PUMPE MIT EINEM MAGNETISCH ANGESTEUERTEN SCHALTVENTIL ZUR SAUGDROSSELUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Pumpe gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Pumpen dieser Art sind bekannt, zum Beispiel aus EP 0 816 672 A2. Sie umfassen eine Pumpeinheit, eine Saugleitung und eine dieser zugeordneten Ventileinrichtung zur Realisierung einer Saugdrosselung der Pumpe sowie einen der Ventileinrichtung - in Strömungsrichtung des von der Pumpe geförderten Mediums gesehen - nachgeordneten Saugbereich. Die Ventileinrichtung beeinflusst ein einen Schaltmagneten aufweisendes Schaltventil, das den aus der Saugleitung zur Pumpeneinheit gelangenden Medienstrom beeinflusst und einen durch den Schaltmagneten verlagerbaren Schließkörper aufweist. Befindet sich dieser in seiner geschlossenen Position, kann es vorkommen, dass die Pumpeneinheit nicht ausreichend geschmiert und gekühlt wird, sodass es zu Schäden kommt.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Pumpe zu schaffen, die diese Nachteile vermeldet.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Pumpe vorgeschlagen, welche die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist.

[0005] Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel, das sich dadurch auszeichnet, dass der Schaltmagnet mit einem getakteten Strom angesteuert wird.

[0006] Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Einschaltdauer und/oder die Taktfrequenz des Stroms veränderbar sind/ist, der dem Schaltmagneten zugeführt wird. Auf diese Weise ist trotz Verwendung eines Schaltventils ein variabler Volumenstrom einstellbar, der durch die Saugleitung zur Pumpeneinheit gelangt.

[0007] Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass zu Beginn eines Schaltvorgangs der Schaltmagnet mit einem erhöhten Strom beaufschlagt, also überbestromt wird, um die Haftreibung des Schaltmagnetankers innerhalb der Ventileinrichtung zu überwinden. Anschließen wird der Strom auf den sogenannten Haltestrom zurückgeregelt, um eine Überhitzung der Ventileinrichtung zu vermeiden.

[0008] Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Ventileinrichtung eine Federeinrichtung aufweist, die einen Schließkörper mit einer Kraft beaufschlagt und diesen in seine geöffnete Position drängt. Bei einem Stromausfall wird damit sichergestellt, dass der Schließkörper den Querschnitt der Saugleitung nicht reduziert und der maximale Volumenstrom der Pumpe zur Verfügung steht. Dabei ist die Federkraft der Federeinrichtung so begrenzt, dass der Schließkörper durch den Schaltmagneten gegen die Kraft der Federeinrichtung in die mindestens eine Drossel- und in die Schließposition verlagerbar ist. Die Federeinrichtung behindert also den regulären Betrieb der Ventileinrichtung nicht.

[0009] Es wird auch ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, bei dem ein Boden der Saugleitung eine Ausnehmung aufweist. Diese ist vorzugsweise als Bohrung ausgeführt. Die Ausnehmung durchbricht den Boden und erstreckt sich bis zu einem Bereich einer Öffnung einer Mittelplatte, in der das mindestens eine Lager der Pumpe angeordnet ist. Das Lager der Pumpe wird über die Ausnehmung mit dem von der Pumpe geförderten Medium versorgt, das als Schmier- und/oder Kühlmittel für das Lager dient.

[0010] Weiterhin wird ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, bei dem ein separater Kanal oder eine separate Leitung vorgesehen sind, über die die Ausnehmung und damit mittelbar das Lager mit dem Kühl- und/oder Schmiermittel versorgt werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass Bewegungen eines Kolbens der Ventileinrichtung keinen Einfluss auf das zu der Ausnehmung strömende Medium haben, also nicht zu dessen Verwirblung und/oder Verschäumung führen.

[0011] Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Pumpe ist vorgesehen, dass der Schließkörper über ein Kopplungsglied mit dem Schaltmagneten in Verbindung steht, wobei das Kopplungsglied vorzugsweise an dem Schaltmagnetanker lose anliegt. Die Position des Schließkörpers hängt damit nicht unmittelbar mit der Anordnung des Schaltmagneten in der Pumpe zusammen, sodass die Ausgestaltung der Pumpe variabel ist.

[0012] Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Pumpe, bei welcher der Schließkörper so innerhalb des Gehäuses der Pumpe angeordnet ist, dass der der Ventileinrichtung nachgeordnete Saugraum sehr klein ist. Dadurch wird die Schaumbildung durch Unterdruck beim Ansaugen auf ein Minimum reduziert.

