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Die
Erfindung betrifft eine Dosierpumpe entsprechend den Merkmalen des
gattungsbildenden Teils des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Dosierpumpem
der genannten Art arbeiten nach dem Prinzip einer elektromagnetisch
oder anderswie betätigten
axialen Hubkolbenpumpe, die genau definierte Mengen eines Hydraulikfluids
aus einem Einlassbereich in den Auslassbereich der Pumpe fördert. Hubkolbenpumpen
besitzen einen höheren
Wirkungsgrad als andere Pumpen. Damit lässt sich eine höhere Dosiergenauigkeit
besser realisieren. Ein typisches jedoch nicht ausschließliches
Anwendungsgebiet ist die Dosierung von Kraftstoff für einen
Verbrennungsprozess, z. B bei einem Verbrennungsmotor im Kfz.
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Dosierpumpen
weisen in der Regel ein Auslassventil und ein Einlassventil auf.
Das Einlassventil dient dazu, das Hydraulikfluid aus dem Einlassbereich
der Pumpe in dosierten Mengen in den Hubkolbenbereich des Pumpenkolbens
einströmen
zu lassen. Das im Arbeitsraum des Kolbens gesammelte Fluid wird
mit Hilfe des Auslassventils in den Auslassbereich der Pumpe gefördert und
ausgestoßen.
Zu Beginn eines Förderhubes
schließt
das Einlassventil, so dass der Zufluss zum Hubraum durch die Hubbewegung
geschlossen wird. Bei dem anschließenden umgekehrt verlaufenden
Saughub öffnet
das Einlassventil, der Zulauf wird wieder geöffnet und es strömt durch
den entstehenden Unterdruck eine definierte Fördermenge in den Hubraum ein.
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Durch
die Hubbewegungen des Kolbens entstehen im Einlassbereich und Auslassbereich
Druckspitzen des Fluids, die zu einer Überförderung der Pumpe führen können. Zur
Vermeidung von Dosierfehlern sind daher Maßnahmen zur Vermeidung von Überströmungen durch
das Ventil notwendig. Die Überförderung
macht sich insbesondere bei steigenden Vordrucken der Pumpe bemerkbar.
Angestrebt wird eine druckunabhängige
Förderkennlinie.
Als Lösungsansätze existieren
zum einen eine Dämpfung im
Einlassbereich, zum anderen eine Druckentlastung durch eine externe
Fluidleitung. Beide Lösungen
sind jedoch aufwendig.
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DE 10 2004 028 889
A1 zeigt eine Dosierpumpe in der Funktion als Kolbenpumpe
zur Förderung
eines Hydraulikfluids, welches insbesondere in Bremsanlagen von
Fahrzeugen verwendet wird. Der Zulauf des Hydraulikfluids erfolgt
in Form eines schlitzgesteuerten Einlassventils, das in Bewegungsrichtung
des Pumpenkolbens angeordnet ist. Das im Hubraum der Pumpe gesammelte
Fluid wird durch ein Auslassventil in Form eines Kugelsitzventils
in den Auslassbereich der Pumpe gefördert.
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Bei
der bekannten Anordnung sind die Steuerbohrungen für das Einlassventil
ausschließlich
im Gehäuse
angeordnet. Die Bohrungen sind jedoch durch die Konstruktion festgelegt.
Eine Zwangssteuerung, die auftretende Druckspitzen des Einlassbereiches
ausgleicht oder abbaut, ist bei der bekannten Anordnung nicht vorgesehen.
Hierzu sind aufwendige Mittel, wie externe Fluidleitungen oder Dämpfungsmaßnahmen
im Einlassbereich erforderlich. Wird auf diese zusätzlichen
Maßnahmen
verzichtet, ist für
die Pumpe eine stärkere
Feder notwendig. Hierzu ist wiederum eine hohe Betätigungskraft
notwendig, da der Kolben eine hohe Rückstellkraft in Form einer
starken Feder überwinden
muss.
