Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Kolben für eine Schwingankerpumpe sowie eine

Schwingankerpumpe und ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für eine

Schwingankerpumpe.

Aus der WO 2013/004620 A1 ist bereits ein Kolben für eine Schwingankerpumpe, insbesondere für ein Haushaltsgerät mit einer Schwingankerpumpe, der zur Förderung eines Fluids unter Wirkung eines Gegendrucks vorgesehen ist, mit einem

Druckkolbenelement und einem von dem Druckkolbenelement getrennt ausgeführten, für zumindest eine Kraftrichtung fest mit dem Druckkolbenelement gekoppelten

Ankerelement, das wenigstens teilweise aus einem magnetisierbaren Material besteht, bekannt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, Herstellungskosten für eine Schwingankerpumpe zu senken. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einem Kolben für eine Schwingankerpumpe, insbesondere für ein Haushaltsgerät mit einer Schwingankerpumpe, der zur Förderung eines Fluids unter Wirkung eines Gegendrucks vorgesehen ist, mit einem Druckkolbenelement und einem von dem Druckkolbenelement getrennt ausgeführten, für zumindest eine Kraftrichtung fest mit dem Druckkolbenelement gekoppelten Ankerelement, das wenigstens teilweise aus einem magnetisierbaren Material besteht. . -

Es wird vorgeschlagen, dass das Ankerelement auf das Druckkolbenelement aufgesteckt ist. Dadurch kann eine Montage vereinfacht werden, wodurch insbesondere

Herstellungskosten gesenkt werden können. Unter einem„Kolben mit einem

Druckkolbenelement und einem Ankerelement" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein zumindest zweiteiliger Kolben verstanden werden, der zumindest ein Bauteil, das zur Verdrängung des Fluids vorgesehen ist, und ein Bauteil, das im

Zusammenspiel mit einer Magnetspule zur Erzeugung einer Betätigungskraft vorgesehen ist, aufweist. Unter„zumindest in einer Kraftrichtung fest gekoppelt" soll insbesondere verstanden werden, dass das Ankerelement zumindest für eine Richtung, die einer mittels der Magnetspule erzeugbaren Betätigungskraft entspricht, starr mit dem

Druckkolbenelement gekoppelt ist. Vorzugsweise ist das Ankerelement lediglich für eine Kraftrichtung fest mit dem Druckkolbenelement gekoppelt. Unter„aufgesteckt" soll im Gegensatz zu aufgepresst insbesondere verstanden werden, dass das

Druckkolbenelement eine radial innerhalb des Ankerelements liegende Aufnahme ausbildet, welche zumindest im Wesentlichen dazu vorgesehen ist, das Ankerelement radial zu positionieren, wohingegen eine axiale Haltekraft nicht durch die innen liegende Aufnahme bereitgestellt wird.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Druckkolbenelement für das Ankerelement eine Aufnahme ausbildet, die eine entlang der Kraftrichtung gerichtete Aufsteckrichtung aufweist. Dadurch kann einerseits das Ankerelement einfach montiert werden, da es lediglich auf die durch das Druckkolbenelement ausgebildete Aufnahme aufgesteckt werden muss. Andererseits können auf das Ankerelement wirkende Kräfte gut gegenüber dem Druckkolbenelement abgestützt werden, wodurch insbesondere eine hohe

Betriebssicherheit gewährleistet werden kann. Unter einer„entlang einer Kraftrichtung gerichtete Auf Steckrichtung" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass das Ankerelement bei einer Montage entlang einer Richtung auf das Druckkolbenelement aufgesteckt wird, die einer Richtung entspricht, die eine in einem Betrieb an dem

Ankerelement angreifende Kraft aufweist.

Vorzugsweise ist die Aufnahme zumindest im Wesentlichen zur radialen Positionierung des Ankerelements vorgesehen. Dadurch kann die Aufnahme lediglich auf die radiale Positionierung hin optimiert werden, wodurch die Aufnahme konstruktiv einfach ausgestaltet werden kann, insbesondere in Form eines Kreiszylinders. Unter„zumindest . .

im Wesentlichen zur radialen Positionierung vorgesehen" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Aufnahme nicht zur Übertragung axial wirkender Kräfte vorgesehen ist, es grundsätzlich aber möglich ist, dass durch Reibungseffekte oder ähnliches axial wirkende Kräfte übertragen werden, welche jedoch wesentlich kleiner sind als die auf das Ankerelement wirkende Betätigungskräfte. Eine radiale Passung zwischen der Aufnahme und dem Ankerelement kann dabei insbesondere so ausgelegt werden, dass eine durch die innen liegende Aufnahme übertragbare Kraft in axialer Richtung kleiner ist als eine auf das Ankerelement wirkende Gewichtskraft. Dabei ist es

insbesondere auch denkbar, dass zwischen der Aufnahme und dem Ankerelement ein Spiel vorgesehen oder zumindest zugelassen ist, wodurch die durch die innen liegende Aufnahme übertragbare Kraft in axialer Richtung nahezu Null ist.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das Druckkolbenelement eine zur Aufnahme des Ankerelements vorgesehene Außenkontur und/oder das Ankerelemente eine zur Anordnung auf dem Druckkolbenelement vorgesehene Innenkontur mit einer in axialer Richtung formschlussfreien Oberfläche auf. Indem an dem Druckkolbenelement und/oder dem Ankerelement auf Hinterschnitte oder ähnliche Formgebungen, welche zur axialen Fixierung dienen, verzichtet wird, kann einerseits eine Herstellung des

Druckkolbenelements und/oder eine Herstellung des Ankerelements vereinfacht werden, da dadurch beispielsweise eine Ausgestaltung als Tiefziehbauteil wesentlich vereinfacht werden kann. Zudem kann dadurch eine Montage weiter vereinfacht werden, da eine korrekte Positionierung des Ankerelements relativ zu dem Druckkolbenelement unabhängig von einem Eingriff formschlüssiger Konturen, welche in montiertem Zustand verdeckt sind, entfällt. Unter einer„zur Aufnahme des Ankerelements vorgesehene Außenkontur" und einer„zur Anordnung auf dem Druckkolbenelement vorgesehene Innenkontur" soll insbesondere eine Formgebung des Druckkolbenelement und des

Ankerelements in einem Bereich, in dem das Druckkolbenelement und das Ankerelement in montiertem Zustand geschachtelt angeordnet sind, verstanden werden.

