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Patent Searching and Data


Title:
RECIPROCATING PISTON PUMP WITH MAGNETIC DRIVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/004620
Kind Code:
A1
Abstract:
A reciprocating piston pump with a magnetic drive comprises a cylinder (2) which encloses a pump chamber (3) and has an outlet bore (4), an electric solenoid for the periodic generation of a magnetic field, an armature (24, 24.1) which can be moved by the magnetic field of the cylinder coil in the longitudinally axial direction of the pump chamber (3) with a piston (25, 25.1) which dips into the pump chamber (3) and can be moved back and forth therein by the movement of the armature (24, 24.1). The piston/armature component (23, 23.1) has an axial inlet channel 9, which armature (24, 24.1) is situated in an armature housing 13 which encloses an armature chamber. A pressure equalization path is provided between the piston side and the inlet side of the armature. The pressure equalization path has at least one channel (30) which opens into the piston-side section of the armature chamber and the longitudinal axis of which, which connects the piston side to the inlet side, extends parallel to the pivot axis of the piston/armature component 23, 23.1. The piston/armature component (23, 23.1) is a composite component, in which the armature (24, 24.1) is a tubular piece or is produced from a piece of this type, in the inner channel 28 of which the piston (25, 25.1) of smaller diameter engages by means of a connecting section (29, 29.1) and is thus connected to the armature (24, 24.1).

Inventors:
MAYORAZ PIERRE (CH)
DAYER GAETAN (CH)
DOVAT LUDOVIC (CH)
Application Number:
PCT/EP2012/062712
Publication Date:
January 10, 2013
Filing Date:
June 29, 2012
Export Citation:
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Assignee:
WIK FAR EAST LTD (CN)
MAYORAZ PIERRE (CH)
DAYER GAETAN (CH)
DOVAT LUDOVIC (CH)
International Classes:
F04B53/02; F04B17/04; F04B53/14
Domestic Patent References:
WO2000061946A12000-10-19
Foreign References:
US5572922A1996-11-12
FR2272473A11975-12-19
GB2066375A1981-07-08
EP1818538B12009-04-22
EP0288216B11992-04-15
DE202005006584U12005-08-04
Attorney, Agent or Firm:
HAVERKAMP, Jens (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Hubkolbenpumpe mit Magnetantrieb, umfassend einen einen Pumpraum (3) einfassenden Zylinder (2) mit einer Ausgangsbohrung (4), eine elektrische Zylinderspule zum periodischen Erzeugen eines Magnetfeldes, einen von dem Magnetfeld der Zylinderspule in längsaxialer Richtung des Pumpraumes (3) bewegbaren Anker (8, 24, 24.1 ) mit einem in den Pumpraum (3) eintauchenden und durch die Bewegung des Ankers (8, 24, 24.1 ) darin hin- und herbewegbaren Kolben (7, 25, 25.1 ), wobei das Kolben-Anker-Bauteil (23, 23.1 ) einen axialen Zulaufkanal (9) aufweist, welcher Anker (8, 24, 24.1 ) sich in einem einen Ankerraum einfassenden Ankergehäuse (13) befindet und eine Druckausgleichswegsamkeit zwischen der Kolbenseite und der Zulaufseite des Ankers vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichswegsamkeit zumindest einen in dem kolbenseitigen Abschnitt des Ankerraums mündenden Kanal (12, 12.1 ; 30) aufweist, dessen die Kolbenseite mit der Zulaufseite verbindende Längsachse parallel zur Schwingachse des Kolben-Anker-Bauteils (23, 23.1 ) verläuft, und dass das Kolben- Anker-Bauteil (23, 23.1 ) ein Verbundbauteil ist, bei dem der Anker (24, 24.1 ) ein Rohrstück ist oder aus einem solchen gefertigt ist, in dessen Innenkanal (28) der im Durchmesser kleinere Kolben (25, 25.1 ) mit einem Verbindungsabschnitt (29, 29.1 ) eingreift und mit dem Anker (24, 24.1 ) verbunden ist.

Hubkolbenpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung des Zulaufkanalabschnittes (10.1 ) des Ankers (8, 24, 24.1 ) zylindrisch ist.

Hubkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufkanal (9 bzw. 10.1 ) innerhalb des Ankers (8) einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des Kolbens (7).

Hubkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal als eine die kolbenseitige Stirnfläche des Ankers (8) durchgreifende Bohrung (12, 12.1 ) ausgeführt ist.

Hubkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass umfänglich verteilt und mit gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet mehrere derartiger Bohrungen (12, 12.1 ) vorgesehen sind, die in ihrer Gesamtheit die Druckausgleichswegsamkeit bilden.

Hubkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Kanal (30) den Anker (24, 24.1 ) durchgreift.

Hubkolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass umfänglich verteilt und mit gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet mehrere derartiger Kanäle (30) vorgesehen sind.

Hubkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des von dem Anker eingefassten Abschnitts des Zulaufkanals größer ist als die Querschnittsfläche des Kolbens und eine von der runden Querschnittsgeometrie des Kolbens abweichende Querschnittsgeometrie, insbesondere eine eckige Querschnittsgeometrie aufweist.

Hubkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (25, 25.1 ) mit einem Verbindungsabschnitt (29, 29.1 ) unter Zwischenschaltung eines den Verbindungsabschnitt (29, 29.1 ) des Kolbens (25, 25.1 ) einfassenden, als geschlitzter mehreckiger Rohrkörper ausgebildeten Klemmgliedes (27, 27.1 ) festgesetzt ist und die aufgrund der Unterschiede in der Querschnittsgeometrie zwischen den Klemmglied (27, 27.1 ) und dem Anker (24, 24.1 ) und/oder zwischen dem Klemmglied (27, 27.1 ) und dem Kolben (25, 25.1 ) vorhandenen Zwischenräume die Druckausgleichswegsamkeit bilden.

Hubkolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmglied (27, 27.1 ) eine quadratische Innen- und Außengeometrie aufweist.

Description:
Hubkolbenpumpe mit Magnetantrieb

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenpumpe mit Magnetantrieb, umfassend einen einen Pumpraum einfassenden Zylinder mit einer Ausgangsbohrung, eine elektrische Zylinderspule zum periodischen Erzeugen eines Magnetfeldes, einen von dem Magnetfeld der Zylinderspule in längsaxialer Richtung des Pumpraumes bewegbaren Anker mit einem in den Pumpraum eintauchenden und durch die Bewegung des Ankers darin hin- und herbewegbaren Kolben, wobei das Kolben-Anker-Bauteil einen axialen Zulaufkanal aufweist, welcher Anker sich in einem einen Ankerraum einfassenden Ankergehäuse befindet und eine Druckausgleichswegsamkeit zwischen der Kolbenseite und der Zulaufseite des Ankers vorgesehen ist.

Derartige elektrische Flüssigkeitspumpen, die aufgrund ihres elektromagnetischen Antriebes auch als Solenoid-Pumpen bzw. aufgrund der Bewegung ihres Kolben-Ankers-Bauteils als Schwingkolbenpumpe bezeichnet werden, werden eingesetzt, wenn kleinere Flüssigkeitsmengen zu fördern sind und/oder wenn durch eine Pumpe ein gewisser Druck aufgebaut werden soll. Eingesetzt werden derartige Flüssigkeitspumpen in Haushaltsgeräten, etwa in Kaffeemaschinen, Bügeleisen oder dergleichen. Bei einem Einsatz einer solchen Flüssigkeitspumpe in einer Kaffeemaschine dient diese zum Fördern von für eine Getränkebereitung benötigtem Wasser aus einem Wassertank zu einer Durchlaufheizeinrichtung und anschließend zur Brüheinheit. Werden derartige Flüssigkeitspumpen bei Kaffeemaschinen eingesetzt, die als sogenannter Vollautomat zum Brühen von Espresso geeignet sind, können derartige Pumpen den für eine Espressozubereitung benötigten Druck von etwa 10 bar oder mehr mit hinreichender Förderleistung bereitstellen. Von Vorteil derartiger Flüssigkeitspumpen ist auch ihre geringe Baugröße.

Eine solche Flüssigkeitspumpe ist beispielsweise aus EP 1 818 538 B1 oder EP 0 288 216 B1 bekannt. Aufgebaut ist eine solche Flüssigkeitspumpe aus einem einen Pumpraum einfassenden Zylinder, in den ein Kolben in längsaxialer Richtung bewegbar eintaucht. Der Zylinder verfügt über eine Ausgangsbohrung, durch die von dem Kolben bei einem Betrieb der Pumpe geförderte Flüssigkeit hinausgedrückt wird. Zur längsaxialen Bewegung des Kolbens innerhalb des Zylinders ist dieser an einen Anker angeschlossen, der seinerseits in einem Ankergehäuse längsaxial bewegbar ist. Der Anker weist ferromagnetische Eigenschaften auf. Das Ankergehäuse ist von einer elektrischen Spule umgeben, durch die ein periodisches Magnetfeld erzeugt wird. Der Anker ist mittels einer als Druckfeder ausgebildeten Rückstellfeder an einem Boden des Ankergehäuses abgestützt. Die Rückstellfeder wirkt auf den Anker und damit auf den in den Zylinder eintauchenden Kolben derart, dass durch diese in den Pumpraum eingebrachte Flüssigkeit durch die Kraft der Feder aus der Ausgangsbohrung hinausgedrückt wird. Zum Zuführen von zu förderndem Wasser in den Pumpraum dient das durch die Zylinderspule aufgebaute Magnetfeld, durch das der Anker und damit der Kolben unter Vergrößerung des aktuellen Volumens des Pumpraumes gegen die Kraft der Rückstellfeder zurückbewegt wird. Die Zylinderspule ist zum Erzeugen eines periodischen Magnetfeldes mit Wechselspannung ausgeführt und umfasst typischerweise eine Diode, mit der ein Magnetfeld nur über die Länge einer Halbwelle einer Periode erzeugt wird. Durch die Rückstellfeder wird bei jeder Magnetfeldunterbrechung der Kolben zum Herausdrücken des durch die Rückzugsbewegung desselben in den Pumpraum eingebrachten Wassers durch die Ausgangsbohrung des Zylinders bewegt. Damit schwingt das Kolben-Anker-Bauteil in der Frequenz, die die anliegende Wechselspannung aufweist.

Um Wasser in den Pumpraum einströmen zu lassen, verfügt das Kolben- Anker-Bauteil über einen zentralen Durchgangskanal. Dieser ist durch eine Wasserzufuhr beaufschlagt, die in den von dem Ankergehäuse einge- fassten Ankerraum mündet. Die Flüssigkeitspumpe verfügt über einen Zulaufstutzen, auf den beispielsweise ein an einen Wassertank angeschlossener Schlauch sitzt.

