DE102008031052B4 - Kreiselpumpe für Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Kreiselpumpe zum Pumpen eines Fluids in einem an einem Fahrzeug angebauten System und mit einer gleichzeitig mit einem mechanischen Pumpelement (2) und einem Magnetläufer (6), der Teil eines mit einem Drehmoment angetriebenen Motors der Pumpe ist, bei denen es sich um zwei getrennte Teile handelt, fest verbundenen Drehachse, wobei dieser Läufer (6) mindestens eine Aussparung aufweist, durch die das durch das mechanische Pumpelement (2) angesaugte Fluid gedrückt wird, wobei diese Aussparung mit einer Strukturierung versehen ist, die dazu optimiert ist, dem Fluid eine mit einer gewissen Beschleunigung verbundene schraubenförmige Bewegung zu verleihen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe, die in einem Fahrzeug eingebaut werden soll, und insbesondere eine Pumpe für ein SCR-System mit Harnstoff des Weiteren betrifft sie einen mit solch einer Pumpe ausgestatteten Behälter sowie die Verwendung dieser Pumpe/des Behälters in einem SCR-System.
  • In Übereinstimmung mit der 2005 in Kraft getretenen Euro-Norm IV über die Abgasemissionen für Lastkraftwagen mussten NOx-(oder Stickoxid-)Entgiftungsvorrichtungen installiert werden.
  • Das System, das von den meisten Konstrukteuren für Lastkraftwagen verwendet wird, um NOx-Emissionen auf den erforderlichen Wert zu reduzieren, besteht darin, eine selektive katalytische Reaktion mit Reduktionsmitteln wie zum Beispiel Harnstoff zu realisieren (”Urea SCR” (Harnstoff-SCR) oder selektive katalytische Reduktion, die Ammoniak verwendet, welches durch Zersetzung von Harnstoff in den Abgasen in situ erzeugt wird).
  • Dazu ist es erforderlich, die Fahrzeuge mit einem eine Harnstofflösung enthaltenden Behälter, einer Vorrichtung zum Dosieren der in die Abgasleitung einzuspritzenden Harnstoffmenge und einer Vorrichtung zum Zufuhren der Harnstofflösung zur Vorrichtung zum Dosieren der einzuspritzenden Harnstoffmenge auszustatten. Im Allgemeinen umfasst die Zuführvorrichtung eine durch einen Motor angetriebene Kreiselpumpe.
  • Die Fahrzeuge können natürlich mit anderen Flüssigkeitspumpen ausgestattet sein, zum Beispiel mit einer Kraftstoffpumpe, einer Pumpe, die ein Additiv direkt in den Kraftstoff (insbesondere Diesel) dosieren kann, um die Teilchenemission zu reduzieren, usw.
  • Eine Gemeinsamkeit dieser eingebauten Pumpen besteht darin, dass sie idealerweise einen begrenzten Platzbedarf bei einer optimalen Leistung (sowohl hinsichtlich Druck als auch Geschwindigkeit) aufweisen sollen. Diese Pumpen sind im Allgemeinen Kreiselpumpen, die von einem Motor beliebiger Art, vorzugsweise mit magnetischem Drehmoment, angetrieben werden, um das Zurückgreifen auf dynamische Dichtungen zu vermeiden.
  • Somit beschreibt die Anmeldung WO 2006/127 137 A1 eine Kraftstoffkreiselpumpe, die von einem Motor mit magnetischem Drehmoment angetrieben wird. Bei dieser Pumpe wird der Kraftstoff mit Hilfe einer durch einen Drehmagneten betätigten Turbine angesaugt und wird danach durch einen die Pumpe umgebenden Filter zugeleitet, wobei die Anordnung aus einem kompakten Modul besteht. Diese Schrift erklärt jedoch nicht die Bahn des Fluids zwischen dem Ansaugen und dem Pumpenauslass. Infolgedessen erklärt diese Schrift nicht, wie die Leistungen der Pumpe, insbesondere hinsichtlich der Geschwindigkeit des Fluids, optimiert werden können. Darüber hinaus ist es zur Verbesserung der Leistung der Turbine von Vorteil, die Geometrie ihrer Schaufeln so zu modifizieren, dass die Pumpe sich allgemein nur in einer Richtung drehen kann. Bei den oben genannten SCR-Systemen mit Harnstoff ist es allerdings von Vorteil, auch eine umgekehrte Drehrichtung vorzusehen, die es gestattet, das System bei Frost zu entleeren (siehe zum Beispiel die Anmeldung FR 2 911 643 A1 im Namen der Anmelderin, auf deren Inhalt in der vorliegenden Anmeldung ausdrücklich Bezug genommen wird).