Besonders vorteilhaft bildet das Druckkolbenelement für das Ankerelement einen Anschlag aus, der zur Abstützung einer an dem Ankerelement angreifenden

Betätigungskraft vorgesehen ist. Dadurch kann eine formschlüssige Kopplung zwischen dem Ankerelement und dem Druckkolbenelement hergestellt werden, wodurch die an dem Ankerelement angreifende Betätigungskraft einfach und sicher auf das - -

Druckkolbenelement übertragen werden kann. Unter einem„Anschlag" soll dabei insbesondere eine an die Aufnahme für das Ankerelement angrenzende Formgebung verstanden werden, welche zumindest im Wesentlichen dazu vorgesehen ist, in axialer Richtung einen Formschluss bereitzustellen und dadurch die auf das Ankerelement wirkende Betätigungskraft auf das Druckkolbenelement zu übertragen.

Vorzugsweise begrenzt der Anschlag eine Aufstecktiefe für das Ankerelement. Dadurch kann eine besonders gute Fixierung bei gleichzeitig einfacher Montage erreicht werden.

Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn das Ankerelement eine Stirnseite aufweist, die in montiertem Zustand formschlüssig an dem Anschlag anliegt. Dadurch kann das Ankerelement konstruktiv einfach in Form einer Hülse oder eines Rohres ausgebildet werden, wodurch insbesondere Herstellungskosten für das Ankerelement gering gehalten werden können.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Druckkolbenelement das Ankerelement vollständig durchsetzt. Dadurch kann das Ankerelement sicher auf dem Druckkolbenelement fixiert werden. Unter„vollständig durchsetzt" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass das Druckkolbenelement beidseitig über das Ankerelement übersteht und das

Ankerelement in zumindest einem Teilbereich eine nach außen gewandte Oberfläche des Kolbens ausbildet.

Vorzugsweise ist das Druckkolbenelement als ein Kunststoffteil ausgebildet. Dadurch kann das Druckkolbenelement einfach und kostengünstig hergestellt werden.

Besonders bevorzugt ist das Druckkolbenelement als ein Spritzgussbauteil ausgebildet. Dadurch kann das Druckkolbenelement besonders kostengünstig hergestellt werden, insbesondere wenn es eine komplexe Geometrie aufweist. Grundsätzlich ist aber auch eine Ausgestaltung als Tiefziehbauteil denkbar. Außerdem wird vorgeschlagen, dass das Druckkolbenelement zumindest einen

Druckausgleichskanal aufweist. Dadurch kann zwischen verschiedenen Bereichen um das Druckkolbenelement einfach ein Druckausgleich hergestellt werden. Dabei können die Druckausgleichskanäle besonders einfach in dem Druckkolbenelement vorgesehen werden, wenn das Druckkolbenelement einen Druckausgleichskanal aufweist. . .

Ferner wird vorgeschlagen, dass das Ankerelement als ein Blechbiegeteil ausgebildet ist, welches in Form einer Hülse gerollt ist. Dadurch kann auf eine spanende Bearbeitung eines Rohlings zur Einbringung von Aussparungen verzichtet werden, wodurch insbesondere ein Materialbedarf an magnetisierbarem Material für die Herstellung des Ankerelements reduziert werden kann. Zudem kann das Ankerelement einfach mit einem beliebigen, insbesondere größeren, Innendurchmesser und/oder Außendurchmesser versehen werden, ohne dass hierdurch ein Materialauschuss ansteigt. Insbesondere kann dadurch das Ankerelement mit geringen Mehrkosten mit einem Au ßendurchmesser versehen werden, der größer ist als ein Au ßendurchmesser vergleichbarer Kolben. Durch einen vergrößerten Au ßendurchmesser wiederum kann ein durch eine Magnetspule erzeugbares Magnetfeld besser mit dem Ankerelement durchsetzt werden, wodurch die Magnetspule kleiner dimensioniert werden kann. Dadurch können die Mehrkosten, welche mit der Vergrößerung des Au ßendurchmessers des Kolbens einhergehen, wieder kompensiert werden, wodurch insgesamt Herstellungskosten für eine

Schwingankerpumpe gesenkt werden können. Unter„in Form einer Hülse" soll insbesondere eine im Wesentlichen hohlzylinderförmige Ausgestaltung des

Ankerelements verstanden werden, wobei das Ankerelement grundsätzlich in Form einer längs geschlitzten Hülse als auch in Form einer geschlossen, beispielsweise

verschweißten, Hülse ausgebildet sein kann. Unter einer Ausbildung als„Biegebauteil" soll insbesondere verstanden werden, dass das Ankerelement durch Umformen eines Halbzeugs geformt wird, indem auf das Halbzeug eine plastische Umformkraft ausgeübt wird, welche eine dauerhafte Verformung herbeiführt. Unter„Biegebauteil" soll dabei insbesondere kein Strangpressbauteil verstanden werden, welches durch umformen mittels einer Matrize, durch die ein Rohling hindurchgepresst wird, erzeugt wird, wie beispielsweise ein nahtloses Rohr. Unter„gerollt" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass das Ankerelement aus einem Blech geformt wird, das entlang einer Quererstreckungsrichtung mit einer über einen gesamten Umfang im Wesentlichen gleich großen Krümmung versehen wird, wodurch das Ankerelement nach seiner Formung in einem Querschnitt in Form eines Kreisringsegments ausgebildet ist, welches eine Umfangserstreckung von zumindest 270 ° , vorzugsweise zumindest 315 ⁰ und besonders bevorzugt von zumindest nahezu 360 ⁰ aufweist. Unter„nahezu 360 °" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass der nach dem Rollen verbleibende Längsschlitz, welcher entlang einer Längsachse des Ankerelements verläuft, einen Winkel kleiner als - -

1 ⁰ aufweist, wobei sämtliche Winkelangabe auf eineMittelpunktsachse des

Ankerelements bezogen sind.

