CN106050627B - 用于车辆中的scr系统的泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆中的SCR系统的泵，该泵具有壳体，该壳体中设置有至少一个泵元件，该泵元件由电驱动激活并且具有至少一个泵活塞，并且具有至少一个金属弹簧波纹管的所述泵活塞在泵的操作期间能弹性变形。

Description

用于车辆中的SCR系统的泵

技术领域

本发明涉及用于车辆中的SCR系统的泵。

背景技术

公知的，通过选择性催化还原系统(SCR过程)至少减少包含在内燃机车辆废气中的氮氧化物。为了该目的，尿素溶液将在精细的定量给料步骤中被注入废气流，以减少氮氧化物。由于与尿素溶液的化学反应，氮氧化物会转变成氮和水。泵用于泵送尿素溶液，如活塞泵、橡胶隔膜泵、齿轮泵、轨道和软管泵。但是它们不可靠，所以当用于车辆的SCR系统中时，它们没有长寿命。而且，尿素溶液的精确剂量可能很难注入到废气流，并且很难混合。但是为了在废气流中的氮氧化物的可靠减小而需要精确的剂量。

发明内容

本发明是基于通用的任务意欲设计一种泵，其有很长的寿命，是坚固的并且具有在使用过程中需要被保证的泵送介质的精确剂量。

这个问题是由根据本发明的下述技术方案所限定的通用用途的泵解决：一种用于车辆中的SCR系统的泵，该泵具有壳体，该壳体中设置有至少一个泵送元件，该泵送元件由驱动装置激活并且具有至少一个泵活塞，所述泵活塞具有至少一个金属弹簧波纹管，其中，所述驱动装置为具有能够旋转的驱动轴和偏心盘的偏心驱动装置，所述偏心盘固定在所述驱动轴上并能够与所述驱动轴一起旋转，且所述偏心盘设置在所述壳体中，所述泵活塞能够由所述偏心盘驱动。

根据本发明的泵，至少一个泵送活塞设有至少一个金属弹簧波纹管。它在泵操作期间弹性变形。金属波纹管具有很长的使用寿命和最佳的持久性。这确保泵保证在它们的运行周期中介质的精确剂量被泵送。金属弹簧波纹管可以在很宽的温度范围下使用，而不具有与流速的准确度相关的任何缺点。金属波纹管几乎不会遭受磨损，其有助于长寿和最优剂量的准确性。

有利地，泵活塞是中空活塞，其被弹簧波纹管包围。在泵送过程中，弹簧波纹管轴向方向弹性变形，它支撑泵送过程中的中空活塞的轴向运动。

弹簧波纹管有利地限制了用于泵送介质的径向泵送空间。

这里，用于泵送介质的泵送空间可以在弹簧波纹管和中空活塞的套壳之间形成。在这种情况下，金属弹簧波纹管径向向外密封泵送空间，从而使泵送介质可以安全保持在泵送空间中。因为金属弹簧波纹管距离该中空活塞的套壳一段距离；所以与中空活塞不直接接触，从而弹簧波纹管是不受任何磨损。这种设计支持泵的长的使用寿命。这种设计以有利的方式减少了不可用体积。而且，这种设计具有的优点是可以做到力直接作用到压力表面。

另一有利的实施例，用于泵送介质的泵送空间在弹簧波纹管和壳体部分的壳套之间形成。在这种情况下，弹簧波纹管以有利的方式建立中空活塞的壳套。用于泵送介质的泵送空间在这种情况下位于弹簧波纹管的外侧。

弹簧波纹管有益地在包围的中空活塞的环和中空活塞的径向凸缘之间伸展。弹簧波纹管与它的环的一端的环附装，并且其另一端连接到中空活塞的径向凸缘。安装由紧的压力完成，使得波纹管和中空活塞的壳套之间的介质从泵送空间不能意外地逸出到外面。

弹簧波纹管一端附装在轴向滑动环上，并且另一端附装到一个固定壳体环上。如果弹簧波纹管是中空活塞的壳套，则提供这种设计。这种情况下，通过依靠环的运动方向的轴向位移，介质被抽吸或加压。这种解决方案是一种简单的泵的设计。

轴向滑动环和壳体固定环优选彼此同轴，从而它们之间的弹簧波纹管能够可靠地拉伸和推在一起。

优选地，弹簧波纹管具有径向距离地包围泵活塞的致动挺杆。该致动挺杆的自由端在偏心驱动装置的偏心盘上。借助加压柱塞，所述泵活塞通过偏心盘控制在轴向两个方向上移动，吸入介质并提为用户提供压力。

致动挺杆有益的承受至少一个弹簧的力。

所述弹簧是压缩弹簧，其包围弹簧波纹管。因此无磨损发生，压缩弹簧具有径向距离地包围弹簧波纹管。因此，确保了弹簧可以可靠地移动泵活塞，使介质在压力下泵送。另一方面，金属弹簧波纹管可由压缩弹簧无阻碍的弹性变形。

在另一个实施方案中，弹簧是抵靠在盘上的压缩弹簧，致动挺杆从该盘伸出。在这种情况下，压缩弹簧作用在致动挺杆的相反侧的盘上，盘是密封的，从而在泵送的情况下没有介质能通过。有利地，盘作为活塞的底部设计。盘应该以有利地方式设计，使得泵送空间被限制为用于泵送介质的最小值。

在另一个实施方案中，弹簧是张力弹簧，其被弹簧波纹管具有径向距离地包围。这种情况下，张力弹簧设置成使得它具有距离地包围致动挺杆，其中弹簧被金属弹簧波纹管具有距离地包围。