  • Die DE 103 04 121 A1 offenbart ein Motorpumpenaggregat mit den folgenden Merkmalen:
    • – mit wenigstens zwei Innenzahnradpumpen, jeweils umfassend ein Ritzel, ein gegenüber diesem exzentrisches Hohlrad sowie eine Ritzelwelle, die in Seitenscheiben gelagert ist;
    • – die Ritzel der beiden Pumpen sind baugleich, und die Achsen der Pumpen fluchten miteinander;
    • – wenigstens der einen der beiden Pumpen eines Paares von nebeneinander liegenden Pumpen ist ein Elektromotor zugeordnet;
    • – der Rotor des Elektromotors ist – im Axialschnitt gesehen – U-förmig und umfließt die ihm zugeordnete Pumpe konzentrisch;
    • – der Steg des U ist im Bereich der Drehachse mit einer Innenverzahnung versehen;
    • – die Innenverzahnung des Steges kämmt mit den beiden Ritzeln.
  • Die DE 42 42 242 C2 beschreibt eine Vorrichtung zum Versorgen der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit in einem Vorratstank vorhandenem Kraftstoff, der von einer im Vorratstank angeordneten Kraftstofffördereinheit über eine Förderleitung der Brennkraftmaschine zugeführt wird und entlang seiner Förderstrecke von zur Vorrichtung gehörenden Komponenten behandelt wird, wobei in dem Vorratstank ein die Kraftstofffördereinheit enthaltendes Aggregat angeordnet ist, zu dem ein Tragelement gehört, wobei das Tragelement selbst in Gehäuse ist, das eine Halterung für die Kraftstofffordereinheit und Halterungen für die zur Vorrichtung gehörenden Komponenten aufweist.
  • Die DE 196 22 722 A1 schlägt eine Mikropumpe zur weitgehend kontinuierlichen Förderung eines Massenstroms vor, die eine Hülsenachse und eine versetzte Drehachse aufweist, bei der in einer Hülse ein Innenrotor mit einem Außenrotor in kämmendem Eingriff stehen, wobei daß zumindest eine auslaßseitige Drucköffnung eines ersten stirnseitigen Einsetzteiles, das in die im Durchmesser etwas größere Hülse eingesetzt ist, in axialer Richtung ausgerichtet ist.
  • Die US 2006/0039815 A1 offenbart rotierende Maschinen zum Pumpen von Flüssigkeiten mit einem exzentrisch eingreifenden Zykloidalgetriebe.
  • Die US 2005/0265860 A1 beschreibt eine am Motor befestigte Innenzahnradpumpe mit einem Pumpenabschnitt zum Ansaugen einer Flüssigkeit und einem Motorabschnitt zum Antreiben des gleichen.
  • Die vorliegende Erfindung soll eine Kreiselpumpe bereitstellen, die durch einen Motor mit magnetischem Drehmoment angetrieben wird und bei geringem Platzbedarf sowohl hinsichtlich Druck als auch Geschwindigkeit effizient ist. Gemäß einer vorteilhaften Variante, die sich insbesondere für SCR-Systeme mit Harnstoff eignet, gestattet sie des Weiteren die Bereitstellung einer Pumpe, die sich in beiden Richtungen drehen kann.
  • Dazu betrifft die vorliegende Erfindung eine Kreiselpumpe zum Pumpen eines Fluids in einem an einem Fahrzeug angebauten System und mit einer gleichzeitig mit einem mechanischen Pumpelement und einem Magnetläufer fest verbundenen Drehachse, wobei dieser Läufer mindestens eine Aussparung aufweist, durch die das durch das mechanische Pumpelement angesaugte Fluid gedrückt wird.
  • Die erfindungsgemäße Pumpe ist eine Kreiselpumpe beliebiger bekannter Art, die durch einen Motor mit magnetischem Drehmoment angetrieben wird und deren Steuerung vorzugsweise elektronisch erfolgt (durch Verwaltung durch ein ECM (Electronic Control Module)).
  • Das Fluid, für das diese Pumpe bestimmt ist, ist vorzugsweise eine unter normalen Gebrauchsbedingungen flüssige Verbindung, die eine aktive Funktion in einem Fahrzeug der Kraftfahrzeug-, Lastkraftwagenart usw. erfüllt. Dieses Fluid kann zur Reinigung, Schmierung, Bremsung, Aufhängung, Kühlung und insbesondere Entgiftung verwendet werden. In einer besonders geeigneten Ausführungsform wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Entgiftung von Fahrzeugabgasen verwendet. In diesem Fall kann das Fluid zum Beispiel ein Additiv sein, das zur Regeneration eines Teilchenfilters verwendet wird oder in die Abgase eingespritzt werden kann, um den NOx-Gehalt zu reduzieren.