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DE 43 28 621 A1 zeigt
eine Dosierpumpe, bei der Überströmungen im
Hubkolbenraum durch Dämpfungsmaßnahmen
in Form von einer Quer- und dazu angeordneten Längsbohrung im Kolben verhindert
werden, die jedoch ausschließlich
den Einlassbereich der Pumpe betreffen und mit diesem permanent
verbunden sind. Die beiden Bohrungen stellt Einlassseitig lediglich
ein Druckpolster dar, das den Druckverlauf des zwischen der Einlassöffnung und dem
Zulauföffnung
im Gehäuse
anstehenden Fördermediums
glättet.
Sie enthalten Luft und sind als Zulauf nicht geeignet. Die Längsbohrung
ist an ihrem dem Hubraum zugewandten Ende mit einer Abdichtung verschlossen.
Der Zulauf in den Hubraum erfolgt ausschließlich durch eine Ansaugbohrung
im Gehäuse,
die beim Überfahren
des Kolbens geschlossen und bei einem anschließenden rückwärtigen Saughub wieder geöffnet wird.
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DE 10 2004 037 146
A1 zeigt eine gattungsgemäße Dosierpumpe mit einem im
Pumpenkolben angeordneten Einlassventil zur definierten Bewegung
eines Hydraulikfluids aus einem Einlassbereich in einen Hubraum
der Pumpe, wobei bei Erreichen des Förderendhubes die Bewegung des
Fluids zum Hubraum unterbrochen ist. Die axiale Anordnung der mit
dem Zufluss verbunden Querbohrung am Kolbenumfang definiert lediglich
den Nutzhub des Hubraumes. Ist der Hubkolben bei einem Förderhub
an seinem dem Auslass zugewandten Anschlag angelangt, so ist bei
der bekannten Anordnung nicht sichergestellt, dass der Zufluss durch
die Querbohrung verschlossen ist. Ist die Querbohrung nicht verschlossen,
so kann bei Erreichen des Förderendhubes
auf Grund der Druckspitzen am Einlassbereich weiteres Fluid durch
die im Kolben angeordnete Steuerbohrungen nachströmen. Damit
besteht die Gefahr, dass das Sitzventil aus seiner Schließstellung
angehoben wird und zu einer Überförderung
führt.
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Aufgabe der Erfindung
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung die durch Überförderung bedingten Dosierfehler
mit einfachen Mitteln zu verhindern. Die Lösung der Aufgabe erfolgt in
Zusammenhang mit den gattungsbildenden Merkmalen des Anspruches
1 durch dessen kennzeichnende Merkmale.
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Durch
die Erfindung wird eine "Zwangssteuerung" durch die Positionierung
des Zulaufes realisiert, der so positioniert ist, dass er in jeder
beliebigen Position des Kolbens eine Verbindung zwischen dem Einlassbereich
und dem Hubbereich herstellt und erst bei Erreichen der Förderendposition
geschlossen wird. Damit wird eine Überförderung und damit bedingte
Dosierfehler durch eine vom Einlassventil her gesteuerte Zulaufbegrenzung
während
des Förderhubes
realisiert. Die Zulaufbohrung bleibt so lange geöffnet, bis der Kolben seine
Förderendstellung erreicht
hat. Erst bei Erreichen dieser Position wird ein weiterer Zulauf
des Hydraulikmediums in den Hubraum verhindert. Hierzu sind keine
oder nur geringe zusätzliche
Maßnahmen
für den
Zufluss erforderlich, da in vielen Anwendungen diese Bohrungen bereits
vorhanden sind. Sie dienten jedoch laut Stand der Technik ausschließlich als
permanent offener Strömungskanal.
Eine Verwendung als Steuerbohrung war bisher noch nicht vorgesehen.
Die bei der Erfindung jetzt als Steuerbohrung verwendete Zulaufbohrung
muss lediglich so geformt sein, dass eine definierte Schließfunktion
erreicht wird. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Steuerbohrungen
wird eine Balance zwischen der Druckspitze und der geforderten Dosiergenauigkeit
erzielt und im Hubraum eine Ausgleichsmöglichkeit für den beim Förderhub
auftretenden Überdruck
realisiert. Dies wird ausschließlich
durch Modifikation der Bohrung, der "Schlitzgeometrie", oder anderen Kombinationen von verschiedenen
Größen oder
verschiedenen positionierten Bohrungen erreicht. Der Einbau von
stärkeren Rückstellfedern
und dadurch bedingte höhere Antriebskräften ist
nicht erforderlich.