Um die vorbeschriebene Wasserförderung durchführen zu können, verfügt eine solche Flüssigkeitspumpe über ein Einlassventil und über ein Auslassventil. Beide Ventile sind als Einwegventile ausgeführt. Der Ventilkörper des Einlassventils liegt in seiner Geschlossenstellung an einem an dem in den Pumpraum des Zylinders hineinragenden Ende des Kolbens befindlichen, ringförmigen Ventilsitz an. Der Ventilkörper des Auslassventils liegt in seiner Geschlossenstellung an einem der Ausgangsbohrung des Zylinders zugeordneten, ringförmigen Ventilsitz an.

Um einen Druckausgleich zwischen der Kolbenseite des Ankers bzw. dem kolbenseitigen Ankerraum und dem Zulauf zu gestatten, ist in einem an den Anker angeformten Ringzylinderabschnitt eine Querbohrung eingebracht, durch die eine Wegsamkeit von dem kolbenseitigen Ankerraum zu dem Zulaufkanal geschaffen ist. Dieser Ringzylinderabschnitt weist einen größeren Außendurchmesser auf als der Kolben und taucht nicht in den Zylinder ein. Für die Funktionstüchtigkeit der Druckausgleichswegsamkeit ist es erforderlich, dass diese in jeder Stellung des Schwingkolbens offen ist.

Aus DE 20 2005 006 584 U1 ist ein Kolben für eine Solenoid-Pumpe beschrieben, der als Verbundkolben ausgeführt ist. Bei diesem Kolben ist der Anker mit seinem Zylinderfortsatz und der Querbohrung aus einem ersten Material - einem ferromagnetischen Material - gefertigt, während es sich bei dem Kolben um ein Metallrohr allgemeiner Art mit oder ohne Naht handeln kann. Bei diesem Verbundkolben wird der Kolben mit dem an den Anker angeformten Zylinderabschnitt verschweißt.

Die Flüssigkeitspumpen der vorgenannten Art sind relativ kleinbauend. Gleichwohl besteht der Wunsch, diese weiter zu vereinfachen, insbesondere kostengünstiger zu gestalten und die benötigte Baugröße, wenn möglich, zu reduzieren.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Flüssigkeitspumpe dergestalt weiterzubilden, dass diese möglichst einfach bauend und somit kostengünstig und mit einer geringeren längsaxialen Erstreckung ausgeführt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine eingangs genannte, gattungsgemäße Flüssigkeitspumpe, bei der die Druckausgleichswegsamkeit zumindest einen in dem kolbenseitigen Abschnitt des Ankerraums mündenden Kanal aufweist, dessen die Kolbenseite mit der Zulaufseite verbindende Längsachse parallel zur Schwingachse des Kolben-Anker- Bauteils verläuft und bei der das Kolben-Anker-Bauteil ein Verbundbauteil ist, bei dem der Anker ein Rohrstück ist oder aus einem solchen gefertigt ist, in dessen Innenkanal der im Durchmesser kleinere Kolben mit einem Verbindungsabschnitt eingreift und mit dem Anker verbunden ist.

Das Kolben-Anker-Bauteil dieser Flüssigkeitspumpe verfügt über eine längsaxiale Wegsamkeit, um eine Druckausgleichswegsamkeit zwischen der Kolbenseite des Ankers und der Zulaufseite bereitzustellen. Dabei kann die Zulaufseite der dem Anker zugeordnete Zulaufkanalabschnitt des Zulaufkanals sein. Möglich ist auch, dass die Druckausgleichswegsamkeit in Form einer oder mehrerer, den Anker durchgreifender Kanäle parallel zur Längsachse des Ankers ausgeführt ist und somit an der zulaufseitigen Stirnseite in den diesseitigen Ankerraumabschnitt mündet.

Bei der beanspruchten Konzeption wird keine Querbohrung benötigt. Daher kann zum Platzieren derselben auf einen Ringzylinderabschnitt, wie dieser im Stand der Technik notwendig ist, verzichtet werden. Folglich kann ein solches Kolben-Anker-Bauteil hinsichtlich seiner Längserstreckung kürzer gestaltet werden, wodurch sich die Gesamtlängserstreckung der Flüssigkeitspumpe reduzieren lässt.

Vorteilhaft bei diesem Konzept ist nicht nur die mögliche kürzere Auslegung der Flüssigkeitspumpe sondern auch, dass die Druckausgleichswegsamkeit eine Längserstreckung aufweist, die parallel zur Bewegungsrichtung des Kolben-Anker-Bauteils verläuft. Daher erfolgt ein Überströmen von Flüssigkeit von der einen Ankerseite zur anderen Ankerseite strö- mungsoptimiert, und zwar unter Reduzierung von Turbulenzen, was wiederum eine Reduktion von für das Überströmen der Flüssigkeit von der einen Ankerraumseite in die andere benötigter Energie zur Folge hat. Für den Betrieb einer solchen Flüssigkeitspumpe wird daher bei gleicher Förderkapazität wie bei einer herkömmlichen Flüssigkeitspumpe der eingangs genannten Art weniger Energie verbraucht. Mithin braucht die rückstellende Druckfeder nur mit einer entsprechend geringeren Rückstellkraft ausgerüstet zu sein, weshalb dann auch die Zylinderspuleneinheit kleiner ausgelegt werden kann.

Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Zulaufkanal innerhalb des Ankers einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Au- ßendurchmesser des Kolbens und dass die Druckausgleichswegsamkeit als eine oder mehrere, die kolbenseitige Stirnfläche des Ankers durchgreifende Bohrung ausgeführt ist. Dabei ist vorgesehen, dass die zumindest eine parallel zur Längsachse des Kolben-Anker-Bauteils ausgeführte Bohrung in einer radialen Anordnung bezüglich der Außenseite des Kolbens angeordnet ist, dass diese in den Zulaufkanalabschnitt des Ankers mündet. Bei mehreren Bohrungen sind diese typischerweise mit gleichem Winkelabstand zueinander, den Kolben einfassend angeordnet.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung durchgreift die Druckausgleichswegsamkeit, beispielsweise in Form von mehreren Kanälen den Anker in längsaxialer Richtung. Vorzugsweise sind die Kanäle mit Abstand zu der äußeren Mantelfläche des Ankers angeordnet. Es hat sich gezeigt, dass dann keinerlei Einbußen der Ansteuerung des Ankers durch das Magnetfeld der elektrischen Zylinderspule in Kauf genommen werden muss.

Das vorbeschriebene Konzept der hinsichtlich ihrer Längsachse parallel zur Schwingachse des Kolben-Anker-Bauteils vorgesehenen Druckausgleichswegsamkeit erlaubt in besonderem Maße die Ausbildung von Kolben-Anker-Bauteilen, die als Verbundbauteile ausgeführt sind. Dieses erlaubt, den Anker durch einen Rohrabschnitt zu bilden, was eine bei herkömmlichen Kolben-Anker-Bauteilen benötigte spanende Bearbeitung zumindest weitestgehend überflüssig macht. Einher geht damit auch, dass bei diesem Konzept letztendlich kein oder nur wenig Materialabfall entsteht. Vorzugsweise wird man die Innenwandung des Zulaufkanalabschnitts des Ankers zylindrisch vorsehen, damit auch diese nicht einem zusätzlichen Bearbeitungsschritt zum Erzeugen bestimmter Geometrien bearbeitet werden muss, da Zylinderrohre bereits bei ihrer Herstellung typischerweise eine solche Innenwandungsgeometrie aufweisen. Der Kolben als weiteres Rohrstück, typischerweise aus einem anderen, vor allem kostengünstigeren Material hergestellt, greift mit einem Abschnitt - einem Verbindungsabschnitt - in den Innenkanal des Ankers ein und ist darin festgesetzt, wobei hierfür vorzugsweise ein Klemmglied verwendet wird. Ein solches Klemmglied kann als geschlitzter mehreckiger Rohrkörper ausgebildet sein, in dessen Innenkanal der Verbindungsabschnitt des Kolbens aufgenommen ist und der seinerseits in den Innenkanal des Ankers eingepresst und darin reibschlüssig gehalten ist. Dabei ist die mehreckige Ausbildung des rohrförmigen Rohrkörpers nicht nur zum Konzentrieren der Klemmkräfte zwischen Klemmglied und Innenwand des Ankers auf die Kanten zweckmäßig, sondern infolge der Geometrieunterschiede zwischen dem Klemmglied und dem Innenkanal des Ankers bilden die durch das Klemmglied nicht gefüllten Querschnittsbereiche des im Querschnitt runden Ankerkanals zugleich die gewünschten Druckausgleichswegsam- keiten. Gleicherweise bilden sich Druckausgleichswegsamkeiten zwischen dem Klemmglied und dem Verbindungsabschnitt des Kolbens aus.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 : einen Längsschnitt durch eine als Hubkolbenpumpe mit

Magnetantrieb ausgebildete Flüssigkeitspumpe mit einem Kolben-Anker-Bauteil gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2: einen Längsschnitt durch ein Kolben-Anker-Bauteil gemäß der Erfindung,

Fig. 2a: eine Stirnseitenansicht des Kolben-Anker-Bauteils der Figur

2,

Fig. 3: einen Längsschnitt durch ein Kolben-Anker-Bauteil prinzipiell entsprechend demjenigen der Figur 2 in einer alternativen Ausgestaltung,

Fig. 3a: eine perspektivische Ansicht des Kolben-Anker-Bauteils der

Figur 3,

Fig. 4: eine perspektivische Ansicht nach Art einer Explosionsdarstellung der Bauteile der Hubkolbenpumpe der Figur 1

Fig. 5: eine vergrößerte perspektivische Ansicht des zulaufseitigen

Endes des aus Zylinder und Ankergehäuse gebildeten Bauteils und Fig. 6: eine perspektivische Querschnittsdarstellung des Pumpen- gehäuses der Flüssigkeitspumpe der Figur 1 und 2 als Einblick auf den zulaufseitigen Boden des Pumpengehäuses.

