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Title:
DEVICE FOR DELIVERING AND/OR SPRAYING FLOWABLE MEDIA, ESPECIALLY FLUIDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/012976
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for delivering and/or spraying flowable media, especially fluids, which works according to the energy accumulation principle and which is configured as an electromagnetically driven reciprocating piston pump comprising at least one armature device (100) serving as a drive element. The armature device (100) has at least two armature elements (102, 103) and magnetically corresponding yoke elements (26, 32) are assigned to said armature elements (102, 103).

Inventors:
HELLMICH WOLFRAM (DE)
PETER KLAUS-JUERGEN (DE)
KOTTER ROBERT (DE)
ZHANG LIANG (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/007210
Publication Date:
February 22, 2001
Filing Date:
July 26, 2000
Export Citation:
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Assignee:
FICHT GMBH & CO KG (DE)
HELLMICH WOLFRAM (DE)
PETER KLAUS JUERGEN (DE)
KOTTER ROBERT (DE)
ZHANG LIANG (DE)
International Classes:
B05B9/04; F02M51/00; F02M51/04; F02M51/06; F02M51/08; F02M57/02; F02M61/08; F04B17/04; F16K31/06; H01F7/16; H02K33/02; (IPC1-7): F02M51/04; F02M63/06; F04B17/04
Domestic Patent References:
WO1996034196A11996-10-31
Foreign References:
DE4126124A11993-02-11
US3791770A1974-02-12
US4215820A1980-08-05
Attorney, Agent or Firm:
Solf, Alexander (Dr. Solf & Zapf Candidplatz 15 München, 81543, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Nach dem Energiespeicherprinzip, insbesondere nach dem FestkörperEnergiespeicherprinzip arbeitende Vorrichtung zum Fördern und/oder Abspritzen von fließfähigen Medien, insbesondere von Fluiden, die als elektromagnetisch ange triebene Hubkolbenpumpe mit einem Antriebsgehäuse (2) aus gebildet ist, in dem eine in einem Ankerzylinder (35) axial verschiebliche Ankereinrichtung (100) mit einem Ankerele ment (102) als Antriebselement lagert und zur Erzeugung des für den Antrieb der Ankereinrichtung (100) benötigten Ma gnetfeldes eine Magnetspule (47) den Ankerzylinder (35) umgebend angeordnet ist, wobei der Ankerzylinder (35) Mit tel (25) zum Unterbrechen eines magnetischen Flusses auf weist, so daß von der Magnetspule (47) ein magnetischer Fluß über den Ankerzylinder (35), das Ankerelement (102) und das Antriebsgehäuse (2) erzeugbar ist, wobei zwischen dem Ankerelement (102) und einem Ende des Mittels (25) zum Unterbrechen des magnetischen Flusses in einem Ausgangs zustand als Arbeitsspalt (121) ein axialer Abstand der Weite (S1) vorliegt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, da$ die Ankereinrichtung (100) zumindest ein weiteres in einem Abstand (D) in Förderrichtung (5) zum Ankerelement (102) vorgeordnet angeordnetes Ankerelement (103) aufweist und der Ankerzylinder (35) ein weiteres Mittel (31) zum Unter brechen des magnetischen Flusses aufweist, wobei zwischen dem Ankerelement (103) und einem Ende des Mittels (31) ein Unterbrechen des magnetischen Flusses als Arbeitsspalt (122) ein axialer Abstand der Weite (S2) vorliegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerzylinder (35) aus axial beabstandet aufeinander folgenden Ankerzylinderhülsen (22,26,32) besteht und die Mittel (25,31) zum Unterbrechen des magnetischen Flusses Ringspalte oder Ringelemente (25,31) sind, welche jeweils zwischen zwei Ankerhülsen (22,26 ; 26,32) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, da$ die Weiten (Sl, S2) der Arbeitsspalte (121,122) gleich groß sind.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB die Weiten (S1, S2) der Arbeitsspalte (121,122) unter schiedlich groß sind.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB zumindest eine der Weiten (S1, S2) der Arbeitsspalte (121, 122) in dem Ausgangszustand Null ist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB die Ankerelemente (102,103) in einem festgelegten, ins besondere unveränderbaren Abstand (D) voneinander auf einem Ankerträgerelement (101), z. B. einem Förderkolbenrohr an geordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB die Ankerelemente (102,103) in einem einstellbar festleg baren Abstand (D) voneinander auf dem Ankerträgerelement (101) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerelemente (102,103) eine zylinderringscheibenför mige Raumform mit je einer Mittenbohrung (107,108) auf weisen, mit der sie auf dem Ankerträgerelement (101) lagern und eine axiale Längserstreckung aufweisen, derart, daß die Ankerelemente (102,103) im Ausgangszustand jeweils einen Teilbereich der jeweils benachbarten Ankerzylinderhülsen (22 bzw. 26) und der diesen in Förderrichtung (5) vorgeord neten Mitteln (25 bzw. 31) zum Unterbrechen des magneti schen Flusses überdecken, so daß die Ankerzylinderhülsen (22 bzw. 26) jeweils zu den Ankerelementen (102 bzw. 103) korrespondierende Leitelemente für den magnetischen Fluß bilden und der magnetische Fluß optimiert ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB die Weiten (S1, S2) der Arbeitsspalte (121,122) kleiner als die Längserstreckung, insbesondere kleiner als die halbe Längserstreckung der Mittel (25,31) sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und/oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB die Ankerelemente (102,103) einen Außendurchmesser haben, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Anker zylinderhülsen (22,26,32), so daß ein radialer Spielspalt (109) der Weite (T) gebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,<BR> d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB die Ankerelemente (102,103) und die Ankerzylinderhülsen (22,26,32) aus einem leicht magnetisierbaren Material hergestellt sind.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11,<BR> d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB die Ankerelemente (102,103) jeweils zumindest eine zu den Mittenbohrungen (107,108) parallel verlaufende Überström bohrung (110) aufweisen.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringelemente (25 bzw. 31) aus einem magnetischen Nicht leiter oder einem magnetisch schlecht leitenden Material ausgebildet sind.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, da$ die Vorrichtung (1) zur Erzeugung des für den Antrieb der Ankereinrichtung (100) notwendigen Magnetfeldes mehrere axial aufeinander folgende Magnetspulen (47), insbesondere in einer der Anzahl der AnkerJochAnordnng entsprechenden Anzahl vorgesehen sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (47) getrennt ansteuerbar sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 und/oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspulen (47) einen axialen Abstand aufweisen, der dem Abstand (D) der Ankerelemente (102,103) bzw. dem Ab stand der Ankerzylinderhülsen (26,32) entspricht.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dag die Ankereinrichtung (100) zwei Ankerelemente (102,103) und korrespondierend dazu der Ankerzylinder als Jochelemen te die zwei Ankerzylinderhülsen (26,32) und als Leitele ment die Ankerzylinderhülse (22) aufweist.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB das Antriebsgehäuse (2), der Ankerzylinder, die Ankerein richtung (100) und die Spule (47) rotationssymmetrische Körper sind, welche eine gemeinsame Mittellängsachse (4) als Mittelachse aufweisen.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis <BR> 18,<BR> dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerzylinder einendig mit einem Führungsstück (18) mit einer Lagerbohrung (20) und anderendig mit einem scheiben förmigen Basisstück mit einer zentralen Stufenbohrung (57) abgeschlossen ist, so daß ein Ankerraum (41) gebildet ist, wobei in einer ankerraumseitigen Erweiterung der Stufenboh rung (57) ein Führungszylinder (59) mit einer zentralen Durchgangsbohrung (62) sitzt, welche zur Lagerbohrung (20) fluchtet.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB das Ankerträgerelement (101) endseitig über die Ankerele mente (102,103) hinausragt und mit einem ersten Ende (104) in der Lagerbohrung (20) und mit einem zweiten Ende (105) in der Durchgangsbohrung (62) axial verschieblich gelagert ist, wobei eine Druckfeder (120) zwischen dem Basisteil (50) und dem Ankerelement (103) angeordnet ist, welche die Ankereinrichtung (100) im Ausgangszustand gegen das Füh rungsstück (18) drückt.
21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB das Ankerträgerelement (101) als Förderkolbenrohr ausgebil det ist, welches ein im wesentlichen hohlzylindrischer, langgestreckter Körper mit einer axialen Durchgangsbohrung (106) ist und wobei zumindest das in Förderrichtung (5) vordere Ende (105) einen Ventilsitz für einen dem Ende (105) in Förderrichtung beabstandet vorgeordneten Ventil körper (64) bildet.
