(57)【要約】  液体圧送用ポンプ（１）であって、少なくとも１つの入口（３）と、少なくとも１つの出口（４）と、内周面（１３）と、幾何学上の軸線（２３）とを有する少なくとも１つのポンプケーシング（２）を備え、ポンプケーシング（２）の内部には偏心体（５）が配置されており、偏心体（５）は、幾何学上の軸線（２３）を中心としてポンプケーシング（２）に対して相対的に偏心運動可能である。ポンプケーシング（２）の内周面（１３）と偏心体（５）の外面（６）との間のポンプギャップ（１１）には、変形可能な部材（７）が配置されており、変形可能な部材（７）とポンプケーシング（２）の内周面（１３）とによって、少なくとも１つの入口（３）から少なくとも１つの出口（４）まで圧送通路（８）が形成されており、更に、変形可能な部材（７）は、偏心体（５）の外面（６）により、圧送通路（８）の少なくとも一部に沿ってポンプケーシング（２）に押し付けられ、これにより、圧送通路（８）の少なくとも１つの移動可能なシール（９）と、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積（１０）とが、圧送通路（８）内に形成されており、圧送通路（８）の少なくとも１つの移動可能なシール（９）と、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積（１０）とは、液体を圧送するために、圧送通路（８）に沿った偏心体（５）の偏心運動によって、入口（３）から出口（４）まで移動可能であり、偏心体（５）の外面（６）は、構造化された表面（１５）を有している。
2017518461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体圧送用ポンプ（１）であって、少なくとも１つの入口（３）と、少なくとも１つの出口（４）と、内周面（１３）と、幾何学上の軸線（２３）とを有する少なくとも１つのポンプケーシング（２）を備え、該ポンプケーシング（２）の内部には偏心体（５）が配置されており、該偏心体（５）は、前記幾何学上の軸線（２３）を中心として前記ポンプケーシング（２）に対して相対的に偏心運動可能であり、前記ポンプケーシング（２）の前記内周面（１３）と前記偏心体（５）の外面（６）との間のポンプギャップ（１１）には、変形可能な部材（７）が配置されており、該変形可能な部材（７）と前記ポンプケーシング（２）の前記内周面（１３）とによって、前記少なくとも１つの入口（３）から前記少なくとも１つの出口（４）まで圧送通路（８）が形成されており、更に、前記変形可能な部材（７）は、前記偏心体（５）の前記外面（６）により、前記圧送通路（８）の少なくとも一部に沿って前記ポンプケーシング（２）に押し付けられ、これにより、前記圧送通路（８）の少なくとも１つの移動可能なシール（９）と、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積（１０）とが、前記圧送通路（８）内に形成されており、前記圧送通路（８）の少なくとも１つの移動可能なシール（９）と、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積（１０）とは、液体を圧送するために、前記圧送通路（８）に沿った前記偏心体（５）の偏心運動によって、前記入口（３）から前記出口（４）まで移動可能であり、前記偏心体（５）の前記外面（６）は、構造化された表面（１５）を有していることを特徴とする、液体圧送用ポンプ（１）。
【請求項２】
前記構造化された表面（１５）に基づき、前記変形可能な部材（７）の前記移動可能なシール（９）の領域に、前記圧送通路（８）に沿って、少なくとも１つの局所的な最大圧力部（１７）と、少なくとも１つの局所的な最小圧力部（１８）とを形成する圧力分布（１６）が存在している、請求項１記載のポンプ（１）。
【請求項３】
前記構造化された表面（１５）は、前記局所的な最小圧力部（１８）のところで前記変形可能な部材（７）にかかる圧力が、予め規定された当該ポンプ（１）の最大運転圧力（１２）よりも大きくなるように形成されている、請求項２記載のポンプ（１）。
【請求項４】
前記偏心体（５）は、外側の軸受輪（３０）と、内側の偏心体領域（２９）とを有しており、前記外側の軸受輪（３０）と前記内側の偏心体領域（２９）との間に軸受（３１）が配置されており、該軸受（３１）により、前記内側の偏心体領域（２９）の偏心的な回動が、前記外側の軸受輪（３０）の偏心的な円運動に変換され、且つ前記外側の軸受輪（３０）に、前記構造化された表面（１５）を有する前記外面（６）が配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のポンプ（１）。
【請求項５】
前記偏心体（５）の外側の軸受輪（３０）は、前記ポンプケーシング（２）に対して相対回動不能である、請求項４記載のポンプ（１）。
【請求項６】
前記構造化された表面（１５）は、前記幾何学上の軸線（２３）に対して平行に向けられた、波山（３２）と波谷（３３）とを備えた波形（１９）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のポンプ（１）。
【請求項７】
前記波形（１９）の波山（３２）は、前記圧送通路（８）に沿った周方向（２７）における、前記移動可能なシール（９）の広がりよりも小さな相互間隔を有しており、前記波山（３２）によって、前記移動可能なシール（９）に、前記圧送通路（８）に沿って少なくとも２つの局所的な最大圧力部（１７）が形成される、請求項１から６までのいずれか１項記載のポンプ（１）。
【請求項８】
前記構造化された表面（１５）は、前記外面（６）の凹部（４０）による所定のパターンを有しており、これらの凹部（４０）はそれぞれ周方向において制限されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のポンプ（１）。
【請求項９】
