(57)【要約】  ディーゼルエンジンのための排ガス後処理媒体、特に尿素水溶液を搬送するためのポンプ。当該ポンプは、上記媒体を容器から出口へ搬送するポンプ要素が収容されるポンプハウジングを備えて構成されている。欠点なく且つディーゼル車両で生じる条件下で確実に排ガス後処理媒体を搬送可能とするために、相反する力に抗して変位可能なピストンとしてポンプ要素は構成される。当該ピストンは、メンブランによって上記媒体から分離し、上記媒体と接触しない際には当該ピストンは腐食耐性である。メンブランはピストンをシールするので、媒体接触範囲でのシャフトのシールを不必要とする。本発明に係るポンプはディーゼルエンジンのための排ガス後処理装置において用いられる。
2007504396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンのための排ガス後処理媒体、特に尿素水溶液を搬送するためのポンプであって、媒体を少なくとも一つの入口から少なくとも一つの出口へ搬送可能なポンプ要素が収納されているポンプハウジングを備えるポンプにおいて、
上記ポンプ要素がピストン（８）であり、これが抵抗力に対して変位可能でメンブラン（２８）によって媒体から分けられていることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
上記ピストン（８）が中空ピストンであることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
上記ピストン（８）が少なくとも一つのバネ（９；９’）の力に抗して変位可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ。
【請求項４】
上記バネ（９）が圧縮バネであることを特徴とする請求項３に記載のポンプ。
【請求項５】
上記バネ（９’）が皿バネであることを特徴とする請求項３に記載のポンプ。
【請求項６】
皿バネ（９’）がメンブラン（２８）に一体化されていることを特徴とする請求項５に記載のポンプ。
【請求項７】
皿バネ（９’）がメンブラン（２８）によって緊密に囲まれていることを特徴とする請求項６に記載のポンプ。
【請求項８】
メンブラン（２８）が熱可塑性の又は加硫化されたエラストマーから成ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項９】
ピストン（８）が少なくとも一つの磁石コイル（３）によって囲まれていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項１０】
ピストン（８）が磁石コイル（３）の通電によって変位可能であることを特徴とする請求項９に記載のポンプ。
【請求項１１】
ピストン（８）が底部（１０）を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項１２】
メンブラン（２８）がピストン（８）と、特にその底部（１０）とピストン（８）の変位方向に堅く繋がれていることを特徴とする請求項１１に記載のポンプ。
【請求項１３】
メンブラン（２８）が連結部（３０）でピストン（８）の底部（１０）を通って突き出ていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のポンプ。
【請求項１４】
連結部（３０）がメンブラン（２８）に埋め込まれた固定部分（４２）から突き出ていることを特徴とする請求項１３に記載のポンプ。
【請求項１５】
皿バネ（９’）が固定部分（４２）に保持されていることを特徴とする請求項１４に記載のポンプ。
【請求項１６】
連結部（３０）がネジピンとして構成されていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載のポンプ。
【請求項１７】
連結部（３０）がピストン（８）の底部（１０）にねじ止められていることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項１８】
磁石コイル（３）が作動していない状態でメンブラン（２８）が平たくピストン（８）の底部（１０）に隣接することを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項１９】
