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Elektromagnetisch betriebene Pumpe, insbesondere für Kraftstoff Die
Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch betriebene Pumlw, die vorzugsweise
für Kraftstoff Verwendung finden kann.
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Es sind elektromagnetisch betriebene Kraftstoffpumpen mit hin und
her gehendem Kolben bekannt, dessen Steuerung entweder rein mechanisch oder unter
Zuhilfenahme von Ankern, Hilfsankern, Spulen usw. elektromagnetisch betätigt wird.
Auch eine Kombination beider Steuerungsarten ist vorgeschlagen worden. Die Erfindung
betrifft eine Pumpe mit mechanisch arbeitendem Schaltmechanismus. Für den einwandfreien
Lauf solcher Pumpen ist u. a. notwendig, daß der Kontaktdruck zwischen den Schaltkontakten
hinreichend groß ist, um den Übergangswiderstand zwischen den Kontaktstellen niedrig
zu halten. Die Funkenbildung zwischen diesen Kontakten muß vermindert werden und
die hin und her gehenden Teile der Pumpe, insbesondere ihre Anker und ihre Kolbenstange,
müssen eine so genaue Geradführung erhalten, daß Verschleiß und unregelmäßiges Arbeiten
verhindert werden.
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Ein erhöhter Kontaktabdruck ist auch dann von Vorteil, wenn einer
oder beide Kontakte in an sich bekannter Weise federnd gelagert sind. Es können
dann die Kontakte unter dem Einfluß des Kontaktdrucks aufeinander gleiten, so daß
Kontaktabbrand und Schlacke abgerieben werden. Je größer dieser Kontaktdruck ist,
um so intensiver wird bei der neuen Pumpe die Kontaktsäuberung sein.
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Neben einem erhöhten Kontaktdruck ist auch eine genügend große Schließ-
und Öffnungsgeschwindigkeit der Kontakte anzustreben, wenn ein einwandfreies Arbeiten
erzielt werden soll.
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Die Zeichnung veranschaulicht eine beispieIsweise Ausführungsform
der Erfindung.
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Fig. r ist eine schematische Darstellung des neuen Schaltmechanismus
während der Ruhelage
der Pumpe mit nach unten durchgekipptem Mechanismus;
Fig.2 zeigt den Schaltmechanismus in entspr,c.chender Darstellung in Kipplage nach
oben, Fig. 3 nach oben durchgekippt und in Fig.4 in Kipplage nach unten; F ig. 5
ist ein Längsschnitt durch die Pumpe, Fig. 6 eine Seitenansicht des Schaltmechanismus
mit Xontakten und Führungsfeder für den Kolben; Fig. 7 zeigt in Einzeldarstellung
den doppelarmigen Schalthebel, Fig. 8 das obere Ende der Kolbenstange mit der Nkl
itnehmerlasche und den Betätigungshebel, Fig. 9 die Flachfeder des Kippmechanismus;
Fig. io ist eine Draufsicht auf die Führungsfeder des Kolbens.
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I-liernach ist die als Pumpenkolben dienende Membran in üblicher Weise
am Anker 4 befestigt, der an der Kolbenstange 5 sitzend innerhalb der Magnetspule
3 auf und ab beweglich ist. Eine die Magnetspule einschließende Gehäusekappe trägt
einen Lagerbock 8, an dem übereinander mit Schneidendruck die Hebel 7 und 9 einer
Flachfeder io des Kippmechanismus gelagert sind. Der einarmige Betätigungshebel
? ist bei 2o gelagert und kann von einer am oberen Ende der Kolbenstange 5 befestigten
Mitnehmerlasche 6, in deren Schlitzführungen25 er liegt, bewegt werden (Fig. i und8).
Der zweiarmige Schalthebel 9 ist in dem oberen Schneidelager 21 gelagert und trägt
an seinem freien Ende den einen Kontakt 2 der Stromzuführungskontakte, während der
zugehörige Barunterliegende Kontakt i an dem Kontaktarm 13 sitzt (Fig. i und 7).
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Das andere Ende des Schalthebels 9 und das freie Ende des Hebels 7
sind durch eine Druckfeder io miteinander verbunden, und zwar ist im Ausführungsbeispiel
eine angenähert halbelliptische Flachfeder mit einer besonders gestalteten Aufhängeöse
23 am Hebel 9 und mit abgewinkeltem Schneidelager 24 an dem Hebel 7 gelagert (Fig.
i, 5 und 9).
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Neben dem Kontaktpaar (i und 2) für die Stromzufuhr ist das Löschkontaktpaar
15 und 16 vorgesehen, das in bekannter Weise zum Zweck der Funkenlöschung einen
Widerstand einschaltet. Der Kontakt 15 ist hierbei wie Kontakt i mittels federnden
Kontaktarms 17 an einem Lagerbock befestigt, während der Kontakt 16 am Hebel 9 sitzt
(Fig. 6 und 7 Die Stromzufuhr zu den Kontakten i erfolgt durch den federnden Arm
13, die Rückleitung durch das bewegliche Kabel 14 (Fig.6). Die Stromzu-und -ableitung
geschieht in dieser Ausführung unmittelbar in nächster Nähe der Kontakte, ohne den
Umweg über Lagerstellen.