前記偏心体（５）の前記外面（６）の前記構造化された表面（１５）は、前記幾何学上の軸線（２３）を中心とした所定の角度区分（４１）内で中断されており、該角度区分（４１）は少なくとも前記入口（３）又は前記出口（４）をカバーしている、請求項１から８までのいずれか１項記載のポンプ（１）。
【請求項１０】
内燃機関（３７）と、該内燃機関（３７）の排ガスを浄化するための排ガス処理装置（３８）と、請求項１から９までのいずれか１項記載のポンプ（１）とを備える自動車において、前記ポンプ（１）は、排ガス浄化用の液状添加剤を、タンク（２１）からインジェクタ（３４）へ圧送するために設けられており、前記液状添加剤は、前記インジェクタ（３４）によって前記排ガス処理装置（３８）に供給することができるようになっていることを特徴とする、自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体圧送用ポンプに関する。このポンプは特に、自動車において排ガス浄化用の液状添加剤を、タンクから排ガス処理装置内へ圧送するために使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
液状添加剤を必要とする排ガス処理装置は、例えばＳＣＲ法に必要とされる。ＳＣＲ法（ＳＣＲ＝Selective Catalytic Reduction/選択触媒還元）では、内燃機関の排ガス中の窒素酸化化合物を、アンモニアを用いて窒素、水及びＣＯ２等の無害な物質に還元する。ＳＣＲ法用のアンモニアは通常、液状のアンモニア前駆体溶液から生成され、この液状のアンモニア前駆体溶液はタンク内に貯蔵され、タンクから、説明するポンプにより排ガス処理装置へ圧送されてよい。この液状のアンモニア前駆体溶液は、液状添加剤、還元剤、又は還元剤前駆体とも呼ばれる。この液体は、好適には尿素水溶液である。特に好適には、商品名ＡｄＢｌｕｅ（登録商標）で入手可能な約３２．５％の尿素を含有する尿素水溶液である。この液体は、排ガス外で（そのために設けられた反応器において）且つ／又は排ガス中で（排ガス処理装置において）アンモニアに変化させられる。
【０００３】
このような液体を圧送するポンプにおける問題点は、この液体が低温で凍結する恐れがある、という点にある。上記の３２．５％の尿素水溶液は、例えば−１１℃で凍結する。このように低い温度は、自動車の場合、特に冬季の長時間の停止段階中に生じることがある。凍結すると、液体は膨張する。ポンプは、凍結状態の液体によって損傷されないように設計されていなくてはならない、又は、低い温度が生じた場合には、ポンプを空にする必要がある。ポンプを空にすることができるようにするためには通常、ポンプが空気も圧送可能である、ということが必要とされる。
【０００４】
特に液体としての尿素水溶液において更に問題なのは、ポンプの運転に影響を及ぼす恐れがある、例えば結晶状の尿素析出物又は気体状のアンモニア分離物が形成されることがある、という点である。結晶状の尿素析出物は、摩擦によりポンプの構成部材に影響を及ぼして、ポンプの構成部材における材料剥離を生ぜしめる恐れがある。
【０００５】
このような液体を排ガス処理装置へ圧送するためのポンプは、好適には液体を可能な限り正確に調量して、排ガス処理装置に圧送することもできるようになっていることが望ましい。このことは、追加的な液体調量手段を省くことを可能にする。追加的な調量手段は、例えば調量を（調量弁の開放時間にわたって）時間制御式に行うことができる調量弁である。このような調量弁に比べ、ポンプによる調量は大幅に正確であることが多い。
【０００６】
ポンプは更に、可能な限り高い機械的な効率を有していることが望ましく、これにより、液体の圧送及び調量には可能な限り小さな所要エネルギが必要になると同時に、ポンプの加熱は可能な限り少なくなる。
【０００７】
米国特許第２５４４６２８号明細書（US 2,544,628）、米国特許第３４０８９４７号明細書（US 3,408,947）、独国特許発明第２８５３９１６号明細書（DE 2 853 916）及び独国特許出願公開第３８１５２５２号明細書（DE 38 15 252 A1）から公知のポンプタイプは、オービタルポンプとも呼ばれる。このポンプタイプは、一方では凍結時の液体の体積膨張に対して比較的耐久性がある。他方では、このポンプタイプは逆の圧送方向で運転することもできるようになっているので、圧送モジュールを、技術的に簡単に空にすることが可能である。但し、このポンプタイプをＳＣＲ法の環境での要求に適合させる必要がある。特に、調量精度に関してこのポンプタイプの改良が行われることが望ましい。このポンプタイプは、特に効率及び調量精度に関して問題がある。なぜならば、一方では構造上必要なダイヤフラムエレメントを変形させる、極めて多くの機械的エネルギが必要であり、且つ他方ではこのエレメントの変形により、所定の調量精度がもたらされるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このことを起点として本発明の課題は、上記の諸問題を少なくとも部分的に解決し、特に排ガス浄化用の液体（特に尿素水溶液）の圧送に適した、特に有利な液体圧送用ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、特許請求項１の特徴部に記載のポンプによって解決される。ポンプの別の有利な構成は、従属請求項に記載されている。指摘しておくと、個々の特許請求項に記載された特徴は、技術的に有意な任意の形式で互いに組み合わせることができ、明細書で説明する事情に基づき補足されてよく、この場合はポンプの別の変化態様を表している。
【００１０】