泵送元件有利地配置有至少一个压力阀和至少一个吸入阀。通过吸入阀，介质将随着泵活塞的相应移动被吸入泵送空间。压力阀在这设计成，使得它在抽吸行程是关闭的。然后柱塞在另一个方向上移动，在泵送空间中的介质将在压力下，其将关闭吸入阀并打开压力阀。

有利地，压力阀和吸入阀非常靠近泵送空间。这有助于泵的紧凑设计。

因为泵送介质，特别的，尿素水溶液在相对较低的温度(约-11℃)时冰冻，泵以更有利的方式配备有补偿系统，在介质的冰冻期间吸收发生的体积增加。该补偿装置被容纳在所述泵送元件中。如果介质的冷冻发生，补偿装置确保没有泵零件被损坏。

补偿系统以有利的方式具有至少一个平衡活塞，其部分地限制该设备的泵送空间，并且它可以抵抗弹簧力而移动。

泵有利地以单个模块的方式被组装。单个模块设计允许根据泵的不同应用而在组装不同的组件中组装泵。

泵送元件可以不同地布置。

所述泵可表现出若干顺序并列的泵送元件或在壳体上设置成星形。在序列设计中，泵送元件能应用于壳体的一侧或多侧上，并且可以彼此邻接。在这种情况下，驱动轴延伸通过壳体，并且在单个泵送元件的位置，每个将具有偏心盘，通过它该泵送元件可被操作。

星形泵送元件可以设置在壳体上，然后单个偏心盘可以被使用，该径向布置的泵送元件借助该偏心盘被操作。在这种情况下，泵可以非常紧凑地设计。驱动轴可以很短，这是因为星形泵送元件被分布并设置在壳体的相同水平上。偏心盘在这里设计成，使得泵的各种元件将以适时顺序被激活。

泵送元件可以是，例如，以相对的元件的形式设在壳体上。

一个有利的实施方案是泵装有冷冻保护装置，其防止该弹簧波纹管在可能的冷冻介质中损坏或销毁。

在优选的实施方案中，这个冷冻保护装置提供有至少一个压缩弹簧，其位于致动挺杆上，在面向用于泵送介质的泵送空间的相对侧，并承受预负载力。在操作期间，其比泵的操作压力大，但比由在泵送空间中介质冷冻引起的损害压力小。只要在泵送空间的介质不冻结，弹簧就用作刚性部件。在泵送空间中介质冻结，它的体积就放大并膨胀。这导致的结果是，使得该压缩弹簧是相应弹性变形的，并吸收来自介质的冻结的所导致的体积增加，使弹簧波纹管不被损坏。

压缩弹簧被有益地保护和容纳在套筒中，其至少部分地由弹簧波纹管包围。

该申请的主题不仅来自独立权利要求的主题，也包括在附图和说明书中所公开的所有信息和特征。即使它们没有被权利要求覆盖，只要它们相对于现有技术是单独或以组合的方式都是新的，也作为本发明所要求的要素。

附图说明

本发明的更多特征将从进一步的描述内容、说明书和附图中看出。

本发明在一些执行形式的基础上解释。图中：

图1是本发明的泵的横截面图；

图2是本发明的第二个实施例的部分横截面；

图3示出根据图2的本发明的第三实施例；

图4和图4a示出根据图2的本发明的第四实施例；

图5和图5a示出根据图2的本发明的第五实施例；

图6是一个SCR系统的液压回路，其包含本发明的泵；

图7示出根据图1的本发明的第六实施例；

图8是一个SCR系统的另一实施例的液压回路，具有按照本发明的图7中的泵；

图9示意示出本发明的各种应用；

图10是由本发明的共同的驱动装置操作的两个不同的泵的横截面。

具体实施方式

所描述的泵用于SCR(选择性催化还原系统)。借助该泵，在柴油车辆的SCR催化转化器之前，尿素溶液注入排气系统中，以减少排气中的有害的氮氧化物，或者移除它。尿素溶液通过泵或喷射器加入剂量，使得该氮氧化物可靠地从排气中移除或大幅度降低，使得它们不构成对环境的影响。

按照图1的泵具有壳体1。它具有用于驱动轴3的中心驱动室2，其具有固定偏心盘4。驱动轴3的自由端能在轴承5中旋转，该轴承提供在外壳1的内壁上。驱动轴3从驱动室2、以及从壳体1伸出通过安装板6。马达7被连接到安装板6，其对外关闭驱动室2，它的马达轴是驱动轴3，并在泵的操作期间与所述偏心盘4一起旋转。

用于驱动轴3与偏心盘4的润滑剂容纳在驱动室2中。根据应用，也可以使用固体润滑。在图1中用于驱动室2的向外通气未示出。

偏心盘4与两个直径相对的致动挺杆8、9作用，它们是每个泵送元件10、11的组件。泵送元件10、11分别具有中空活塞12、13，其朝向偏心盘4敞开。致动挺杆8、9与中空活塞12、13的底部14、15连接，优选是单件设计。中空活塞13、14的外壳以一距离围绕致动挺杆8、9。在中空活塞12、13的自由端连接有显著的向外的径向凸缘16、17。它相比于中空活塞12、13的壁较厚设计，并且服务于周围弹簧波纹管18、19作为该组件的止动件。它由金属材料制成，因此它有一个长的寿命和长的耐用性。弹簧波纹管18、19从至少一个压缩弹簧20、21有距离地被包围，其被支撑在径向凸缘16，17的端部。压缩弹簧20、21的另一端部，由中空活塞12、13的径向凸缘22、23支撑，被径向凸缘22、23包围，并且在底部14、15的区域中有一段距离。径向凸缘22、23有在它的径向外侧的环形槽113、114，其中一密封环(未示出)被装配。它对外密封抵靠凸缘26、27。