Eine als Hubkolbenpumpe mit Magnetantrieb ausgelegte Flüssigkeitspumpe 1 , auch als Solenoid-Pumpe anzusprechen, verfügt über einen Zylinder 2, der einen Pumpraum 3 einfasst. Der Pumpraum 3 ist ausgangs- seitig durch eine Ausgangsbohrung 4 begrenzt, die in den Boden 5 des Zylinders 2 eingebracht ist. An den Boden 5 ist von dem Pumpraum 3 wegweisend eine Anschlussbuchse 6 angeformt, in die die Ausgangsbohrung 4 mündet. Diese verfügt über ein Innengewinde zum Anschließen einer Druckleitung. Von der Einlassseite her greift in den Pumpraum 3 ein Kolben 7 ein. Dieser ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel angeformt an einen Anker 8. Das aus Kolben 7 und Anker 8 bestehende Bauteil ist aus einem ferromagnetischen Werkstoff in Edelstahlqualität hergestellt. Dieses Bauteil durchgreift ein Zulaufkanal 9, wobei ein erster Zulaufkanalabschnitt 10 dem Anker 8 und der sich daran anschließende Zulaufkanalabschnitt 10.1 dem Kolben 7 zugeordnet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Innendurchmesser des Kanalabschnittes 10 größer als der Außendurchmesser des Zulaufkanalabschnitts 10.1 des Kolbens 7. In das aus Kolben 7 und Anker 8 bestehende Bauteil sind in die kolbenseitige Stirnfläche 1 1 des Ankers 8 drei umfänglich verteilt und in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnete Druckausgleichsbohrungen eingebracht, durch die die Kolbenseite des Ankers 8 mit seiner Zustromseite - mit dem Zulaufkanalabschnitt 10.1 - verbunden ist. Aufgrund der Schnittdarstellung sind in Figur 1 nur zwei der drei Druckausgleichsöffnungen 12, 12.1 erkennbar.

Das in Figur 1 gezeigte Kolben-Anker-Bauteil ist nicht Teil der Erfindung und dient der prinzipiellen Beschreibung der Funktionalität desselben, um eine Druckausgangswegsamkeit zwischen der Kolbenseite des Ankers 8 und seiner Zulaufseite herzustellen. Die Zulaufseite des Ankers 8 ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Zulaufkanalabschnitt 10.1 . Die Längsachsen der Druckausgleichsöffnungen 12, 12.1 erstrecken sich parallel zur Schwingachse des Bauteils. Angeordnet sind die Öffnungen 12, 12.1 radial unmittelbar angrenzend an die äußere Mantelfläche des Kolbens 7. Der Durchmesser des Zulaufkanalabschnitts 10.1 ist größer als der Außen- durchmesser des Kolbens 7. Daher münden die Druckausgleichsöffnungen 12, 12.1 bei paralleler Ausrichtung in den Zulaufkanalabschnitt 10.1 .

Die äußere Mantelfläche des Kolbens 7 ist unter Ausbildung einer Labyrinthdichtung gegenüber der Innenseite des Zylinders 2 abgedichtet. Realisiert wird dieses durch einen sehr engen Spalt zwischen diesen beiden längsaxial zueinander bewegbaren Bauteilen. Damit ist zwischen der Außenwand des Kolbens 7 und der Innenwand des Zylinders 2 keine zusätzliche Dichtung notwendig. Dies bedingt auch, dass der Kolben 7 bei seiner Schwingbewegung innerhalb des Pumpraums 3 leicht läuft. Das Kolben- Anker-Bauteil wird in Bezug auf seine Schwingbewegung durch den in den Zylinder 2 eingreifenden Kolbenabschnitt geführt. Aufgrund der vorbeschriebenen Dichtung sind Taumelbewegungen des Kolben-Anker- Bauteils vermieden.

Der Anker 8 befindet sich in einem Ankergehäuse 13, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an den Zylinder 2 angeformt ist. In dem von dem Ankergehäuse 3 umschlossenen Raum - dem Ankerraum - befindet sich zulaufseitig eine Druckfeder 14 als Rückstellfeder, die sich mit ihrem einen Ende an dem Anker 8 und mit ihrem anderen Ende an einem Bodenvorsprung 15 eines Pumpengehäuses 16 abstützt. Der Bodenvorsprung 15 geht zulaufseitig in einen Anschlussstutzen 17 über, auf den ein Zulaufschlauch (nicht dargestellt) zu sitzen kommt. Der Zulaufschlauch ist an einen Wasservorrat angeschlossen. Aufgrund der vorbeschriebenen Führung zwischen Kolben-Anker-Bauteil und dem Zylinder 2, durch welche eine Taumelbewegung vermieden ist oder zumindest so gut wie vermieden ist, kann der notwendige Bewegungsspalt zwischen der äußeren Mantelfläche des Ankers 8 und der Innenseite des Ankergehäuses 13 sehr eng bemessen sein.

In dem kolbenseitigen Teil des Ankerraums ist eine Dämpfungsfeder 18 untergebracht. Diese ist zwischen einem außenseitig an dem Zylinder 2 angeformten Flansch 19 und der Stirnfläche 1 1 gehalten.

Auf das Ankergehäuse 13 ist eine elektrische Zylinderspuleneinheit aufgeschoben. Die Zylinderspuleneinheit ist ausgebildet und ausgeführt damit durch diese ein periodisches Magnetfeld erzeugt werden kann. Wird ein Magnetfeld erzeugt, wird durch dieses der Anker 8 gegen die Kraft der Druckfeder 14 bewegt und somit der Kolben 7 unter Vergrößerung des Volumens des Pumpraumes aus dem Zylinder 2 herausgezogen. Wird das Magnetfeld unterbrochen, drückt die in der Druckfeder 14 gespeicherte Energie den Anker 8 und damit den Kolben 7 wieder in ihre in Figur 1 gezeigte Stellung. Zum Erzeugen des periodischen Magnetfeldes ist der Spuleneinheit eine Diode zugeordnet und geschaltet, damit das Magnetfeld nur bei einer der beiden Wechselspannungspolaritäten erzeugt wird. Auf diese Weise schwingt das Kolben-Anker-Bauteil in längsaxialer Richtung bezüglich der Längsachse des Zylinders 2 und des Ankerraumes in der Frequenz der Wechselspannung.