[0013] Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Schließkörper als Hülse ausgebildet, die einen Deckel mit mindestens einer Durchbrechung aufweist. Durch diese kann, auch wenn der Schließkörper sich in seiner geschlossenen Position befindet, eine Minimalversorgung der Pumpeneinheit und/oder eines Lagers gewährleistet werden, weil die Durchbrechung Teil der Bypasseinrichtung ist.

[0014] Besonders bevorzugt wird schließlich ein Ausführungsbeispiel der Pumpe, das sich dadurch auszeichnet, dass der Schließkörper Kunststoff umfasst, vorzugsweise aus Kunststoff besteht. Er kann damit sehr leicht ausgebildet werden, sodass die Schaltgeschwindigkeit der Ventileinrichtung sehr hoch ist.

[0015] Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

[0016] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

einen Längsschnitt durch eine Pumpe und

Figur 2

einen vergrößerten Schnitt durch eine Ventileinrichtung der Pumpe gemäß Figur 1.

[0017] Figur 1 zeigt eine Pumpe 1 im Längsschnitt, die eine Pumpeneinheit 3 umfasst. Diese ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Radialkolbenpumpe ausgebildet und wird von einer Welle 5 angetrieben, die im Bereich der Pumpeneinheit 3 einen Exzenter 7 umfasst, der die Kolben der Radialkolbenpumpe gegen die Kraft von Federn radial nach außen drückt. Die Ein- und Auswärtsbewegung der Kolben führt zur Förderung eines Mediums. Radialkolbenpumpen sind grundsätzlich bekannt, sodass hier nicht näher auf deren Ausgestaltung und Funktion eingegangen wird. Es wird jedoch noch darauf verwiesen, dass die Pumpeneinheit 3 sehr wohl auch als Flügelzellenpumpeneinheit, Zahnradpumpeneinheit oder Axialkolbenpumpeneinheit ausgebildet sein kann, deren Aufbau und Funktion ebenfalls bekannt sind.

[0018] Die Pumpeneinheit 3 wird von einem Gehäuse der Pumpe 1 umschlossen, das hier beispielhaft eine Mittelplatte 9 und einen Deckel 11 umfasst. Die beiden Teile sind auf geeignete Weise, beispielsweise durch hier nicht dargestellte Schrauben, druckdicht miteinander verbunden und werden von der Welle 5 durchgriffen, wobei diese über ein Lager in der Mittelplatte 9 gelagert ist, das beispielhaft als Gleitlager 13 ausgebildet ist.

[0019] Das von der Pumpe 1 geförderte Medium tritt über einen Einlass 15 in das Gehäuse der Pumpe 1, hier in die Mittelplatte 9 ein, wobei in der Mittelplatte 9 eine Saugleitung 17 ausgebildet ist, über die das von der Pumpe 1 geförderte Medium zu einem Saugbereich 19 gelangt, der unmittelbar vor der Pumpeneinheit 3 liegt.

[0020] Die Pumpe 1 weist eine der Saugleitung 17 zugeordnete Ventileinrichtung 21 mit einem Schaltmagneten 22 auf. Der Schaltmagnet 22 umfasst einen Schaltmagnetanker 23 und eine hier nicht ersichtliche Schaltmagnetspule. Wird der Schaltmagnetanker 23 innerhalb der Ventileinrichtung 21 bewegt, so führt dies zu einer Verlagerung eines Schließkörpers 25, der eine in Figur 1 wiedergegebene Schließposition, außerdem mindestens eine Drossel- und eine geöffnete Position annehmen kann. In der Schließposition wird die Fluidverbindung zwischen der Saugleitung 17 und der Pumpeneinheit 3 nahezu vollständig unterbrochen.

[0021] Der Schließkörper 25 ist hier über ein Kopplungsglied 27 durch den Schaltmagnetanker 23 betätigbar, sodass diese beiden Teile, der Schaltmagnetanker 23 und der Schließkörper 25, wie in Figur 1 dargestellt, in einem Abstand zueinander angeordnet sein können. Der Schließkörper 25 und das Kopplungsglied 27 sind dabei vorzugsweise einstückig ausgebildet. Insbesondere wird es möglich, den Schließkörper 25 in unmittelbarer Nähe zur Pumpeneinheit 3 anzuordnen, sodass der Saugbereich 19 ein nur vergleichsweise kleines Volumen aufweist. Durch die Reduzierung des Saugbereichs auf ein Minimum kann eine Verschäumung bei Unterdruck des von der Pumpeneinheit 3 angesaugten Fluids auf ein Minimum reduziert werden. Durch die getrennte Anordnung von Schaltmagnetanker 23 und Schließkörper 25 ist es möglich, die Pumpe 1 selbst kompakt auszulegen.