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Der
Vorteil eines schlitzgesteuerten aus dem Stand der Technik bekannten
Einlassventils wird zusätzlich
durch Maßnahmen
gegen Überförderung verbessert.
Damit wird die Fördergenauigkeit – je nach
Auslegung der Ein- und Auslassventile und des Betriebspunktes – um ein
vielfaches unabhängig
vom Vordruck. Damit wird ein vor dem Arbeitsvolumen angeordnetes
Einlassventil realisiert, das eine Reihenschaltung zweier Einlassventile
umfasst.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
der Erfindung umfasst der Zufluss einen zusätzlichen Zufluss im Gehäuse mit
einem weiteren Einlassventil. Beide Einlassventile haben unterschiedliche
Funktionen. Das im Gehäuse
angeordnete Einlassventil dient im Förderhub zum Steuern und genauen
Befüllen
des Hubraumes. Das Einlassventil im Kolben hingegen reduziert beim
Rück/oder
Saughub des Kolbens den Unterdruck im Hubraum.
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Der
Ventilzufluss im Gehäuse
kann eine einfache Zulaufbohrung umfassen, mit der bei einem Saughub
das Förderfluid
in den Hubraum des Kolbens gefördert
wird, und die beim Überfahren
des Kolbens öffnet
und/oder schließt.
Zusätzlich
kann ein solches Einlassventil jedoch auch schlitzgesteuert ausgeführt sein,
wobei auch mehrere Steuerschlitze vorgesehen sein können, die
konzentrisch zueinander angeordneten sind. Die Steuerbohrungen für ein derartiges
Ventil sind dabei vorteilhaft im Raum zwischen dem Innenumfang des
zylinderförmigen
Gehäuses
und einer Führungshülse für den Kolben
angeordnet. Die Führungshülse weist
dabei eine Öffnung
zum Hubraum der Pumpe auf.
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Das
Einlassventil im Pumpenkolben umfasst vorteilhaft eine Sackbohrung
in Richtung des Einlassbereiches mit einer anschließenden Querbohrung
auf, die im Einlassbereich der Pumpe mündet. Als Verschluss ist an
der Stirnseite des Kolbens ein Sitzventil vorgesehen. Die Längsbohrung
wird durch den Sitzkörper
in Form einer Kugel verschlossen. Die Mündung der Querbohrung zum Einlassbereich bleibt
so lange geöffnet,
bis der Kolben seine Förderendstellung
erreicht hat. Der im Einlassbereich anstehende Überdruck liegt dadurch auch
am Sitzventil an der Mündung
zum Hubraum des Kolbens an.
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Da
in der Endposition des Kolbens die Querbohrung den Zulauf zu dem
Kugelsitzventil verschließt,
kann die im Einlassbereich der Pumpe anstehende Druckspitze das
Kugelsitzventil nicht öffnen.
Es findet keine Überförderung
statt. Beim Rück-/oder
Saughub gibt die Querbohrung den Förderweg hingegen wieder frei.
Jetzt kann der Überdruck
im Saugteil der Pumpe gegenüber
dem Unterdruck im Hubraum das Kugelsitzventil leicht öffnen, um
somit einen leichtgängigen
Kolbenhub zu ermöglichen.
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Für den Verschluss
der Steuerbohrung bzw. der Querbohrung zum Einlassbereich sind keine
zusätzlichen
Maßnahmen
erforderlich. Hierbei wird vorteilhaft die zwischen dem Gehäuse und
dem Kolben angeordnete Führungs-
und/oder Lagerhülse
verwendet. Diese Art der Lagerung des Kolbens ist heute Stand der
Technik. Die axiale Länge
der in Richtung der Querbohrung erstreckenden Gleitlagerhülse wird
in Abhängigkeit
vom Kolbenhub dimensioniert. Die Position der Querbohrung und die
Ausraglänge der
Führungshülse ist
so angeordnet, dass bei Erreichen des Förderendhubes die Querbohrung
von der Ausraglänge
der Hülse
in diese Richtung abgedeckt ist und verschlossen ist. Die Gleitlagerung
des Kolbens in der Führungshülse verhindert,
dass in der Schließlage
Fluidmaterial zwischen Kolben und Hülse in den Hubraum eindringen
kann.