説明する液体圧送用ポンプは、少なくとも１つの入口と、少なくとも１つの出口と、内周面と、幾何学上の軸線とを有する少なくとも１つのポンプケーシングを備えている。ポンプケーシングの内部には、幾何学上の軸線を中心としてポンプケーシングに対して相対的に偏心運動可能な偏心体が配置されている。ポンプケーシングの内周面と偏心体の外面との間のポンプギャップには、変形可能な部材が配置されており、変形可能な部材とポンプケーシングの内周面とによって、少なくとも１つの入口から少なくとも１つの出口まで圧送通路が形成されている。更に、変形可能な部材は、偏心体の外面により、圧送通路の少なくとも一部に沿ってポンプケーシングに押し付けられ、これにより、圧送通路の少なくとも１つの移動可能なシールと、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積とが、圧送通路内に形成されており、圧送通路の少なくとも１つの移動可能なシールと、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積とは、液体を圧送するために、圧送通路に沿った偏心体の回動により、入口から出口まで移動可能である。更に、偏心体の外面は、構造化された表面を有している。
【００１１】
このような構造を有するポンプは、オービタルポンプとも呼ばれる。このポンプは、幾何学上の（中心）軸線を有しており、この軸線を中心として偏心体が偏心運動可能である。このために、好適には駆動軸線に沿って駆動軸が延びており、駆動軸は偏心体を、（少なくとも１つの電気的な）駆動装置に接続している。ポンプ及びポンプのコンポーネントを３次元で説明するために、以下において、半径方向は、ポンプの幾何学上の軸線に対して垂直であり且つポンプの幾何学上の軸線を起点として半径方向外側に向かって延在するものと仮定する。ポンプを３次元で説明するために、更に、幾何学上の軸線に対して接線方向であり且つポンプケーシングの内周面に対して接線方向を、周方向と仮定する。ポンプを説明するために、ポンプの中間面も規定する。この中間面は、幾何学上の軸線に対して垂直に配置されていて、半径方向と周方向とによって張設される。圧送通路は、ポンプの入口から出口まで、少なくとも部分的に周方向に沿って、ポンプケーシングを通って又はポンプケーシングの内周面に沿って延在している。中間面内には、ポンプケーシングと、偏心体と、変形可能な部材と、圧送通路とが位置しており、中間面は、好適にはポンプケーシング、偏心体及び変形可能な部材の対称面も形成している。上記内周面は、好適には上記幾何学上の軸線に対して回転対称である。
【００１２】
ポンプのポンプケーシングは、好適にはリング又は円筒状の室の形式で形成されており、（内部には）偏心体が配置されている。このポンプケーシングは、ポンプの（アウタ）ステータと見なされてもよく、この場合、偏心体は（インナ）ロータと呼ばれてよい。動作機構の逆転の意味で、本発明は、入口及び出口を備えたポンプケーシングが内側に位置しており、偏心体はポンプケーシングを外側で取り囲むような構造にも適用され、ポンプギャップは、内側に位置するポンプケーシングの外周面と、偏心体の内面との間に位置している。ポンプの動作機構の上記逆転の際に、以下でより詳しく規定する、構造化された表面は、偏心体の内面に配置されている。ポンプの動作機構の逆転に基づき、ポンプケーシングを（インナ）ステータ、又は偏心体を（アウタ）ロータと呼ぶことができる。入口及び出口はポンプケーシングに配置されており、ポンプケーシング又は圧送通路内への液体の流入及び流出を可能にする。ポンプケーシングは、好適にはプラスチックから成っている。但し、ポンプケーシングは、金属、金属‐プラスチック複合材料又は任意の別の材料から成っていてもよい。
【００１３】
「偏心体」とは、本明細書では特に、幾何学上の軸線に対して偏心的に（中心外に）配置された円形構造体を意味する。幾何学上の軸線を中心とした偏心運動は、回動運動（回動）と呼ぶこともある。基本的には２つの形式の偏心運動が可能である。第１の形式の偏心運動は、幾何学上の軸線を中心とした偏心体全体の純粋な回転である。第２の形式の偏心運動は、偏心体及び／又は偏心体の外面の円形移動である。両形式の偏心運動はそれぞれ、ポンプケーシングに対する偏心体の外面の空間位置、及び偏心体の動きによるポンプのポンプギャップの変形に同じ影響を及ぼす。偏心体全体が純粋に回転する際には、円形移動時には生じない、偏心体の外面の回転が、付加的に行われる。
【００１４】
ポンプケーシングと偏心体との間のポンプギャップは、特にリング形、三日月形であるか、又は周方向に延在している。ポンプギャップのギャップ幅は、偏心体の偏心運動により、その都度部分的に変化させられる。圧送通路は、（ギャップ内で）特に変形可能な部材とポンプケーシングとの間に配置されていて、ポンプケーシングと変形可能な部材とによって画定される。ポンプギャップは、少なくとも１つの狭幅箇所を有しており、この狭幅箇所は、偏心体の回動又は偏心運動により、周方向でポンプケーシング又は圧送通路に沿って移動する。狭幅箇所のところで、変形可能な部材はケーシングに押し付けられており、これにより、移動可能なシールが形成されている。変形可能な部材は、弛緩状態において好適にはポンプケーシングの内周面の直径と少なくとも同じであるか又はそれよりも大きな直径を有している。ポンプギャップは特に、変形可能な部材がポンプケーシングに挿入されていて、偏心体により部分的に偏心させられて特に強力にポンプケーシングに押し付けられることによって得られる。これにより、特に偏心体の偏心部とは反対の側に位置するポンプギャップが得られる。ポンプギャップの形成は、付加的にポンプ内に存在する液体により支援される。液体は、変形可能な部材をポンプケーシング内で圧縮するので、ポンプケーシング内での変形可能な部材の実際の直径は、弛緩状態での直径よりも小さくなっている。
【００１５】
１価の偏心体と多価の偏心体とは区別され得る。１価の偏心体は、移動可能な狭幅部を１つだけ形成し、延いては移動可能なシールも１つだけ形成する偏心体である。１価の偏心体は、好適には円形の、特に円筒状の外面を有している。これにはいわゆる「多価の」偏心体も含まれており、「多価の」偏心体は、ポンプギャップの複数の狭幅箇所又は複数の移動可能なシールを形成する。このような「多価の」偏心体は、例えば変形可能な部材の内側で転動して複数の狭幅箇所を形成する、複数のローラによって形成されていてもよい。この場合は、ローラの表面が偏心体の外面を形成している。この場合、上述した構造化された表面は、ローラの外面に配置されていてよい。「多価の」偏心体は、例えば楕円形に形成された外面を有していてよいカムディスクによって形成されていてもよい。