22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB die Magnetspule (47) in einem kabeltrommelförmigen Spulen träger (43) mit einer zylinderrohrförmigen Trägerbasisrohr wandung (44) und je endseitig von dieser radial abgehenden Begrenzungsringstegen (45,46) sitzt, wobei der Spulenträ ger (43) mit der Trägerbasisrohrwandung (44) den Ankerzy linder berührend umgibt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB die Magnetspule (47) in einem kabeltrommelförmigen Spulen träger (43) mit einer zylinderrohrförmigen Trägerbasisrohr wandung (44) und je endseitig von dieser radial abgehenden Begrenzungsringstegen (45,46) sitzt, wobei die Trägerba sisrohrwandung (44) als Ankerzylinder ausgebildet ist.
24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB das Antriebsgehäuse topfförmig ausgebildet ist und eine dünnwandige, zylindermantelförmige Außenwandung (6) und eine das Antriebsgehäuse (2) an der Förderrichtung (5) entgegengesetzten Ende abschließende dünnwandige Bodenwan dung (7) aufweist, so daß ein Antriebsgehäuseinnenraum (8) begrenzt ist, wobei die Bodenwandung (7) radial zur Mittel längsachse (4) hin mehrfach gestuft ausgebildet ist, so daß zwischen dem Führungsstück (18) und der Bodenwandung (7) ein Bodenhohlraum (19) begrenzt ist.
25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, da$ das Basisstück (50) Teil eines Pumpengehäuses (3) ist, welches das in Förderrichtung vordere, offene Ende des topfförmigen Antriebsgehäuses (2) verschließt.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB das Basisteil (50) bzw. das Pumpengehäuse (3) einen Düsen aufnahmezylinder (51) aufweist, welcher einstückig an das Basisteil angeformt ist und in Förderrichtung (5) axial von diesem abgeht.
27. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 26, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB die Durchgangsbohrung (57), welche ankerraumseitig als Aufnahmebohrung (57a) für den Führungszylinder (59) dient, anderendig in einer von dem Düsenaufnahmezylinder (51) um grenzten, gegenüber der Durchgangsbohrung (57) erweiterten Sacklochbohrung (58) mündet.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, da$ in der Sacklochbohrung (58) des Düsenaufnahmezylinders (51) axial in Förderrichtung (5) aufeinanderfolgend ein Druck raumabschlußteil (80), ein Trägerteil (81) für ein Stand druckventil (82) und ein Abspritzdüsenelement (83) mit ei ner federbelasteten Düsennadel (84) sitzen.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, da$ das Druckraumabschlußteil (80) eine zur Durchgangsbohrung (57) koaxiale Druckraumbohrung (85) aufweist, welche sich in Förderrichtung (5) einstufig zu einer Überströmbohrung (86) verjüngt, so daß eine Ringstirnfläche (87) ausgebildet ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, d a d u r e h g e k e n n z e i c h n e t, daB die Druckraumbohrung (85) und die Durchgangsbohrung (57) einen Druckraum (88) umgrenzen, welcher an seinem in För derrichtung (5) vorgeordneten Ende in die Überströmbohrung (86) mündet und an seinem ankerraumseitigen Ende radial über den Umfang verteilt Rippen (57a) aufweist, welche in den Druckraum (88) ein Stück hineinragen und als Auflage für den Ventilkörper (64) dienen.
31. Vorrichtung nach Anspruch 29 und/oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckraum (88) eine Druckfeder (89) vorgesehen ist, welche sich einendig auf der Stirnfläche (87) und anderen dig am Ventilkörper (64) abstützt, so daß der Ventilkörper (64) im Ausgangszustand gegen die ankerraumseitigen Rippen (63) gedrückt wird.
32. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (81) axial gegen das Druckraumabschlußteil (80) gesetzt ist und eine mehrfach gestufte, sich in För derrichtung (5) zunächst verjüngende und anschließend er weiternde Durchgangsbohrung aufweist, so daß eine Druckhal tekammer (91) gebildet ist, in welcher druckraumseitig das Standdruckventil angeordnet ist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Standdruckventil (82) in der Druckhaltekammer (91) einen bestimmten Mindestdruck in dem sich in der Druckhal tekammer (91) befindenden Medium aufrechterhält und in Förderrichtung (5) öffnet, sobald im Druckraum (88) ein gegenüber dem Mindestdruck höherer Druck herrscht.
34. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 33, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB das Basisteil (50) bzw. das Pumpengehäuse (3) eine von außen nach innen radial verlaufende, sich mehrfach verjün gende Zuführbohrung (65) aufweist, welche in den Druckraum (88) mündet und wobei in der Zuführbohrung (65) eine Zu führeinrichtung (66) bestehend aus einem hohl gebohrten Zuführnippel (67) und einem diesen in Zuführrichtung (68) radial innen nachgeordneten Rückschlagventilelement (69) sitzt, welches einen Medienstrom entgegen einer Zuführrich tung (68) unterbindet.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB radial außerhalb des Rückschlagventilelements (69) von der Zuführbohrung (65) diagonal eine erste Flutbohrung (70) abzweigt, welche einendig in den Ankerraum (41) mündet und anderendig über eine Querbohrung (71) mit der zentralen Bohrung des Zuführnippels (67) in Verbindung steht.
36. Vorrichtung nach Anspruch 34 und/oder 35, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB das Basisteil (50) bzw. das Pumpengehäuse (3) radial von außen nach innen führend eine sacklochförmige Ablaufbohrung (72) aufweist, welche der Zuführbohrung (65) vorzugsweise gegenüberliegend eingebracht ist, wobei in der Ablaufboh rung (72) ein Ablaufnippel (73) als Ablaufeinrichtung sitzt und vom Grund der Ablaufbohrung (72) diagonal eine zweite Flutbohrung (74) abzweigt, welche in den Ankerraum (41) mündet.
37. Vorrichtung nach Anspruch 36, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB der Zuführnippel (67), die Querbohrung (71), die erste Flutbohrung (70), der Ankerraum (41), die zweite Flutboh rung (74), die Ablaufbohrung (72) und der Ablaufnippel (73) einen Strömungsweg ausbilden, derart, daß der Ankerraum (41) kontinuierlich mit Frischmedium durchströmbar ist.
38. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 34 bis 37, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB der Zuführnippel (67), das Rückschlagventilelement (69), die verjüngte Zuführbohrung (65), der Druckraum (88), Zwi schenräume zwischen den Rippen (63), die Durchgangsbohrung (106), der Bodenhohlraum (19), die Durchgangsbohrungen (21) des Führungsstücks (20), die Überströmbohrungen (110) der Ankerelemente (102,103), der Ankerraum (41), die zweite Flutbohrung (74) sowie der Ablaufnippel (43) einen Strö mungsweg ausbilden, derart, daß der Druckraum (88) mit Frischmedium durchspülbar ist, solange das einen Ventilsitz bildende Ende (105) des Ankerträgerelements (101) einen Abstand zum Ventilkörper (64) aufweist, somit also diskon tinuierlich durchströmbar ist.
39. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 30 bis 38,<BR> dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (88) hydraulisch vom Ankerraum (41) getrennt ist, sobald das Ankerträgerelement (101) sich in Förder richtung (5) bewegend den Ventilkörper (64) berührt, so daß die in dem Ankerelement (100) gespeicherte kinetische Ener gie schlagartig auf das im Druckraum (88) eingeschlossene Medium in Form eines Druckstoßes übertragbar ist.
40. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 39, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB die Strömungswege für das fördernde bzw. abzuspritzende Medium sowie die Ventileinrichtungen auf die für das För dern bzw. Abspritzen von fließfähigen Medien, z. B. staub förmigen, kornförmigen, granulatförmigen oder pulverförmi gen Medien oder mit Feststoffen versetzten Fluiden, z. B. Schlämmen, eingerichtet sind.
41. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 40, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daB das Ankerträgerelement (101) im Bereich der Ankerelemente (102,103) aus einem magnetischen Nichtleiter, z. B. Edel stahl und im druckraumseitigen Endbereich aus einem schlag festen Material ausgebildet ist.
Description:
Vorrichtung zum Fördern und/oder Abspritzen von fließfähigen Medien, insbesondere von Fluiden Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern und/oder Ab- spritzen von fließfähigen Medien, insbesondere Fluiden, welche nach dem Energiespeicherprinzip arbeitet und als elektromagne- tisch angetriebene Hubkolbenpumpe ausgebildet ist.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der WO 96/34196 bekannt. Diese Einspritzvorrichtungen arbeiten nach dem Festkörper-Energiespeicherprinzip und weisen einen von einem Ankerzylinder umgrenzten Ankerraum auf, in dem als Antriebsein- richtung eine Ankereinrichtung axial verschieblich lagert. Der Ankerzylinder ist von einer Magnetspule umgeben, welche elek- trisch angesteuert das für den Antrieb der Ankereinrichtung notwendige Magnetfeld erzeugt. Der Ankerzylinder umfaßt axial aufeinanderfolgend zwei Ankerzylinderhülsen, zwischen denen ein Ringelement aus einem magnetischen Nichtleiter sitzt. Die Anker- einrichtung weist ein axial verschiebliches Förderkolbenrohr und ein darauf befestigtes Ankerelement auf. Das Ankerelement sitzt mit radialen Spiel im Ankerzylinder. Der Spielspalt stellt einen den Magnetfluß schwächenden magnetischen Widerstand dar und wird als sogenannter parasitärer Spalt bezeichnet.