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Die Kolbenstange 5 führt sich während des oszillierenden Laufes der
Pumpe am freien Ende mit einer symmetrischen, doppelarmigen Führungsfeder 18 mit
langen, auch gekrümmten Federarmen.
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Zur Unterstützung dieser Geradeführung durch die Feder 18 wird der
lange zylindrische Anker 4 mit Rillen22 versehen zurAufnahme von Gleitstoff. Die
Arbeitsweise des neuen Schaltmechanismus soll an Hand der Fig. i bis 4 beschrieben
werden.
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In Fig. i befindet sich die Pumpe in der Ruhestellung, die Kontakte
i und 2 liegen aufeinander, und der Kontaktarm 13 ist leicht nach unten durchgefedert.
Wird der Stromkreis geschlossen, was beispielsweise im Wagen durch den Zündschlüssel
geschehen kann, so wird das Magnetfeld der Spule 3 den Anker entgegen der Druckfeder
12 nach oben ziehen, und die am Anker sitzende Kolbenstange 5 schiebt sich gleichfalls
nach oben. Es erfolgt der Saughub des Kolbens. Hierbei bewegt sich auch die an der
Kolbenstange5 befestigteMitnehmerlasche6, in deren Schlitzen 25 der Betätigungshebel
7 des Kippmechanismus liegt, nach oben. Durch diese Bewegung kommt der ganze Mechanismus
in die sog. Kipplage (Fig.2). In dieser Stellung liegen die Stütz- oder Aufhängepunkte
der Druckfeder io an den Hebeln 7 und 9 sowie die Drehachse des Hebels 7 in einer
geraden Linie. Bewegt sich die Kolbenstange 5 unter der Einwirkung des Magnetfeldes
auf den Anker noch um einen geringen Betrag weiter nach oben, so wird die Kipplage
überwunden, und der Schaltmechanismus nimmt ruckartig die Lage nach Fig.3 ein, in
welcher der Schalthebel an einem Anschlag i i anliegt.
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Die Kontakte i und 2 haben sich jetzt getrennt, der Stromkreis ist
unterbrochen und das Magnetfeld der Spule 3 zerfallen. Die Druckfeder 12 kann sich
entspannen, und unter ihrer Wirkung können sich Anker 4, Kolbenstange 5 und die
Mitnehmerlasche 6 nach unten bewegen, und damit wird auch der Hebel 7 nach unten
gedrückt, und der Schaltmechanismus gelangt auf diese Weise in die Kipplage gemäß
F ig. 4. Auch in dieser Stellung liegen die beiden Aufhängepunkte der Feder io und
die Stütz- bzw. Lagerachse des Betätigungshebels wieder auf einer geraden Linie.
Bewegt sieh die Kolbenstange 5 noch um ein geringes weiter, dann schnappt der Schaltmechanismus
ruckartig wieder in die Lage der Fig. i zurück, und der Stromkreis wird wieder geschlossen.
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Die in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform des zweiarmigen Schalthebels
9 und die in Fig. 8 gezeigte Anordnung der Kolbenstange 5 und der Mitne'hmerlasche
6 mit ihren Schlitzen 25 sind nur beispielsweise gezeigt. Die Führungsfeder 18 sichert
zusammen mit den Rillen 22 des Ankers 4 dessen Zentrierung und leichtes Laufen in
der Spule 3, was durch die Sc'hneidenlagerung der Hebel 7 und 9 am Bock 8 und an
der Feder 1o noch begünstigt wird.
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Bei bekannten Kipphebelmechanismen für Kraftstoffpumpen könnte man
einen erhöhten Kontaktdruck durch Verstärkung eines Federungsgliedes anstreben;
dadurch würde aber auch der Lagerdruck der einzelnen Glieder im Schaltmechanismus
wesentlich vergrößert werden. Erhöhter Lagerdruck hat dann wiederum verstärkte Abnutzung,
Verschleiß und Funktionsstörungen zur Folge.
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Die Erfindung erreicht die Vergrößerung des Kontaktdrucks u. a. durch
Einbau des doppelarmigen Hebels 9. Durch den Längenunterschied
der
Hebelarme kann das Übersetzungsverhältnis so gewählt werden, daß der Kontaktdruck
erhöht wird, ohne daß der Schneidendruck an den Lagern io und 21 verstärkt ist.
Damit wird aber die Gefahr der Funkenbildung wesentlich vermindert und wirkungsvoll
eine ständige Kontaktsäuberung erzielt.