Damit infolge der Schwingbewegung des Kolbens 7 Flüssigkeit gefördert wird, und zwar von der Einlassseite der Pumpe 1 zur Auslassseite hin, ist der Kolben 7 an seinem in den Pumpraum 3 hineinragenden Ende mit einem federlosen Einwegventil als Einlassventil 21 ausgestattet. Dieses öffnet, wenn der Kolben 7 in Richtung zur Zulaufseite bewegt wird. Bei umgekehrter Bewegungsrichtung in Richtung zu dem Boden 5 des Zylinders 2 hin schließt das Ventil 21 . In die Ausgangsbohrung 4 ist ein zweites federloses Einwegventil als Auslassventil 22 eingesetzt. Beide Ventile 21 , 22 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel identisch ausgeführt. Ein solches Ventil ohne Ventilfeder verfügt über einen an seinen Ventilkörper angeschlossenen Führungsabschnitt, der typischerweise einstückig mit dem Ventilkörper hergestellt ist. Der Führungsabschnitt durchgreift den ringförmigen Ventilsitz und ragt im Falle des Einlassventils in den Zulaufkanal des Kolbens hinein. Im Falle des Ausgangsventils ragt der Führungsabschnitt in die Ausgangsbohrung des den Pumpraum einfassenden Zylinders hinein. Der Führungsabschnitt ist in dem Zulaufkanal bzw. der Ausgangsbohrung jeweils ausgehend von der Geschlossenstellung des Ventils in axialer Richtung zum Öffnen desselben bewegbar und unverlierbar an das jeweilige Bauteil - den Kolben bzw. den Zylinder - angeschlossen. Die längsaxiale Bewegbarkeit des jeweiligen Ventils ist so bemessen, dass der Öffnungsquerschnitt bei von dem Ventilsitz abgehobenem Ventilkörper hinreichend zum Durchlassen der gewünschten Wassermenge ist. In die Geschlossenstellung wird der jeweilige Ventilkörper durch Ausnutzen der systemseitig vorhandenen Druckunterschiede infolge der Bewegung des Kolbens zwischen der Einlassseite des Ventilkörpers und seiner Auslassseite gebracht. Im Falle des Einlassventils liegt ein- gangsseitig an diesem bei einer typischen Anwendung einer solchen Flüssigkeitspumpe in einem Haushaltsgerät, also beispielsweise in einer Kaffeemaschine, Umgebungsdruck an, jedenfalls ein Druck der geringer ist als der Förderdruck. Das Einlassventil schließt, wenn der Kolben durch die Kraft der Druckfeder seinen Rückhub in Richtung zu der Ausgangsbohrung des Zylinders ausführt. Bei dieser Bewegung herrscht im Pumpraum und damit ausgangsseitig zu dem Ventilkörper des Einlassventils ein höherer Druck als eingangsseitig mit der Folge, dass das Ventil durch die Bewegung des Kolbens und die damit einhergehende Wasserführung selbsttätig geschlossen wird. Im Falle des Ausgangsventils wird dieses durch die durch die Ausgangsbohrung gedrückte Flüssigkeit geöffnet und schließt selbsttätig mit der Umkehr der Pumpbewegung des Kolbens. Durch die mit dieser Bewegung einhergehende Vergrößerung des Pumpraumvolumens wirkt ausgangsseitig auf den Ventilkörper des Auslassventils ein höherer Flüssigkeitsdruck als eingangsseitig.

Eine solche Konzeption, bei der zumindest eines der beiden Ventile an das den Ventilsitz bereitstellende Bauteil - Kolben und/oder Zylinder - angeschlossen ist und somit eine bestimmungsgemäße Funktionsweise auch ohne den Einsatz von Ventilfedern erlaubt, reduziert sich die Anzahl der zum Ausbilden der Ventile benötigten Bauteile erheblich. Schließlich wird neben dem den Ventilsitz bildenden Bauteil grundsätzlich nur ein weiteres Bauteil, namentlich das Ventil benötigt. Zudem besteht bei dieser Konzeption nicht die Gefahr, dass die Funktionstüchtigkeit der Flüssigkeitspumpe durch Bruch einer Ventilfeder beeinträchtigt werden kann.

Zum Anschließen des Einlassventils und/oder des Auslassventils an das jeweilige Bauteil - Kolben bzw. Zylinder - verfügen diese gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung über einen Führungsabschnitt, der in Um- fangsrichtung segmentiert ist. Die einzelnen Führungsabschnittssegmente sind voneinander unter Belassung von Durchflussspalten beabstandet. Zumindest eines dieser Führungsabschnittssegmente trägt eine in radialer Richtung nach außen abragende Verklammerungsnase, deren in Richtung zum Ventilkörper weisende Fläche eine Anschlagfläche darstellt. Diese Anschlagfläche wirkt mit einer bauteilseitigen Anschlagfläche zusammen, um den Öffnungsbewegungsbetrag des Ventils zu begrenzen. Die bauteil- seitige Anschlagsfläche kann beispielsweise durch eine umlaufende Nut gebildet sein, wie dieses im Falle des Einlassventils bevorzugt ist. Diese Nut ist in die innere Mantelfläche des Zulaufkanals des Kolbens eingebracht. Bei dem Auslassventil ist es möglich, dass die zumindest eine Ver- klammerungsnase die Ausgangsbohrung hintergreift und damit in den Pumpraum eingreift.