Die Ankereinrichtung nimmt im Betrieb während einer nahezu wi- derstandslosen Beschleunigungsphase kinetische Energie auf, wo- bei die widerstandslose Beschleunigungsphase durch ein einen Druckraum abschließendes Ventil erfolgt, wodurch das im Druck- raum eingeschlossene abzuspritzende Fluid durch die Ankerein- richtung einen Druckstoß erfährt, welcher sich in Form einer Druckwelle im Druckraum ausbreitet. Die Druckwelle bewirkt ein Öffnen eines den Druckraum anderendig abschließenden federbela- steten Einspritzdüsenelementes, so daß das im Druckraum befind- liche Fluid abgespritzt wird.

Nach dem Öffnen des Einspritzdüsenelements und dem Abspritzen des Fluids aufgrund des Druckstoßes wird die Ankereinrichtung, insbesondere deren Förderkolbenrohr im Druckraum weiterbewegt, wodurch eine Fortdauer des Abspritzvorgangs in Form eines ver- drängenden Abspritzens erfolgt. Der Rückhub der Ankereinrichtung erfolgt mittels einer Druckfeder.

Derartige Fluideinspritzvorrichtungen haben sich z. B. als Kraft- stoffeinspritzvorrichtungen für Brennkraftmaschinen, insbesonde- re für Zweitakt-Brennkraftmaschinen bewährt.

Die Entwicklungstendenzen im Bereich moderner Brennkraftmaschi- nen, insbesondere moderner Zweitaktbrennkraftmaschinen für Frei- zeitsportgeräte wie z. B. Personal-Watercrafts oder Schneemobile gehen aus Kosten-und Gewichtsgründen immer mehr hin zu größeren Zylinderhubräumen bei gleichbleibender oder sogar gesteigerter Nenndrehzahl und einer gleichzeitigen Verringerung der Zylinder- zahl der Brennkraftmaschine.

Daraus resultieren für die Einspritzsysteme dieser Brennkraftma- schinen steigende Anforderungen hinsichtlich der Förderleistung pro Arbeitsspiel und auch hinsichtlich des Volumenstroms (= Fluidfördermenge pro Zeiteinheit).

Diese erhöhte Förderleistung pro Arbeitsspiel sowie der gestei- gerte Volumenstrom kann zum Beispiel durch Vergrößerung der Elektromagente erreicht werden, welche dann jedoch auch einen gesteigerten elektrischen Energiebedarf aufweisen. Dies zieht aber nicht nur zusätzliche Kosten für die größeren Elemente nach sich, sondern vor allem für leistungsstärkere Generatoren und Ansteuerschaltungen der Elektromagnete.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Fördern und/- oder Abspritzen von fließfähigen Medien, insbesondere von Flui- den zu schaffen, welche bei bestimmter bzw. vorgegebener elek- trischer Energieversorgung und insbesondere auch bei bestimmten bzw. gegebenem Bauvolumen eine höhere Förderleistung pro Ar- beitshub und einen höheren Volumenstrom des abgespritzten bzw. geförderten Fluids gewährleistet, also hinsichtlich des Wir- kungsgrades verbessert ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zur Begriffsdefinition zweier zueinander beweglicher Elemente, zwischen denen eine magnetische Kraft wirkt, werden im folgenden die Begriffe"Anker"und"Joch"verwendet, wobei das"Joch"das feststehende der beiden zueinander beweglichen Elemente meint und der"Anker"das aufgrund der Magnetkraft bezüglich des "Jochs"bewegte Element bezeichnet.

Die Arbeitsspaltfläche ist eine gedachte Fläche, welche sich durch eine radiale Projektion eines axialen Spaltes (Arbeits- spalten) zwischen einem"Anker"und einen korrespondierenden "Joch"auf einen vorbestimmten Durchmesser ergibt.

Als"Leitelement"ist im folgenden ein Element gemeint, welches zur gezielten Leitung bzw. Führung des magnetischen Flusses dient.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Fördern und/oder Ab- spritzen von fließfähigen Medien, insbesondere von Fluiden vorgesehen, welche nach dem Energiespeicherprinzip arbeitet und als elektromagnetisch angetriebene Hubkolbenpumpe mit zumindest einer Ankereinrichtung als Antriebselement ausgebildet ist und die Ankereinrichtung zumindest zwei Ankerelemente aufweist und den Ankerelementen magnetisch korrespondierende Jochelemente zu- geordnet sind.

Im Rahmen der Erfindung wurde der Effekt genutzt, daß durch eine Vergrößerung der Arbeitsspaltfläche zwischen einem Anker und magnetisch korrespondierenden Joch eine höhere Energiemenge von dem durch eine Spule zur Verfügung gestellten magnetischen Feld auf die Ankereinrichtung übertragbar ist.

