Die Nabe des Spulenkörpers 4 hat einen dünnwandigen Abschnittö sowie einen kurzen, starkwandigen Abschnitt 7, dessen Bohrungsdurchmesser kleiner als jener des Nabenabschnittes 6 ist.

In den dünnwandigen Nabenabschnitt 6 ragt ein aus magnetisierbarem Material bestehendes Rohr 8 hinein, dessen lichte Weite dem Bohrungsdurchmesser des starkwandigen Nabenabschnittes 7 entspricht. Das aus der Magnetspule herausragende untere Ende des Rohres 8 ist mit einer flanschartigen Ringscheibe 11 aus magnetisierbarem Material fest verbunden. Auf den Außenrand dieser Ringscheibe ist ein die Magnetspule umschließender magnetisierbarer Eisenring 10 am einen Ende aufgepreßt, dessen anderes Ende mit einer magnetisierbaren Ringscheibe 9 fest verbunden ist. Die Bohrung dieser Ringscheibe hat den gleichen Durchmesser wie jene des Rohres 8 und des starkwandigen Nabenabschnittes 7 des Spulenkörpers 4. Das Rohr 8, der Nabenabschnitt 7 und die Ringscheibe 9 bilden die Wand des Hubzylinders 3, in welchem der Kolben 1 beweglich geführt ist.

Die Magnetspule 2 samt ihrer den magnetischen Rückschluß bildenden metallischen Verkleidung 8, 9, 10, 11 ist in ein aus Aluminiumdruckguß hergestelltes Pumpengehäuse 40 mit einem angeformten Ansaugstutzen 41 eingesetzt, dessen Druckraum 42 durch ein auf die offene Stirnseite des Gehäuses aufgesetztes Messingblech 43 verschlossen ist, das gegen die Stirnfläche des Gehäuses mit einem durch nicht dargestellte Schrauben befestigten Druckring 44 festgespannt ist.

Beim Ausführungsbeispiel ist sowohl eine Schaltampulle 27 als auch ein zur öffnung und Schließung ihrer Kontaktzungen 28 und 29 dienender Dauermagnet 25 quer zur Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens 1 angeordnet. Die Schaltampulle 27 weist einen hermetisch abgeschlossenen Glaskolben auf, in dessen Stirnenden zwei aus magnetisierbarem Werkstoff bestehende streifenförmige Schaltkontakte 28 und 29 eingeschmolzen sind. Die Schaltkontakte 28 und 29 sind unter dem Einfluß des Magnetfeldes des Dauermagneten 25 geschlossen, wenn der Kolben 1 und der Dauermagnet 25 die in der F i g. 1 dargestellte obere Lage einnehmen. Die Schaltkontakte 28, 29 öffnen, wenn sich bei der Einzugsbewegung des Kolbens 1 der Dauermagnet 25 um ein bestimmtes Maß nach unten verschoben hat. Die Schaltampulle ist in ('.en Ausschnitt einer aus Preßspan hergestellten Tragplatte 45 eingesetzt, die im Druckring 44 festsitzt. Auf der Tragplatte befinden sich miteinander verbundene, für den Betrieb eines Transistors notwendige Widerstände 30 und 32, sowie der Transistor 31,

ίο der mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe zur Magnetwicklung 5 geschaltet ist, und eine zur Unterdrückung von induktiven Abschaltspitzen dienende Diode 33, welche zur Magnetwicklung 5 parallel geschaltet ist.

Der Dauermagnet 25 sitzt auf der der Schaltampulle 27 zugekehrten Stirnseite des Kunststoffpuffers 46, der in den Endabschnitt des Pumpenkolbens 1 eingepreßt ist und mehrere achsparallele Durchlaßbohrungen 48 enthält, durch welche bei der Einzugs-

ao bewegung des Kolbens 1 der Kraftstoff aus dem Zylinderinnenraum 3 in den Druckraum 42 gefördert und von dort über eine seitliche, zum Einschrauben einer nicht dargestellten Förderleitung dienende Querbohrung 47 abfließen kann.