メンブラン（２８）がその縁（２９）でポンプハウジング（１）とポンプヘッド（１６）の間で張られていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項２０】
メンブラン（２８）がポンプ空間（２７）の境界をなしていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項２１】
ポンプ空間（２７）がポンプヘッド（１６）に設けられていることを特徴とする請求項２０に記載のポンプ。
【請求項２２】
入口（４０）が逆止弁（２１）によってポンプ空間（２７）に対して遮断可能であることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項２３】
出口（３９）が逆止弁（２０）によって遮断可能であることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項２４】
両方の逆止弁（２０，２１）が互いに逆方向に働くことを特徴とする請求項２２又は２３に記載のポンプ。
【請求項２５】
逆止弁（２０，２１）が夫々、収容空間（２２，２３）に収納された弁体（２４，３５）を有することを特徴とする請求項２２〜２４のいずれか一項に記載のポンプ。
【請求項２６】
弁体（２４，３５）の外径が収容空間（２２，２３）の内径よりも小さいことを特徴とする請求項２５に記載のポンプ。
【請求項２７】
収容空間（２２，２３）がポンプ空間（２７）とケーブル結合されていることを特徴とする請求項２５又は２６に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分（プリアンブル部分、所謂おいて部分）に係るディーゼルエンジンのための排ガス後処理媒体、特に尿素水溶液を搬送するためのポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排ガスを、当該排ガス中の酸化窒素を減少する若しくは完全に除去するために、媒体、特に３２．５％尿素水溶液を用いて処理するディーゼル車両における浄化装置が公知である。当該媒体を搬送するために、当該媒体を貯蔵容器から搬送するポンプが設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、排ガス後処理媒体を欠点なく且つディーゼル車両で生じる条件下で確実に搬送可能とするように、一般様式のポンプを形成するという課題を基礎とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題は、一般様式のポンプにおいて本発明にしたがい請求項１の特徴部分の特徴構成で、解決される。
本発明に係るポンプでは、ポンプ要素が、ポンピングプロセスの際に反力に抗して変位可能なピストンによって構成される。ポンプ送出されるべき媒体に対して、ピストンはメンブランによって分けられている。本発明に係るポンプで十分に高い圧力が達成される。ピストンが媒体に対してメンブランによって分けられているので、当該ピストンは腐食耐性で、媒体と接触しない。メンブランはピストンをシールするので、シャフトのシールが媒体接触範囲において必要としない。ポンプは簡単な組み立てと長い寿命によって優れている。
【０００５】
本発明の更なる特徴は、更なる請求項、明細書の記載及び図面から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明を、図面に示された二つの実施例に基づき、更に詳細に説明する。
ポンプは、好ましくはディーゼルエンジンのための排ガス後処理装置の使用に適している。当該ポンプは当然ながら他のポンプ装填にも用いられ得る。
ポンプは、端面に円筒状の接続部２を備えたハウジング１を有する。ハウジング１内に少なくとも一つの磁石コイル３が埋め込まれている。ハウジング１は中央軸線収容空間４を有し、その内壁にケース状の滑り軸受５が隣接している。これは、その端面で半径方向内側に向いたリング状肩面６に載っている。当該肩面は収容空間４の内壁７から離れている。
【０００７】
滑り軸受５においてポット状のピストン８が存在し、少なくとも一つの圧縮バネ９の力に抗して軸方向に可動である。圧縮バネ９の一端がピストン８の底部１０に支えられ、他端は接続部２内にねじ込まれている調整ネジ１１の下側に支えられている。調整ネジ１１で、圧縮バネ９の予張力が無段階で調整可能である。圧縮バネ９の心立てのために、調整ネジ１１がその下側に中心突出部１２を備えており、これは圧縮バネ９の対応する端部に張り出している。