Erfindungsgemäß wird eine Vergrößerung der Arbeitsspaltfläche auf besonders einfache Weise erzielt, wobei eine magnetische Reihenschaltung von zumindest zwei Ankerelementen zusammen mit jeweils korrespondierenden Jochelementen vorgesehen ist. Demge- mäß ist z. B. eine Ankereinrichtung vorgesehen, welche eine Mehr- zahl, d. h. zumindest zwei axial zueinander beabstandet angeord- nete Ankerelemente auf einem Ankerträger, z. B. einem Förderkol- benrohr trägt.

Magnetisch korrespondierend zu den Ankerelementen der Ankerein- richtung sind jeweils feststehende Jochelemente vorhanden, wel- che einen magnetischen Gegenpol für die Ankerelemente ausbilden.

Beispielsweise weist ein die Ankereinrichtung umgebender Anker- zylinder als Jochelemente korrespondierende Ankerzylinderhülsen auf, welche durch magnetisch nichtleitende Ringelemente vonein- ander getrennt sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ankereinrichtung als Zweiankerelementeinrichtung ausgestaltet und von einem An- kerzylinder mit zwei korrespondierenden Jochelementen, z. B. An- kerzylinderhülsen umgeben.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform arbeitet die er- findungsgemäße Vorrichtung nach dem Festkörper-Energiespeicher- prinzip.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Fördern und/oder Ab- spritzen von fließfähigen Medien, insbesondere Fluiden ist von Vorteil, daß bei gegebener elektrischer Energieversorgung die statische Magnetkraft auf die Ankereinrichtung gegenüber dem Stand der Technik erheblich größer ist und somit auch die von der Ankereinrichtung entlang ihres Hubweges geleistete Arbeit erheblich größer ist. Insofern ist die von der Ankereinrichtung auf das zu fördernde bzw. abzuspritzende Medium übertragene Energie und somit der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vor- richtung deutlich erhöht. Durch das axiale Hintereinanderanord- nen der Ankerelemente in magnetischer Reihenschaltung erfordert eine erfindungsgemäße Vorrichtung nur ein geringes Bauvolumen.

Der erhöhte Energieeintrag in das zu fördernde bzw. abzusprit- zende Medium kann je nach geometrischer Ausgestaltung der Pump- einrichtung in Form einer höheren Förderleistung pro Arbeits- spiel bzw. eines höheren Volumenstroms und/oder eines höheren Drucks im zu fördernden bzw. abzuspritzenden Medium genutzt wer- den. Dies kann beispielsweise durch die Wahl eines bestimmten Durchmessers der medienpumpenden Einrichtungen der Pumpe, z. B. des Förderkolbenrohres vorbestimmt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispiel- haft näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vor- richtung zum Fördern und/oder Abspritzen von fließ- fähigen Medien, insbesondere von Fluiden ; Fig. 2 eine Detailansicht des Längsschnitts einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 ; Fig. 3 schematisch den Feldlinienverlauf der magnetischen Feldlinien einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Die abgebildete, bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemä- ßen Vorrichtung 1 arbeitet nach dem Festkörper-Energiespeicher- prinzip und weist ein topfförmiges Antriebsgehäuse 2 und ein ein offenes Ende des topfförmigen Antriebsgehäuses 2 verschließendes Pumpengehäuse 3 auf. Das Antriebsgehäuse 2 und das Pumpengehäuse 3 sind im wesentlichen rotationssymmetrische Körper und besitzen eine gemeinsame Mittel-Längsachse 4. Das Pumpengehäuse 3 ist dem Antriebsgehäuse 2 in einer Förderrichtung 5 des zu fördernden bzw. abzuspritzenden Mediums vorgeordnet.

Das Antriebsgehäuse 2 besitzt eine dünnwandige, zylindermantel- förmige Außenwandung 6 und eine das Antriebsgehäuse 2 einendig abschließende dünnwandige Bodenwandung 7, so daß ein Antriebs- gehäuse-Innenraum 8 begrenzt ist. Die Bodenwandung 7 ist radial zur Mittel-Längsachse 4 hin zweifach gestuft ausgebildet. Die Bodenwandung 7 weist radial von außen nach innen eine erste Ringstirnwandung 9, eine erste koaxial zur Außenwandung 6 ver- laufende Ringstufenwandung 10, eine zweite axial entgegen der Förderrichtung 5 gegenüber der ersten Ringstirnwandung 9 zurück- versetzte Ringsstirnwandung 11, eine zweite Ringstufenwandung 12 und eine bezüglich der Förderrichtung 5 axial hinterste Ab- schlußwandung 13 auf. In der Nähe der ersten Ringstirnwandung 9 weist die Außenwandung 6 eine Ausnehmung 14 auf, in der eine Anschlußeinrichtung 15 mit Kontaktelementen 16 zum Anschluß der Vorrichtung 1 an eine Stromquelle sitzt. Am in Förderrichtung 5 vorderen, offenen Ende des Antriebsgehäuses 2 weist die Außen- wandung an ihrer Innenseite ein Gewinde 17 auf.

Auf der Innenseite der zweiten Ringstirnwandung 11 sitzt in deren radial innerem Teilbereich ein im wesentlichen zylinder- scheibenförmiges Führungsstück 18 auf, so daß vom Führungsstück 18, der zweiten Ringstufenwandung 12 und der Abschlußwandung 13 ein Bodenhohlraum 19 umgrenzt ist. Das Führungsstück 18 besitzt eine zentrale Lagerbohrung 20 mit der Mittellängsachse 4 als Bohrungsachse. Radial um die Lagerbohrung 20 sind mehrere, par- allel zur Lagerbohrung 20 verlaufende Durchgangsbohrungen 21 angeordnet, welche bodenseitig in den Bodenhohlraum 19 münden.

Radial formschlüssig zwischen dem Führungsstück 18 und der er- sten Ringstufenwandung 10 sowie axial formschlüssig auf dem Führungsstück 18 sitzt als Leitelement eine erste zylinderrohr- förmige Ankerzylinderhülse 22, welche von der Bodenwandung 7 weg mit der Mittel-Längsachse 4 als Mittelachse ein Stück in den An- triebsgehäuseinnenraum 8 ragt. Die erste Ankeryzlinderhülse 22 besteht aus einem magnetisch gut leitenden Material und weist eine innenraumseitige Stirnfläche 23 auf, von der ein kleiner Ringsteg 24 axial in Förderrichtung 5 abgeht.

Axial auf die erste Ankerzylinderhülse 22 folgend sitzt als Ab- standselement bzw. Mittel zum Unterbrechen des magnetischen Flusses auf deren Stirnfläche 23, vom Ringsteg 24 radial form- schlüssig gehalten, ein erstes zylinderringförmiges Ringelement 25. Das Ringelement 25 besteht aus einem magnetischen Nichtlei- ter, z. B. aus Edelstahl. Axial auf das erste Ringelement 25 folgt als erstes Jochelement eine zylinderringförmige zweite An- kerzylinderhülse 26, welche auf ihrer bodenseitigen Stirnfläche 27 und auf ihrer pumpengehäuseseitigen Stirnfläche 28 jeweils radial innenliegend einen axial abgehenden Ringsteg 29 bzw. 30 aufweist.

Analog zum ersten Ringelement 25 sitzt auf der Stirnfläche 28 der zweiten Ankerzylinderhülse 26 als Abstandselement bzw. Mit- tel zum Unterbrechen des magnetischen Flusses ein zweites Ring- element 31 auf, welches die gleiche Raumform wie das erste Ring- element 25 aufweist und ebenso aus einem magnetisch nichtleiten- den, nicht magnetisierbarem Material, z. B. Edelstahl, besteht.