Weiter wird eine Schwingkolbenpumpe für einen Kaffeeautomat mit einem

erfindungsgemäßen Kolben vorgeschlagen. Zudem wird eine Schwingkolbenpumpe, insbesondere für ein Haushaltsgerät, mit einer Magnetspule und mit einem Kolben, der ein Druckkolbenelement zur Förderung eines Fluids und ein von dem Druckkolbenelement getrennt ausgeführtes, für zumindest eine Kraftrichtung fest mit dem Druckkolbenelement gekoppeltes Ankerelement in Form einer Hülse, die wenigstens teilweise aus einem magnetisierbaren Material besteht, aufweist, insbesondere mit einem erfindungsgemäßen Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, vorgeschlagen, wobei die Magnetspule einen Spulendurchmesser aufweist, der höchstens um einen Faktor 3,0 größer ist als ein Au ßendurchmesser des

Ankerelements. Indem der Spulendurchmesser höchstens um einen Faktor 3,0 größer ist als der Außendurchmesser des Ankerelements, kann eine besonders gute Kopplung erreicht werden, wodurch eine Anzahl von Wicklungen der Magnetfeldspule reduziert werden kann. Dadurch kann insbesondere Kupfer zur Herstellung der Magnetfeldspule eingespart werden, wodurch Kosten gesenkt werden können. Zudem kann mit dem vergrößerten Spulendurchmesser eine bessere Kühlung der Magnetspule erreicht werden, wodurch insbesondere für einen Kaffeeautomaten eine Schwingkolbenpumpe bereitgestellt werden kann, welche auch bei einer rasch hintereinander folgenden Anzahl von Kaffeebezügen eine nahezu konstante Pumpleistung bereitstellen kann, da insbesondere eine Temperaturerhöhung und damit eine Erhöhung eines inneren

Widerstands der Schwingankerpumpe durch die verbesserte Kühlung gering gehalten werden kann. Insbesondere bei einer als Niederdruckpumpe ausgebildeten Schwingkolbenpumpe ist der Faktor höchsten 3,0. Grundsätzlich kann der Faktor auch kleiner sein, insbesondere wenn die Schwingkolbenpumpe als Hochdruckpumpe ausgebildet ist, wo der Faktor beispielsweise kleiner als 2,7 oder kleiner als 2,5 sein kann. Unter einem

Spulendurchmesser soll dabei insbesondere ein Au ßendurchmesser eines

Spulengehäuses verstanden werden. Unter einem„Spulengehäuse" soll insbesondere ein vorzugsweise zylinderförmiges Gehäuse der Magnetspule verstanden werden, welches - -

Kupferwicklungen der Spule umschließt. Grundsätzlich kann zwischen den

Kupferwicklungen und dem Spulengehäuse ein Luftspalt vorgesehen sein. Insbesondere ist es aber auch denkbar, dass das Spulengehäuse ausgebildet wird, indem die

Kupferwicklungen umspritzt werden. Vorzugsweise weist die Spule einen

Wicklungsdurchmesser auf, der höchsten um einem Faktor 2,5 größer ist der

Außendurchmesser des Ankerelements. Unter einem„Wicklungsdurchmesser" soll dabei insbesondere ein maximaler Durchmesser der Kupferwicklungen verstanden werden. Unter einer„Niederdruckpumpe" soll dabei insbesondere eine Schwingkolbenpumpe verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, einen Druck von höchstens 5 bar, vorzugsweise höchstens 3 bar, bereitzustellen. Ein Betriebsbereich, in dem eine

Niederdruckpumpe eine nutzbare Pumpleistung bereitstellt, liegt dabei insbesondere in einem Druckbereich zwischen 1 ,5 bar und 2,0 bar. Unter einer„Hochdruckpumpe" soll dabei insbesondere eine Schwingkolbenpumpe verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, einen Druck von zumindest 10 bar, vorzugsweise zumindest 14 bar, bereitzustellen. Ein Betriebsbereich, in dem eine Hochdruckpumpe eine nutzbare Pumpleistung bereitstellt, liegt dabei insbesondere in einem Druckbereich zwischen 10 bar und 14 bar.

Zudem wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens für eine Schwingankerpumpe, der zur Förderung eines Fluids unter Wirkung eines Gegendrucks vorgesehen ist, mit einem Druckkolbenelement und einem von dem Druckkolbenelement getrennt ausgeführten, für zumindest eine Kraftrichtung fest mit dem Druckkolbenelement gekoppelten Ankerelement, das wenigstens teilweise aus einem magnetisierbaren Material besteht, bei dem das Ankerelement auf das Druckkolbenelement aufgesteckt wird, vorgeschlagen.