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Neben dein angemessenen Kontaktdruck ist aber eine genügend große
Schließ- und öffnungsgeschwindigkeit der Kontakte für das einwandfreie Arbeiten
der Pumpe von Wichtigkeit. Diese erhöhte Schaltgeschwindigkeit erreicht die Erfindung
dadurch, daß der Betätigungshebel 7 des Kippinechanismus, wie bereits beschrieben,
nicht formschlüssig oder kraftschlüssig fest mit seinem Antriebsorgan, der Kolbenstange
5, verbunden wird, sondern durch die Mittiehinerlasche 6 betätigt wird, in deren
seitlichen Schlitzen 25 er spielen kann. Ist der Hebel 7, wie bereits
beschrieben, auf seinem Weg von oben oder unten in die Kipplage gelangt (Fig. 2
und 4.), dann springt er um die Schlitzbreite weiter. Der durch diesen Sprung entstehende
lmpuls 1>eschleulligt aticli den Schalthebel 9, der dann schneller öffnen
oder schließen kann als bei einem System ohne ein Spiel im Antriebsorgan.
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Ein wesentlicher Vorteil ist hierbei, wie schon erwähnt, die Einrichtung
der Drehachse 2o des Hebels 7 unterhalb der Drehachse 21 des Schaltliebels 9, denn
dadurch bleibt bis zum Kippen des 1lechanismus (Fig. 2 und .1) ein positiver Kontaktdruck
erhalten. Oline diese Anordnung würde der Kontaktdruck bis zum Umkippen auf einen
ungenügenden Wert herabsinken und gerade für den Augenblick des LTinkipperis eine
unsichere Kontaktlieriihrting herbeiführen. Die Gefahr, daß die Kontakte durch Funkenbildung
verschmoren und verbrennen, ist dann sehr groß. Durch die vorher beschriebene Maßnahme
der Schlitze 25 in der Mitrielinierlasche 6 wird die Wirkung der Achsenverlagerung
wirkungsvoll unterstützt. Besonders für den Augenblick unmittelbar vor dem öffnen
der Kontakte (Fig. i und 3) ist ein positiver Kontaktdruck zu fordern, weil dann
die Neigung zur Funkenbildung sehr intensiv ist. Die Erfindung zeigt somit einen
netten Weg, diese Aufgabe zu erfüllen.
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Im Atisfülirungsbeispiel ist die angenähert halbelliptische Flachfeder
io mit einer besonders gestalteten Aufhiingeöse 23 und Auflagewinkel 2.4 an ihren
Enden als Federung zwischen die Hebel eingebaut worden. Diese Feder hat mehrere
Funktionen zu erfüllen. Sie soll als Kippfeder zwischen den beiden Hebeln 7 und
9 wirken, außerdem beide Hebel in ihre Lagerstellen =o und 21 drücken. Die Form
der Feder kann indessen auch eine andere sein. Es braucht nicht unbedingt die gewählte
Flachfeder zu sein, es könnte ein anderes elastisches Glied benutzt werden. Wesentlich
ist, daß sie die gestellten Aufgaben erfüllen kann und sowohl die Spannung zwischen
den Hebeln wie der Lagedruck auf diese erreidlit wird tin-d daß die Aufhänge- od#_r
Anlageeinrichtungen, ohne besondere Zusatzglieder, ein leichtes Ein- und Ausbauen
ermöglichen. Dadurch wird die Betriebssicherheit erhöht, die Montage der Pumpe erleichtert,
die Herstellungskosten gesenkt und der wirtschaftliche Nutzen der Pumpe vergrößert.
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Hier soll noch besonders hervorgehoben werden, daß eine häufige Störungserscheinung
an elektromagnetisch arbeitenden Kraftstoffpumpen auf Mängel in der Geradeführung
von Kolbenstange und Anker während ihres oszillierenden Laufes zurückzuführen sind.
Man hat vorgeschlagen, zur Beseitigung dieses Übelstandes am Umfang des Ankers besondere
zusätzliche Führungsstücke anzuordnen und für die Kolbenstange besondere Geradeführungseinrichtungen
vorzusehen. Dadurch muß aber u. a. ein wesentlich erhöhter Reibungsverlust in Kauf
genommen werden.
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Beim Gegenstand der Erfindung werden die gerügten Mängel dadurch beseitigt,
daß der lange zylindrische Anker 4, wie bereits oben beschrieben wurde, einerseits
eine erhöhte Gleiteigenschaft erhält, anderseits seine Kolbenstange 5 durch die
symmetrische, doppelarmige Führungsfeder 18 mit ihren langen Federarmen eine bessere
Geradeführung gewährt. Ein leichtes Arbeiten und einwandfreies Gleiten ist auch
nach längster Betriebsdauer noch festzustellen, ohne daß ein Verkrusten des Gleitstoffes
in den Rillen eintritt, während die Reibung des langen führenden Ankers wesentlich
herabgesetzt wird.
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Durch die beschriebene Stromzu- und -ableitung werden viele Störungen
vermieden, während bei der Stromzuführung über Lagerstellen häufig Stromunterbrechungen
durch Ölverkrustungen, Abrieb, Funkenbildung usw. eintreten und unregelmäßigen Lauf
der Pumpe verursachen.