【００１６】
圧送通路は、ポンプケーシングと変形可能な部材との間に、液体が通流可能な通路横断面を有しており、通路横断面は、例えば（ポンプの大きさに応じて）少なくとも１つの移動可能なシールに対する最大間隔を有する最大箇所で、１ｍｍ２〜５０ｍｍ２であってよい。入口と出口とは、ポンプの圧送方向において、好適には（中間面内で測定して）互いに２７０°を上回る角距離を開けて配置されている。よって、圧送方向とは逆の方向では、入口と出口とは互いに９０°未満の角距離を有することになる。
【００１７】
変形可能な部材は、好適には偏心体とポンプケーシングとの間に配置されていて、偏心体が変形可能な部材を部分的にポンプケーシングの周面に押し付けるようになっており、これにより、少なくとも１つの移動可能なシールが形成されている。シールのところには、変形可能な部材とポンプケーシングの内周面との間の、液体が通流不能な（線状又は面状の）接触部が存在している。換言すると、変形可能な部材は、移動可能なシールの領域において完全にポンプケーシングに当て付けられているので、この移動可能なシールの範囲内の通路横断面は、最早通流可能な横断面積を有してはいない。つまり、圧送通路は、移動可能なシールの範囲では中断されている。これにより、圧送通路内には、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積も形成されていることになる。閉じられたポンプ容積とは、（圧送通路に沿った上流側又は下流側において）少なくとも片側が閉じられた圧送通路部分が存在していることを意味する。移動可能なシールが移動することにより、少なくとも１つの閉じられたポンプ容積も移動させられ、その結果、閉じられたポンプ容積内の液体が圧送されるようになっている。好適には、ポンプ作動時に、複数の閉じられたポンプ容積が、ポンプの入口からポンプの出口まで移動させられ、これにより、液体を圧送することができるようになっている。よって、閉じられたポンプ容積は、（定義したように少なくとも片側を閉じられて）入口付近に形成され、次いで出口のところで（定義したように少なくとも片側を再び開けられて）解消される。入口のところで閉じられたポンプ容積は、下流側において片側（だけ）を、移動可能なシールによって閉じられており、上流側では入口と接続されているので、液体は入口を通って、閉じられたポンプ容積に流入可能である。出口のところで閉じられたポンプ容積は、上流側において（まだ）片側をシールにより閉じられていて、下流側では出口に接続されているので、液体は閉じられたポンプ容積から出口を通って流出可能である。その間には（閉じられたポンプ容積の、入口から出口までの経路上に）、閉じられたポンプ容積が、上流側と下流側とにおいて、少なくとも１つの移動可能なシールによって（両側を）閉じられている段階が存在する。移動可能なシールがただ１つしか設けられていない場合、この１つだけの移動可能なシールは、入口と出口の両方を閉鎖するように位置決めされている。
【００１８】
変形可能な部材は、変形可能なダイヤフラムと呼ばれることもある。この場合、「ダイヤフラム」という用語は必ずしも、変形可能な部材が面状の広がりを有しているか否かを説明するものではない。「ダイヤフラム」という用語は、変形可能な部材が、液体を圧送するために変形可能であり、且つ少なくとも１つの移動可能なシール及び少なくとも１つの移動可能なポンプ容積を形成するために適した柔軟な構造体である、ということを示唆するものである。変形可能な部材又は変形可能なダイヤフラムのための材料としては、好適にはエラストマ（例えばゴム又はラテックス）が用いられる。耐久性向上及び／又は柔軟性の形成及び保持のために、変形可能な部材の材料は、添加剤を含有していてよい。好適には、変形可能な部材は、あらゆる方向（軸方向、半径方向及び周方向）において柔軟である。但し変形可能な部材は、部分的に方向付けられた柔軟性を有することも可能である。例えば変形可能な部材は、半径方向において、周方向及び軸方向における柔軟性よりも高い柔軟性を有していてよい。変形可能な部材の１つの方向への変形は、典型的には別の方向への変形をも引き起こす。変形可能な部材は、半径方向に押し潰されると、例えば軸方向及び／又は周方向に広がる。
【００１９】
ポンプには、（圧送方向に反した）出口から入口への液体の望ましくない（直接的な）逆流を防ぐ、好適には固定されたシールも設けられている。固定されたシールは、ポンプケーシングで以て位置固定して提供することができる。通常、固定されたシールは、出口と入口との間に（位置固定されて）位置決めされている。ポンプケーシングと変形可能な部材との間の流体密なシールを永続的に保証するために、変形可能な部材は、固定されたシールの領域において、例えばポンプケーシングに緊締又は接着されていてよい。固定されたシールは、偏心体の位置に関係無く流体密である。
【００２０】
ポンプは、好適にはポンプの中間面の軸方向両側に、各１つの（環状の固定された）軸方向シールを更に有しており、この軸方向シールは、ポンプケーシングと変形可能な部材とを互いにシールしており、延いては圧送通路を側方において制限している。つまり、好適には、２つの（環状の）軸方向シールが存在している。これらの半径方向のシールは、例えばポンプケーシングに対する変形可能な部材の緊締及び／又は当付けによって実現されていてよい。好適には、両軸方向シールは、固定されたシールに直接に移行している。このようにして、固定されたシールのところで出口から入口へ逆流する漏れを一切生じさせないことが保証される。
【００２１】
ポンプは、好適には入口から出口まで、液体を圧送方向に圧送するために設計されている。偏心体の偏心（回動）運動の方向転換により、場合によっては（入口から出口までに代えて、逆に出口から入口までの）圧送方向の転換も可能である。
【００２２】