Zeichnungen Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den

Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. - -

Es zeigen:

Hg einen Längsschnitt durch eine Schwingankerpumpe,

Hg 2 ein Ankerelement eines Kolbens der Schwingankerpumpe in einer

Aufsicht,

Hg 3 das Ankerelement in einem Längsschnitt,

Hg 4 ein Druckkolbenelement des Kolbens in einem Längsschnitt,

Hg 5 eine Aufsicht auf das Druckkolbenelement mit aufgestecktem

Ankerelement und

Fig 6 einen Längsschnitt durch eine Schwingankerpumpe in alternativer

Ausgestaltung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Figuren 1 bis 5 zeigen eine Schwingankerpumpe für ein Haushaltsgerät. Die dargestellte Schwingankerpumpe ist zur Förderung einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, unter einem Druck von zumindest 10 bar vorgesehen. Insbesondere bei

Verwendung der Schwingankerpumpe in einem Kaffeeautomaten können Gegendrücke größer als 15 bar auftreten. Gleichzeitig weist die Schwingankerpumpe eine

Mindestfördermenge auf, welche an das Haushaltsgerät, für das die Schwingankerpumpe vorgesehen ist, angepasst ist. Zusätzlich kann ein Maximaldruck, den die

Schwingankerpumpe bereitstellen kann, begrenzt sein. Bei Verwendung mit einem

Kaffeeautomaten kann die Schwingankerpumpe beispielsweise dazu ausgelegt sein, bei einem Gegendruck von 12 bar zumindest eine Mindestfördermenge von zumindest 190 ml/min bereitzustellen, wobei der Maximaldruck auf ca. 19,5 bar begrenzt ist.

Die Schwingankerpumpe umfasst eine Magnetspule 18a mit einem Spulengehäuse 19a und einen Kolben 10a. Weiter umfasst die Schwingankerpumpe eine auf den Kolben 10a wirkende Pumpfeder 20a. Zudem umfasst die Schwingankerpumpe eine das

Spulengehäuse 19a mit der Magnetspule 18a durchsetzende Kolbenführung 38a, die einen Pumpeninnenraum umschließt, in dem der Kolben 10a axial beweglich geführt ist. Die Kolbenführung 38a ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel getrennt von dem Spulengehäuse 19a ausgeführt. Die Kolbenführung 38a selbst kann mehrteilig - -

ausgebildet sein. Die Pumpfeder 20a ist zwischen der fest mit dem Spulengehäuse 19a verbundenen Kolbenführung 38a und dem Kolben 10a abgestützt.

Die Magnetspule 18a ist dazu vorgesehen, ein Magnetfeld zu erzeugen, dass teilweise den Pumpeninnenraum durchsetzt. Zur Lenkung des Magnetfeldes umfasst die

Schwingankerpumpe einen Eisenkreis 21 a, welcher die Magnetspule 18a teilweise umgibt. Der Eisenkreis 21 a umfasst im Bereich des Pumpeninnenraums einen

magnetisch isolierenden Spalt 22a, welcher den Eisenkreis 21 a unterbricht. Der

Eisenkreis 21 a umfasst ein Jochelement 35a, welches die Magnetspule 18a insbesondere außen umgibt, sowie zwei an das Jochelement 35a anschließende Polschuhelemente 36a, 37a, zwischen deren Enden der magnetisch isolierende Spalt 22a angeordnet ist.

Der Kolben 10a umfasst ein Ankerelement 12a, das vollständig aus einem

magnetisierbaren Material besteht. In einer Ruhestellung, d.h. bei einem Druck von 0 bar innerhalb des Pumpeninnenraums und bei abgeschalteter Magnetspule 18a, weist das Ankerelement 12a eine Position auf, bei der es teilweise mit dem Spalt 22a, den der Eisenkreis 21 a unterbricht, axial überlappt. Wird die Magnetspule 18a bestromt, stellt sich ein magnetischer Fluss in dem Eisenkreis 21 a und dem Ankerelement 12a ein, wobei ein magnetischer Widerstand, welcher diesem magnetischen Fluss entgegenwirkt, insbesondere durch eine verbleibende Spaltbreite zwischen dem Ankerelement 12a und dem Eisenkreis 21 a bestimmt ist. Da ein solches System bestrebt ist, einen Zustand einzunehmen, indem der magnetische Widerstand minimal ist, wirkt auf das Ankerelement 12a eine Betätigungskraft, welche das Ankerelement 12a aus seiner Ruheposition gegen eine Kraft der Pumpfeder 20a auslenkt.

Zur Erzielung einer Pumpwirkung wird die Magnetspule 18a mit einer pulsförmigen Spannung bestromt, wodurch sich im Bereich des Pumpeninnenraums ein ständig veränderndes Magnetfeld einstellt. Das pulsförmig verändernde Magnetfeld wiederum bewirkt, dass der Kolben 10a mit ansteigender Stärke des Magnetfelds zunächst aus seiner Ruhestellung gegen die Kraft der Pumpfeder 20a ausgelenkt wird. Wird das Magnetfeld maximal, ist auch der Kolben 10a maximal ausgelenkt. Sobald ein Strom durch die Magnetspule 18a reduziert wird und damit die Stärke des Magnetfelds wieder abfällt, wird der Kolben 10a durch die Kraft der Pumpfeder 20a wieder in Richtung der Ruhestellung bewegt. Der Magnetspule 18a ist dabei vorzugsweise einen Diodeneinheit vorgeschaltet, wodurch die Magnetspule 18a lediglich mit einer Halbwelle einer - -

Wechselspannung bestromt wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Magnetspule 18a für eine Wechselspannung von 230 V bei 50 Hz vorgesehen.

Der Pumpeninnenraum bildet bei montiertem Kolben 10a eine Vorkammer 23a und eine Kompressionskammer 24a aus. Der Kolben 10a umfasst ein Kolbenventil 25a, das strömungstechnisch zwischen der Vorkammer 23a und der Kompressionskammer 24a angeordnet ist. Das Kolbenventil 25a ist in Form eines Rückschlagventils ausgebildet, welches eine Durchlassrichtung von der Vorkammer 23a in die Kompressionskammer 24a aufweist. In einem Füllhub, bei dem der Kolben 10a durch das Magnetfeld entgegen der Kraft der Pumpfeder 20a bewegt wird, strömt Fluid von der Vorkammer 23a durch das Kolbenventil 25a in die Kompressionskammer 24a. In einem anschließenden Druckhub, bei dem der Kolben 10a durch die Kraft der Pumpfeder 20a bewegt wird, wird das Fluid aus der Kompressionskammer 24a herausgedrückt. Der Maximaldruck, der dabei auf das Fluid wirkt, hängt insbesondere von der Kraft der Pumpfeder 20a ab. Ein Weg, um den der Kolben 10a dabei bewegt wird, hängt von einer Ausgestaltung der

Schwingkolbenpumpe ab. Bei einer Ausgestaltung als Hochdruckpumpe wird der Kolben 10a um ca. 10-1 1 mm bewegt. Bei einer Ausgestaltung als Niederdruckpumpe wird der Kolben 10a um ca. 9-10 mm bewegt.