Ein Ventil wie vorgeschrieben kann kostengünstig aus Kunststoff, beispielsweise im Wege eines Kunststoffspritzgussverfahrens hergestellt werden. Sollte ein Einsatz von Kunststoff nicht gewünscht sein, bietet es sich an, das Ventil aus Metall, beispielsweise einer geeigneten Messinglegierung herzustellen. Die Ventile 21 , 22 können auch unabhängig von der konkret in dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 beschriebenen Hubkolbenpumpe zum Einsatz gelangen und auch unabhängig von der konkret im Rahmen dieser Ausführungen beschriebenen Ausgestaltung des Kolben-Anker-Bauteils.

Figur 2 zeigt ein Kolben-Anker-Bauteil 23 gemäß der Erfindung, welches als Verbundbauteil ausgeführt ist. Dieses Kolben-Anker-Bauteil 23 ist Teil einer Hubkolbenpumpe mit Magnetantrieb, wie diese zu Figur 1 beschrieben ist. Bei dem Kolben-Anker-Bauteil 23 ist der Anker 24 ein Rohrstück aus einem ferromagnetischen Material in Edelstahlqualität. Der Anker 24 ist zylindrisch, wie aus der Ansicht des Bauteils 23 in der Figur 2a erkennbar. Mithin kann der Anker 24 als Rohrabschnitt hergestellt werden. Der Kolben 25 ist ebenfalls ein Metallrohrabschnitt. Der Kolben 25 ist ohne das diesem zugeordnete ventilfederlose Einwegeinlassventil gezeigt. Sichtbar ist innerhalb des Kolbens 25 die in seinem in den Zylinder eintauchenden Endbereich in die Innenwandung eingebrachte Nut 26, in der das Einlassventil verklammert gehalten ist. Der Kolben 25 ist unter Zwischenschaltung eines Klemmgliedes 27 mit dem Anker 24 verbunden, wobei das Klemmglied 27 und der Kolben 25 in den Innenkanal 28 des Ankers eingeschoben und darin klemmschlüssig gehalten sind. Bei dem Klemmglied 27 handelt es sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um ein geschlitztes Vierkantrohrstück (siehe Figur 2a). Damit unterscheidet sich die Querschnittsgeometrie des Klemmgliedes 27 von der kreisrunden Querschnittsgeometrie des Kolbens 25 und des Innenkanals 28 des Ankers 24. Das Klemmglied 27 ist zum Aufbringen der gewünschten Klemmkraft ge- schlitzt. Der Kolben 25 ist in dem Klemmglied mit einem Verbindungsabschnitt 29 reibschlüssig gehalten. Die mehreckige Ausbildung des Klemmgliedes 27, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine viereckige (quadratische) Querschnittsform gewählt worden ist, dient dem Zweck, dass durch das Klemmglied 27 nicht die gesamte Innenkanalquer- schnittsfläche gefüllt wird. Auf diese Weise verbleiben vier Überströmkanäle 30 zwischen der Innenwand des Ankers 24 und der Außenseite des Klemmgliedes 27. Da sich das Klemmglied 27 des dargestellten Ausführungsbeispiels insgesamt durch den Anker 24 hindurcherstreckt, erstrecken sich ebenfalls die Überströmkanäle 30 durch den Anker 24 hindurch. Es versteht sich, dass zum Halten des Kolbens 25 das Klemmglied 27 auch kürzer hätte ausgestaltet werden können. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel tritt das Klemmglied 27 an beiden Stirnseiten des Ankers 24 über diese hervor. Diese hervorstehenden Abschnitte dienen zum Halten einer Rückstellfeder einerseits und einer Dämpfungsfeder andererseits.

Gleichermaßen verbleiben auch zwischen der Außenseite des Kolbens 25 und der Innenseite des Klemmgliedes 27 sowie innerhalb des Schlitzes Wegsamkeiten, die demselben Zweck dienen wie die Überströmkanäle 30.

Bei der Schwingbewegung des Kolben-Anker-Bauteils 23 bei einem Betrieb der Flüssigkeitspumpe, in der dieses Bauteil 23 eingebaut ist, kann Flüssigkeit von der einen Ankerseite ungehindert über die vorbeschriebene Durchströmungswegsamkeiten, insbesondere bereitgestellt durch die Überströmkanäle 30 von der einen Seite des Ankerraumes zur anderen strömen. Die Ausrichtung dieser Wegsamkeiten zur Längsachse der Bewegungsachse des Kolben-Anker-Bauteils 23 erlaubt einen Druckausgleich durch Überströmen von Flüssigkeit ausschließlich in der Bewegungsachse. Gleiches gilt ebenfalls für das Kolben-Anker-Bauteil der Flüssigkeitspumpe der Figur 1 . Hieraus erklärt sich, dass zum Hindurchdrücken von Flüssigkeit durch diese Überströmwegsamkeit bei vergleichsweise gleicher Querschnittsfläche weniger Energie aufgewendet werden muss.

Figur 3 zeigt ein Kolben-Anker-Bauteil 23.1 , welches prinzipiell aufgebaut ist wie das Kolben-Anker-Bauteil 23. Das Kolben-Anker-Bauteil 23.1 un- terscheidet sich von dem Bauteil 23 nur dadurch, dass das Klemmglied 27.1 kolbenseitig weiter aus dem Anker 24.1 herausragt. Der Verbindungsabschnitt 29.1 des Kolbens 25.1 dringt letztendlich nicht in das Innere des Ankers 24.1 ein. Die Stirnseitenansicht der Kolben-Anker-Bauteils 23.1 entspricht der in Figur 2a zu dem Bauteil 23 gezeigten. Figur 3a zeigt das Kolben-Anker-Bauteil 23.1 in einer perspektivischen Ansicht.