[0022] Bei dem hier dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Pumpe 1 befindet sich also der Schließkörper 25 in unmittelbarer Nähe der Pumpeneinheit 3, außerdem nahe der Welle 5, während ein den Schaltmagnetanker 23 und die hier nicht dargestellte zugehörige Schaltmagnetspule aufnehmendes Gehäuse 29 der Ventileinrichtung 21 in einem Abstand zum Saugbereich 19 und zur Welle 5 angeordnet werden und von außen an das Gehäuse der Pumpe 1 angesetzt werden kann. Hier wird das Gehäuse 29 der Ventileinrichtung 21 außen auf die Mittelplatte 9 aufgesetzt und auf geeignete Weise dort sicher verankert. Da die Ventileinrichtung 21 in sich öldicht ausgebildet ist, ist deren Gehäuse 29-gegenüber der Mittelplatte 9 auf einfache Weise abdichtbar; hier wird beispielsweise eine einfache statische O-Ring-Dichtung 31 verwendet. Das Kopplungsglied 27 verläuft hier radial zur Welle 5 und konzentrisch zur Saugleitung 17, sodass der Schließkörper 25 am radial innen liegenden Ende der Saugleitung 17 angeordnet werden kann und somit diese vom Saugbereich 19 trennt, wenn sich der Schließkörper 25, wie in Figur 1 dargestellt, in seiner Schließposition befindet. Es sind jedoch auch andere Anordnungen möglich.

[0023] Der Schließkörper 25 ist als Hülse mit einem zylindrischen Wandbereich 33 ausgebildet, der in Richtung der Mittelachse der Saugleitung 17, also radial zur Welle 5, verlagerbar ist und der grundsätzlich dichtend an der Innenwand der Saugleitung 17 anliegt. Der Schließkörper 25 weist an seinem dem Kopplungsglied 27 zugewandten Ende einen Deckel 35 auf, der mindestens mit einer Durchbrechung 37 versehen ist. Denkbar ist es auch, dass der Deckel 35 drei sternförmig ausgebildete Arme aufweist, über die das Kopplungsglied 27 mit dem hülsenförmigen Schließkörper 25 verbunden ist. Dabei wird durch die Zwischenräume der Arme die mindestens eine Durchbrechung 37 realisiert. Das in der Saugleitung 17 vorhandene Fluid kann also in das Innere des Schließkörpers 25 eindringen, sodass das Fluid bzw. die Ölströmung nur geringe Axialkräfte verursacht.

[0024] Die Ventileinrichtung 21 weist eine Federeinrichtung 39 auf, die hier als Schraubenfeder ausgebildet ist, deren Außendurchmesser so gewählt wird, dass sie im Inneren des zylindrischen Wandbereichs 33 des Schließkörpers 25 untergebracht werden kann. Dabei stützt sich die Schraubenfeder einerseits von oben an dem der Welle 5 zugewandten Boden der Saugleitung 17 ab, andererseits von unten am Schließkörper 25, hier an dessen Deckel 35. Die Federeinrichtung 39 ist so ausgelegt, dass sie den Schließkörper 25 in seine geöffnete Stellung drängt, also gegenüber der in Figur 1 dargestellten Schließposition nach oben, sodass eine Fluidverbindung zwischen der Saugleitung 17 und dem Saugbereich 19 gegeben ist, hier durch die mindestens eine Durchbrechung 37 im Deckel 35 des hülsenförmigen Schließkörpers 25. Die Federkraft der Federeinrichtung 39 ist so ausgelegt, dass bei Aktivierung des Schaltmagnetankers 23 der Ventileinrichtung 21 der Schließkörper 25 in die in Figur 1 dargestellte Schließposition nach unten verlagert wird, wobei die Vorspannkraft der Federeinrichtung 39 überwunden wird.

[0025] Die Federeinrichtung 39 ist also so ausgelegt, dass sie einerseits die Funktion der Ventileinrichtung 21 nicht behindert, andererseits den Schließkörper 25 in seine geöffnete Position drängt, falls die Ventileinrichtung 21 stromlos sein sollte. Auf diese Weise wird also eine Fail-safe-Funktion gewährleistet, aufgrund derer die Pumpeneinheit 3 auch bei einem Ausfall der Ventileinrichtung 21 ein Fluid zu einem Verbraucher fördern kann.

[0026] Die hier beschriebene Federeinrichtung 39 kann auch eine Zugfeder aufweisen, die von oben auf den Schließkörper 25 wirkt und diesen bei einem Ausfall der Ventileinrichtung 21 nach oben zieht. Dabei kann die Federeinrichtung unmittelbar am Schließkörper oder aber an dem Kopplungsglied 27 angreifen. Schließlich ist es auch möglich, eine Federeinrichtung der hier angesprochenen Art in die Ventileinrichtung 21 zu integrieren und den Schaltmagnetanker 23 im Inneren der Ventileinrichtung 21 mit einer nach oben gerichteten Federkraft zu beaufschlagen, um gegebenenfalls den Schließkörper 25 über das Kopplungsglied 27 in seine geöffnete Position zu verlagern und die Fail-safe-Funktion zu gewährleisten.