Der Kolben 10a ohne das Kolbenventil 25a ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dreiteilig ausgeführt. Der Kolben 10a, der zur Förderung des Fluids vorgesehen ist, umfasst ein Druckkolbenelement 1 1 a und das von dem Druckkolbenelement 1 1 a getrennt ausgeführte Ankerelement 12a. Zudem umfasst der Kolben 10a ein Dichtelement 26a, das eine äu ßere Dichtfläche 27a aufweist, welche für eine fluiddichte Verbindung mit der Kolbenführung 38a vorgesehen ist. Die Dichtfläche 27a weist eine Axialerstreckung auf, die an eine maximal mögliche Auslenkung des Kolbens 10a gegenüber der

Kolbenführung 38a angepasst ist.

Das Ankerelement 12a und das Druckkolbenelement 1 1 a sind für eine Kraftrichtung fest miteinander gekoppelt. Das Ankerelement 12a ist in Form einer Hülse ausgeführt und besteht vollständig aus dem magnetisierbaren Material. Das Druckkolbenelement 1 1 a besteht vollständig aus einem nichtmagnetischen Material. Das Magnetfeld und damit die Betätigungskraft, die mittels der Magnetspule 18a eingestellt werden kann, wirkt damit insbesondere auf das Ankerelement 12a, welches für die Kraftrichtung, die der durch das - -

Magnetfeld wirkenden Betätigungskraft entspricht, fest mit dem Druckkolbenelement 1 1 a gekoppelt ist.

Das Ankerelement 12a ist vollständig in der Vorkammer 23a angeordnet. Zwischen der Vorkammer 23a und der Kompressionskammer 24a umfasst die Kolbenführung 38a eine Dichtung 28a, an der die Dichtfläche 27a des Dichtelements 26a des Kolbens 10a anliegt. Das Druckkolbenelement 1 1 a, an welches das Ankerelement 12a und das Dichtelement 26a angebunden sind, durchsetzt eine Dichtebene, die durch die Dichtung 28a

geometrisch aufgespannt wird. In der Ruhestellung ist das Druckkolbenelement 1 1 a teilweise in der Kompressionskammer 24a und teilweise in der Vorkammer 23a angeordnet.

Das Druckkolbenelement 1 1 a ragt in der Ruhestellung in die Kompressionskammer 24a hinein. Bei einer Bestromung der Magnetspule 18a wird das Druckkolbenelement 1 1 a aus der Ruhestellung herausbewegt. Wird der Kolben 10a durch die Pumpfeder 20a wieder in Richtung der Ruhestellung bewegt, verdrängt das Druckkolbenelement 1 1 a das Fluid aus der Kompressionskammer 24a. Die Kompressionskammer 24a weist dabei einen

Ausgang mit einem Auslassventil 29a auf, durch welches das Fluid herausgedrückt wird. Das Ankerelement 12a ist in Form einer Hülse ausgebildet, welche das

Druckkolbenelement 1 1 a nahezu vollständig umschließt. Das Ankerelement 12a ist als ein Biegebauteil ausgebildet, das durch Umbiegen eines Halbzeugs hergestellt wird. Als Halbzeug für das Ankerelement 12a wird vorzugsweise ein Blech verwendet, welches in Form der Hülse gebogen wird. Das Ankerelement 12a weist in dem dargestellten

Ausführungsbeispiel einen runden Querschnitt aus. Grundsätzlich kann das Ankerelement 12a aber auch einen zumindest teilweise ovalen oder zumindest teilweise eckigen Querschnitt, wie beispielsweise einen abgeflachten Querschnitt, aufweisen. Das Ankerelement 12a ist als ein Blechbiegeteil ausgebildet, welches in Form der Hülse gerollt ist. Das Ankerelement 12a weist dadurch an einer Seite einen Längsschlitz 30a auf, welcher durch Seitenkanten des ursprünglichen Blechs gebildet wird (vgl. Figur 2). Die Seitenkanten grenzen dabei lose aneinander. Der Längsschlitz 30a weist eine Breite von nahezu Null auf, d.h. das Ankerelement 12a hat eine Umfangserstreckung von nahezu 360 ° . Grundsätzlich können die Seitenkanten aber auch form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden werden, wodurch das Ankerelement 12a als vollständige Hülse mit einem runden Querschnitt ausgebildet werden kann. Zur - -

Verringerung von Toleranzen kann das Ankerelement 12a nach dem Umformen spitzenlos geschliffen werden.

Das Ankerelement 12a ist aus einem korrosionsbeständigen Stahl. Als Material wird ein legierter Stahl nach EN 1 .4016 oder EN 1 .41 13 verwendet. Beides sind Stahlsorten mit einem unterschiedlichen Chromgehalt. Insbesondere durch den Chromgehalt weisen beide Stahlsorten einen verbesserten Korrosionsschutz auf, wobei Stahl nach EN 1 .41 13 diesbezüglich als höherwertig einzuschätzen ist als Stahl nach EN 1 .4016. Stahl nach EN 1 .4016 (X ₆ Cr ₁₇ ) weist einen Chromgehalt von 16 % auf. Stahl nach EN 1 .4131 (X ₆ CrMoi ₇ ) weist einen niedrigeren Chromgehalt auf. Das Ankerelement 12a ist daher vorzugsweise aus Stahl nach EN 1 .4131 .