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Die
erfindungsgemäße Dosierpumpe
wird vorteilhaft magnetbetätigt.
Der Hub des Kolbens wird mit einem integriertem elektromagnetischen
System erzeugt, bei dem der Kolben fest mit einem Anker eines Hubmagneten
verbunden ist, der zentrisch von einer Spule umgeben ist. Der Pumpenkolben
bildet eine in Hubrichtung des Ankers angeordnete Ankerstange, die
den Konus des Magneten durchgreift. Im unbestromten Zustand sind
alle Hohlräume
im Einlassbereich und im Hubraum des Kolbens mit Hydraulikfluid
ausgefüllt.
Wird die Spule bestromt verschiebt der Anker den Kolben gegen die
Kraft einer Druckfeder, die zwischen Anker und der Lagerhülse des
Kolbens angeordnet ist. Durch das im Hubraum gesammelte Fördermedium
wird das Auslassventil geöffnet
und das Fördermedium
ausgestoßen. Gleichzeitig
wird ein weiterer Zulauf gesperrt. In dieser Zeit läuft in dem
zum Einlassbereich zugehörigen Ankerhubraum
weiteres Fluidmaterial nach. Wird der Strom abgeschaltet, drückt die
Feder den Anker und damit den Kolben wieder in die Ausgangsposition
zurück.
Es beginnt der rückwärtige Saughub.
Dabei entsteht in dem Hubraum des Kolbens ein Unterdruck. Über das
jetzt wieder geöffnete
Einlassventil, sowohl das im Gehäuse
als auch das im Kolben, kann neues Fluidmaterial in dem Hubraum
nachlaufen, bis bei erneuter Bestromung des Magneten ein weiterer
Förderhub
erfolgt.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und einem in der Zeichnung
beschriebenem Ausführungsbeispiel.
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Ausführungsbeispiel
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1 zeigt
eine Querschnittsdarstellung der Erfindung in einer ersten Position
des Pumpenkolbens.
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2 zeigt
einen Ausschnitt aus 1.
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3 zeigt
den Ausschnitt von 1 in einer anderen Position
des Pumpenkolbens.
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1 zeigt
in einer Querschnittsdarstellung eine magnetbetätigten Kraftstoffdosierpumpe 1,
die beispielsweise zur Dieselnachspritzung oder für den Einsatz
in Kfz Heizsystemen verwendet wird. Der zylinderförmige Pumpenkolben 12 ist
dabei fest mit dem ebenfalls zylinderförmigen Magnetanker 13 verbunden,
der zentrisch von einer in einem Spulenkörper 21 eingebetteten
Magnetspule 14 umgeben ist. Mit der Pumpe 1 werden
genau bemessene Mengen an Kraftstoff aus einem Tank zu einem Verbraucher gefördert. Die
Durchflussrichtung des Kraftstoffes erfolgt von rechts nach links
in Pfeilrichtung X.
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Die
Pumpe 1 umfasst im Wesentlichen drei Bereiche, einen Einlassbereich 2,
einen Pumpenbereich 3 und einen Auslassbereich 4.
Einlass- und Pumpenbereich 2, 3 sind vergrößert in 2 und 3 dargestellt.