通过示意的方式示出，通过说明性的实施例，中空活塞12、13也可以在径向凸缘22、23中被引导。

泵送元件10、11各自具有形成为套筒状部分的壳体24、25。套筒在一端背离偏心盘4，具有向外径向的环形凸缘26、27，并且在偏心盘4端面向一径向向内的环形凸缘28、29。环形凸缘26、27比环形凸缘28、29厚。环形凸缘26、27被轴向夹持在壳体部分30、31和30、32之间。

环形凸缘28，29形成止挡，其中中空活塞12、13与其径向凸缘16、17承受相应的弹簧波纹管18、19的作用力，并且压缩弹簧20、21可停止。环形凸缘28、29的延伸是在中空活塞12、13、环形凸缘16、17以及滑动轴承33、34上。这允许中空活塞12、13在轴向运动期间泵送介质，并且有可靠的运动。

壳体部分24、25具有圆柱形外表面外壳35、36，是连接/被组装在壳体部分30的内部。壳体24、25的部分在径向方向上正确对准，这样，在轴向方向上通过环形凸缘26、27，并且穿过它们与壳体30的部分对准。壳体24、25、30和32的部分允许泵的简单的组装。

壳体部分24、25的外壳35、36在它的内侧大约在环形凸缘26、27圆周的高度处具有在径向凸缘22、23上的台阶37、38，其具有圆周肩部区域39、40，在此处它被固定并夹紧。

壳体部分31、32都设计有一环形导程41、42，该径向凸缘22、23在此被对准。因此径向凸缘22、23在壳体部分24、25的台阶37，38和壳体部分31、32的导程41、42之间固定。

所述两个壳体部分31、32的导程41、42是在壳体部分31、32的前侧的中间，并且也抵靠相反的壳体部分30用于壳体部分31、32(之间)的径向对准。导程41、42和径向凸缘22、23分别密封在环形凸缘26、27的区域中的壳体部分24、25的内壁上。

两个环形导程41、42径向限制相应的泵送区域43、44到外侧，用于泵送介质。泵送区域43、44被轴向限制有平底部45、46。

在泵送区域43、44的底部45、46中是两个各自延伸进入的轴向钻孔47、48；49、50。钻孔47至50被阀体51至54关闭，其是承受在所述说明性示例中压缩弹簧力的阀球。钻孔47至50与阀体51至54一起形成用于压力阀47、51；50、54和抽吸阀48、52；49、53的止回阀。

钻孔47、50与压力连接部55、56连接，并且钻孔48、49被连接到抽吸连接部57、58。抽吸连接部57、58连接到泵送介质位于的罐59中。介质的压力端口55、56连接到喷射器60(图4)，在此介质将以一个公知的方式注入到车辆的排气系统中

弹簧波纹管18、19分别以间隙环绕中空活塞12、13。从而形成弹簧波纹管18、19和中空活塞12、13之间的泵送区域61、62，这与泵送区域43、44连接。两个波纹管18、19被密封到外部，因此，介质不能从泵抽泵送区域61、62逸出。

偏心盘4借助马达7旋转。这会使得致动挺杆8、9抵靠中空活塞12、13运动，在偏心盘的合适的角度克服弹簧波纹管18、19以及压缩弹簧20、21的力。在相反的方向上中空活塞12、13被弹簧波纹管18、19移动，并且压缩弹簧20、21的力总是加载，使得该致动挺杆8、9在偏心盘4的圆周被对准。壳体部分24、25的环形凸缘28，29在需要时限制在偏心盘4的方向上的中空活塞12、13的轴向移动。

每个泵送元件10、11的两个止回阀设置成当其被加压时，一个止回阀将关闭，并且当在附属管路中的出现抽吸压力时，另一个止回阀将关闭。

图1中的左泵送元件10的中空活塞12从偏心盘的底部死点开始，在泵送空间45、61中的介质将设置成在压力下。这具有这样的结果：阀体51将克服弹簧力而升起，阀座将打开，使得该介质可以通过钻孔47流入压力连接部55。阀体52被加压是压力施加在阀座中的介质上的结果，导致阀体52关闭抽吸端口57。

在右侧的泵送元件11将以同样的方式操作，如果该中空活塞13开始移动，则阀体54将在释放位置打开，使得该介质将在泵送区域46、62被加压，这将导致介质通过钻孔50流向压力连接部56。另一阀体49将由压力移动到阀座并关闭抽吸端口58。

中空的活塞12、13从顶部死点运动回到底部死点，在泵送区域43、61；44、62中将产生真空压力，这导致这样的事实，即阀体52、53被提起阀座，使得抽吸端口57、53将打开。因此介质从罐59中被吸入泵送区域43、61；44、62。由抽吸压力导致，阀体51、54将借助压缩弹簧被一起推入阀座，并且压力连接部55、56在抽吸阶段被关闭。

在所描述的方式中，抽吸端口57、58或者压力端口55、56将交替打开和关闭。如果被泵送穿过中空活塞泵12、13的介质被加压，在抽吸操作期间阀体51、54锁定压力端口55、56，而阀体52、53关闭抽吸端口57、58。