Wenn der Kolben 1 in der in F i g. 1 dargestellten Förder-Endstellung steht, werden die Kontaktzungen 28, 29 unter dem Einfluß des sie dann durchsetzen-, den, vom Dauermagnet 25 ausgehenden, magnetischen Streuflusses geschlossen. Dann kann der Transistor 31 den Stromfluß zur Magnetwicklung 5 herstellen und der Kolben 1 kann gegen die Kraft einer Druckfeder 20 nach unten bewegt werden. Die Kontakte 28, 29 können jedoch nicht sofort öffnen, weil sie auch bei dieser Einzugsbewegung des Kolbens 1 noch im Streufeld des Magneten 25 bleiben. Um eine definierte, vom Kolbenweg abhängige Ausgestaltung der Kontaktzungen 28 und 29 zu erzielen, sind auf der äußeren Stirnfläche der zum Elektromagneten gehörenden, oberen flanschartigen Ringscheibe 9

zwei magnetisierbare Kurzschlußwinkel 50 und 51 vorgesehen, zwischen deren in Achsrichtung abstehende Schenkel der Magnet 25 bei seiner nach unten gerichteten Anzugsbewegung eintaucht. Über diese Kurzschlußwinkel 50 und 51 wird das magnetische Streufeld des Dauermagneten 25 in die Ringscheibe 9 übergeleitet und daher von den Schaltzungen 28 und 29 abgelenkt, sobald sich der Kolben 1 genügend weit in den Zylinder 3 hineinbewegt hat. Infolge der Ablenkung des Streufeldes des Magneten 25 können

dann die beiden Schaltkontakte 28 und 29 öffnen und den Transistor 31 zur Unterbrechung des über die Magnetwicklung 5 fließenden Erregerstromes sperren.

Da die Kontaktzungen 28 und 29 im öffnungszustand voneinander abgespreizt sind, muß sich der Dauermagnet 25 über die vorher beschriebene Ausschaltstellung hinaus der Schaltampulle während der Förderbewegung des Kolbens 1 noch weiter nähern, bis sein Streufeld diese Kontakte erneut schließen kann. Zur axialen Begrenzung der gegen die Schaltampullen 27 gerichteten Druckbewegung des Kolbens 1 ist von dem rechten Kurzschlußwinkel 51 eine Anschlagzunge 52 radial abgebogen, welche in eine Längsnut im Kunststoffpuffer 46 eingreift und da-

durch sicherstellt, daß die Förderpumpe bei jeder erneuten Inbetriebnahme von selbst anlaufen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. vor Erreichen der ersten Kolbenendstellung geöffnet Patentanspruch: . bleibt.

   Aus der USA.-Patentschrift 2 481147 (F i g. 6 und

   Elektromagnetische, mit pulsierendem Gleich- 7) ist eine Förderpumpe dieser Art bekannt. Die strom angetriebene Kraftstoff-Förderpumpe, die 5 Schaltvorrichtung enthält einen mit Schaltkontakten einen mit dem Anker eines Elektromagneten ver- versehenen Dauermagneten, dessen Magnetfeld vom bundenen und unter der Kraft des Elektromagne- Kolben gesteuert und der an einem ortsfesten Punkt ten und einer diesem entgegenwirkenden Feder schwenkbar gelagert ist. Bei dieser Anordnung muß zwischen einer ersten Endstellung, in der die Fe- der die Schaltkontakte und den Dauermagneten aufder entspannt ist, und einer zweiten Endstellung, io nehmende Raum gegenüber dem Kraftstoff sorgfälin der die Feder gespannt ist, hin- und hergehen- tig abgedichtet werden, damit das Entstehen eines den Pumpenkolben und eine den Betriebsstrom zündfähigen Kraftstoff-Luftgemisches mit Sicherheit steuernde Schaltvorrichtung aufweist, wobei die vermieden werden kann. Durch diese Maßnahme tritt Schaltvorrichtung einen quer zur Bewegungsrich- jedoch eine erhebliche Verteuerung in der Hersteltung des Kolbens fest angeordneten Schalter mit 15 lung ein. Außerdem neigen die erwähnten Dauermindestens einer gefederten Kontaktzunge ent- magnete im Betrieb von Kraftfahrzeugen wegen der hält und der Schalter von dem in Abhängigkeit auftretenden Massenkräfte zu Fehlschaltungen und von der Kolbenbewegung sich ändernden Kraft- verursachen vor allem im Leerlauf der Brennkraftfeld eines quer zur Bewegungsrichtung des KoI- maschine deutlich hörbare Geräusche,
   bens magnetisierten Dauermagneten und der 20 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Federkraft der gefederten Kontaktzunge derart Kraftstoff-Förderpumpe der eingangs beschriebenen betätigt wird, daß er kurz vor der ersten Kolben- Art so zu verbessern, daß sie preiswert in der Herstelendstellung geschlossen wird und bis kurz vor lung und sicher im Betrieb ist, sowohl bezüglich der Erreichen der zweiten Kolbenendstellung ge- Explosionssicherheit als auch bezüglich der Schaltschlossen bleibt, dann geöffnet wird und bis kurz 25 funktion, und daß die Pumpe, vor allem im Leerlauf vor Erreichen der ersten Kolbenendstellung ge- der Brennkraftmaschine, keine störenden Geräusche öffnet bleibt, dadurch gekennzeichnet, verursacht.