Das Ankerelement 12a ist auf das Druckkolbenelement 1 1 a aufgesteckt. Vor einer Montage werden das Ankerelement 12a und das Druckkolbenelement 1 1 a zunächst vollständig ausgeformt, d.h. das Ankerelement 12a und das Druckkolbenelement 1 1 a werden während der Montage nicht weiter verformt. Anschließend wird Ankerelement 12a auf das Druckkolbenelement 1 1 a aufgesteckt, wobei eine Kraft, die zum Aufstecken notwendig ist, wesentlich kleiner ist als die Betätigungskraft, die mittels des der

Magnetfeldspule auf das Ankerelement 12a ausgeübt werden kann. Die Kraft, die zum Aufstecken notwendig ist, ist dabei insbesondere auch kleiner als die Kraft, welche die Pumpfeder 20a in der Grundstellung auf das Druckkolbenelement 1 1 a ausübt. In radialer Richtung kann die Aufnahme für das Ankerelement 12a spielbehaftet sein.

Das Druckkolbenelement 1 1 a bildet dabei für das Ankerelement 12a eine Aufnahme aus, die eine entlang der Kraftrichtung, in welcher das Ankerelement 12a fest mit dem

Druckkolbenelement 1 1 a gekoppelt ist, gerichtete Aufsteckrichtung aufweist. Die

Auf Steckrichtung ist damit entlang einer Richtung gerichtet, in der die Betätigungskraft wirkt, die mittels der Magnetfeldspule erzeugt werden kann. Das Ankerelement 12a wird damit von einer Seite auf das Druckkolbenelement 1 1 a aufsteckt, die in montiertem Zustand der Kompressionskammer 24a zugewandt ist. Auf der der Kompressionskammer 24a zugewandten Seite, bezogen auf die Aufnahme für das Ankerelement 12a, weist das Druckkolbenelement 1 1 a in sämtlichen Querschnittsebenen einen maximalen

Außendurchmesser auf, der kleiner ist als ein Außendurchmesser, den die Aufnahme aufweist. - -

Die Aufnahme ist im Wesentlichen zur radialen Positionierung des Ankerelements 12a vorgesehen. Das Ankerelement 12a weist einen Innendurchmesser auf, der im

Wesentlichen dem Au ßendurchmesser der Aufnahme entspricht. Vorzugsweise nimmt die Aufnahme das Ankerelement 12a spielfrei auf. Toleranzen in der Fertigung des

Ankerelements 12a und der Aufnahme sind dabei darauf ausgerichtet, dass das

Ankerelement 12a sich auf der Aufnahme verklemmt. Die Klemmkraft ist dabei jedoch nicht so groß, dass sie alleine zur Abstützung der Betätigungskraft und damit zur

Fixierung des Ankerelements 12a auf dem Druckkolbenelement 1 1 a ausreichend ist.

Das Druckkolbenelement 1 1 a weist eine die Aufnahme des Ankerelements 12a ausbildende Außenkontur mit einer in axialer Richtung formschlussfreien Oberfläche auf (vgl. Figur 4). Ebenso weist das Ankerelement 12a eine zur Anordnung auf dem

Druckkolbenelement 1 1 a vorgesehene Innenkontur mit einer in axialer Richtung formschlussfreien Oberfläche auf (vgl. Figur 3). Die Aufnahme, ist damit lediglich zur kraftschlüssigen Verbindung mit dem Ankerelement 12a vorgesehen. Die Aufnahme selbst, welche das Ankerelement 12a radial positioniert, dient nicht zur axialen Fixierung des Ankerelements 12a. Die Aufnahme, auf welcher das Ankerelement 12a angeordnet ist, ist in axialer Richtung insbesondere frei von Hinterschnitten oder Erhebungen, welche zur Fixierung des Ankerelements 12a dienen.

Zur Abstützung der an dem Ankerelement 12a angreifenden Betätigungskraft und damit zur axialen Fixierung des Ankerelements 12a weist das Druckkolbenelement 1 1 a einen an die Aufnahme angrenzenden Anschlag 31 a auf, an dem das Ankerelement 12a in montiertem Zustand anliegt. Der Anschlag 31 a grenzt unmittelbar an die Aufnahme an.

Lediglich der Anschlag 31 a stellt eine formschlüssige Verbindung bereit, welche axiale

Kräfte aufnehmen kann und damit das Ankerelement 12a und das Druckkolbenelement 1 1 a axial fest miteinander verbindet. Auf eine kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Ankerelement 12a und dem Druckkolbenelement 1 1 a, die zur vollständigen

Aufnahme der Betätigungskraft vorgesehen ist, wird verzichtet. .

Der Anschlag 31 a begrenzt eine Aufstecktiefe für das Ankerelement 12a. In Bezug auf die Aufnahme ist der Anschlag 31 a in Form einer Stufe ausgebildet auf, welche radial über die Aufnahme übersteht. Das Ankerelement 12a weist eine Stirnseite, die in montiertem Zustand auf formschlüssig an dem Anschlag 31 a anliegt. Das Druckkolbenelement 1 1 a durchsetzt dabei das Ankerelement 12a vollständig. Grundsätzlich ist das - -

Druckkolbenelement 1 1 a in drei Teilabschnitte unterteilbar. Dabei bildet der erste

Teilabschnitt, der auf der Seite, welche der Vorkammer 23a zugewandt ist, über das Ankerelement 12a übersteht, den Anschlag 31 a aus. Der zweite Teilabschnitt, in dem das Druckkolbenelement 1 1 a das Ankerelement 12 durchsetzt, bildet die Aufnahme aus. Der dritte Teilabschnitt, der auf der Seite, welcher der Kompressionskammer 24a zugewandt ist, über das Ankerelement 12a übersteht, ist insbesondere zur Anordnung des

Dichtelements 26a sowie zur Verdrängung des Fluid aus der Kompressionskammer 24a vorgesehen. Gegen den Teilabschnitt des Druckkolbenelements 1 1 a, der den Anschlag 31 a ausbildet, ist auch die Pumpfeder 20a abgestützt. Das Druckkolbenelement 1 1 a ist als ein Kunststoffteil ausgebildet. Als Kunststoff wird dabei ein temperaturbeständiger Thermoplast verwendet. Das Druckkolbenelement 1 1 a kann dabei grundsätzlich mittels eines Tiefziehverfahrens hergestellt werden.

