DE102004057688A1 - Diaphragm pump motor vehicle, has diaphragm with metallic diaphragm body which is formed from corrosion-resistant steel, and lifter pin connected with body by welding for actuating diaphragm - Google Patents

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Abstract

The pump has an eccentric drive for a diaphragm (10), and an aggregate chamber which is separated from a medium conveyor chamber by the diaphragm. The diaphragm includes a metallic diaphragm body (11) which is formed from corrosion-resistant steel and includes a concentric, undulated structure. A lifter pin (12) is connected with the body by welding for actuating the diaphragm, and connected with an eccentric tappet.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Membranpumpe und einer Membranpumpenmembran nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 7.The The invention is based on a membrane pump and a membrane pump membrane according to the preambles of the claims 1 and 7.

Beim Verbrennungsvorgang von Diesel- und Benzinmotoren entstehen giftige Gase, beispielsweise Stickoxide NOx. Zur Beseitigung bzw. Zersetzung dieser Stickoxide ist bereits vorgeschlagen worden, in den fahrzeugseitigen Katalysator Harnstoff einzuspritzen. Da Harnstoff ein chemisch aggressives und zum Auskristallisieren neigendes Medium ist, das zudem zum Kriechen neigt, wurden zu dessen Förderung Membranförderpumpen vorgeschlagen, die für solche Stoffe vorteilhaft sind.At the Combustion process of diesel and gasoline engines are toxic Gases, for example nitrogen oxides NOx. To eliminate or decompose this Nitrogen oxides has already been proposed in the vehicle side Catalyst urea inject. Because urea is a chemically aggressive and the crystallization-prone medium, which also causes creeping tends to be its promotion Membrane feed pumps proposed for such Substances are advantageous.

Bei Membranpumpen kommt das Medium mit den Antriebsaggregaten nicht in Berührung, der Förderraum ist vom Aggregateraum durch die Membran getrennt. Üblicherweise erfolgt die Förderung durch einen Auf- und Abhub der mit einem Stößel beaufschlagten Membran. Damit sind allerdings die erreichbaren Drücke der Membranpumpe beschränkt, während bei der Harnstoffförderung eher höhere Drücke wünschenswert sind. Zur Bereitstellung höherer Förderdrücke sind allerdings aufwändige und robuste Konstruktionen notwendig, die mit üblichen Membranpumpen nicht einfach darstellbar sind.at Diaphragm pumps do not get the medium with the drive units in touch, the pump room is separated from the aggregate space by the membrane. Usually the promotion takes place through an up and down stroke of the acted upon by a plunger membrane. Thus, however, the achievable pressures of the diaphragm pump are limited, while at urea production rather higher pressures desirable are. To provide higher delivery pressures are but elaborate and robust constructions necessary, which with conventional diaphragm pumps not are easy to represent.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Es wird vorgeschlagen, dass eine Membranpumpe eine Membranpumpenmembran mit einem metallischen Membrankörper aufweist. Im Gegensatz zu üblichen Membranen aus Gummi oder Gewebefolien ist der Membrankörper sehr robust. Die Membranpumpe kann weiterhin mit einem deutlich höheren Förderdruck, insbesondere über 5 bar, arbeiten und weist eine verbesserte Lebensdauer ihrer Membranpumpenmembran auf, die deutlich über den bei Gummimembranen üblichen 10000 Stunden liegt. Die Membranpumpe ist kostengünstig herstellbar und für den Einsatz in harnstoffbasierten Entstickungssystemen von Kraftfahrzeugen besonders geeignet.It It is suggested that a diaphragm pump be a diaphragm pump diaphragm with a metallic membrane body having. Unlike usual Membranes made of rubber or fabric films is the membrane body very robust. The membrane pump can continue with a significantly higher delivery pressure, especially about 5 bar, work and has an improved lifetime of their diaphragm pump diaphragm on that clearly over the usual with rubber membranes 10000 hours. The diaphragm pump is inexpensive to produce and for the use in urea-based Entstickungssystemen of motor vehicles particularly suitable.