【０００８】
ピストン８は、調整ネジ１１に向いた端部で、半径方向外側に向いたフランジ１３を備えており、ピストン８の或るポジション（図２）において収容空間４の内壁７での半径方向外側に向いた肩面１４に隣接する。調整ネジ１１はその周囲に、ピストン８のフランジ１３の内壁が案内されるリング壁１５を有する。
【０００９】
ハウジング１に、調整ネジ１１に対向した端面でポンプヘッド１６がつながれ、特にネジ固定されている。ポンプヘッド１６は、半径方向外側に向いたフランジ１８を備えたハウジング１７を有し、上記フランジでポンプヘッド１６が平らでシールされてハウジング１の端面に隣接する。フランジ１８の縁に沿って固定ネジ１９があり、これでポンプヘッド１６がハウジング１にネジ固定される。固定ネジ１９のヘッドは有利にはフランジ１８に深く位置する。
【００１０】
ポンプヘッドにおいて、互いに間隔をおいた二つの逆止弁２０，２１が存在し、これらは夫々ポンプヘッド１６の収容空間２２，２３に収納されている。収容空間２２に、その外径が収容空間２２の径よりも小さい弁体２４が存する。弁体２４は、少なくとも一つの圧縮バネ２５によって、図１に示された閉じポジションの方向に付勢される。当該閉じポジションでは弁体がポンプヘッド１６における孔２６を閉鎖する。軸平行な孔２６は、収容空間２２を、メンブラン２８で閉じられているポンプ空間２７に連結する。ポンプ空間２７は基本的にポンプヘッド１６の端面凹みによって形成される。メンブラン２８は、ハウジング１とポンプヘッド１６のフランジ１８の間で張られた強化周囲縁２９を有する。メンブラン２８は、ピストン８に向いた側で、ピストン８の底部１０の中央孔３１を通過する中央連結部３０を有する。連結部３０の自由端に厚み部３２があり、ピストン８に対するメンブラン２８の軸方向保護に用いられる。当該厚み部３２はピストン底部１０の内側にあり、失われることなくメンブラン２８がピストン８と連結されているように構成されている。
【００１１】
ポンプヘッド１６の孔２６に対向配置された側で、接続板３４に備えられた孔３３が収容空間２２に連通される。接続板はポンプヘッド１６のハウジング１から離れた端面に密閉固定されている。
【００１２】
ポンプヘッド１６の収容空間２３において同様に弁体３５がある。当該弁体は弁体２４と同じように形成されているが、当該弁体に対して１８０°捻られて収容空間２３に配されている。弁体３５を用いて、孔３３に対し平行に接続板３４に設けられた孔３６が閉じられる。弁体３５は、少なくとも一つの圧縮バネ３７によって収容空間２３において閉じポジション（図２）の方向に付勢される。弁体３５の外径は収容空間２３の径よりも小さい。収容空間２３に、ポンプヘッド１６に設けられ孔２６に対し平行に位置する孔３８が連通される。孔３８はポンプ空間２７を収容空間２３に連結する。
【００１３】
逆止弁２０の圧縮バネ２５は一方の端部で連結板３４に、他方の端部で弁体２４に支持される。圧縮バネ３７は一方の端部で収容空間２３の底部に、他方の端部で弁体３５に支持される。
【００１４】
孔３３，３６は、ポンプヘッド１６から離れた連結板３４の端面に設けられた連結部３９，４０に連通され、当該連通部を介して搬送されるべき媒体が吸い込まれ、あるいは放出される。
【００１５】
図１に係るポジションにおいて、ピストンのフランジ１３が調整ネジ１１に隣接する（図１）までピストン８が圧縮バネ９の力に抗して変位するように、磁石コイル３は通電される。メンブラン２８は、ピストン８と軸方向にしっかりと連結されているので、連行され、それによってメンブランは孔２６，３８に負圧を生じる。これによって、弁体２４が圧縮バネ２５の力によって支援されてその閉じポジションへ達して孔２６を閉じる結果となる。弁体３５は、吸引力の下で圧縮バネ３７の力に抗して連結板３４から外される。これによって、連結部４０と孔３６を介して媒体が収容空間２３へ達する。ここで吸い込まれた媒体が弁体３５を通り過ぎて孔３８を介してポンプ空間２７に流れる。
【００１６】