[0027] Die Ventileinrichtung 21 weist eine Bypasseinrichtung 43 auf. Diese gewährleistet, dass eine Versorgung der Pumpeneinheit 3 mit dem über die Saugleitung 17 angesaugten Medium möglich ist, wenn sich der Schließkörper 25 in der in Figur 1 wiedergegebenen Schließposition befindet. Stattdessen oder zusätzlich kann über die Bypass-Einrichtung 43 das Lager 13 mit dem in der Saugleitung 17 vorhandenen Medium geschmiert und gekühlt werden, wenn sich der Schließkörper 25 in seiner Schließposition befindet. Auf die Ausgestaltung der Bypass-Einrichtung 43 wird anhand von Figur 2 näher eingegangen.

[0028] Figur 2 zeigt vergrößert einen Schnitt durch einen Teil der Pumpe 1, nämlich durch die Mittelplatte 9 und die Ventileinrichtung 21. Gleiche Teile, die bereits anhand von Figur 1 erläutert wurden, sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, wobei auf deren ausführliche Erläuterung hier verzichtet wird. Die Welle 5 mit dem Lager 13 sind bei der Darstellung gemäß Figur 2 weggelassen.

[0029] Aus der vergrößerten Darstellung gemäß Figur 2 ist ersichtlich, dass bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Bypass-Einrichtung 43 folgendermaßen ausgebildet ist: Der Schließkörper 25 wird in seiner sowohl in Figur 1 als auch in Figur 2 dargestellten Schließposition nicht vollständig auf den Boden 41 der Saugleitung 17 gedrückt. Vielmehr ist ein Absatz 45 vorgesehen, der den unteren Rand des zylindrischen Wandbereichs 33 des hülsenförmigen Schließkörpers 25 in einem Abstand zum Boden 41 hält. Dadurch kann am unteren Rand 47 des Schließkörpers 25 das in der Saugleitung 17 vorhandene Medium in den Saugbereich 19 gelangen. Dabei tritt dieses Medium durch die mindestens eine Durchbrechung 37 im Deckel 35 des Schließkörpers 25 aus der Saugleitung 17 in den von dem zylindrischen Wandbereich 33 umschlossenen Innenraum ein und strömt an dem unteren Rand 47 vorbei in den Saugbereich 19. Auf diese Weise kann ein minimaler Volumenstrom der in Figur 2 nicht wiedergegebenen Pumpeneinheit 3 mit dem von der Pumpe 1 geförderten Medium sichergestellt werden, auch dann, wenn sich der Schließkörper 25 in seiner Schließposition befindet.

[0030] Figur 2 zeigt eine den Boden 41 der Saugleitung 17 durchbrechende Ausnehmung, vorzugsweise Bohrung 49, die bis zu dem Bereich einer Öffnung in der Mittelplatte 9 reicht, in der das Gleitlager 13 der hier nicht dargestellten Welle 5 angeordnet ist. Im Gleitlager 13 ist, wie hier nicht dargestellt ist, ebenfalls eine Bohrung vorgesehen, die vorzugsweise an die Bohrung 49 anschließt. Über die Saugleitung 17 und den hohlen Schließkörper 25 kann also das von der Pumpe 1 geförderte Medium in das Gleitlager 13 gelangen und dieses kühlen und schmieren, auch wenn sich der Schließkörper 25 in seiner Schließposition befindet.

[0031] Denkbar ist es auch, das Gleitlager 13 über einen separaten Kanal oder eine separate Leitung mit dem Medium zur Kühlung und Schmierung zu versorgen, so dass Ventilkolbenbewegungen beziehungsweise Schließkörperbewegungen keinen Einfluss auf das zum Gleitlager 13 strömende Schmieröl haben. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Gleitlager 13 über eine Bohrung mit dem Medium versorgt wird, die nicht unmittelbar mit dem Bereich der Saugleitung 17 verbunden ist, in dem der Schließkörper 25 bewegt wird und Verwirblungen und eine Verschäumung des Mediums bewirken kann. Diese Bohrung kann mit dem separaten Kanal oder mit der separaten Leitung in Fluidverbindung stehen.