Vorzugsweise ist der Membrankörper aus korrosionsresistentem Stahl gebildet. Dies ist günstig, wenn mit entsprechend langer Lebensdauer aggressive Medien wie Harnstoff gefördert werden sollen. Bevorzugt ist ein Chrom-Nickel-Stahl.Preferably is the membrane body Made of corrosion-resistant steel. This is cheap if with a correspondingly long service life aggressive media such as urea promoted should be. Preference is given to a chromium-nickel steel.

Ist zur Betätigung der Membranpumpenmembran ein Stößelbolzen mit dem Membrankörper verbunden, kann eine Beaufschlagung zum Durchführen der Medienförderung einfach durchgeführt werden, wobei insbesondere der Stößelbolzen mit einem Exzenter verbunden ist.is for operation the membrane pump membrane a plunger pin connected to the membrane body, may be an admission to carry out the media promotion easy to be done in particular, the plunger bolt connected to an eccentric.

Zweckmäßigerweise ist der Stößelbolzen mit dem Membrankörper verschweißt. Bevorzugt ist der Stößelbolzen mittels Laserschweißen befestigt. Dies ergibt eine dauerfeste Verbindung mit hoher Lebensdauer.Conveniently, is the plunger pin with the membrane body welded. Preferably, the plunger bolt secured by laser welding. This results in a durable connection with a long service life.

Weist der Membrankörper eine konzentrische, wellenförmig besickte Struktur auf, kann die Lebensdauer weiter verbessert werden. Die Sicken bewirken ein Schwingungsverhalten der Membranpumpenmembran, das für einen Dauereinsatz gut geeignet ist.has the membrane body a concentric, wavy If the structure is thick, the service life can be further improved. The beads cause a vibration behavior of the membrane pump membrane, that for a continuous use is well suited.

Weiterhin wird eine Membranpumpenmembran für eine Membranpumpe mit Exzenterantrieb vorgeschlagen, deren Membrankörper aus Metall gebildet ist. Bevorzugt ist der Membrankörper aus korrosionsresistentem Stahl gebildet. Besonders im Einsatz beim Fördern chemisch aggressiver Medien zeigt eine derartige Membranpumpenmembran eine deutlich verbesserte Lebensdauer im Vergleich zu üblichen Membranen aus Gummi oder Gewebefolien. Weiterhin können solche Membranpumpenmembranen mit erhöhten Förderdrücken oder Gegendrücken belastet werden.Farther is a diaphragm pump diaphragm for proposed a diaphragm pump with eccentric drive, the membrane body of Metal is formed. The membrane body is preferably made of corrosion-resistant material Steel formed. Especially in use when pumping chemically aggressive Media shows such a membrane pump membrane significantly improved Lifespan compared to usual Membranes made of rubber or fabric films. Furthermore, such Membrane pump membranes with elevated Delivery pressures or Back pressure loaded become.

Bevorzugt weist der Membrankörper eine konzentrische, wellenförmig besickte Struktur auf. Dadurch werden Schwingungseigenschaften des Membrankörpers vorteilhaft beeinflusst, insbesondere bei einer im Betrieb üblichen Auf- und Abbewegung bezogen auf die Mittelachse des scheibenförmigen Membrankörpers.Prefers indicates the membrane body a concentric, wavy loaded structure. As a result, vibration characteristics of the membrane body are advantageous influenced, especially in a normal operation in the up and down movement with respect to the central axis of the disc-shaped membrane body.