偏心体の外面の構造化された表面は、構造体又は成形部と呼ばれることもある。構造化された表面は特に、偏心体の表面のマイクロ構造を形成しているという点において優れており、この場合、構造深さは好適には少なくとも１ｍｍ（ミリメートル）である。構造化された表面又は成形部又は構造体は、特に偏心体の偏心とは区別される。偏心体の偏心によっては、偏心体の外面のマクロ構造が形成され、このマクロ構造は、狭幅箇所と移動可能なシールとに向かって連続して先細になるポンプギャップのテーパと、狭幅箇所と移動可能なシールとから離れる方向に連続して拡大するポンプギャップとを形成している。これに対して、構造化された表面又は成形部又は構造体は、偏心体の外面のマイクロ構造を形成している。構造化された表面に基づき、ポンプギャップはどこでも（移動可能なシールにおける狭幅箇所の領域でも、その他の全ての領域でも）、周方向に沿って急変する幅を有することになる。偏心体の外面の構造化された表面に基づき、変形可能な部材は、偏心体の外面によって部分的にしか支持されない。偏心体の外面における、このような構造化された表面により、ポンプ内の摩擦力と、特に変形可能な部材における摩擦力とを大幅に低下させることができることが判った。これにより、偏心体の偏心運動に必要な駆動トルクも大幅に減少されることになる。
【００２３】
特に有利なポンプは、構造化された表面に基づき、変形可能な部材の移動可能なシールの領域に、圧送通路に沿って、少なくとも１つの局所的な最大圧力部と、少なくとも１つの局所的な最小圧力部とを形成する圧力分布が存在している場合である。
【００２４】
局所的な最大圧力部及び局所的な最小圧力部はそれぞれ、周方向に見て最大圧力部又は最小圧力部の側方で、変形可能な部材にかかる圧力が、より小さく又はより大きくなることを意味する。変形可能な部材において、圧力は、移動可能なシールのところにかかる。なぜならば、変形可能な部材は、移動可能なシールの領域で偏心体により圧縮されるからである。変形可能な部材にかかる圧力は、典型的には周方向において規定された、移動可能なシールの中間点で最大になる。外面の構造化された表面は、移動可能なシールのところで、変形可能な部材に圧力分布の波形の累積を生ぜしめる。好適には、移動可能なシールのところの変形可能な部材には、周方向に沿って複数の（又はそれどころか多数の）最大圧力部と最小圧力部とが存在している。これらの最大圧力部と最小圧力部とは、好適には周方向において位置固定されている。移動可能なシールが移動すると、圧送方向に見て移動可能なシールの後方の最大圧力部及び最小圧力部の圧力は低下するのに対し、圧送方向に見て移動可能なシールの前方の最大圧力部及び最小圧力部の圧力は上昇する。移動可能なシールの周方向における中間点で、最大圧力部及び最小圧力部の圧力は最大になる。
【００２５】
移動可能なシールの移動時には、必然的に、変形可能な部材を変形させる変形エネルギが消費される。この変形エネルギは、変形可能な部材が圧縮される際に、固定されたシールの下流側の領域において変形可能な部材に機械的に導入され、部分的に熱に変換される。固定されたシールの上流側の領域において変形可能な部材が弛緩すると、変形可能な部材に機械的に蓄えられた変形エネルギの残りもまた、熱として解放される。
【００２６】
更に好適なポンプは、局所的な最小圧力部のところで変形可能な部材にかかる圧力が、予め規定されたポンプの最大運転圧力よりも大きくなるように、構造化された表面が形成されている場合である。
【００２７】
最大運転圧力は、ポンプにより出口において供給され得る最大の圧力である。最大運転圧力は、一般に３〜８ｂａｒの範囲内であり、ポンプの規格に基づいて規定される。構造化された表面又は成形部の適当な構成に基づき、（圧送通路に沿った、移動可能なシールの位置に関係無く）局所的な最小圧力部のところで変形可能な部材にかかる圧力が、予め規定された最大運転圧力未満に低下することは決してない、ということを達成できる。これにより、液体の逆流が、固定されたシールによって常に確実に防止される。
【００２８】
更に有利なポンプは、偏心体が外側の軸受輪と内側の偏心体領域とを有しており、外側の軸受輪と内側の偏心体領域との間に軸受が配置されており、この軸受により、内側の偏心体領域の偏心的な回動が、外側の軸受輪の偏心的な円運動に変換され、且つ外側の軸受輪に、構造化された表面を有する外面が配置されている場合である。
【００２９】
軸受は、好適には玉軸受、針状ころ軸受又はころ軸受である。偏心体の内側の偏心体領域は、運転中、軸線を中心として回動する。このために、内側の偏心体領域は、駆動軸を介してポンプの駆動装置と接続されている。偏心体の偏心的な配置に基づき、且つ場合によっては偏心体の外側形状にも基づいて、内側の偏心体領域の偏心的な回動により、偏心体の外面の偏心的な円運動が生ぜしめられる。この偏心運動は、外側の軸受輪に伝達される。内側の偏心体領域と外側の軸受輪との間の軸受によって、内側の偏心体領域の運動の回動成分が外側の軸受輪に一緒に伝達されることなく、内側の偏心体領域の偏心的な回動を、外側の軸受輪の偏心的な円運動に変換することができる。外側の軸受輪の運動は回動成分を一切有していないという事実は、変形可能な部材における剪断応力と、ポンプの内部摩擦力とを減少させることを可能にする。変形可能な部材は、偏心体の運動により加圧収縮される（に過ぎない）。偏心体の外面における、偏心体又は外側の軸受輪と、変形可能な部材との接触面には、好適には押圧力「だけ」が作用し、摩擦力はほとんど作用しない。動作機構の逆転の意味で、偏心体が（内側の）ポンプケーシングを包囲するように配置されたアウタロータである場合も、偏心体を内側の偏心体領域と外側の軸受輪とに相応に分割することは可能である。
【００３０】
特に好適なポンプは、偏心体の外側の軸受輪が、ポンプケーシングに対して相対回動不能である場合である。よって、偏心体の外面で外側の軸受輪に配置された、構造化された表面も、ポンプケーシングに対してやはり相対回動不能に位置決めされている。したがって、構造化された表面によって移動可能なシールの領域で変形可能な部材に生ぜしめられる局所的な最大圧力部と局所的な最小圧力部とは、偏心体の運動によっては移動しない。外側の軸受輪をポンプケーシングに対して相対回動不能にするために、外側の軸受輪はポンプケーシングに結合されていてよい。結合は、例えば固定されたシールのところで実現されていてよい。