作用于阀体51至54的弹簧力与泵的加压条件相协调，使得阀体可靠地关闭相应的压力－并且抽吸连接部交替打开。两个泵送元件10、11的止回阀是有益的交替触发的。在压力端口55、56处是连接的压力管道55a、56a，并且被结合。压力管道55a、56a可以是外部管路。也可能使压力管道55a、56a具有在壳体1中的通孔。也以相同的方式，抽吸连接部57、58可被连接到抽吸管57a、58a，同样在外部管或壳体中的钻孔中。

压力连接部55和吸入连接部57是在壳体部分63和壳体部分64中，并且压力连接部56和58是吸入连接部。这两个壳体部分63、64都大致是立方体形或圆形，并通过其两侧面对准壳体部分31、32，并以适当的方式被固定到这些本体部位中，优选通过螺钉。

外壳的所有部件是有益的设计使得它们形成壳体1的联合外部。壳体1和因此整个泵采用单独的模块进行组装，使得不同类型的泵可根据应用被创建。

泵以之前描述的方式工作，通过这样的方式使得通过拉回弹簧波纹管18、19，来自罐59的介质被吸入。弹簧波纹管18、19的拉回被压缩弹簧20、21触发，其被设计成两个泵送元件10、11的致动挺杆8、9总是接触偏心盘4。机械驱动部件的润滑能通过油槽或固体润滑来实现。

优选地，泵通过马达7驱动，马达优先是无刷电动机，保证了较长的使用寿命。如果不需要耐久性，马达7也可以是有刷的。

马达7是有益可调的。然后，介质的流速可以设置为可变的。流速可以被适配，使得喷射器60可以基于传送控制来要求。这可使得节约在系统中的能量并延长泵的寿命。偏心盘4能被驱动，以及任选地直接从车辆的内燃机驱动。

由于弹簧波纹管18、19的压缩，被弹簧波纹管18、19封闭的泵送空间的体积61、62将减小，并且介质将通过开阀流入压力端口55、56。在加压阶段，吸入连接部57、58通过合适的阀被关闭。

两个壳体部分63、64在它们的对准侧有两个空腔65、66；67、68。它是在阀体51至54的高度。在空腔65至68中设有密封环69、70，作为结果，两个壳体部分31、63和32、64将在空腔的位置相互密封。

泵装有一装置，其防止在介质冷冻条件下损坏泵组件。壳体部分31、32设计有中央钻孔71、72。在钻孔71、72中平衡活塞73、74是密封的，它是由至少一个压缩弹簧75、76朝向泵送元件的方向上施力。压缩弹簧位于壳体63、64的钻孔77、78中。钻孔71、72和77、78有相同的直径，从而补偿活塞73、74可以移动到这两个钻孔71、72；77、78中。

压缩弹簧75、76被从孔77、78的壁中的环形肩部79，80的端部处的泵送元件10、11在其相对侧支承。另一端的压缩弹簧75、76位于平衡活塞73、74上，并将其推靠向止挡81、82，其通过一个半径形成在壳体31、32的孔71、72的端部处内侧定向的环形凸缘。

孔71、72被连接到所述泵送空间43、44。壳体部件63、64的钻孔77、78向环境敞开。

如果介质应在泵送空间43、44中冷冻，则冻结的介质膨胀由平衡活塞73、74的延伸补偿，在它们推回时抵抗压缩力弹簧75、76的力，增加用于介质的可用的泵送空间。因此，在泵送空间43、44中的冷冻介质中的泵部件和周围被安全保护免受损伤。

弹簧75、76的力将进行调整，使平衡活塞73、74在泵的正常操作期间不能移动。有利地，弹簧力被设定为在泵的工作压力以上约20％。

平衡活塞73、74可用作泄压阀。在这种情况下，平衡活塞与连接钻孔109一起(图4a)工作，其可以使得与抽吸端口57、58连接。弹簧75、76被设计成使得到达在泵送空间43、44的预定压力后，平衡活塞73、74至此将移动，使得来自泵送空间43、44的过压通过连接钻孔109释放入抽吸端口57、58。平衡活塞73、74也可以衰减可能在泵和阀内产生的压力振动。

两个泵送元件的10、11的致动挺杆8、9有一界面表面配合与偏心盘的接触面所需的设计，例如圆形或平面。这保证了适当的机械连接，以及中空活塞12、13和泵送元件10、11的运动。

按照图2实施例的形式仅仅示出了泵的一半。另一半与在先前实施例是相同的，并且相对于所述偏心盘4的轴线镜面对称。它像在以前的实施方式一样旋转固定在马达轴3上。

泵单元件10具有中空活塞12；它的壳套由弹簧波纹管18形成。两端是介质密封的，每个具有连接环83、84，其被连接到弹簧波纹管18。连接环83由环形的导引元件85包围，该导引元件密封在壳体部分24的环形凸缘26的内壁上。导引元件85具有至少一个、优选多个直通钻孔86在周围分布并配置。它们连接泵送空间43与环绕压力室87的弹簧波纹管18，该压力室径向向外通过壳体部件24的壳套35来限定。

对于泵送空间43、44，另外的并且不同的密封是可能的，同时在壳体部分31、32的环形凸缘26、27的一侧密封环(未置换)插入在一个环形槽111(图2)和112(图1)中。

导引元件85被轴向地固定在壳体部分24的环形台阶37之间，并且由壳体部分31的环形凸缘41导引。

连接环84由环88包围，在壳套35的内壁上引导密封壳体部分24，并且朝向偏心盘4密封泵送空间87。

连接环83固定连接在连接环89上，其进一步连结并固定到致动挺杆8。它在连接盘89上定中心，并且由压缩弹簧90迫使抵靠偏心盘4。弹簧90是在泵送空间43中，并支撑自身，一端在泵送空间的底部45处，并且另一端到连接盘89的底部。