Vorteilhaft ist, wenn eine Wölbung der Sicken der Struktur so ausgelegt ist, dass sich bei einer bestimmungsgemäßen periodischen Beaufschlagung des Membrankörpers mit Antriebskraft in axialer Richtung eine Dauerschwingungsbeanspruchung im elastischen Bereich aus bildet. Der Membrankörper wird nur elastisch belastet Lebensdauer verkürzende, inelastische Verformungen vermieden. Es kön nen vorteilhafte Lebensdauern erreicht werden, die dauerbeanspruchten Federn entsprechen.Advantageous is when a vault the beading of the structure is designed so that at a regular periodic Actuation of the membrane body with driving force in the axial direction a fatigue stress forms in the elastic region. The membrane body is loaded only elastically Lifetime shortening, Inelastic deformations avoided. There can be advantageous lifetimes be achieved, the permanently loaded springs correspond.

Weist der Membrankörper in seinem Zentrum einen Stößelbolzen auf, kann eine Verbindung zu einem Exzenterantrieb im Einsatz der Membranpumpenmembran ohne größeren Aufwand hergestellt werden, wie dies bei üblichen Membranpumpen üblich ist.has the membrane body in its center a pestle bolt On, can connect to an eccentric drive in use Membrane pump membrane without much effort be prepared, as is usual in conventional diaphragm pumps.

Zweckmäßigerweise ist der Stößelbolzen in einer napfförmigen, zum Stößelbolzen hin konvex ausgebildeten Auswölbung des Membrankörpers angeordnet. Diese Anordnung sorgt für eine zuverlässige Umleitung von dynamischen Kräften bei einem üblichen Einsatz der Membranpumpenmembran.Conveniently, is the plunger pin in a cup-shaped, to the plunger pin towards convex bulge of the membrane body arranged. This arrangement ensures a reliable diversion of dynamic forces at a usual Use of the membrane pump membrane.

Vorzugsweise ist der Stößelbolzen mit dem Membrankörper fest verbunden, bevorzugt ist der Stößelbolzen mit dem Membrankörper verschweißt.Preferably is the plunger pin with the membrane body firmly connected, preferably the plunger bolt is welded to the membrane body.

Zeichnungendrawings

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below in an embodiment with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 einen Schnitt durch eine bevorzugte Membranpumpenmembran mit Stößelbolzen; 1 a section through a preferred membrane pump diaphragm with plunger bolt;

2 eine Draufsicht auf einen bevorzugte Membrankörper mit konzentrischer, besickter Struktur; und 2 a plan view of a preferred membrane body with concentric, besickter structure; and

4 schematisch eine bevorzugte Membranpumpe. 4 schematically a preferred diaphragm pump.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

1 zeigt einen Schnitt durch eine bevorzugte Membranpumpenmembran 10 mit einem Stößelbolzen 12, der im Zentrum 16 ihres Membrankörpers 11 angeordnet ist und sich in axialer Richtung von der Oberfläche der scheibenförmigen Membranpumpenmembran 10 erstreckt. Die Membranpumpenmembran 10 trennt körperlich einen Förderraum 23 für ein Medium und einem vom Förderraum 23 getrennten Aggregateraum 24 einer Membranpumpe 20 mit einem Exzenterantrieb, wie als grob schematisch in 3 skizziert ist. Antriebsaggregate oder Ventile usw. sind nicht dargestellt. 1 shows a section through a preferred membrane pump membrane 10 with a plunger pin 12 in the center 16 of her membrane body 11 is arranged and extends in the axial direction from the surface of the disk-shaped membrane pump membrane 10 extends. The membrane pump membrane 10 physically separates a delivery room 23 for a medium and a delivery room 23 separate aggregate room 24 a diaphragm pump 20 with an eccentric drive, as a roughly schematic in 3 outlined. Drive units or valves, etc. are not shown.