Axial auf das zweite Ringelement 31 folgt als zweites Jochele- ment eine dritte Ankerzylinderhülse 32, welche an ihrem boden- seitigen Ende eine Stirnfläche 33 und analog zur zweiten Anker- zylinderhülse 26 einen Ringsteg 34 aufweist. Sie sitzt einendig auf dem zweiten Ringelement 31 axial auf und sitzt anderendig einstückig in Form eines Ringsteges auf der bodenseitigen Stirn- fläche 40 des Pumpengehäuses 3 auf.

Die dritte Ankerzylinderhülse 32 umgrenzt einen radialen Innen- ringbereich 40a der bodenseitigen Stirnfläche 40 des Pumpenge- häuses 3.

Die Ankerzylinderhülsen 22,26,32 und die Ringelemente 25,31 bilden einen Ankerzylinder 35 mit der Mittel-Längsachse 4 als Mittelachse, der einen Ankerraum 41 umgrenzt. Der Ankerraum 41 ist bodenwandungsseitig durch das Führungsstück 18 und pumpenge- häuseseitig durch den Innenringbereich 40a der Stirnfläche 40 des Pumpengehäuses 3 begrenzt.

Die radialen Außenflächen der Ankerzylinderhülsen 22,26,32 und der Ringelemente 25,31 fluchten in axialer Richtung zueinander, so daß eine zylinderförmige Ankerzylinderaußenfläche gebildet ist.

Die Ringelemente 25,31 weisen gegenüber den Ankerzylinderhülsen 22,26,32 eine etwas geringere Wandstärke auf, so daß deren In- nenflächen einen gegenüber den zueinander axial fluchtenden In- nenflächen der Ankerzylinderhülsen 22,26,32 größeren radialen Abstand zur Mittel-Längsachse 4 aufweisen.

Die Außenfläche des Ankerzylinders 35 und die Außenwandung 6 des Antriebsgehäuses 2 begrenzen einen zylinderringförmigen Spulen- raum 42. Den Ankerzylinder 35 außenseitig umgebend, sitzt im Spulenraum 42 ein kabeltrommelförmiger Spulenträger 43 mit einer zylinderrohrförmigen Trägerbasisrohrwandung 44, einem endseitig radial von dieser abgehenden bodenseitigen Begrenzungsringsteg 45 und einem pumpengehäuseseitigen Begrenzungsringsteg 46. Die Begrenzungsringstege 45,46 erstrecken sich radial bis kurz vor die Außenwandung 6 des Antriebsgehäuses 2.

Der Spulenträger 43 erstreckt sich von der bodenseitigen Stirn- fläche 40 des Pumpengehäuses 3 bis kurz vor die erste Ringstirn- wandung 9 des Antriebsgehäuses 2.

In dem von den Wandungen 44,45,46 begrenzten Raum befindet sich eine Magnetspule 47, welche mit den Kontaktelementen 16 der Anschlußeinrichtung 15 verbunden ist.

Das Pumpengehäuse 3 ist ein im wesentlichen um die Mittel-Längs- achse 4 rotationssymmetrischer Körper mit einem Basisteil 50 und einem Düsenaufnahmezylinder 51, welcher einstückig an das Basis- teil 50 angeformt ist und in Förderrichtung 5 axial von diesem abgeht.

Das Basisteil 50 ist zylinderscheibenförmig und bodenseitig durch die Stirnfläche 40 und dem Innenbereich 40a der Stirnflä- che 40 sowie gegenüberliegend durch eine Stirnfläche 55 be- grenzt. Das Basisteil 50 besitzt eine Umfangsfläche 53, welche in ihrem bodenseitigen Endbereich ein zum Innengewinde 17 des Antriebsgehäuses 2 korrespondierendes Außengewinde 54 aufweist.

Das Basisteil 50 ist soweit in das Antriebsgehäuse 2 einge- schraubt, daß die Ankerzylinderhülsen 22,26,32 und die Ring- elemente 25,31 axial aneinander gedrückt werden und sich diese über das Führungsstück 18 auf der zweiten Ringstirnwandung 11 abstützen. Zur Abdichtung des Bodenhohlraums 19 und des Anker- raumes 41 zum Spulenraum 42 hin ist ein Dichtring 55, z. B. ein O-Ring vorgesehen, welcher in einem von einer bodenseitigen Stirnfläche der ersten Ankerzylinderhülse 22, der ersten Rings- tufenwandung 10, der zweiten Ringstirnwandung 11 und einer L- förmigen Ausnehmung im Führungsstück 18 gebildeten Dichtkanal 56 sitzt.

Das Basisteil 50 besitzt eine einfach gestufte Durchgangsbohrung 57 mit der Mittel-Längsachse 4 als Mittelachse, welche bodensei- tig erweitert als Aufnahmebohrung 57a ausgeführt ist und in den Ankerraum 41 mündet und anderendig in einer von dem Düsenaufnah- mezylinder 51 umgrenzten, gegenüber der Stufendurchgangsbohrung 57 erweiterten Sacklochbohrung 58 mündet.

In der ankerraumseitigen Erweiterung der Stufendurchgangsbohrung 57 sitzt form-und kraftschlüssig ein Führungszylinder 59, wel- cher sich auf der Höhe des Innenbereichs 40a zweifach stufenför- mig verjüngend ein Stück in den Ankerraum 41 erstreckt, so daß eine Ringstirnfläche 60 und ein Ringvorsprung 61 ausgebildet sind.

Der Führungszylinder 59 weist korrespondierend zur Lagerbohrung 20 eine gestufte Durchgangsbohrung 62 auf, welche die Mittel- Längsachse 4 als Mittelachse besitzt, also axial fluchtend zur Lagerbohrung 20 des Führungsstücks 18 verläuft. Die Durchgangs- bohrung 62 ist an ihrem dem Ankerraum 41 abgewandten Ende auf den Durchmesser der Durchgangsbohrung 57 erweitert ausgebildet.

Im erweiterten Bereich der Durchgangsbohrung 62 sind über deren Innenumfang verteilt, mehrere radial nach innen weisende, zuein- ander beabstandet angeordnete Anschlagrippen 63 für einen Ven- tilkörper 64 angebracht. Der Ventilkörper 64 sitzt mit Spiel in der Durchgangsbohrung 57, so daß die Bereiche vor und hinter dem Ventilkörper hydraulisch kommunizierend verbunden sind.

Radial von der Außenfläche 53 des Pumpengehäuses 3 führt eine sich mehrfach verjüngende Zuführbohrung 65 für das zu fördernde bzw. abzuspritzende Medium, welche in die Durchgangsbohrung 57 mündet. In der Zuführbohrung 65 sitzt eine Zuführeinrichtung 66 bestehend aus einem hohlgebohrten Zuführnippel 67 und einem die- sen in Zuführrichtung 68 radial innen nachgeordneten Rückschlag- ventilelement 69, welches einen Medienstrom entgegen der Zuführ- richtung 68 unterbindet.

Radial außerhalb des Rückschlagventilelements 69 zweigt von der Zuführbohrung 65 diagonal eine erste Flutbohrung 70 ab, die in den Ankerraum 41 mündet und über eine Querbohrung 71 mit der zentralen Bohrung des Zuführnippels 67 in Verbindung steht. Der Zuführbohrung 65 gegenüberliegend ist in das Pumpengehäuse 3 ei- ne radial gerichtete sacklochförmige Ablaufbohrung 72 einge- bracht, in der ein Ablaufnippel 73 als Ablaufeinrichtung sitzt.

Vom Grund der Ablaufbohrung 72 zweigt diagonal eine zweite Flut- bohrung 74 ab, welche ebenfalls in den Ankerraum 41 mündet.

In der Sacklochbohrung 58 des Düsenaufnahmezylinders 51 sitzen axial in Förderrichtung 5 aufeinanderfolgend ein Druckraumab- schlußteil 80, ein Trägerteil 81 für ein Standdruckventil 82 und ein Abspritzdüsenelement 83 mit einer federbelasteten Düsennadel 84.