壳体部分24的壳套35的外部是一个加热元件91，它优选的设计成所有的圆周围绕着壳套35，而且是大致位于连接环84的高度。

本体部30的中央设有用于加热元件的区域的环槽92，加热元件位于其中。在压力室87中的介质可被加热元件91加热。

加热元件91也可根据图1的实施例，以及以其它形式实施。

与偏心盘4相邻定位的连接环84坐在一固定的安装环93上，与其连接，固定环93以一定距离围绕致动挺杆8，当它被移动时，并使其通过径向渐变杆。固定环93对外密封介质。

一旦致动挺杆8由图2中的偏心盘4移动到左侧，连接环83就也移动到左侧，这将拉伸弹簧波纹管18。在泵送空间43中的介质是加压的，阀体51打开阀座。加压介质现在能够流入压力连接部55，并从那里进入压力管。球阀52通过加压介质被加压在它的中，从而使抽吸端口57被锁定。通过连接环的83的开口，在压力室87中的介质也在压力下。

继续转动偏心盘4，致动挺杆8将在图2中压力弹簧90的力下移动向右，其中连接环83也将被移动。弹簧波纹管18可以松弛，其在泵送空间87中，以及在所述泵送空间43中创建真空。这确保阀座的阀体52升起并打开抽吸端口57。因此，来自罐59(图1)的介质可以被吸入。作用在阀体51上的弹簧压力是如此大，使得当真空发生时阀体51将被关闭，从而压力连接部55断开。

通常，按照图2的泵和根据图1的实施例一样。该泵还具有一个特征以避免在介质冷冻期间对泵部件损坏。该特征具体有平衡活塞73，其根据前述实施例设计和布置。加热元件91有利地是圆周加热胶带，有助于保持介质是液体，即使外部温度是低的。加热元件91也被用于较快的操作能力。系统被冻结，尿素能通过在短时间内解冻而被提供。因此NOx还原是迅速可用的。按照图2中的泵可被设计成使得固定环93与连接环84一起移动，而连接环83是固定的。这样的设计可以除去致动挺杆8。

按照图3(只示出一半)中的泵与图2中的泵不同仅是由张力弹簧94代替压缩弹簧90。它由弹簧波纹管18以一距离包围，并且设计成使得它总是拉动致动挺杆杆8抵靠偏心盘4。因此，张力弹簧94的在偏心盘4的相反侧的端部连接到固定环93。张力弹簧94的另一端连接到固定环89。张力弹簧94以及压缩弹簧90确保该致动挺杆8总是与所述偏心盘4对准。为了确保张力弹簧94的力和机械连接到所述环，有利地在的每一端设有卡环102、103。

如果致动挺杆8通过图3所示的偏心盘4移动到左边，则连接环83也将被移动，这将加压在泵送空间43中的介质，并且从连接环83通过钻孔86进入压力室87中的介质。具有阀体51的压力阀将由于压力而打开；介质因此将流入压力连接部55。同时抽吸阀的阀体52将被关闭，并被推入阀座，抽吸连接部57锁定。

由于致动挺杆8的轴向运动，张力弹簧94以及弹簧波纹管将是拉紧的。

一旦由于附图3中的偏心盘4的转动而使致动挺杆8可以移动到右侧，张力弹簧94与固定环89将推动致动挺杆8到右侧。连接环83也将一起被带动。弹簧波纹管18因此收缩。

由于由泵送空间43，51的延伸导致的真空，压力阀关闭并打开进口阀52，使得介质可以从罐59中被抽吸。

此外，在这种形式的实施例中，固定环93可与连接环84一起被移动，而连接环83位于固定位置。致动挺杆8在这种情况下可以省略。

此外，在这种形式的实施例与根据图2中的实施例设计相同。

图4和4a(仅示出了一半)示出泵的示例，其具有按照图2的要素，其中弹簧波纹管18的外部的压力被产生。此外，该泵配备有用于弹簧波纹管18的冷冻保护。它一端被连接到连接环83，并且另一端连接到固定环84，其以所描述的方式被连接到固定环93，并且在泵中不能移动。

弹簧波纹管18包围套筒104，其中活塞盘89是可移动的。套筒104由板105封闭，面对平衡活塞73的一侧。在封闭板105和活塞盘89之间是容纳在套筒104中的压缩弹簧106，它的两端在封闭板105和活塞盘89之间。压缩弹簧106的预负载大于泵的工作压力。因此压缩弹簧106在正常操作条件下不动。

张力弹簧94位于压缩弹簧106和活塞盘89的相对侧，一端是在两个保持环108之间轴向定位。张力弹簧94的另一端轴向支撑在保持环103上，根据图3/4a中的实施例，在固定环93的内侧设置。根据前述实施例，张力弹簧94围绕致动挺杆8，牢固地以一定距离与活塞盘89连接。致动挺杆8以其自由端以所描述的方式对准偏心盘4。

当转动附图4中的偏心盘4时，如果致动挺杆8移动到左边，连接环83移过压缩弹簧106和端板105到左边，这将设置泵送空间43中的介质在压力下。通过在连接环83中的钻孔86，在压力室87中的介质也在压力下。因为压缩弹簧106的预负载比工作压力大，所以压缩弹簧106是在活塞盘89、端板105和连接环83之间的刚性元件。