Eine Förderung des Mediums, das durch Pfeile an einem Eingang 21 und einem Ausgang 22 des Förderraums 23 der Membranpumpe 20 angedeutet ist, erfolgt durch eine Auf- und Abbewegung des Stößelbolzens 12 durch einen Exzenter 13, wie durch den Doppelpfeil in der 3 dargestellt. Die Membranpumpenmembran 10 wird dadurch angehoben und abgesenkt. Beim Anheben wird das Medium durch den Eingang 21 angesaugt und beim Absenken aus dem Ausgang 22 herausgedrückt. Der nicht weiter ausgeführte Exzenterantrieb entspricht dabei einem üblichen, dem Fachmann geläufigen Exzenterantrieb von Membranpumpen.A promotion of the medium by arrows at an entrance 21 and an exit 22 of the pump room 23 the diaphragm pump 20 is indicated by an up and down movement of the plunger pin 12 through an eccentric 13 as indicated by the double arrow in the 3 shown. The membrane pump membrane 10 is thereby raised and lowered. When lifting the medium through the entrance 21 sucked in and lowered from the exit 22 pushed out. The eccentric drive, which is not further developed, corresponds to a conventional eccentric drive of diaphragm pumps familiar to the person skilled in the art.

Wie weiter in 1 zu erkennen ist, weist der Membrankörper 11 eine konzentrische, wellenförmig besickte Struktur 14 auf, wobei eine Wölbung der Sicken 15 der Struktur 14 so ausgelegt ist, dass sich bei einer bestimmungsgemäßen periodischen Beaufschlagung des Membrankörpers 11 mit Antriebskraft in axialer Richtung 17 eine Dauerschwingungsbeanspruchung im elastischen Bereich ausbildet.As in further 1 can be seen, the membrane body 11 a concentric, wavy-edged structure 14 on, with a curvature of the beads 15 the structure 14 is designed so that at a regular periodic loading of the membrane body 11 with driving force in the axial direction 17 forms a fatigue stress in the elastic region.

Am Rand 19 ist der Membrankörper 11 flach ausgebildet, um eine einfache Befestigung und Abdichtung in einem Membranpumpengehäuse zu ermöglichen.At the edge 19 is the membrane body 11 shallow formed to allow easy attachment and sealing in a diaphragm pump housing.

Zur Umlenkung der bei der Auf- und Abbewegung der Membranpumpenmembran 10 ist der Stößelbolzen 12 auf einer napfförmigen, zum Stößelbolzen 12 hin konvex ausgebildeten Auswölbung 18 des Membrankörpers 11 angeordnet.For deflecting the up and down movement of the membrane pump membrane 10 is the plunger pin 12 on a cup-shaped, to the plunger pin 12 towards convex bulge 18 of the membrane body 11 arranged.

Die Membran 10 ist vorzugsweise aus einem metallischen Membrankörper 11, bevorzugt aus korrosionsresistentem Stahl, besonders bevorzugt aus Chrom-Nickel-Stahl, gebildet.The membrane 10 is preferably made of a metallic membrane body 11 , preferably made of corrosion-resistant steel, particularly preferably made of chromium-nickel steel.

In 2 ist eine Draufsicht auf einen bevorzugten Membrankörper 11 dargestellt, bei der seine konzentrische, wellenförmig besickte Struktur 14 deutlich zu erkennen ist.In 2 is a plan view of a preferred membrane body 11 represented by its concentric, wavy-boned structure 14 is clearly visible.

Claims (14)