その後、磁石コイル３の通電はスイッチオフされる。これによって、ピストンのフランジ１３がポンプハウジング１の肩面１４に接触するようになる（図２）までピストン８が圧縮バネ９の力の下で押し戻される結果となる。この軸方向変位プロセスで、メンブラン２８は連行され弾性的に変形する。ポンプ空間２７に存する媒体はこれによって圧力をかけられる。これによって、媒体が弁体３５を図２に示された閉じポジションへ変位し、圧縮バネ３７の力によって支援される結果となる。これによって連結板３４における孔３６は遮断される。しかしながら同時に弁体２４は、圧力をかけられた媒体によって圧縮バネ２５の力に抗して押し戻され、ポンプヘッド１６における孔２６が自由にされる。それで媒体は収容空間２２に達して、弁体２４を通り過ぎて孔３３に、それ故に連結部３９に流れ込む。
【００１７】
ポンプ圧の高さは、ピストン８を働かせる圧縮バネ９のバネ強度に左右される。調整ネジ１１を用いてポンプ圧は組み立て後に微調整される。
メングラン２８に向いたピストン底部１０の端面４１がアーチ状にされ（図１）、メンブラン２８が図２に従う反った姿勢で平べったく端面４１に隣接する（図２）のが有利である。このようにしてメンブラン２８は最適に支えられ、それに応じて磨耗がごく僅かである。
【００１８】
ポンプは、揺動ピストンポンプと膜型ポンプからなる組み合わせを形成する。ピストン８を備えた揺動ピストン部分がメンテナンスフリーの駆動部として用いられる一方、メンブラン２８はポンプ器官を形成する。ポンピングプロセスの際、単にメンブラン２８が媒体と接触するが、ピストン８には接触しない。それによってメンブラン２８の材料はポンプ圧送されるべき媒体に最適に適合可能である。ピストン８はこの媒体に接触せず、それに関して相応して廉価な材料から製作可能である。
【００１９】
ポンプを用いて、例えば約５バール程度の圧力が達成される。ポンプは、揺動ピストン部分がメンブラン２８によって媒体に対して密閉されているので、水溶液に対して腐食耐性である。膜型ポンプ部分において、波形シール（Wellenabdichtung）が設けられておらず、それに伴って関連する問題が生じない。既述のポンプは、ポンプピストン８が静止状態（通電されない磁石、図２）で最小のポンプ死空間２７の位置にあるので、硬直するおそれがない。媒体の凍結の際、生じた付加体積は、バネ９に抗して後退するピストン８によって受け入れられ得る。ポンプは励起コイル３を介してたやすく温められ、その結果、媒体の自立溶融も場合によって起こり得る凍結の後に可能である。ポンプはメンテナンスフリーで少なくとも車両（ポンプが取り付けられている）の寿命にわたって作動する。
【００２０】
図３及び４に係るポンプは、先の記載した実施形態と基本的に、ピストンバネ９の代わりにメンブラン２８に一体化された皿バネ９’が設けられ、メンブランによって緊密に囲まれることによって異なっている。皿バネ９’は、同様にメンブラン２８に埋め込まれた固定部分４２に着座しており、メンブラン２８から突き出てネジピンとして形成されている連結部３０は固定部分から離れている。当該連結部はピストン８の底部１０にねじ込まれる。固定部分４２と連結部３０が互いにワンピースに形成されているのが有利である。メンブラン２８は特に熱可塑性の又は加硫されたエラストマーから成っている。
【００２１】
図３は前の実施形態の図２に対応するポジジョンでのピストン８を示す。コイル３は通電されず、ピストン８は、そのフランジ１３がポンプハウジング１の肩面１４に隣接するまで、皿バネ９’の力の下で変位される。メンブラン２８はピストン底部１０のアーチ状端面に平べったく隣接する。
【００２２】
コイル３に通電されると、ピストン８は、そのフランジ１３が調整ネジ１１に隣接するまで、皿バネ９’の力に抗して変位する。
ポンプの機能はその他の点で図１及び２に係る実施形態の場合と同じである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】或るポンプ姿勢での本発明に係るポンプの縦断面図である。
【図２】別のポンプ姿勢での本発明に係るポンプの縦断面図である。
【図３】図２に対応し本発明に係るポンプの第二実施形態の図である。
【図４】図３での細部の拡大図である。
【符号の説明】
【００２４】
３  磁石コイル
８  ピストン
９  バネ
１０  底部
２８  メンブラン
３０  連結部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2007504396.tif 000009
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