如基于上一实施例所述，阀体51将从其阀座上升起，而阀体52由压力被压到它的阀座上。

如果偏心盘4进一步旋转，则套筒104和活塞盘89将通过张力弹簧94一起缩回，其使弹簧波纹管18松弛。活塞盘89将由压缩弹簧106以指示向卡簧108方向加载。

由于通过泵送空间43的延伸部的真空，压力阀51将以所描述的方式关闭，并且进口阀52将打开，从而使介质可以从罐59中被抽吸。在该撤回阶段，压缩弹簧106是在端板105、套筒104或连接环83之间的刚性部件。

弹簧106形成防冻保护，其防止冻结的介质损坏弹簧波纹管18。

如果在泵送空间43中的介质冻结，并相应地扩张体积，则压缩弹簧106通过弹性变形可以吸收冷冻介质的膨胀。这样做的结果是，弹簧波纹管18能移向偏心盘4，这可靠地防止弹簧波纹管18的损坏。压缩弹簧106的预负载被如此调整，使其一方面比正常运行压力高，但比由介质的冷冻导致的最大破坏压力/力显著地小。

图4示出在泵送空间43中的介质未冻结的情况下套筒104的位置。因而管104具有从安装环93的轴向距离。在套筒104的前侧和安装环93之间，平衡室110以这种方式形成。

如果在泵送空间43中的介质冻结，则其膨胀。盘105可以是与套筒104为同一个部件，继而由压力加载。来自冷冻所得的压力比压力弹簧106的压力大，其因此被弹性压缩。

套筒104滑过活塞盘89。以这种方式，由冷冻导致的流体体积的增加可以被吸收而不损坏弹簧波纹管18。套筒104与弹簧波纹管18相联，因此也与连接环83相联，以传递升力到弹簧波纹管18。套筒104可在技术上也直接连接到连接环83。如果盘105附装到连接环83的左端，这导致在泵送空间43中的死体积的进一步减少。如果套筒104移动，它将在连接环84中被导引。

图4a显示套筒104在其最大移动位置，其中它用它们的面位于安装环93上。补偿室110的尺寸或套筒104的前部与安装环93之间轴向距离已经被选择，使得泵送空间43中的介质的冷冻导致的增加的体积能够在任何情况下被吸收。

压缩弹簧106进一步可以降低操作期间发生的液压以及压力峰值，其可能会损坏弹簧波纹管18。

所描述的对弹簧波纹管18的防冻保护像在描述的实施方式中一样，可设置有泵，其中压力产生在弹簧波纹管18的外面，防冻保护也可以在泵中提供，其中弹簧波纹管18的内侧的压力产生，作为在附图1中的基础上的实施例已经描述。

图4a显示，在图1中提到的连接钻孔109，它连接所述入口钻孔57和钻孔71，该平衡活塞被容纳其中。加载压缩弹簧75的平衡活塞被如此设计，使得平衡活塞73移动得如此远，在达到在泵送空间43中的最大允许压力以后，以致于平衡活塞移动它的位置，使得泵送空间43与连接钻孔109流体关联到抽吸端口57。

图5和5a(仅泵的一半被表示)示出了泵，在泵上压力产生发生在弹簧波纹管18中。泵基本与根据图1的实施例有相同的实施方式。在壳套35的内侧，挡圈108，其根据在前面的实施例是在一沟槽中，位于壳套36的内侧上。在压缩弹簧106的力的作用下，在中空活塞12的底部14面对挡圈108的一侧位于活塞盘89。压缩弹簧106的另一端被中空活塞12的底端14支撑。根据先前的实施例，弹簧106的预负载比在正常操作的泵中的压力高。因此压缩弹簧106是一个刚性部件，当泵在正常运行条件下工作时，其不移动。如果致动挺杆8通过图5中的偏心盘4移到左侧，则在弹簧波纹管18的弹性压缩下中空活塞12位移，并且在泵送空间43中的介质被加压。因此压缩弹簧20将以所描述的方式弹性地压缩。继续转动偏心盘4，中空活塞12将通过图5中的压缩弹簧20移回到右侧。压缩弹簧106在致动活塞8的移动过程中不被移动。

如果在泵送空间43中的介质冷冻，则其膨胀。该冷冻介质的膨胀由压缩弹簧106相应的弹性变形吸收，使得弹簧波纹管18不被损坏。

如果在泵送空间43的介质未冻结，则中空活塞12的径向凸缘16与壳体部分24(图5)的环形凸缘28具有轴向距离。因此，该平衡室110形成在径向凸缘16和环形凸缘28之间。如果在泵送空间43中的介质冷冻，从而产生在中空活塞12的底部14的轴向压力，则中空活塞12轴向移动到右侧。压缩弹簧106是可调的，使得其压力比冷冻的损坏压力小，但是比泵的正常操作压力大。

图5a示出了在最终位置的中空活塞12，其中它的径向凸缘16在壳体部分24的环形凸缘28的径向凸缘16上终止。径向凸缘16在轴承33中被引导。在径向凸缘16和环形凸缘28之间的轴向距离，以及因此补偿室110的尺寸被选择，使得在泵送空间43中的介质冷冻产生的最大的增加体积可以被吸收。

压缩弹簧106在泵的正常操作过程中和在前面的实施例中一样作为刚性部件，这是因为压缩弹簧106的预负载比正常操作压力大。

压力弹簧106作为在活塞盘89和中空活塞12的底部14之间的刚性元件。

此外，按照图5的泵是与按照图1的实施例是同样设计。

在图6的基础上描述了泵系统的液压回路。借助前面描述的任一个泵，它会通过抽吸管路55a、58a从罐59中抽吸介质以推动它。泵由马达7以所描述的方式驱动。在压力管路55a、56a上的介质导入到喷射器60。