Membranpumpe mit einem Exzenterantrieb ihrer Membranpumpenmembran (10) sowie einem Förderraum (23) für ein Medium und einem vom Förderraum (23) durch die Membranpumpenmembran (10) getrennten Aggregateraum (24), dadurch gekennzeichnet, dass die Membranpumpenmembran (10) einen metallischen Membrankörper (11) aufweist.Diaphragm pump with an eccentric drive of its membrane pump membrane ( 10 ) and a delivery room ( 23 ) for one medium and one from the delivery room ( 23 ) through the membrane pump membrane ( 10 ) separate aggregate space ( 24 ), characterized in that the membrane pump membrane ( 10 ) a metallic membrane body ( 11 ) having. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Membrankörper (11) aus korrosionsresistentem Stahl gebildet ist.Diaphragm pump according to claim 1, characterized in that the membrane body ( 11 ) is formed of corrosion-resistant steel. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Betätigung der Membranpumpenmembran (10) ein Stößelbolzen (12) mit dem Membrankörper (11) verbunden ist.Diaphragm pump according to claim 1 or 2, characterized in that for actuating the membrane pump membrane ( 10 ) a plunger pin ( 12 ) with the membrane body ( 11 ) connected is. Membranpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößelbolzen (12) mit einem Exzenter (13) verbunden ist.Diaphragm pump according to claim 3, characterized in that the plunger pin ( 12 ) with an eccentric ( 13 ) connected is. Membranpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößelbolzen (12) mit dem Membrankörper (11) verschweißt ist.Diaphragm pump according to claim 3 or 4, characterized in that the plunger pin ( 12 ) with the membrane body ( 11 ) is welded. Membranpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Membrankörper (11) eine konzentrische, wellenförmig besickte Struktur (14) aufweist.Diaphragm pump according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane body ( 11 ) a concentric, wavy-edged structure ( 14 ) having. Membranpumpenmembran für eine Membranpumpe (20) mit einem Exzenterantrieb, mit einem scheibenförmigen Membrankörper (11), dadurch gekennzeichnet, dass der Membrankörper (11) aus Metall gebildet ist.Diaphragm pump diaphragm for a diaphragm pump ( 20 ) with an eccentric drive, with a disk-shaped membrane body ( 11 ), characterized in that the membrane body ( 11 ) is formed of metal. Membranpumpenmembran nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Membrankörper (11) aus korrosionsresistentem Stahl gebildet ist.Diaphragm pump diaphragm according to claim 7, characterized in that the membrane body ( 11 ) is formed of corrosion-resistant steel. Membranpumpenmembran nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Membrankörper (11) eine konzentrische, wellenförmig besickte Struktur (14) aufweist.Diaphragm pump membrane according to claim 7 or 8, characterized in that the membrane body ( 11 ) a concentric, wavy-edged structure ( 14 ) having. Membranpumpenmembran nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wölbung der Sicken (15) der Struktur (14) so ausgelegt ist, dass sich bei einer bestimmungsgemäßen periodischen Beaufschlagung des Membrankörpers (11) mit Antriebskraft in axialer Richtung (17) eine Dauerschwingungsbeanspruchung im elastischen Bereich ausbildet.Diaphragm pump membrane according to claim 9, characterized in that a curvature of the beads ( 15 ) of the structure ( 14 ) is designed so that at a regular periodic loading of the membrane body ( 11 ) with driving force in the axial direction ( 17 ) forms a fatigue stress in the elastic region. Membranpumpenmembran nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Membrankörper (11) in seinem Zentrum (16) einen Stößelbolzen (12) aufweist.Diaphragm pump diaphragm according to one of the preceding claims 7 to 10, characterized in that the membrane body ( 11 ) in its center ( 16 ) a plunger pin ( 12 ) having. Membranpumpenmembran nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößelbolzen (12) in einer napfförmigen, zum Stößelbolzen (12) hin konvex ausgebildeten Auswölbung (18) des Membrankörpers (11) angeordnet ist.Diaphragm pump diaphragm according to claim 11, characterized in that the plunger pin ( 12 ) in a cup-shaped, to the plunger pin ( 12 ) convexly formed bulge ( 18 ) of the membrane body ( 11 ) is arranged. Membranpumpenmembran nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößelbolzen (12) mit dem Membrankörper (11) fest verbunden ist.Diaphragm pump diaphragm according to claim 11 or 12, characterized in that the plunger pin ( 12 ) with the membrane body ( 11 ) is firmly connected. Membranpumpenmembran nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößelbolzen (12) mit dem Membrankörper (11) verschweißt ist.Diaphragm pump diaphragm according to one of claims 11 to 13, characterized in that the plunger pin ( 12 ) with the membrane body ( 11 ) is welded.
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