[0032] Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel kann sich der Saugraum 19 über eine kreisförmige oder langlochförmige Bohrung 53 in die Saugleitung 17 öffnen, die in der Schließposition von dem Schließkörper 25 verschlossen wird. Zusätzlich zu der Bohrung 53 öffnet sich der Saugraum 19 über eine zur Saugleitung 17 führende Rinne 55, deren Höhe so ausgelegt ist, dass sie von dem unteren Rand 47 des Schließkörpers 25 nicht verschlossen wird, wenn dieser sich in der Schließposition befindet und auf dem Absatz 45 aufsitzt.

[0033] Bei dem hier dargestellten und erläuterten Ausführungsbeispiel des Schließkörpers 25 wird zur Realisierung der Bypass-Einrichtung 43 das in der Saugleitung 17 vorhandene Medium über den Innenraum des hülsenförmig ausgebildeten Schließkörpers 25 durch die Bohrung 49 zum Lager 13 und durch die Rinne 55 zur Pumpeneinheit 3 geleitet.

[0034] Es sind aber sehr wohl Abwandlungen des Schließkörpers 25 möglich. Dieser kann als Vollkörper ausgebildet sein und in der Schließposition die Saugleitung 17 vom Saugbereich 19 trennen. Die Bypass-Einrichtung 43 kann dadurch realisiert werden, dass in der Umfangsfläche des Schließkörpers und/oder in der Innenfläche der Saugleitung 17, zumindest in dem Bereich, in dem sich der Schließkörper 25 in seiner Schließposition befindet, Nuten vorgesehen sind, sodass das in der Saugleitung 17 vorhanden Medium außen um den Schließkörper 25 herumströmen und zum Lager 13 und/oder zur Pumpeneinheit 3 gelangen kann.

[0035] Der Schließkörper 25 wird vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Es ist damit möglich, diesen sehr leicht auszubilden, sodass die Schaltgeschwindigkeit der Ventileinrichtung 21 sehr hoch ist. Auch das Kopplungsglied 27 kann vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt werden.

[0036] Um eine hohe Schaltgeschwindigkeit zu ermöglichen, können auch andere leichte Materialien eingesetzt werden, um das Kopplungsglied 27 und/oder den Schließkörper 25 zu realisieren.

[0037] Der Schaltmagnetanker 23 bewegt sich innerhalb des Gehäuses 29 der Ventileinrichtung 21 in einem Hohlraum 57. In der in den Figuren 1 und 2 wiedergegebenen Schließposition des Schließkörpers 25 befindet sich der Schaltmagnetanker 23 in seiner unteren Position, sodass oberhalb desselben ein Teilvolumen des Hohlraums 57 gegeben ist. Wird der Schaltmagnetanker 23 bei einer Aktivierung der Ventileinrichtung 21, also bei einem Stromfluss durch die Schaltmagnetspule, nach oben bewegt, so kommt es zu einer Kompression des im Hohlraum 57 vorhandenen Mediums. Vorzugsweise ist hier Öl vorgesehen, um den Schaltmagnetanker 23 zu schmieren. Um zu verhindern, dass die Bewegung des Schaltmagnetankers 23 bei einer Aufwärtsbewegung behindert wird, ist eine Druckausgleichsvorrichtung 59 vorgesehen, die hier eine den Grundkörper des Schaltmagnetankers 23 durchdringende Bohrung 61 umfasst. Durch diese kann das oberhalb des Schaltmagnetankers 23 vorhandene Medium nach unten strömen, während dieser sich nach oben bewegt. Entsprechend kann auch ein Druckausgleich erfolgen, wenn der Schaltmagnetanker 23 nach unten verlagert wird.

[0038] Anstelle oder zusätzlich zu der Bohrung 61 können auch in der Innenfläche des Hohlraums und/oder in der Außenfläche des Schaltmagnetankers 23 Rinnen vorgesehen werden, durch die das im oberen Teil des Hohlraums 57 vorhandene Medium bei einer Aufwärtsbewegung des Schaltmagnetankers 23 nach unten strömen kann.

[0039] Im Betrieb der Pumpe 1 wird die Ventileinrichtung 21 über eine geeignete, hier nicht dargestellte Steuer- oder Regeleinrichtung betätigt. Dabei wird die Schaltmagnetspule des Schaltmagneten 22 mit einem Strom beaufschlagt.

[0040] Die Ventileinrichtung 21 ist so ausgelegt, dass der Schaltmagnetanker 23 bei Beaufschlagung der Schaltmagnetspule mit einem Strom in die in den Figuren 1 und 2 ersichtliche Position verlagert wird, sodass er den Schließkörper 25, nach unten in die Schließposition verlagert, wie sie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist. Dabei ist die Ventileinrichtung 21 so ausgelegt, dass die Federkräfte der Federeinrichtung 39 überwunden werden.