【００３１】
更に有利なポンプは、構造化された表面が、幾何学上の軸線に対して平行に向けられた、波山と波谷とを備えた波形を有している場合である。
【００３２】
このように構造化された表面に基づいて、変形可能な部材には、圧送通路に対してそれぞれ垂直に配置された局所的な最大圧力部と局所的な最小圧力部とが存在している。上記のような波形は、圧送通路の特に良好なシールを生ぜしめると同時に、移動可能なシールの移動時に、変形可能な部材の変形に消費されるエネルギ（変形エネルギ）を、特に大幅に減少させることが判った。波山と波谷とは、好適には偏心体又は変形可能な部材の全幅にわたって軸方向に延在している。
【００３３】
好適には、偏心体の外面は、構造化された表面によって部分的に中断されている、円筒形の基本形状を有している。このことは、開示する全ての構造化された表面に関して有利である。波形を備えて形成された構造化された表面に関して、このことは、波形が外面の円筒形の基本形状の凹部（のみ）によって形成されていて、外面の円筒形の基本形状を越えて延在する隆起部は一切存在していないことを意味する。
【００３４】
更に有利なポンプは、波形の波山が、圧送通路に沿った周方向における、移動可能なシールの広がりよりも小さな相互間隔を有しており、波山によって、移動可能なシールに、圧送通路に沿って少なくとも２つの局所的な最大圧力部が形成されている場合である。
【００３５】
更に好適には、波形の波山の間隔は、圧送通路に沿った周方向における、移動可能なシールの広がりよりも大幅に小さくなっている。好適には、上記間隔は、１０倍又はそれどころか２０倍小さくなっている。これにより、移動可能なシールの領域内で、変形可能な部材における最大圧力及び最小圧力の特に均一な分布を達成することができる。
【００３６】
また、構造化された表面が、外面の凹部による所定のパターンを有しており、凹部がそれぞれ周方向において制限されている場合も、有利なポンプである。
【００３７】
このような（幾何学的な又は繰り返される）パターンにより、移動可能なシールの領域で変形可能な部材を変形させる変形エネルギ延いては偏心体を移動させるための所要トルクも、同様に効果的に減少することができる。
【００３８】
更に、構造化された表面が、外面のゴルフボール表面を有していると有利である。
【００３９】
ゴルフボール表面は、外面の、それぞれほぼ半球状の複数の凹部によって形成されており、これらの凹部が規則的なパターンを形成している。所要変形エネルギと所要トルクとは、このようなパターンによってもやはり効果的に減少することができる。
【００４０】
特に有利なのは、偏心体の構造化された表面が、柔軟な移行部を備えて形成されており、これにより、特に変形可能な部材において、変形可能な部材と偏心体との接触箇所に生じる恐れのある切欠き力が回避されるようになっている場合である。
【００４１】
更に好適なのは、ポンプの偏心体の外面の構造化された表面が、幾何学上の軸線を中心とした所定の角度区分内で中断されており、この角度区分が少なくとも入口又は出口をカバーしている場合である。
【００４２】
上記角度区分の範囲において、外面は、構造化された表面を有していてはならない。よって、上記角度区分における外面は構造化されていないか、又は平滑である。角度区分の範囲内では、特に構造化された表面を形成する波形、又は構造化された表面を形成する凹部によるパターンが中断されている。ポンプの入口と出口とをカバーする角度区分における構造化された表面の中断に基づき、入口及び出口の範囲内でポンプ内の液体の流れが中断されることはないことが保証される。既に上で説明したように、偏心体はポンプケーシングに対して好適には相対回動不能なので、構造化された表面を有さない偏心体の角度区分は、該角度区分によって入口及び出口がカバーされているように、入口及び出口に対して永続的に位置決めされていてよい。同時に、それにもかかわらず、上記角度区分外の領域の構造化された表面により、偏心体を駆動するための所要トルクは低下されている。上記角度区分は、好適には９０°未満であると同時に、特に好適には５０°よりも大きい。この場合、構造化された表面は、上記角度区分外の、残りの２７０°〜３１０°の角度にわたって延在している。
【００４３】
更に、内燃機関と、この内燃機関の排ガスを浄化するための排ガス処理装置と、説明したポンプとを備える自動車を提案する。ポンプは、排ガス浄化用の液状添加剤を、タンクからインジェクタへ圧送するために設けられており、液状添加剤は、インジェクタにより排ガス処理装置に供給することができるようになっている。
【００４４】
排ガス処理装置は、好適には、ポンプにより圧送される液状添加剤（例えば尿素水溶液）を用いてＳＣＲ法を実施可能なＳＣＲ触媒を有している。
【００４５】
以下に、本発明並びに技術環境を図面に基づき詳しく説明する。図面は、本発明の特に好適な実施形態を示すものであるが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。図面と、特に図示の縮尺とは概略的なものに過ぎないことを特に指摘しておく。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】説明するポンプの立体図である。
【図２】説明するポンプを中間面に沿って切断した図である。
【図３】説明するポンプのための偏心体を示す図である。
【図４】説明するポンプの移動可能なシールの機能を示す図である。
【図５】説明するポンプの移動可能なシールの領域の、変形可能な部材における圧力分布を示す図である。
【図６】説明するポンプにおける偏心体の外面の第１の変化態様を示す図である。
【図７】説明するポンプにおける偏心体の外面の第２の変化態様を示す図である。
【図８】説明するポンプにおける偏心体の外面の第３の変化態様を示す図である。