Vorzugsweise ist das Druckkolbenelement 1 1 a jedoch als ein Spritzgussbauteil ausgebildet. Das Druckkolbenelement 1 1 a weist einen Förderkanal 32a und eine Mehrzahl von

Druckausgleichskanälen 15a, 16a, 17a auf. Der Förderkanal 32a, in dem das Kolbenventil 25a angeordnet ist, dient zur Verbindung der Vorkammer 23a mit der

Kompressionskammer 24a. Die Vorkammer 23a weist durch die Anordnung des

Ankerelements 12a einen vorderen Teil und einen hinteren Teil auf, welche durch die Druckausgleichskanäle 15a, 16a, 17a drucktechnisch parallel geschaltet sind. In dem vorderen Teil ist dabei die Pumpfeder 20a angeordnet. In dem hinteren Teil ist ein

Gehäuseanschlag 33a für den Kolben 10a vorgesehen, welcher eine Bewegung des Kolbens 10a begrenzt. Der Gehäuseanschlag 33a weist vorzugsweise elastische

Elemente zur Dämpfung auf. Der Förderkanal 32a ist in Form einer Bohrung ausgebildet, welche das

Druckkolbenelement 1 1 a entlang seiner Längsachse vollständig durchsetzt. Im Bereich der Aufnahme für das Ankerelement 12a sind die Druckausgleichskanäle 15a, 16a, 17a in Form von Nuten in das Druckkolbenelement 1 1 a eingebracht. Im Bereich der Aufnahme sind die Druckausgleichskanäle 15a, 16a, 17a als Vertiefungen ausgebildet, welche radial außen in das Druckkolbenelement 1 1 a eingebracht sind. In montiertem Zustand begrenzt das Ankerelement 12a in Teilbereichen die Druckausgleichskanäle 15a, 16a, 17a, die stirnseitig durch den Anschlag 31 a für das Ankerelement 12a hindurchgeführt sind (vgl. - -

Figur 5) und die im Bereich des Gehäuseanschlags 33a für den Kolben 10a enden. Die Druckausgleichskanäle 15a, 16a, 17a enden dabei vor der Dichtebene der Dichtung 28a. Lediglich der Förderkanal 32a führt durch die Dichtebene hindurch. Indem das

Druckkolbenelement 1 1 a als Spritzgussbauteil ausgebildet ist, werden der Förderkanal 32a und die Druckausgleichskanäle 15a, 16a, 17a direkt beim Ausformen eingebracht. Grundsätzlich ist aber auch eine spanende Bearbeitung denkbar.

Zur Wirkverbindung mit der Dichtung 28a weist der Kolben 10a das Dichtelement 26a auf, welches in Form einer Hülse ausgebildet und fest mit dem Druckkolbenelement 1 1 a verbunden ist. Das Dichtelement 26a, das die äußere Dichtfläche 27a aufweist, ist aus Metall ausgebildet. Bei einer Bewegung des Kolbens 10a bildet die Dichtfläche 27a eine Gleitfläche für die Dichtung 28a aus. Das Druckkolbenelement 1 1 a weist einen

Hinterschnitt auf, der für einen Eingriff mit dem Dichtelement 26a vorgesehen ist. Das Dichtelement 26a ist an seinem der Vorkammer 23a zugewandten Ende nach innen gebogen und bildet eine Klammer aus. In montiertem Zustand greift die durch das Dichtelement 26a ausgebildete Klammer in den Hinterschnitt ein und verbindet das

Dichtelement 26a und das Druckkolbenelement 1 1 a verliersicher miteinander. An einem der Kompressionskammer 24a zugewandten Ende ist das Dichtelement 26a um das Druckkolbenelement 1 1 a umgebördelt. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, das Dichtelement 26a als Tiefziehteil mit einer entsprechenden Ausgestaltung auszubilden. Das Kolbenventil 25a, welches mit dem Druckkolbenelement 1 1 a verbunden ist, schließt dichtend mit dem Dichtelement 26a ab.

In der Grundstellung drückt die Pumpfeder 20a den Kolben 10a gegen den

Gehäuseanschlag 33a. Das Ankerelement 12a ist dadurch zwischen dem durch das Druckkolbenelement 1 1 a ausgebildeten Anschlag 31 a und dem Gehäuseanschlag 33a axial fixiert. Während des Füllhubs greift die mittels der Magnetspule 18a erzeugte Betätigungskraft an dem Ankerelement 12a an. Das Ankerelement 12a wird dadurch gegen den Anschlag 31 a gedrückt, wodurch es axial fixiert ist. Während des Pumphubs wird das Fluid, welches in der Vorkammer 23a ist, über die Druckausgleichskanäle 15a, 16a, 17a zwischen dem hinteren Teil und dem vorderen Teil der Vorkammer 23a umgeschichtet. Eine dadurch entstehende Druckdifferenz wirkt zumindest teilweise auf das Ankerelement 12a und verspannt es gegen den Anschlag 31 a des

Druckkolbenelements 1 1 a. Zudem wird das Ankerelement 12a aufgrund seiner - -

Massenträgheit bei einer Beschleunigung des Kolbens 10a während des Pumpbhubs gegen den Anschlag 31 a gedrückt. Obwohl das Ankerelement 12a lediglich entlang der Betätigungskraft formschlüssig mit dem Druckkolbenelement 1 1 a verbunden ist, ist eine axiale Position des Ankerelements 12a stets definiert. Die Schwingankerpumpe ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als

Hochdruckpumpe für ein Haushaltsgerät ausgebildet. Das Ankerelement 12a weist einen Innendurchmesser von 14 mm und einen Au ßendurchmesser von 20 mm auf. Das Blech, aus dem das Ankerelement 12a geformt ist, weist daher eine Stärke von 3 mm auf. Die Magnetspule 18a weist einen Spulendurchmesser von 47 mm auf, d.h. ein maximaler Durchmesser des die Magnetspule 18a umgebenden Spulengehäuses 19a beträgt 47 mm. Der Spulendurchmesser ist damit um einen Faktor 2,35 größer als der

Außendurchmesser des Ankerelements 12a.