Das Druckraumabschlußteil 80 sitzt radial formschlüssig in der Sacklochbohrung 58 und axial auf deren bodenseitigem Bohrungs- grund 58a auf und besitzt eine zur Durchgangsbohrung 57 koaxiale Druckraumbohrung 85, welche sich in Förderrichtung 5 einstufig zu einer Überströmbohrung 86 verjüngt, so daß eine Ringstirn- fläche 87 ausgebildet ist.

Die Druckraumbohrung 85 und die Durchgangsbohrung 87 umgrenzen einen Druckraum 88, welcher antriebsseitig durch einen kugelför- migen Ventilkörper 64 abgeschlossen ist und düsenseitig in die Überströmbohrung 86 mündet.

Der Ventilkörper 64 liegt in einer Ausgangsstellung mit einer Druckfeder 89 federbelastet auf den radialen Innenkanten der Rippen 63 auf, wobei sich die Druckfeder 89 einendig am Ventil- körper 64 und anderendig auf der Ringstirnfläche 87 des Füh- rungszylinders 59 abstützt.

Das Trägerteil 81 ist axial gegen das Druckraumabschlußteil 80 gesetzt und weist ebenso eine mehrfach gestufte, sich in Förder- richtung 5 zunächst verjüngende und anschließend erweiternde Durchgangsbohrung 90 auf, so daß eine Druckhaltekammer 91 gebil- det ist, in welcher druckraumseitig das Standdruckventil 82 angeordnet ist. Das Standdruckventil 82 gewährleistet in der Druckhaltekammer 91 einen bestimmten Mindestdruck im Medium und öffnet in Förderrichtung 5 sobald im Druckraum 88 ein gegenüber dem Standdruck höherer Druck herrscht.

Gegen das Trägerteil 81 ist axial in Förderrichtung 5 vorgeord- net das Abspritzdüsenelement 83 gesetzt. Das Abspritzdüsenele- ment 83 besitzt eine axiale Durchgangsbohrung 92, in der die Dü- sennadel 84 axial verschieblich lagert. Die Durchgangsbohrung 92 besitzt düsenendseitig einen konisch erweiterten Dichtsitz 93, welcher durch einen düsenendseitigen Ventilteller 94, der ein- teilig mit einem Schaft der Düsennadel 84 verbunden ist, dich- tend verschlossen ist. Die Düsennadel 84 sitzt in bekannter Wei- se über eine Druckfeder 95 und einen Nadelteller 96 entgegen der Förderrichtung 5 vorgespannt in der Durchgangsbohrung 92, wobei das druckraumseitige, verjüngte Ende des Düsenelements 83 die Druckfeder 95 und ein Teil des Düsennadelschafts in die düsen- seitige Erweiterung der Durchgangsbohrung 90 des Trägerteils 81 ragen. Die düsenseitige Erweiterung der Durchgangsbohrung 90 ist über eine Überströmbohrung 97 mit der Durchgangsbohrung 92 ver- bunden.

Als Antriebselement weist die Vorrichtung 1 eine einheitliche Ankereinrichtung 100 bestehend aus einem Ankerträgerelement 101, z. B. einem Förderkolbenrohr, und ein erstes bodenseitiges Anker- element 102 sowie in einem Abstand D (Fig. 2) beabstandet zum ersten Ankerelement 102 angeordnet ein zweites gleichartiges, druckraumseitiges Ankerelement 103 auf.

Zwischen dem zweiten Ankerelement 103 und der Ringstirnfläche 60 des Führungszylinders 59 sitzt eine Druckfeder 120, welche die Ankereinrichtung 100 in einer Ausgangsstellung axial derart ent- gegen der Förderrichtung 5 drückt, daß das erste Ankerelement 102 am Führungsstück 18 anliegt.

Das Ankerträgerelement 101 ist z. B. als Förderkolbenrohr ausge- bildet, welches ein im wesentlichen hohlzylindrischer, langge- streckter Körper ist, der axial verschieblich und radial form- schlüssig mit einem bodenseitigen Ende 104 in der Lagerbohrung 20 des Führungsstücks 18 und den Ankerraum 41 durchgreifend mit einem druckraumseitigen Ende 105 in der Lagerbohrung 62 des Füh- rungszylinders 59 sitzt. In der Ausgangsstellung ragt das Ende 104 ein Stück in den Bodenhohlraum 19, wobei das Ende 105 etwa bündig mit dem druckraumseitigen Ende der Lagerbohrung 62 des Führungszylinders 59 abschließt und ein Stück beabstandet von dem auf den Rippen 63 aufliegenden Ventilkörper 64 angeordnet ist. Das Ankerträgerelement 101 weist eine axiale Durchgangsboh- rung 106 auf, welche beidendig in der Art einer Phase konisch erweitert ist. Die druckraumseitige Anfasung des Ankerträger- elements 101 bildet einen Ventilsitz für den Ventilkörper 64, so daß das Ankerträgerelement 101 und der Ventilkörper 64 ein Ven- til bilden mit welchem der Ankerraum 41 vom Druckraum 88 hydrau- lisch trennbar ist.

Die Ankerelemente 102,103 befinden sich im Ankerraum und sind jeweils im wesentlichen zylinderringscheibenförmig und weisen je eine Mittenbohrung 107 bzw. 108 auf, welche die Mittellängsachse 4 als Mittelachse haben. Die Ankerelemente 102,103 sitzen mit den Bohrungen 107,108 fest auf dem Ankerträgerelement 101 und haben einen Außendurchmesser, der etwas kleiner ist als der In- nendurchmesser der Ankerzylinderhülsen 22,26,32, so daß ein radialer Spielspalt 109 der Weite T gebildet ist. Die Ankerele- mente 102,103 sitzen somit mit radialem Spiel zum Ankerzylinder 35 axial bewegbar im Ankerraum 41. Die Ankerelemente 102,103 sind aus einem leicht magnetisierbaren Material hergestellt und weisen jeweils zumindest eine zu den Mittenbohrungen 107,108 parallel verlaufende Überströmbohrung 110 auf.

Das Ankerelement 102 hat eine bodenseitige Stirnfläche 110a und eine druckraumseitige Stirnfläche 111, sowie eine Umfangsfläche 112 auf. Die Stirnfläche 111 und die Umfangsfläche 112 bilden eine Umfangskante 113 aus. (vgl. Fig. 2) Das Ankerelement 103 weist dementsprechend eine bodenseitige Stirnfläche 114 und eine druckraumseitige Stirnfläche 115 sowie eine Umfangsfläche 116 auf. Die Stirnfläche 115 und die Umfangsfläche 116 bilden eine Umfangskante 117 aus. wie oben bereits beschrieben, liegt das erste Ankerelement 102 im Ausgangszustand mit seiner Stirnfläche 110 ankerraumseitig am Führungsstück 18 an. Die axiale Längserstreckung des Ankerele- ments 102 ist derart eingerichtet, daß es den den Ankerraum 41 umgrenzenden Teil der ersten Ankerzylinderhülse 22 in Axialrich- tung abdeckt und daß zwischen dessen Umfangskante 113 und dem Ringsteg 29 der zweiten Ankerzylinderhülse 26 ein erster axialer Spalt 121 mit der Spaltweite S, vorhanden ist.