[0041] Wird der Schaltmagnet 22 stromlos geschaltet oder nur mit einem geringen Strom beaufschlagt, so kann die Federeinrichtung 39 den Schaltmagnetanker 23 nach oben verlagern, damit auch den Schließkörper 25 und das Kopplungsglied 27. Der Schließkörper 25 erreicht damit seine geöffnete Position, sodass der maximale Volumenstrom über den Einlass 15 und die Saugleitung 17 in den Saugbereich 19 gelangen kann und der Pumpeneinheit 3 zur Verfügung steht.

[0042] Um eine Saugdrosslung der Pumpe 1 beziehungsweise Pumpeneinheit 3 zu realisieren, wird die Schaltmagnetspule des Schaltmagneten 22 mit einem getakteten Strom beaufschlagt und der Schaltmagnetanker 23 in eine Drosselposition verlagert, die zwischen der Schließposition und der geöffneten Position liegt. Es stellt sich damit ein regelbarer Volumenstrom von der Saugleitung 17 zum Saugbereich 19 ein, wobei das gewünschte Volumen durch die getaktete Ansteuerung des Schaltmagneten 22 realisiert wird. Dabei kann durch Regelung der Einschaltdauer beziehungsweise der Taktfrequenz des dem Schaltmagneten 22 zugeführten Stroms ein beliebiger Volumenstrom eingestellt werden. Da der Schaltmagnetanker 23 und das Kopplungsglied 27 nicht fest miteinander verbunden sind, weist das Kopplungsglied 27 nicht unbedingt die gleiche Frequenz und den gleichen Hub auf, wie der Schaltmagnetanker 23.

[0043] Fällt die Steuerung des Schaltmagneten 22 aus, drängt die Ventileinrichtung 39 den Schließkörper 25 nach oben in seine geöffnete Position, sodass der maximale Volumenstrom aus der Saugleitung 17 in den Saugbereich 19 und damit zur Pumpeneinheit 3 gelangen kann. Bei einem Ausfall der Ventileinrichtung 21 ist also der maximale Volumenstrom nicht beeinträchtigt. Allerdings kann das maximale von der Pumpe 1 gelieferte Volumen dann nicht weiter beeinflusst werden. Es ist dann von der maximalen Ventilöffnung abhängig.

[0044] Mit Hilfe der hier beschriebenen Saugdrosslung kann der maximale Volumenstrom der Pumpe 1 beispielsweise auf 12 l/min begrenzt werden, oder eben auf einen gewünschten Wert. Auch in der Schließposition des Schließkörpers 25 wird über die Bypass-Einrichtung 43 ein minimaler Volumenstrom bereitgestellt, der dem Lager 13 und/oder der Pumpeneinheit 3 zur Verfügung steht. Beispielsweise kann hier ein Volumenstrom von 1 l/min bis 2 l/min zur Verfügung gestellt werden.

[0045] Da der Schließkörper 25 in einem Abstand zum Schaltmagnetanker 23 angeordnet werden kann, nämlich aufgrund der Verwendung des Kopplungsglieds 27, ist es möglich, das Volumen des Saugbereichs 19 auf ein Minimum zu reduzieren, damit auch die Schaumbildung des geförderten Fluids. Durch diese Anordnung ist auch die Verzögerung der Reaktionszeit der Ventileinrichtung durch das Verdrängen des vorhandenen Öls beziehungsweise des Füllens des verbleibenden Saugraums stark reduziert, sodass sich eine optimale Funktion der Pumpe 1 ergibt.

[0046] Um die Reaktionsgeschwindigkeit der Ventileinrichtung 21 zu erhöhen, wird dem Schaltmagneten 22 zu Beginn eines Schaltvorgangs, also wenn der Schließkörper 25 in die Schließposition verlagert werden soll, ein erhöhter Strom zugeführt. Durch diese Überbestromung wird die Haftreibung des Schaltmagnetankers 23 im Hohlraum 57 und die Haftreibung des Kopplungsglieds 27 im Gehäuse 29 der Ventileinrichtung 21 überwunden, außerdem die Haftreibung des Schließkörpers 25 im Inneren der Saugleitung 17.

[0047] Die Überbestromung kann beendet werden, sobald sich der Schaltmagnetanker 23, das Kopplungsglied 27 und der Schließkörper 25 in Bewegung gesetzt haben. Spätestens bei Erreichen der Schließposition des Schließkörpers 25 wird der dem Schaltmagneten 22 zugeführte Strom auf den sogenannten Haltestrom zurückgeregelt, um eine Überhitzung der Ventileinrichtung 21 zu überwinden.