In einer Ausgestaltung als Niederdruckpumpe weisen das Ankerelement 12a und die Magnetspule 18a der Schwingankerpumpe andere Abmessung auf. Das Ankerelement 12a weist dann einen Innendurchmesser von 9 mm und einen Au ßendurchmesser von 13 mm auf. Das Blech, aus dem das Ankerelement 12a geformt ist, weist damit eine Stärke von 2 mm auf. Die Magnetspule 18a weist in einer solchen Ausgestaltung einen Spulendurchmesser von 32,5 mm auf. Der Spulendurchmesser ist dann um einen Faktor von 2,5 größer als der Außendurchmesser des Ankerelements 12a und damit kleiner als 3,0.

In der Figur 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die

nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 5 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 5 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der Figur 6 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 5 verwiesen werden. - -

Figur 6 zeigt eine Schwingankerpumpe mit einer Magnetspule 18b und einem Kolben 10b, der zur Förderung eines Fluids unter Wirkung eines Gegendrucks vorgesehen ist. Der Kolben 10b weist ein Druckkolbenelement 1 1 b und ein von dem Druckkolbenelement 1 1 b getrennt ausgeführtes Ankerelement 12b auf. Das Ankerelement 12b ist für eine

Kraftrichtung fest mit dem Druckkolbenelement 1 1 b gekoppelt. Das Ankerelement 12b ist in Form einer Hülse ausgeführt und besteht aus einem magnetisierbaren Material.

Entsprechend dem vorangegangen Ausführungsbeispiel ist das Ankerelement 12b als ein Biegebauteil ausgebildet.

Im Unterschied zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ist das Ankerelement 12b aus einem Blech geformt, welches zweiteilig ausgeführt ist. Das Ankerelement 12b weist ein inneres Blechelement 13b und ein äu ßeres Blechelement 14b auf. Das innere

Blechelement 13b ist innerhalb des äußeren Blechelements 14b angeordnet. Bei einer Herstellung des Ankerelements 12b werden die beiden Blechelemente 13b, 14b zunächst fest miteinander verbunden, beispielsweise durch Sicken, welche in die Blechelemente 13b, 14b eingebracht werden, nachdem sie aufeinander gelegt wurden. Alternativ zu einer formschlüssigen Verbindung können die Blechelemente 13b, 14b auch stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Die beiden miteinander verbundenen Blechelemente 13b, 14b bilden dann das Blech aus, welches gerollt wird, um es als das Ankerelement 12b in Form einer Hülse auszubilden. Das innere Blechelement 13b und das äu ßere Blechelement 14b weisen unterschiedliche axiale Längen auf. Auf der einen Seite, die in montiertem Zustand einer Vorkammer 23b der Schwingankerpumpe zugewandt ist, enden das innere Blechelement 13b und das äußere Blechelement 14b in der gleichen Ebene. Auf der anderen Seite, die in montiertem Zustand einer Kompressionskammer 24b der Schwingankerpumpe zugewandt ist, steht das äußere Blechelement 14b in axialer Richtung über das innere Blechelement 13b über. Das Ankerelement 12b weist dadurch zwei Teilbereiche mit unterschiedlichen

Materialstärken auf. Die beiden Blechelemente 13b, 14b selbst weisen in dem

dargestellten Ausführungsbeispiel eine im Wesentlichen gleiche Materialstärke auf.

Weiter ist in diesem Ausführungsbeispiel der Kolben 10b aufgrund seiner Massenträgheit über eine Ruhestellung hinaus bewegbar. Zur Dämpfung der Bewegung des Kolbens 10b weist die Schwingankerpumpe zusätzlich zur Pumpfeder 20b eine Dämpfungsfeder 34b auf, die der Pumpfeder 20b entgegen wirkt. - -

Der eine Teilbereich, in dem die Materialstärke größer ist, ist insbesondere zur Lenkung des Magnetfeldes der Magnetspule 18b vorgesehen. Der andere Teilbereich bildet eine Aufnahme für die Dämpfungsfeder 34b aus. Die Seite des Ankerelements 12b, auf der die beiden Blechelemente 13b, 14b in der gleichen Ebene enden, dient zur formschlüssigen Verbindung mit dem Druckkolbenelement 1 1 b. Die Seite, auf der das äu ßere

Blechelement 14b über das innere Blechelement 13b übersteht, bildet die Aufnahme für die Dämpfungsfeder 34b aus. Das äußere Blechelement 13b umgibt die Dämpfungsfeder 34b, die radial durch das Druckkolbenelement 1 1 b geführt ist. Die Dämpfungsfeder 34b ist axial zwischen dem inneren Blechelement 13b und einer Kolbenführung 38b, die fest mit einem Spulengehäuse 19b der Schwingankerpumpe verbunden ist, abgestützt.

Grundsätzlich kann auch auf der Seite, auf der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Blechelemente 13b, 14b in der gleichen Ebene enden, das äu ßere Blechelement 14b über das innere Blechelement 13b überstehen. Ein Überstand ist dabei vorzugsweise höchstens halb so groß wie die Materialstärke beider Blechelemente 13b, 14b zusammen. Der Überstand beträgt dabei vorzugsweise ca. 1 mm.