   daß als Schalter eine Schaltampulle (27) mit zwei Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch

   aus ferromagnetischem Material bestehenden gelöst, daß als Schalter eine Schaltampulle mit zwei Kontaktzungen (28, 29) verwendet wird, daß der 30 aus ferromagnetischem Material bestehenden Kon-Dauermagnet (25) an der der Druckfeder (20) taktzungen verwendet wird, daß der Dauermagnet an abgekehrten Stirnfläche des Pumpenkolbens (1) der der Druckfeder abgekehrten Stirnfläche des Pumangeordnet und die Schaltampulle (27) an dem penkolbens angeordnet und die Schaltampulle an feststehenden Teil der Pumpe, dem Dauermagnet dem feststehenden Teil der Pumpe dem Dauerma-(25), genau gegenüberliegend befestigt ist, und 35 gnet genau gegenüberliegend befestigt ist, und daß daß zwei beiderseits der Zylinderbohrung (3) des zwei beiderseits der Zylinderbohrung des Elektro-Elektromagneten (5, 8, 9, 10) angeordnete und magneten angeordnete und mit den Eisenteilen des mit den Eisenteilen des Elektromagneten in Ver- Elektromagneten in Verbindung stehende Kurzbindung stehenden Kurzschlußwinkel (50, 51) schlußwinkel vorgesehen sind, zwischen welche der vorgesehen sind, zwischen welche der Dauer- 40 Dauermagnet sich beim Wegbewegen des Kolbens magnet (25) sich beim Wegbewegen des KoI- von der Schaltampulle einschiebt,
   bens (1) von der Schaltampulle (27) einschiebt. Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 827 465 ist

   es bekannt, Schaltampullen in Verbindung mit einem Permanentmagneten als Endschalter für Maschinen-

   45 und Anlagesteuerungen zu verwenden. Solche Schaltampullen weisen eine als Schaltanalyse bezeichnete Erscheinung auf, die darin besteht, daß der Über-

   Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagne- gang von der Offenstellung in die Schließstellung bei tische, mit pulsierendem Gleichstrom angetriebene Annäherung des Magneten an die Schaltampulle in Kraftstoff-Förderpumpe, die einen mit dem Anker so einem kleineren Abstand erfolgt als der Übergang eines Elektromagneten verbundenen und unter der von der Schließstellung in die Offenstellung beim Kraft des Elektromagneten und einer diesem entge- Wegbewegen des Magneten. Diese Erscheinung ist auf genwirkenden Feder zwischen einer ersten Endstel- die Remanenz der ferromagnetischen Kontaktzungen lung, in der die Feder entspannt ist, und einer zweiten zurückzuführen. Die Schalthysterese wirkt sich um Endstellung, in der die Feder gespannt ist, hin- und 55 so weniger störend aus, je länger die Schaltstrecken hergehenden Pumpenkolben und eine den Betriebs- im Vergleich zu der durch die Schalthysterese verström steuernde Schaltvorrichtung aufweist, wobei ursachte Wegdifferenz sind. Je mehr sich die Schaltdie Schaltvorrichtung einen quer zur Bewegungsrich- strecke der genannten Wegdifferenz annähert, um so tung des Kolbens fest angeordneten Schalter mit min- mehr wirkt sich die Schalthysterese störend aus, so destens einer gefederten Kontaktzunge enthält und 60 daß man schließlich entweder nur den Schließvorder Schalter von dem in Abhängigkeit von der KoI- gang oder nur den Öffnungsvorgang für eine genaue benbewegung sich ändernden Kraftfeld eines quer Lageanzeige verwenden kann.

   zur Bewegungsrichtung des Kolbens magnetisierten Die vorliegende Erfindung nutzt nun diese sonst

   Dauermagneten und der Federkraft der gefederten als nachteilig empfundene Erscheinung der Schalt-Kontaktzunge derart betätigt wird, daß er kurz vor 65 hysterese bei kurzen Schaltstrecken in vorteilhafter der ersten Kolbenendstellung geschlossen wird und Weise aus, indem bei ihr die durch die Schalthystebis kurz vor Erreichen der zweiten Kolbenendstellung rese verursachte Wegdifferenz dem Weg des Pumgeschlossen bleibt, dann geöffnet wird und bis kurz penkolbens entspricht oder nur wenig kleiner als die-