[0048] Auch für den Fall, dass der Schließkörper 25 aus der Schließposition in seine geöffnete Position verlagert werden kann, kann eine derartige Überbestromung vorgesehen werden, um ausreichende Lösekräfte zur raschen Verlagerung des Schließkörpers 25, des Kopplungsglieds 27 und des Schaltmagnetankers 23 nach oben zu gewährleisten.

Bezugszeichenliste

[0049] 

1

Pumpe

3

Pumpeneinheit

5

Welle

7

Exzenter

9

Mittelplatte

11

Deckel

15

Einlass

17

Saugleitung

19

Saugbereich

21

Ventileinrichtung

22

Schaltmagnet

23

Schaltmagnetanker

25

Schließkörper

27

Kopplungsglied

29

Gehäuse

31

O-Ring-Dichtung

33

zylindrischer Wandbereich

35

Deckel

37

Durchbrechung

39

Federeinrichtung

41

Boden

43

Bypass-Einrichtung

45

Absatz

47

unterer Rand 47

49

Bohrung

51

Öffnung

53

Bohrung

55

Rinne

57

Hohlraum

59

Druckausgleichsvorrichtung

61

Bohrung

63

Wandbereich

Ansprüche

1. Pumpe mit einer Pumpeneinheit (3), einer Saugleitung (17) und mit einer dieser zugeordneten Ventileinrichtung (21) zur Realisierung einer Saugdrosselung der Pumpe (1) sowie mit einem der Ventileinrichtung (21) -in Strömungsrichtung des von der Pumpe (1) geförderten Mediums gesehen- nachgeordneten Saugbereich (19), wobei die Ventileinrichtung (21) ein einen Schaltmagneten (22) aufweisendes Schaltventil, das den aus der Saugleitung (17) zur Pumpeneinheit (3) gelangenden Medienstrom beeinflusst, und einen durch den Schaltmagneten (22) verlagerbaren Schließkörper (25) aufweist, gekennzeichnet durch eine Bypasseinrichtung (43), die auch dann eine Versorgung zumindest der Pumpeneinheit (3) und/oder mindestens eines Lagers der Pumpe (1) gewährleistet, wenn der Schließkörper (25) sich in seiner Schließposition befindet.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager als Gleitlager (13) ausgebildet ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltmagnet (22) mit einem getakteten Strom angesteuert wird.

4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltdauer und/oder die Taktfrequenz des Stroms veränderbar sind/ist.

5. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltmagnet (22) zu Beginn eines Schaltvorgangs überbestromt und dann mit einem reduzierten Strom beaufschlagt wird.

6. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (25) eine geöffnete Position, mindestens eine Drosselposition und eine Schließposition einnehmen kann.

7. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (21) eine Federeinrichtung (39) aufweist, die den Schließkörper (25) mit einer Kraft beaufschlagt und diesen in seine geöffnete Position drängt, wobei die Federkraft der Federeinrichtung (39) so begrenzt ist, dass der Schließkörper (25) durch den Schaltmagneten (22) gegen die Kraft der Federeinrichtung (39) in die mindestens eine Drossel- und in die Schließposition verlagerbar ist.

8. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Boden (41) der Saugleitung (17) eine Ausnehmung, vorzugsweise Bohrung (49), aufweist, die den Boden (41) durchbricht und bis zu dem Bereich einer Öffnung in einer Mittelplatte (9) reicht, in der das Lager angeordnet ist.

9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung durch einen separaten Kanal oder eine separate Leitung mit einem Medium zur Kühlung und/oder Schmierung des Lagers versorgt wird.

10. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (25) über ein Kopplungsglied (27) mit dem Schaltmagneten (22) in Verbindung steht.

11. Pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (25) in unmittelbarer Nähe zur Pumpeneinheit (3) angeordnet ist, um den dem Schließkörpers (25) nachgeordneten Saugbereich (19) zu minimieren.

12. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (25) als Hülse ausgebildet ist.

13. Pumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (25) einen Deckel (35) mit mindestens einer Durchbrechung (37) aufweist, die Teil der Bypasseinrichtung (43) ist.

14. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (25) Kunststoff umfasst, vorzugsweise aus Kunststoff besteht.

Claims

1. Pump comprising a pump unit (3), an intake line (17), and a valve device (21) associated with same for implementing suction throttling of the pump (1), and comprising an intake region (19) downstream from the valve device (21) as viewed in the direction of flow of the medium conveyed by the pump (1), wherein the valve device (21) includes a switching valve having a solenoid (22), the switching valve influencing the media flow passing from the intake line (17) to the pump unit (3), and a closing element (25) which may be displaced by the solenoid (22), characterized by a bypass unit (43) which ensures supply at least to the pump unit (3) and/or to at least one bearing of the pump (1), even when the closing element (25) is in its closed position.