Das zweite Ankerelement 103 ist entsprechend dem Abstand D vom ersten Ankerelement 102 beabstandet und diesem in Förderrichtung 5 vorgeordnet angeordnet, wobei es die Innenfläche der zweiten Ankerzylinderhülse 26 analog zum ersten Ankerelement 102 etwa über die gleiche axiale Länge abdeckt. Die axiale Längserstrek- kung des Ankerelements 103 ist analog zum Ankerelement 102 der- art gewählt, daß zwischen dessen Umfangskante 117 und dem Rings- teg 34 der dritten Ankerzylinderhülse 32 ein zweiter axialer Spalt 122 mit der Spaltweite S2 vorhanden ist.

Die axiale Überdeckung der Ankerelemente 102,103 und der im Ausgangszustand jeweils benachbarten Ankerzylinderhülsen 22 bzw.

26 sowie der im Ausgangszustand jeweils benachbarten Ringelemen- te 25 bzw. 31 ist derart gewählt, daß der magnetische Fluß opti- miert ist.

Die Spaltweiten S1, S2 sind hierzu vorteilhafterweise kleiner als die Längserstreckung, insbesondere kleiner als die halbe Längs- erstreckung der Ringelemente 25,31 gewählt.

Die Ankerzylinderhülsen 26,32 bilden gegenüber den axial beweg- lichen Ankerelementen 102,103 jeweils ein feststehendes Joch- element, d. h. das feststehende magnetische Gegenstück zu den Ankerelementen 102,103. Die Ankerzylinderhülsen 22 bzw. 26 bil- den für die in der Ausgangsstellung benachbart angeordneten An- kerelemente 102 bzw. 103 jeweils Leitelemente für den magneti- schen Fluß.

Wird in der Ausgangsstellung gemäß Fig. 2 die Spule 47 mit Strom beaufschlagt, bilden sich den Spulenkörper torusartig umgebende Magnetfeldlinien 130 aus (Fig. 3). Sie treten je nach Polung z. B. bodenseitig in die erste Ankerzylinderhülse 22 ein, den radialen Spielspalt 18 (parasitärer Spalt zwischen der Anker- zylinderhülse 22 und dem ersten Ankerelement 102) überbrückend in das Ankerelement 102 ein, verlassen das Ankerelement 102 größtenteils im Bereich der engsten Stelle zwischen dem Anker- element 102 und der zweiten Ankerzylinderhülse 26 (Jochelement), verlaufen in der zweiten Ankerzylinderhülse 26 in etwa axial bis zum Überschneidungsbereich des zweiten Ankerelements 103 mit der zweiten Ankerzylinderhülse 26, treten dort den Spielspalt 108 (parasitärer Spalt) zwischen der Ankerzylinderhülse 26 und dem zweiten Ankerelement 103 überbrückend in das zweite Ankerelement 103 ein, verlassen das zweite Ankerelement 103 analog zum ersten Ankerelement 102 größtenteils an der engsten Stelle zwischen dem zweiten Ankerelement 103 und der dritten Ankerzylinderhülse 32 und treten in die dritte Ankerzylinderhülse 32 ein (siehe Fig.

3).

Hierdurch werden die an den genannten Engstellen gegenüberlie- genden Bereiche der Ankerelemente 102 bzw. 103 (Stirnseiten 111 bzw. 115) und der Ankerzylinderhülsen 26 bzw. 32 (Ringstege 29 bzw. 34) magnetisch gegenpolig magnetisiert, so daß statische Magnetkräfte FM1 und FM2 auf das Ankerelement 102 bzw. das Anker- element 103 wirken. Somit stellen die Ankerelemente 102,103 Anker im Sinne der obengenannten Definition und die Ankerzylin- derhülsen 26,32 Jochelemente im Sinne der obengenannten Defini- tion dar.

Die statische magnetische Gesamtkraft FM = FMl + FM2, die auf die Ankereinrichtung 100 wirkt ist bei gleichem Einsatz von elektri- scher Energie durch die obenbeschriebene magnetische Reihen- schaltung der Ankerelemente 102,103 und der dazu korrespondie- renden Jochelemente 26,32 erheblich höher als eine resultieren- de statische Magnetkraft bei einer Ankereinrichtung, welche lediglich ein singuläres Ankerelement aufweist. Somit ist auch die über eine bestimmte Strecke H entlang einer Hubrichtung 123 von der Ankereinrichtung 100 geleistete Arbeit entsprechend höher. Insofern erfolgt eine bessere Ausnutzung der mittels ei- ner vorbestimmten eingesetzten Energie durch die Spule 47 er- zeugten magnetischen Energie. Somit ist der Wirkungsgrad einer solchen Antriebseinrichtung aufweisend eine Mehranker-Ankerein- richtung 100 mit Ankerelementen und 102,103 zu den Ankerelemen- ten 102,103 korrespondierenden Jochelementen und somit auch der Gesamtwirkungsgrad einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 deut- lich verbessert.

Es hat sich gezeigt, daß mit bauarttypischen Anordnungen zweier Anker-und Jochelemente in einer solchen Vorrichtung 1 im ungün- stigsten Falle eine Erhöhung der statischen Magnetkraft FM von zumindest 60k gegenüber dem Stand der Technik erreichbar ist, ohne daß eine zusätzliche Zufuhr elektrischer Energie notwendig ist.

Die Spalte 121 und 122 erstrecken sich in Arbeitsrichtung (Hub- richtung 123) der Ankereinrichtung 100. Die Weite Si und S2 die- ser Spalte bestimmen die Größe der momentan zwischen den Anker- elementen 102,103 und den Jochelementen (Ankerzylinderhülsen 26,32) auftretenden statischen Magnetkräfte, welche entlang des Weges H der Ankereinrichtung 100 Arbeit verrichten. Sie stellen insofern Arbeitsspalte dar. Die radiale Projektion der Arbeits- spalte 121,122 auf einen festen Radius, z. B. den Radius der Innenfläche der Ankerzylinderhülsen 26,22,32, ergibt eine Ar- beitsspaltfläche, deren Größe von diesem Radius und der entspre- chenden Spaltweite S1, S2 abhängt. Bei vorgegebener bzw. bei einer Bewegung der Ankereinrichtung 100 momentan herrschenden Spaltweite Si, S2 eines Arbeitsspaltes ist die Größe der Arbeits- spaltfläche maßgebend für die zwischen dem Jochelement und dem Ankerelement wirkende magnetische Kraft. Die Spalte 109 er- strecken sich mit der Weite T senkrecht zur Arbeitsrichtung (Hubrichtung 123) der Ankereinrichtung 100. Es treten keine ar- beitverrichtenden magnetischen Kräfte auf. Somit stellen diese Spalte 108 unerwünschte"magnetische Widerstände"dar, und wer- den als sogenannte"parasitäre Spalte"bezeichnet. Einer Mini- mierung der Weite T dieser parasitären Spalte 109 ist wünschens- wert, jedoch setzen fertigungstechnisch unvermeidbare Toleranzen Grenzen.

Je größer die Arbeitsspaltfläche bei gegebener Spaltweite Si, S2 des Arbeitspaltes ist, desto größer ist die wirkende Magnetkraft Fmi bei FM2 auf die Ankerelemente 102,103 bei gegebener magneti- scher Feldstärke.

Im Rahmen der Erfindung wurde die Vergrößerung der Arbeitsspalt- fläche durch eine magnetische Reihenschaltung zumindest zweier Anker-Jochanordnungen erreicht, so daß zumindest zwei Arbeits- spalte 121,122 ausgebildet werden.

Weiterhin ist die momentan auf ein Ankerelement 102,103 einer Anker-Jochanordnung (102,26 ; 103,34) von der Weite S der mo- mentanen Arbeitsspalte 121,122 abhängig, so daß die statischen Magnetkräfte auf die Ankerelemente 102,103 über den Hubweg H veränderlich sind.