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Der
Einlassbereich 2 weist, wie aus 1 ganz rechts
ersichtlich ist, einen Ansaugstutzen 5 mit einer axialen
Bohrung 7 zum Ansaugen des Kraftstoffes auf. Der Eingang
der Bohrung 7 ist mit einer Schutzkappe 6 gegen
Verunreinigung im Liefer- und Transportzustand verschließbar. Vom
Ansaugstutzen 5 fließt
der Kraftstoff durch einen Filter 8 und gelangt in einen
als Nullabschluss 9 bezeichneten Bereich. Dieser Bereich
verhindert den Kraftstoffzufluss in den Pumpenbereich 3 bei
nicht betätigtem
Pumpenkolben 12. Der Nullabschluss 9 umfasst eine
Kunststoffhülse 10,
in deren Öffnungsbereich
der Filter 8 angeordnet ist. Dessen Hülsenboden weist eine axiale Durchgangsöffnung 11 in
Richtung des Pumpenbereiches 2 auf, die bei nicht betätigtem Magnetanker 13,
wie dies insbesondere aus 2 ersichtlich
ist, durch einen in Richtung der Öffnung 11 sich erstreckenden
rückwärtigen Kolbenstutzen 15 verschlossen
ist. Bei Betätigung
des Pumpenkolbens 12, wie dies insbesondere aus 3 ersichtlich
ist, wird die Durchgangsöffnung 11 für den Kraftstoff
geöffnet.
Die sichere Abdichtung zwischen der Öffnung 11 und dem Kolbenstutzen 15 wird
durch eine am Außenumfang
des Kolbenstutzens 15 angeordnete erste O-Ring Abdichtung 16 sichergestellt.
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Der
Magnetanker 13 weist eine durchgehende gestufte Ankerbohrung 18 auf,
deren Durchmesser sich in Richtung seines Konusses 17 leicht
vergrößert und
in der anderen Richtung als Kammer 19 ausgestaltet ist,
in welcher der Kraftstoff bei geöffneter
Durchgangsöffnung 11 einströmen kann.
In der Ankerbohrung 18 ist der Pumpenkolben 12 als
Stange fest eingespannt. Bei einer Hubbewegung des Ankers 13 öffnet bzw.
schließt
der in Richtung Ansaugstutzens 5 gerichteten Kolbenstutzen 15 die Durchgangsöffnung 11 zum
Ansaugstutzen 5.
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Der
Anker 13, der Nullabschluss 9 und der Filter 8 sind
von einem aus ferromagnetischem Material bestehenden Ankergehäuse 20 umgeben
und gegen die Kunststoffhülse 10 des
Nullabschlusses 9 und dem Ansaugstutzen 5 durch
jeweils zwei O-Ringabdichtungen 54, 55 abgedichtet.
Der Anker 13 und damit der Pumpenkolben 12 ist
in dem Ankergehäuse 20 axial
verschieblich bewegbar. Die Aussenwandung des Ankers 13 und
die Innenwandung des Ankergehäuses 20 sind
im Abstand zu einander angeordnet und bilden einen Zulaufkanal 42,
der eine Verbindung von der Kammer 19 im Nullabschluss 9 zu dem
Pumpenbereich 3 herstellt.
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Auf
dem Ankergehäuse 20 ist
in seinem linken Endbereich der Spulenkörper 21 aufgeschoben, der
zweckmäßig durch
Hartlöten
oder Schweißen
mit dem Ankergehäuse 20 verbunden,
und von einem Magnetgehäuse 22 umgeben
ist, das an seinem in Richtung des Einlassbereiches 2 sich
erstreckenden Ende mit dem Ankergehäuse 20 fest verbunden
ist.
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Von
der anderen (linken) Seite in 1 ist in dem
Spulenkörper 21 eine
ebenso aus ferromagnetischen Werkstoff bestehende Hülse 23 eingeschoben,
deren dem Endkonus 24 zugewandten konischen Öffnung als
Magnetpol wirksam wird, und die sich, wie das Ankergehäuse 20,
im Klemmsitz innerhalb des Spulenkörpers 21 hält. In der
Hülse 23 ist eine
Lagerhülse 26 mit
einer Ansaugöffnung 25 eingepasst,
welche als Gleitlager 27 den in den Anker 13 eingepressten
Pumpenkolben 12 eine axiale Führung sichert. Zwischen der
Hülse 23 und
der Lagerhülse 26 ist
ein weiterer Zulaufkanal 43 angeordnet, der den Hubankerraum 29 mit
der Ansaugöffnung 25 verbindet.