2. Pump according to claim 1, characterized in that the bearing is designed as a slide bearing (13).

3. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that the solenoid (22) is actuated using a clocked current.

4. Pump according to claim 3, characterized in that the duty cycle and/or the clock frequency of the current may be varied.

5. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that at the start of a switching operation the solenoid (22) is subjected to overcurrent and is then acted on by a reduced current.

6. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the closing element (25) is able to assume an open position, at least one throttle position, and a closed position.

7. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the valve device (21) has a spring apparatus (39) which acts on the closing element (25) with a force and pushes the closing element into its open position, the elastic force of the spring apparatus (39) being limited in such a way that the closing element (25) may be displaced by the solenoid (22), against the force of the spring apparatus (39), into the at least one throttle position and into the closed position.

8. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that a base (41) of the intake line (17) has a recess, preferably a borehole (49), which passes through the base (41) and extends to a region of an opening in a center plate (9) in which the bearing is situated.

9. Pump according to claim 8, characterized in that the recess is supplied with a medium for cooling and/or lubrication of the bearing via a separate channel or a separate line.

10. Pump according to one of preceding claims, characterized in that the closing element (25) is connected to the solenoid (22) via a coupling member (27).

11. Pump according to claim 10, characterized in that the closing element (25) is situated in the immediate vicinity of the pump unit (3) in order to minimize the intake region (19) downstream from the closing element (25).

12. Pump according to one of preceding claims, characterized in that the closing element (25) is designed as a sleeve.

13. Pump according to claim 12, characterized in that the closing element (25) has a cover (35) with at least one opening (37) which is part of the bypass unit (43).

14. Pump according to one of preceding claims, characterized in that the closing element (25) includes plastic, and preferably is made of plastic.

Revendications

1. Pompe comprenant un module de pompe (3), une conduite d'aspiration (17) et comprenant un dispositif de soupape (21) associé à celle-ci pour la réalisation d'un étranglement d'aspiration de la pompe (1) ainsi que comprenant une zone d'aspiration (19) disposée en aval du dispositif de soupape (21), vu dans le sens d'écoulement du milieu refoulé par la pompe (1), dans laquelle le dispositif de soupape (21) présente une soupape de commande présentant un aimant de commutation (22) qui influence le courant de milieu parvenant de la conduite d'aspiration (17) au module de pompe (3), et un corps de fermeture (25) pouvant être déplacé par l'aimant de commutation (22), caractérisée par un dispositif de dérivation (43) qui garantit également une alimentation d'au moins le module de pompe (3) et/ou d'au moins un palier de la pompe (1) lorsque le corps de fermeture (25) se trouve dans sa position fermée.

2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le palier est réalisé en tant que palier à glissement (13).

3. Pompe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'aimant de commutation (22) est excité avec un courant cadencé.

4. Pompe selon la revendication 3, caractérisée en ce que la durée de mise en circuit et/ou la fréquence de cycles du courant sont/est modifiable(s).

5. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'aimant de commutation (22) est surchargé en courant au début d'un processus de commutation, puis est sollicité par un courant réduit.

6. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps de fermeture (25) peut adopter une position ouverte, au moins une position d'étranglement et une position fermée.

7. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de soupape (21) présente un dispositif de ressort (39) qui sollicite le corps de fermeture (25) avec une force et pousse celui-ci dans sa position ouverte, la force du ressort du dispositif de ressort (39) étant limité, de telle sorte que le corps de fermeture (25) peut être déplacé par l'aimant de commutation (22) à l'encontre de la force du dispositif de ressort (39) dans l'au moins une position d'étranglement et dans la position fermée.

8. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un fond (41) de la conduite d'aspiration (17) présente une exclusion, de préférence un alésage (49), qui traverse le fond (41) et parvient jusqu'à la région d'une ouverture dans une plaque centrale (9) dans laquelle le palier est disposé.

9. Pompe selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'exclusion est alimentée par un canal séparé ou une conduite séparée avec un milieu pour le refroidissement et/ou la lubrification du palier.

10. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps de fermeture (25) est relié à l'aimant de commutation (22) par l'intermédiare d'un élément de couplage (27).

11. Pompe selon la revendication 10, caractérisée en ce que le corps de fermeture (25) est disposé à proximité immédiate du module de pompe (3) afin de minimiser la zone d'aspiration (19) disposée en aval du corps de fermeture (25).

12. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps de fermeture (25) est réalisé en tant que manche.

13. Pompe selon la revendication 12, caractérisée en ce que le corps de fermeture (25) présente un couvercle (35) comprenant au moins un ajour (37) qui fait partie du dispositif de dérivation (43).

14. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps de fermeture (25) comprend du plastique, se compose de préférence de plastique.

Zeichnung