Bei einer Ausgangsspaltweite Sl, S2 nehmen die Magnetkräfte wie oben beschrieben einen bestimmten Wert an. Dieser Wert steigt mit sinkender Spaltweite S und erreicht bei S = 0 einen Maximal- wert, welcher für S < 0, was einer axialen Überschneidung zwi- schen Anker-und korrespondierendem Jochelement entspricht, wiederum abnimmt.

Insofern ist über die Wahl der Ausgangsspaltweiten SI, S2 der Kraftverlauf der Gesamtkraft FM über den Hubweg H der Ankerein- richtung 100 beeinflußbar und es kann somit auf einfache Weise Einfluß genommen werden auf-wie weiter unten beschrieben- z. B. die Abspritzcharakteristik, den Druckverlauf, den maximalen Einspritzvolumenstrom oder ähnlichen Charakteristika der Vor- richtung 1. Hierbei liegt es selbstverständlich im Bereich der Erfindung, die Ausgangsspaltweiten S, und S2 gleich oder unter- schiedlich groß zu wählen. Weiterhin können die Ankerelemente 102,103 in Axialrichtung verstellbar festlegbar auf dem Ank- erträgerelement 101 angeordnet sein.

Insofern gelingt mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit einfachen Mitteln neben einer drastisch höheren Energieausnut- zung der aufgewendeten elektrischen Energie auch eine erhöhte Variabilität der Vorrichtung 1 bezüglich verschiedener charak- teristischer Kenngrößen einer gattungsgemäßen Vorrichtung.

Im folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vor- richtung zum Fördern und/oder Abspritzen von fließfähigen Me- dien, insbesondere von Fluiden näher erläutert : In einem Ausgangszustand ist die Spule 47 stromlos geschaltet, die Ankereinrichtung 100 befindet sich in ihrer bodenseitigen Ausgangslage und der Ventilkörper 64 sitzt auf den Rippen 57a auf. Zwischen dem Ankerträgerelement 101 und dem Ventilkörper 64 liegt ein Abstand vor. Durch die Zuführeinrichtung 66 wird das zu fördernde bzw. abzuspritzende Medium, vorzugsweise mit einem Vordruck beaufschlagt zugeführt und gelangt über die Querbohrung 71, die Flutbohrung 70 und die Bohrungen 110 bzw. 21 in den An- kerraum 41 und den Bodenhohlraum 19 sowie in die Durchgangsboh- rung 106. Überschüssiges Medium fließt über die Bohrung 74 und die Abflußeinrichtung 73 ab, so daß der Ankerraum 41 mit Frisch- medium durchspülbar ist. Gleichzeitig gelangt über das Rück- schlagventil 69 und die Zuführbohrung Frischmedium in den Druck- raum 88 bis vor das Standdruckventil 82. Überschüssiges Medium im Durckraum 88 gelangt am Ventilkörper 64 vorbei über die Durchgangsbohrung 106 in den Bodenhohlraum 19 und über die Boh- rungen 21 in den Ankerraum 41. Somit ist auch der Druckraum 88 bei geöffnetem Ventil bestehend aus dem Ventilkörper 64 und dem Förderkolbenrohr 101 mit Medium durchspülbar. Zwischen dem Standdruckventil 82 und dem Düsenaustritt liegt Medium unter Standdruck vor.

Wird die Spule 47 mit Strom beaufschlagt, so wirkt auf die An- kereinrichtung 100 eine Kraft FM, welche die Ankereinrichtung 100 nahezu widerstandslos in Förderrichtung 5 beschleunigt, wobei sie kinetische Energie speichert. Nach einer gewissen Strecke trifft die Ankereinrichtung 100 mit deren druckraumseitigen Ende 105 schlagartig auf den Ventilkörper 64. Beim Auftreffen der Ankereinrichtung 100 auf den Ventilkörper 64 wird der Druckraum 88 hydraulisch vom Ankerraum 41 getrennt und die gespeicherte kinetische Energie der Ankereinrichtung 100 auf das vor dem Ankerträgerelement 101 im Druckraum 88 befindliche Medium in Form eines Druckstoßes übertragen.

Der Druckstoß pflanzt sich durch das Medium fort und gelangt unter Überwindung des Standruckventils 82 bis zum Düsenaustritt.

Das Rückschlagventil 69 verhindert ein Ausweichen des Druck- stoßes in die Zuführeinrichtung 66. Beim Überschreiten eines vorbestimmbaren Abspritzdrucks öffnet die Düsennadel 84 des Abspritzdüsenelements 83.

Je nach ein Einschaltdauer des Spulenstromes folgt auf die Druckstoßförderung bzw.-abspritzung des Mediums eine verdrän- gende Förderung bzw. Abspritzung des Mediums, wenn die Anker- einrichtung 100, insbesondere das Ankerträgerelement 101 im Druckraum 88 weiter in Förderrichtung 5 bewegt wird.

Wird der Spulenstrom abgeschaltet, gelangen die Ankereinrichtun- gen 100 und der Ventilkörper 64 über deren Druckfedern 120 bzw.

89 in ihre Ausgangsstellung. Die abgespritzte Medienmenge wird über die Zuführeinrichtung 66 unter Vordruck dem Druckraum 88 zugeführt.

Gemäß weiterer Ausführungsformen sind die Strömungswege für das fördernde bzw. abzuspritzende Medium sowie die Ventileinrichtun- gen auf die für das Fördern bzw. Abspritzen von fließfähigen Me- dien, z. B. staubförmigen, kornförmigen, granulatförmigen oder pulverförmigen Medien oder mit Feststoffen versetzten Fluiden, z. B. Schlämmen eingerichtet.

Soll mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 lediglich inter- mittierend gefördert werden, so kann die Abspritzdüseneinrich- tung 83 selbstverständlich entfallen bzw. je nach Bedarf durch eine z. B. dem Standdruckventil 82 ähnliche Rückschlagventilein- richtung ersetzt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist jeder Anker-Jochanord- nung eine separate Antriebsmagnetspule zugeordnet, welche zudem gegebenenfalls getrennt elektrisch ansteuerbar ausgestaltet sein können. Zweckmäßigerweise weisen die Spulen zueinander einen axialen Abstand auf, der dem zwischen den Ankerzylinderhülsen entspricht.

Zur weiteren Optimierung des Wirkungsgrades kann zur Verringe- rung der magnetischen Verluste das Ankerträgerelement 101 im Bereich der Ankerelemente 102,103 aus einem magnetischen Nicht- leiter, z. B. Edelstahl, und im druckraumseitigen Endbereich aus einem schlagfesten Material ausgebildet sein. Hierdurch wird ein unerwünschter Verlauf der Magnetfeldlinien 130 über das Anker- trägerelement 101 verhindert.

Selbstverständlich gehört in den Bereich der Erfindung auch eine Vorrichtung zum Fördern und/oder Abspritzen von fließfähigen Me- dien, welche nach dem Energiespeicherprinzip, z. B. mit wider- standslos beschleunigtem und schlagartig abgebremstem Medium arbeitet, und mit einer Antriebseinrichtung mit einer Mehrfach- Anker-Joch-Anordnung versehen ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 als eine doppelt wirkende Vorrichtung zum Fördern und/oder Abspritzen von fließfähigen Medien, insbesondere Flui- den, in Anlehnung an die WO 96/34195 ausgestaltet.

Selbstverständlich können die Ringelemente 25,31 aus magnetisch nicht leitendem Material auch als Luftspalte ausgeführt sein.

Ebenso liegt es im Bereich der Erfindung z. B. die Trägerbasis- rohrwandung 44 des Spulenträgers als Ankerzylinder aus einer Aufeinanderfolge von magnetisch leitenden und magnetisch nicht leitenden Hülsen-bzw. Ringelementen auszugestalten.