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Der
Spulenkörper 21 ist
in Richtung des Auslassbereiches 4 durch eine Konusscheibe 33 begrenzt,
die den radialen sich erstreckenden Bereich des Magnetpols bildet.
Der Spulenkörper 21 weist
an diesem Ende eine radiale Abdeckung 35 auf, die axial
von der Hülse 23 durchgriffen
ist und mit dieser fest verbunden ist. Die Bestromung der Spule 14 erfolgt über einen
aus der Abdeckung herausragenden Kupplungsstecker 34. Die
Abdeckung 35 ist gegenüber
der Hülse 23 durch
eine weitere O-Ringabdichtung 56 abgedichtet. Eine weitere
O-Ringabdichtung 57 dichtet sie gegenüber dem Magnetgehäuse 22 ab.
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Die
Stirnseiten der Hülse 23 und
des Ankers 13 sind in der Mitte des Spulenkörpers 21 im
axialen Abstand zueinander angeordnet und bilden einen Hubankerraum 29,
der im unbestromten Zustand durch den Zulaufkanal 42 im
Ankerbereich mit Kraftstoff gefüllt
ist. In dem Bereich 29 ist eine Druckfeder 28 angeordnet,
die sich mit Ihrem einem Ende gegen den Endkonus 24 des
Ankers 13 stützt
und mit ihrem anderen Ende gegen das herauskragende Ende der Lagerhülse 26 abstützt. Bei
Bestromung der Spule 14 wird der Anker 13 mitsamt
dem Pumpenkolben 12 gegen die Kraft der vorgespannten Druckfeder 28 (nach
links) in Richtung des Konusses 17 verschoben (3).
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Der
Zulaufkanal 43 mündet über die
Ansaugöffnung 25 in
einen Hubraum 30, der in axialer Richtung den Nutzhubbereich
der Pumpe 1 festlegt und zwei Einlassventile 31, 32 aufweist,
von denen das Ventil 31 im Gehäuse und das Ventil 32 im
Kolben 12 angeordnet sind. In radialer Richtung wird der
Hubraum 30 durch den Innendurchmesser der Hülse 23 festgelegt.
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Das
Einlassventil 31 im Gehäuse
wird durch die Ansaugöffnung 25 und
die Hubbewegung des Pumpenkolbens 12 gebildet. Beim Überfahren
der Öffnung 25 wird
der zugehörige
Zulaufkanal 43 jeweils durch die Position des Kolbens 12 geöffnet bzw. verschlossen.
Durch eine axiale Positionierung der Ansaugöffnung 25 und Gestaltung
der Öffnungsbohrungen
sind bei diesem Ventil 31 auch Steuerfunktionen zu realisieren.
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Das
andere Einlassventil 32 ist an der Stirnseite des Kolbens 12 angeordnet.
Es bildet mit einer Querbohrung 37 und anschließenden axialen
Sackbohrung 36 eine in Reihe geschalte Ventilanordnung, die
zwangsgesteuert geschlossen ist, sobald der Kolben 12 das
Ende des Förderhubes
erreicht hat. Die Querbohrung 37, die mit dem Hubankerraum 29 des Einlassbereiches 2 in
Verbindung steht, ist so positioniert, dass sie bei Erreichen des
Förderendhubes des
Kolbens 12 von der Lagerhülse 26 verschlossen ist.
Ist jedoch dieser Zulauf durch die Position des Kolbens 12 geöffnet, bilden
die Querbohrung 37 und die axiale Sackbohrung 36 einen
weiteren Zulauf für den
Hubraum 30 der Pumpe 1.
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Der
Mündungsbereich
der Sackbohrung 36 weist ein Sitzventil 38 auf.
In der Sitzposition ist der Zulauf über die Quer- und Sackbohrung 36, 37 in
den Hubraum 30 verschlossen. Der Verschluss erfolgt durch
einen Sitzkörper 41 und
einer weiteren Druckfeder 39, die sich in dem Ventilsitz 40 abgestützt.