它通过返回管路95连接到罐59，使得过量的介质可以通过返回管路95返回罐59。

返回导引介质主要服务于喷射器60的冷却。基本上冷却系统依靠系统设置。不是所有的喷射器60都需要冷却系统。一些喷射器60也通过空气通风来冷却。通过介质的冷却是可选的。

在压力管路55a、56a中，设置压力传感器96是有利的，它可以用于监测压力管路中的压力。压力信号被用来监视系统。在压降时警告产生，例如，以闪烁信号灯的形式，使得驾驶员被提示泵可能的故障。进一步，压力控制用来建立尿素的精确喷射。实现喷射的精度的数据存储在控制逻辑中。

最终压力传感器96可以超过容许压力水平以打开连接至泵的泄压阀97，以减小来自压力管路55a、56a的高压力。只要泄压阀打开，介质就在泄压阀97处被输送到罐59。

有益的是通过温度传感器98记录在罐59中介质的温度。还可以用于在低温中保护泵。如果泵会冻结，则温度传感器98产生一个信号，从而使泵不启动。温度传感器98还可以用于补偿对泵的功能部件或例如喷射器60的温度影响，使得它们被保持在一定的温度或在特定温度窗口。

图7是泵的一个例子，其可泵送两种不同介质。在所示的例子中，例如，空气和尿素可被泵送。泵本身被同样设计为根据图1的实施例。介质尿素位于罐59中，并且以所描述的方式被馈送通过抽吸管路58a到达入口端口58。为了通过偏心盘4操作致动挺杆9，尿素以所描述的方式被吸进泵送空间44，当阀体53抬离阀座并打开时，设置在压力下并且借助抬离的阀体54，介质将流入压力连接部56。从这，尿素被输入压力管路56a到喷射器60。

抽吸端口57是泵的第二元件的一部分，其被设计成压缩机泵。通过抽吸端口57，空气从大气中被吸入。用所描述的方式借助偏心盘4致动致动挺杆8，介质将被吸入泵送空间43，并经由压力连接55被泵入空气压力管路55c。压缩空气将被输送到相应的喷射器60。

因为在不同的SCR系统中，空气和尿素的量不同，泵可以用不同的偏心4调节行程。在操作期间用于喷射的量的变化可通过改变马达7的转速来改变。例如两种不同的偏心盘可以设在驱动轴3上，其被设计成使得致动挺杆8、9具有不同的行程，因此不同量的尿素和压缩空气可用于喷射器60。

图8示出了按照图7的泵的液压回路。泵送元件99例如设计为压缩机泵。

两个泵送元件99、A可以优选基于共同的驱动器7由电动机驱动。泵送元件99从大气中吸入空气，压缩它并通过压缩空气管路55c传送到相应的喷射器60。泵送元件99可以设计成一螺杆泵并类似作为活塞泵，如隔膜泵。这是基于已经描述的图1至5中泵送元件A推动在压缩管路56a上的来自罐59的介质到达喷射器60。

在压力管路56a中是一压力传感器96并且泄压阀被连接。一旦在压力管道56a中的压力传感器96记录一个高压，泄压阀97就打开，以释放压力。在罐59中的流体的温度由温度传感器98捕获。

这种泵系统可用于SCR系统，其也可使用空气用于喷射以支持尿素的雾化。而根据图6中的泵系统，压缩空气没有用于根据图8中的泵系统，两个SCR系统即用于无气和空气辅助系统可以被支持。

在这两个泵送元件A和99之间在驱动连接中可以提供飞轮，从而使电动机7同时可驱动两个泵送元件，或者仅仅是驱动泵送元件中的一个。这种飞轮主要用于顺序连接(图9a)泵送元件，这是因为它们为每个泵送元件10、11提供它们自己的偏心盘。基本上，所描述的飞轮在根据图1至图5的实施方式中是可能的。但第二偏心盘与相应的泵送元件应当偏移到第一偏心盘，并布置有相关联的泵送元件。在这种装配中，驱动能源能节省，磨损能降低，并且增加泵系统的寿命。来自泵送元件99的压缩空气可以被泵入蓄积器。在罐59中的尿素溶液仅被泵送元件A具体支撑，以在喷射过程中定量给料到排气流中。在较高的喷射频率和在不需要泵气的情况下，泵送元件A作为如前所述的单台泵送元件，在相同的旋转方向上驱动，以推动介质。

图10显示设置的飞轮的实施例，在两个泵送元件A、99之间有驱动连接。两个泵送元件A、99有利地同样设计，并由共同的驱动器7来驱动。联合驱动轴3提供给两个泵送元件A、99。轴3有两个偏心盘4，以所描述的方式与致动挺杆8和两个泵送元件A、99相互作用。用于泵送元件A的相关的偏心盘4被布置在驱动轴3上，因此，使得它将仅在驱动轴3的一个旋转方向被带动。在另一个方向上旋转驱动轴3，作为飞轮的结果，偏心盘4不旋转，使得该泵送元件A不被激活。