【図９】説明するポンプにおける偏心体の外面の第４の変化態様を示す図である。
【図１０】説明するポンプの別の変化態様における、固定されたシールの機能を示す図である。
【図１１】説明するポンプの更に別の変化態様における、固定されたシールの機能を示す図である。
【図１２】説明するポンプの断面図である。
【図１３】説明するポンプの特別な変化態様を中間面に沿って切断した図である。
【図１４】説明するポンプを有する自動車を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図１には、ポンプ１の立体図が示されている。ポンプ１を立体的に説明するために、幾何学上の軸線２３が規定されている。更に、ポンプを立体的に説明するために、半径方向２８と周方向２７とが示されている。ポンプ１は、入口３及び出口４を備えたポンプケーシング２を有している。ポンプケーシング２の上側には、幾何学上の軸線２３に沿ってポンプ１の駆動装置２４が配置されており、駆動装置２４は、駆動軸２６を介してポンプケーシング２内の偏心体（ここでは図示せず）に接続されている。ポンプケーシング２と偏心体（ここでは図示せず）とが位置する中間面１４も規定されており、中間面１４は、好適には少なくとも、ポンプケーシング２及び偏心体の対称面を形成している。
【００４８】
図２には、図１に示したポンプを、図１に示した中間面１４に沿って切断した図が示されている。方向に関して、図２には周方向２７と半径方向２８とが示されている。入口３と出口４とを備えたポンプケーシング２が認められる。ポンプケーシング２内には偏心体５が位置しており、偏心体５は、内側の偏心体領域２９と、外側の軸受輪３０と、軸受３１とを有している。偏心体５とポンプケーシング２との間にはポンプギャップ１１が存在しており、ポンプギャップ１１の幅は、偏心体５の偏心運動に基づき（その都度局所的に）変化され得る。ポンプギャップ１１は、特に、ポンプケーシング２の内周面１３と、偏心体５の外面６との間に形成されている。ポンプギャップ１１内には（環状の）変形可能な部材７が配置されている。変形可能な部材７とポンプケーシング２との間のポンプギャップ１１内には、圧送通路８が形成されている。偏心体５が偏心していることにより、移動可能なシール９が形成されており、移動可能なシール９のところで、変形可能な部材７はポンプケーシング２に直接に当接しているので、圧送通路８は中断される。移動可能なシール９により、圧送通路８は複数の移動可能なポンプ容積１０に分けられている。移動可能なシール９は特に、変形可能な部材７がポンプケーシング２の内周面１３に当接することによって形成される。ポンプ１は更に、圧送通路８の固定されたシール２５を有している。ここでは、固定されたシール２５は、変形可能な部材７が、出口４と入口３との間で、ピン２２によりポンプケーシング２に緊締されることによって形成されている。固定されたシール２５のところで、ポンプケーシング２と変形可能な部材７との間を液体が通流することはできない。このようにして、固定されたシール２５は、液体が圧送通路８に沿って出口４から入口３に向かって逆流することを防いでいる。偏心体５の偏心運動により、液体は、圧送方向４３を有する圧送通路８を通って圧送される。偏心体５の偏心運動の方向転換により、圧送方向４３も逆転する。偏心体５の外面６は、構造化された表面１５を有しており、これにより、偏心体５は部分的にしか変形可能な部材７に当接していないか、又は部分的にしか変形可能な部材７に押し付けられていない。
【００４９】
図３には、外面６を有する、変形可能な部材の偏心体５が立体図で示されている。外面６は、構造化された表面１５として、波山３２と波谷３３とを備えた波形１９を有している。方向に関して、図３にも、幾何学上の軸線２３と、半径方向２８と、周方向２７とが示されている。
【００５０】
図４には、ここで説明するポンプの移動可能なシール９の機能を示す図が示されている。図４に示す図面は、実際には湾曲している圧送通路を直線的に書き換えたものに相当する。ポンプケーシング２と、偏心体５と、ポンプケーシング２と偏心体５との間に配置された変形可能な部材７とが認められる。方向に関しては、半径方向２８及び周方向２７が矢印で示されている。偏心体５は、その外面６に、波山３２と波谷３３とを備える波形１９の成形部の形式で構造化された表面１５を有している。
【００５１】
図５には、図４に示した移動可能なシール９において、偏心体５の構造化された表面１５に基づき変形可能な部材に生じる圧力分布１６の様子が線図で示されている。線図の垂直方向の軸線は、圧力を表す圧力軸線４４である。線図の水平方向の軸線は、周方向に相当する。偏心体が構造化された表面を有していない場合に、移動可能なシールの領域で、偏心体の偏心に基づいて変形可能な部材に生じると考えられる、理論上の圧力分布４５も認められる。構造化された表面に基づき、実際の圧力分布１６は、理論上の圧力分布４５とは異なっている。波形に形成された、構造化された表面の波谷の領域では、最小圧力１８が変形可能な部材に生じているのに対し、波形に形成された、構造化された表面の波山の領域では、最大圧力１７が生じている。図５に示す線図には、運転圧力１２も示されている。最小圧力１８は、運転圧力１２よりも大きいことが認められる。
【００５２】
図６、図７、図８及び図９にはそれぞれ、偏心体５用の外面６が示されている。図面に関しては、それぞれ図４に相応して直線的に示された図面が選択された。図６、図７、図８及び図９に示す偏心体５の外面６は、それぞれ構造化された表面１５を有している。
【００５３】
図６では、構造化された表面１５は、波山３２と波谷３３とを備える波形１９として形成されており、波谷３３はそれぞれ、半円形の横断面を有する溝として実現されている。
【００５４】
図７には、構造化された表面１５が、波山３２と波谷３３とを備える波形１９として示されており、波谷３３と波山３２とはそれぞれ方形に形成されている。
【００５５】
図８にも、同様に波山３２と波谷３３とを有する波形１９として形成された、構造化された表面１５が示されているが、図８では、波谷３３は、それぞれ軸方向において制限されている。これにより、波谷３３は同時に、偏心体５の外面６に複数の凹部４０も形成している。