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Der
Kolben 12 stößt in seinem
Förderendhub elastisch
gegen einen Anschlag 44, der als Dämpfungsscheibe ausgeführt ist
und einen zentralen Durchlass 45 für den durch einen Förderhub
ausstoßende
Kraftstoff aufweist, der dadurch in den Auslassbereich 4 der
Pumpe 1 gefördert
wird.
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Der
Auslassbereich 4 umfasst im Wesentlichen ein Auslassventil 46 und
einem die Pumpe begrenzenden Auslassstutzen 47, dessen
Bohrung 40 im Transport und Lagerzustand von einer weiteren Schutzkappe 48 verschlossen
ist.
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Das
Auslassventil 46 ist ebenfalls wie das zweite Einlassventil 31 im
Kolben als Sitzventil ausgeführt.
In der Hülse 23 ist
an ihrem dem Auslassventil 46 zugewandten Ende der zugehörige Ventilsitz 50 mit
einer zentralen Öffnung 51 für den Durchlass 45 des
Kraftstoffes eingesetzt. Der zugehörige Sitzkörper ist als Kugel 52 ausgeführt, die
durch eine weitere Druckfeder 53 die Öffnung 51 verschließt. Beim
Förderhub
des Kraftstoffes wird die Kugel 52 aus ihrer Sitzstellung
gegen die Kraft der Druckfeder 53 angehoben und fördert den
Kraftstoff in den Auslassstutzen 47.
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Die
Wirkungsweise einer derart aufgebauten Dosierpumpe 1 ist
wie folgt:
Die durch 1 und 2 dargestellte
Positionen des Magnetankers 13 zeigen den unbestromten
Zustand, bei dem alle Zwischenräume
in der Pumpe 1 mit Kraftstoff geflutet sind. Dies betrifft
den Hubankerraum 29 im Einlassbereich 2 und insbesondere den
Hubraum 30 im Pumpbereich 3. Das erste Einlassventil 31,
das durch den Zulaufkanal 43 und der Ansaugöffnung 25 gebildet
ist, ist geöffnet.
Das zweite Einlassventil 32 ist dagegen verschlossen, obwohl der
Zulauf im Kolben 12 noch frei ist, da die als Steuerbohrung
fungierende Querbohrung 37 in dieser Position noch nicht
von der Lagerhülse 26 abgedeckt ist.
Der im Einlassbereich 2 auftretende Förderdruck des Kraftstoffes
liegt somit direkt am Sitzventil 38 an.
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Bei
einem Förderhub
der Pumpe (nach links) wird die Spule 14 bestromt und der
mit dem Anker 13 verbundene Pumpenkolben 12 wird
in Richtung gegen den Anschlag 44 in seine Förderendposition
bewegt. Die Ansaugöffnung 25 in
der Lagerhülse 26 ist so
positioniert, dass sie schon zu Beginn des Förderhubes durch Überfahren
des Kolbens 12 geschlossen wird, so dass kein Kraftstoff
mehr durch den Zulaufkanal 43 strömen kann.
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Der
im Hubraum 30 gesammelte Kraftstoff wird durch den Förderhub
in den Auslassbereich 4 der Pumpe 1 gedrückt. Die
dort angeordnete Kugel 52 des Auslassventils 46 wird
angehoben und fördert den
Kraftstoff in den Auslassstutzen 47. Bei Erreichen des
Förderendhubes,
wie dies aus 3 ersichtlich ist, ist auch
der Zulauf über
das zweite Einlassventil 32 im Kolben 12 gesperrt,
da erfindungsgemäß die Querbohrung 37 in
dieser Position von der Lagerhülse 26 abgedeckt
ist. Damit werden im Einlassbereich 2 in der Kolbenstellung
auftretende Druckspitzen nicht mehr abgebaut, die zu einer Überförderung
im Hubkolbenbereich 30 der Pumpe 1 führen könnten.
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Mit
dem Beginn des Förderhubes
wird gleichzeitig der Verschluß des
Nullabschlusses 9 am hinteren Ende des Ankers 13 geöffnet, und
es fließt gleichzeitig
neuer Kraftstoff in den Hubankerraum 29 nach.