关联泵送元件99的偏心盘4旋转固定在驱动轴3上，从而使偏心盘4不管驱动轴3的旋转方向，泵送元件99都进行操作。

借助这种设计，泵的流量和功耗可明确减少。如果使用不同流体，通过沿其中偏心盘4停止并且不旋转的方向切换驱动轴3的旋转，仅仅能布置一种介质的泵送。

在轴和关联的驱动元件之间，在一个旋转方向上的空转(或驱动)是现有技术，因此也没有详细描述。

当需要存储在罐中的介质59的非常精细的剂量和流速时，步进马达可以有利地使用，而代替常用的电动机7。

在图1至5所描述的基础上，泵具有泵送元件10、11，其可以用于宽范围的泵设计和应用。图9示出泵送元件10、11的示意性地和实施例的可能布置。

按照图9a的泵将泵送元件10、11顺序并列布置。它们设置在泵壳体100上，其中驱动轴设置用于致动泵送元件。它从泵壳体100的前侧突出，并由马达7驱动。驱动轴纵向延伸在泵壳体100内，并根据泵送元件10、11的数目设有相应数量的偏心盘，其将根据图1至5的基础上所描述的方式激活泵送元件。

图9b显示了泵送元件的星形排列。泵送元件10、11被径向布置在圆柱形泵壳体101上。在实施例中四个泵送元件10、11被布置绕泵壳100的圆周，每个90度间隔。驱动轴3，其由马达7驱动，位于泵壳101的中心。

在驱动轴3上是偏心盘4，其能够旋转激活泵送元件10、11。

图9c显示了实施例，其中两个相对的泵送元件10、11布置在壳体101的凸缘侧上。驱动轴3由马达7旋转驱动，并纵向延伸通过壳体100。示出的实施例有在驱动轴3上的旋转固定的两个偏心盘，其将驱动泵中相对的泵送元件10、11。

在图9a至9c的基础上的示例性以及描述的所示的布置表明，以泵送元件10、11作为套壳，许多不同的应用可以容易地进行设计和建立。这种泵可简单地制造，并且也是廉价的。这里所需的泵送元件数量取决于要在泵系统中来实现的所需的泵体积。

Claims (19)

1.用于车辆中的SCR系统的泵，该泵具有壳体(1)，该壳体中设置有至少一个泵送元件(10，11)，该泵送元件由驱动装置激活并且具有至少一个泵活塞(12，13)，所述泵活塞具有至少一个金属弹簧波纹管(18、19)，其特征在于，所述驱动装置为具有能够旋转的驱动轴(3)和偏心盘(4)的偏心驱动装置，所述偏心盘(4)固定在所述驱动轴(3)上并能够与所述驱动轴(3)一起旋转，且所述偏心盘(4)设置在所述壳体(1)中，所述泵活塞(12，13)能够由所述偏心盘(4)驱动；

其中，所述泵送元件(10、11)具有补偿装置，用以吸收在介质冷冻期间发生的体积增加和膨胀；

其中，所述补偿装置具有至少一个平衡活塞(73、74)，所述平衡活塞部分地限制用于介质的泵送空间并且能抵抗弹簧力而移动。

2.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述泵活塞(12、13)是由所述金属弹簧波纹管(18、19)包围的中空活塞。

3.根据权利要求2所述的泵，其特征在于，该金属弹簧波纹管(18、19)径向限定用于泵送介质的泵送空间。

4.根据权利要求3所述的泵，其特征在于，所述金属弹簧波纹管(18、19)和所述中空活塞的外表面之间形成所述泵送空间。

5.根据权利要求3所述的泵，其特征在于，在所述金属弹簧波纹管(18、19)和所述泵送元件的壳体部分(24)的套壳(35)之间形成所述泵送空间。

6.根据权利要求2所述的泵，其特征在于，该金属弹簧波纹管(18、19)在所述中空活塞周围的环和所述中空活塞的径向凸缘之间延伸并附装至所述中空活塞周围的环和所述中空活塞的径向凸缘。

7.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，该金属弹簧波纹管(18，19)一端附装在轴向滑动环(83)上，并且另一端附装到固定壳体环(84)上。

8.根据权利要求7所述的泵，其特征在于，所述轴向滑动环(83)与所述固定壳体环(84)彼此同轴布置。

9.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，该金属弹簧波纹管(18、19)具有径向距离地包围致动挺杆(8、9)，所述致动挺杆的自由端与所述偏心盘(4)接触。

10.根据权利要求9所述的泵，其特征在于，所述致动挺杆(8、9)处于至少一个弹簧的力的作用下。

11.根据权利要求10所述的泵，其特征在于，所述弹簧是压缩弹簧，并且包围所述金属弹簧波纹管(18，19)。

12.根据权利要求10所述的泵，其特征在于，所述弹簧是压缩弹簧，抵靠在盘(89)上，所述致动挺杆(8、9)从所述盘伸出。

13.根据权利要求10所述的泵，其特征在于，所述弹簧是张力弹簧，其被所述金属弹簧波纹管(18，19)具有径向距离地包围。

14.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，该泵送元件(10、11)具有至少一个压力阀(47，51；50，54)和至少一个吸入阀(49，48，52，53)。

15.根据权利要求14所述的泵，其特征在于，所述压力阀(47，51；50，54)和所述吸入阀(49，48，52、53)连接到泵送空间。

16.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，若干泵送元件(10，11)按顺序地并列或成星形或以相对的元件的形式布置在壳体中。

17.根据权利要求16所述的泵，其特征在于，成星形布置的泵送元件(10、11)与共用的偏心盘(4)相关联。

18.根据权利要求9所述的泵，其特征在于，该致动挺杆(8、9)在其泵送空间侧受到至少一个压缩弹簧(106)的力，该压缩弹簧的预负载力比泵的操作压力大，但比由在泵送空间中的介质冷冻引起的负载小。

19.根据权利要求18所述的泵，其特征在于，该压缩弹簧(106)至少部分地被放置在一套筒中，该套筒由所述金属弹簧波纹管(18、19)至少部分地包围。

Images