【００５６】
図９に示す構造化された表面１５は、ゴルフボール表面４２と呼ぶこともでき、規則的に配置された、好適には（半）球状の複数の凹部４０を、偏心体５の外面６に有している。
【００５７】
図１０及び図１１は、本明細書で説明したポンプに極めて類似した、ポンプの別の又は代替的な変化態様を説明するものである。本明細書でポンプに関して説明した構成の特徴（特に従属請求項で請求する構成の特徴）は同様に、図１０及び図１１において説明するポンプの代替的な変化態様にも転用することができる。図１０及び図１１において説明する代替的な変化態様は、偏心体５の外面６の構造化された表面の代わりに用いられてよい。図１０及び図１１に基づき規定される変化態様は、特に請求するポンプの変化態様には関係なく、本明細書で説明するものであり、場合によっては分割出願の枠内で継続する可能性がある。
【００５８】
図１０及び図１１にはそれぞれ、ポンプケーシング２と、偏心体５と、変形可能な部材７とが、図４に示した図面に相応して図示されている。方向に関しては、半径方向２８及び周方向２７が示されている。ポンプケーシング２と偏心体５との間のポンプギャップ１１と、ポンプギャップ１１内に配置された変形可能な部材７とが認められる。移動可能なシール９のところで、変形可能な部材７は、偏心体５によってポンプケーシング２に押し当てられる。
【００５９】
偏心体５の外面６における構造化された表面１５の代わりに、図１０では、構造化された表面１５は、変形可能な部材７の、外面６に面した側に形成されている。この構造化された表面１５に対しては、図６、図７、図８及び図９に示した全ての変化態様を選択することができる。変形可能な部材７に形成された、このような構造化された表面１５に基づき、変形可能な部材７において、図５に示した圧力分布に相当する圧力分布を達成することができる。
【００６０】
図１１では、構造化された表面の代わりに、変形可能な部材７の内部に複数のインサート４６が部分的に配置されている。これらの材料インサート４６は、例えば図６、図７、図８及び図９に示すパターンに相応する、規則的なパターンで配置されていてよい。これらのインサート４６に基づき、変形可能な部材７において、図５に示した圧力分布に相当する圧力分布が同様に実現されていてもよい。
【００６１】
図１２には、説明する任意のタイプのポンプを図２に示した断面方向Ｂ−Ｂに沿って切断した図が示されている。ポンプの半径方向２８と、幾何学上の軸線２３とが認められる。図示されているのは、特にポンプケーシング２と、偏心体５と、変形可能な部材７である。図１２には、圧送通路８を（軸方向）両側でシールするために、ポンプケーシング２と変形可能な部材７との間で圧送通路８の両側にそれぞれ形成された、環状の軸方向シール２０が示されている。これらの環状の軸方向シール２０は、例えばポンプケーシング２における変形可能な部材７の緊締又は接着によって生ぜしめられていてよい。
【００６２】
図１３に示すポンプ１の断面図は、図２に示したポンプ１の断面図に相当する。図１３に示すポンプ１の偏心体５の外面６は、付加的に、構造化された表面１５を有さない角度区分４１を有している。この角度区分４１は、入口３と出口４とに対向するように配置されており、入口３と出口４とをカバーしている。
【００６３】
図１４に示す自動車３６は、内燃機関３７と、この内燃機関３７の排ガスを浄化するための排ガス処理装置３８とを備えている。排ガス処理装置３８内には、選択触媒還元法により内燃機関３７の排ガスを浄化することができるＳＣＲ触媒３９が配置されている。排ガス処理装置３８にはインジェクタ３４が配置されており、インジェクタ３４には、排ガス浄化用の液体を、タンク２１から説明したポンプ１を介して供給することができる。このために、タンク２１とポンプ１とインジェクタ３４とは、導管３５を介して互いに接続されている。
【符号の説明】
【００６４】
１  ポンプ
２  ポンプケーシング
３  入口
４  出口
５  偏心体
６  外面
７  変形可能な部材
８  圧送通路
９  移動可能なシール
１０  ポンプ容積
１１  ポンプギャップ
１２  運転圧力
１３  内周面
１４  中間面
１５  構造化された表面
１６  圧力分布
１７  局所的な最大圧力
１８  局所的な最小圧力
１９  波形
２０  環状のシール
２１  タンク
２２  ピン
２３  幾何学上の軸線
２４  駆動装置
２５  固定されたシール
２６  駆動軸
２７  周方向
２８  半径方向
２９  偏心体領域
３０  軸受輪
３１  軸受
３２  波山
３３  波谷
３４  インジェクタ
３５  導管
３６  自動車
３７  内燃機関
３８  排ガス処理装置
３９  ＳＣＲ触媒
４０  凹部
４１  角度区分
４２  ゴルフボール表面
４３  圧送方向
４４  圧力軸線
４５  理論上の圧力分布
４６  インサート
【図１】
2017518461.tif 000003
【図２】
2017518461.tif 000004
【図３】
2017518461.tif 000005
【図４】
2017518461.tif 000006
【図５】
2017518461.tif 000007
【図６】
2017518461.tif 000008
【図７】
2017518461.tif 000009
【図８】
2017518461.tif 000010
【図９】
2017518461.tif 000011
【図１０】
2017518461.tif 000012
【図１１】
2017518461.tif 000013
【図１２】
2017518461.tif 000014
【図１３】
2017518461.tif 000015
【図１４】
2017518461.tif 000016
【国際調査報告】
2017518461.tif 000017
2017518461.tif 000018
2017518461.tif 000019
2017518461.tif 000020