Figur 4 zeigt die einzelnen Baukomponenten der Flüssigkeitspumpe 1 . Erkennbar ist, dass der Zylinder 2 und das Ankergehäuse 13 ein einstückiges Bauteil ausbilden. Dieses Bauteil ist in den Figuren mit den Bezugszeichen 23 gekennzeichnet. Das Bauteil 23 trägt im Bereich seines zulaufseitigen Endabschnittes einen Flansch 31 , der als Anlageflansch für die insgesamt mit dem Bezugszeichen 32 gekennzeichnete Baugruppe, die die elektrischen Komponenten der Flüssigkeitspumpe 1 umfasst, bildet.

Die vergrößerte perspektivische Ansicht der Figur 5 auf den zulaufseitigen Endabschnitt des Kolben-Anker-Bauteils 23 lässt den Flansch 31 deutlich erkennen. Beabstandet von dem Flansch 31 in Richtung zu dem einlauf- seitigen Ende des Bauteils 23 hin sind zwei in radialer Richtung nach außen abragende Bajonettnocken 33, 33.1 als Verbindungsglieder vorgesehen, mit denen das Bauteil 23 an den Boden 34 des Pumpengehäuses 16 lösbar angeschlossen werden kann. Von den Bajonettnocken 33, 33.1 zur zulaufseitigen Mündung des Bauteils 23 beabstandet befindet sich eine umlaufende Nut 35, in die ein Dichtring 36 zur Abdichtung gegenüber dem Pumpengehäuse 16 eingesetzt ist.

Wie bereits aus Figur 1 ersichtlich, verfügt der Boden 34 des Pumpengehäuses 16 über eine ringförmige Verbindungsvertiefung 37, in die zum Anschluss des Bauteils 23 an das Pumpengehäuse 16 der zulaufseitige Verbindungsabschnitt des Bauteils 23 eingesetzt wird. In Figur 6 ist die Verbindungsvertiefung 37 erkennbar, auch mit den zu den Bajonettnocken 33, 33.1 komplementären Nockenriegeln 31 . Somit sind das Bauteil 23 durch Einbringen seines Verbindungsabschnittes in die Verbindungsvertiefung 30 und entsprechendes Drehen der beiden Bauteile gegeneinander diese lösbar abgedichtet miteinander verbindbar. Der Dichtring 36 wirkt bei miteinander verbundenen Bauteilen 16, 23 gegen die Innenwand der Ver- bindungsvertiefung 37 (siehe Figur 1 ).

Das Vorsehen des Pumpengehäuses 16 gestattet zudem den Einsatz einer elektrischen Zylinderspule, um die zur Isolierung nicht ein Kunststoffmantel umgössen ist. Daher können in dem Pumpengehäuse 16 grundsätzlich alle für den Betrieb der Flüssigkeitspumpe 1 notwendigen elektrischen/elektronischen Komponenten untergebracht sein. Dieses umfasst ebenfalls die typischerweise einer solchen Flüssigkeitspumpe zugeordnete Sicherung. Gerade, wenn eine solche Sicherung als Thermosicherung ausgeführt ist, kann diese in unmittelbarer Nähe zur Spule und ohne eine zwischengeschaltete Kunststoffschicht angeordnet werden. Die Modulari- tät gestattet es somit, dass bei Einsatz einer Thermosicherung und nach Durchbrennen derselben nicht die gesamte Flüssigkeitspumpe, sondern nur die Baugruppe 25 oder sogar nur die Sicherung ausgetauscht werden muss.

An die Außenseite des Pumpengehäuses, insbesondere an seine den Anschlussstutzen 17 tragenden Stirnseite können Verbindungsglieder angeordnet sein. Diese können genutzt werden, um an die Flüssigkeitspumpe 1 ein oder mehrere weitere Aggregate anschließen zu können. Hierbei kann es sich insbesondere um eine Durchflussmesseinrichtung handeln, um die von der Flüssigkeitspumpe 1 geförderte Flüssigkeitsmenge zu überwachen. Die Verbindungsglieder können als Verriegelungshaken als Teil einer Bajonettverriegelung konzipiert sein.

Die vorstehende Beschreibung der Ausbildung des Kolben-Anker-Bauteils 23 und seines Anschlusses an das Pumpengehäuse 16 kann auch unabhängig von dem konkret beanspruchten Gegenstand eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste

1 Flüssigkeitspumpe 34 Boden

2 Zylinder 35 Nut

3 Pumpraum 36 Dichtring

4 Ausgangsbohrung 37 Vertiefung

5 Boden 38 Nockenriegel

6 Anschlussbuchse

7 Kolben

8 Anker

9 Zulaufkanal

, 10.1 Zulaufkanalabschnitt

Stirnfläche

, 12.1 Druckausgleichsöffnung

13 Ankergehäuse

14 Druckfeder

15 Bodenvorsprung

16 Pumpengehäuse

17 Anschlussstutzen

18 Dämpfungsfeder

19 Flansch

20 Zylinderspuleneinheit

, 21 .1 Einlassventil

22 Auslassventil

, 23.1 Kolben-Anker-Bauteil

, 24.1 Anker

, 25.1 Kolben

26 Nut

, 27.1 Klemmglied

28 Innenkanal

, 29.1 Verbindungsabschnitt

30 Überströmkanal

31 Flansch

32 Baugruppe

, 33.1 Bajonettnocke