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Mit
Erreichen der (linken) Förderendposition am
Anschlag 44 des Auslassventils 46 wird die Bestromung
der Spule 14 unterbrochen. Durch die Rückstellkraft der ersten Druckfeder 28 im
Ankerhubraum 29 wird der Anker 13 mitsamt dem
Kolben 12 in seine Ausgangsituation (2)
zurückgeschoben, wodurch
im Hubraum 30 einen Unterdruck mit einer Sogwirkung erzeugt
wird. Sobald die An saugöffnung 25 und
die Querbohrung 37 durch das Zurückfahren des Kolbens 12 wieder
frei sind, kann neuer Kraftstoff in den Hubraum 30 nachströmen, bis
der Kolben 12 seine Ausgangsposition wieder erreicht hat,
und ein weiterer Zufluss durch den Nullabschluss 9 gestoppt wird.
Anschließend
erfolgt ein weiterer Förderhub durch
erneute Bestromung der Spule 14.
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Die
vorliegende Erfindung wurde am Beispiel zweier Zuflüsse mit
jeweils zwei Einlassventilen erläutert.
Es ist aber ohne weitere Erläuterungen
für Fachleute
nachzuvollziehen, dass die Erfindung auch bei Dosierpumpen in Anwendung
kommen kann, bei denen der Zufluss ausschließlich über das zweite Einlassventil 32 im
Kolben erfolgt und auf den Zufluss über das erste Einlassventil 31 verzichtet wird,
so dass das Ventil 32 neben Steuerfunktionen auch gleichzeitig
die Befüllung
des Hubraumes 30 übernimmt.
Hierzu ist lediglich das dort vorgesehene Sitzventil 38 entsprechend
auszulegen.
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- 1
- Pumpe
- 2
- Einlassbereich
- 3
- Pumpbereich
- 4
- Auslassbereich
- 5
- Ansaugstutzen
- 6
- Schutzkappe
(Ansaugstutzen)
- 7
- Bohrung
(Ansaugstutzen)
- 8
- Filter
- 9
- Nullabschluss
- 10
- Kunststoffhülse
- 11
- Durchgangsöffnung
- 12
- Pumpenkolben
- 13
- Magnetanker
- 14
- Spule
- 15
- Kolbenstutzen
- 16
- O-Ringabdichtung
(Nullabschluss)
- 17
- Konus
- 18
- Ankerbohrung
- 19
- Kammer
- 20
- Ankergehäuse
- 21
- Spulenkörper
- 22
- Magnetgehäuse
- 23
- Hülse
- 24
- Endkonus
- 25
- Ansaugöffnung
- 26
- Lagerhülse
- 27
- Gleitlager
- 28
- Druckfeder
(Anker)
- 29
- Hubankerraum
- 30
- Hubraum
- 31
- Einlassventil
(Gehäuse)
- 32
- Einlassventil
(Kolben)
- 33
- Konusscheibe
- 34
- Kupplungsstecker
- 35
- Abdeckung
- 36
- Sackbohrung
- 37
- Querbohrung
- 38
- Sitzventil
(Kolben)
- 39
- Druckfeder
(Kolben)
- 40
- Ventilsitz
(Kolben)
- 41
- Sitzkörper (Kolben)
- 42
- Zulaufkanal
(Anker)
- 43
- Zulaufkanal
(Kolben)
- 44
- Anschlag
- 45
- Durchlass
- 46
- Auslassventil
- 47
- Auslassstutzen
- 48
- Schutzkappe
(Auslassstutzen)
- 49
- Bohrung
(Auslassstutzen)
- 50
- Ventilsitz
(Auslassventil)
- 51
- Öffnung
- 52
- Kugel
- 53
- Druckfeder
(Auslassventil)
- 54
- O-Ringabdichtung
(Ankergehäuse)
- 55
- O-Ringabdichtung
(Ansaugstutzen)
- 56
- O-Ringabdichtung
(Abdeckung)
- 57
- O-Ringabdichtung
(Magnetgehäuse)