  • Im Falle eines Additivs für einen Teilchenfilter handelt es sich im Allgemeinen um eine Zusammensetzung in Lösung in einem Kohlenwasserstofflösungsmittel, eines Katalysators für Niedrigtemperaturverbrennung von festen Kohlenstoffpartikeln, die durch die unvollständige Verbrennung eines schweren Kohlenwasserstoffes in einem Motor mit Selbstzündung erzeugt werden. Unter schwerem Kohlenwasserstoff versteht man einen bei normaler Temperatur flüssigen oder pastenförmigen Brennstoff, dessen Moleküle mehr als 9 Kohlenstoffatome aufweisen. Ein Beispiel für solch einen schweren Kohlenwasserstoff ist eine Dieselöl genannte Erdölfraktion, die bei Dieselmotoren verwendet werden kann. Beispiele für geeignete Flüssigadditive sind Eisen- und Cersalze in Kohlenwasserstofflösung. Insbesondere sind unter dem Handelsnamen EOLYS® erhältliche Lösungen gut für Teilchenfilter geeignet.
  • Indessen lässt sich die vorliegende Erfindung besonders gut auf ein Reduktionsmittel anwenden, das die in den Motorabgasen des Fahrzeugs vorhandenen NOx reduzieren kann. Es handelt sich vorteilhafterweise um einen Ammoniakvorläufer in wässriger Lösung. Die Erfindung ergibt gute Resultate mit wässrigen Harnstofflösungen und insbesondere eutektischen Wasser-/Harnstofflösungen, wie zum Beispiel AdBlue®-Lösungen, deren Harnstoffgehalt zwischen 31,8 und 33,2 Gew.-% liegt und die ca. 18% Ammoniak enthalten. Die Erfindung kann auch auf Harnstoff-/Ammoniumformiat-Gemische, auch in wässriger Lösung, angewandt werden, die unter der Marke Denoxium® vertrieben werden und die ca. 13% Ammoniak enthalten. Diese Letzteren weisen bezüglich des Harnstoffs zwar den Vorteil auf, dass sie erst ab –35°C (im Vergleich zu –11°C) gefrieren, sind aber mit dem Nachteil von Korrosionsproblemen behaftet, die mit der Freisetzung von Ameisensäure verbunden sind.
  • Bei der erfindungsgemäßen Pumpe wird die Pumpwirkung (Ansaugen/Fördern) im Wesentlichen mit Hilfe eines fest mit einer Drehachse verbundenen mechanischen Elements realisiert. Darunter versteht man ein Element, dessen Geometrie so ist, dass seine Drehung eine Pumpwirkung erzeugt. Es handelt sich per se um ein getrenntes Teil des Pumpenläufers. Vorzugsweise umfasst dieses Pumpelement mindestens zwei Zahnräder, die durch Drehung gestatten, den Fluiddruck zu übertragen und zu erhöhen. Im Vergleich zu herkömmlichen Kreiselpumpen mit Turbine, das heißt einem mit Schaufeln oder Flügeln versehenen Drehteil, weist diese Variante den Vorteil einer guten Leistung mit einem Gas oder einer Flüssigkeit unabhängig von der Drehrichtung auf.
  • Um mit den herkömmlichen Turbinen eine gute Leistung mit einem Gas und einer Flüssigkeit zu erreichen, muss eine andere Schaufelgeometrie für jedes Fluid gewählt werden. Die herkömmlichen Turbinen sind somit bei einer kombinierten Gas- und Flüssigkeitsverwendung im Allgemeinen hinsichtlich Pumpleistung weniger vorteilhaft. Wenn sich die Pumpe im ”Entleerungsmodus” dreht, saugt sie bei den oben genannten Harnstoffsystemen nun aber Luft oder Abgase an, während sie im ”Fördermodus” Flüssigkeit ansaugt. Somit ist eine Zahnradpumpe gut für diese Systeme geeignet.
  • Des Weiteren weist eine Zahnradpumpe vorteilhafterweise gegenüber den herkömmlichen Pumpen eine hohe Leistung in beiden Drehrichtungen auf (wobei eine davon im Allgemeinen dem Fördern des Fluids und die andere einem Entleeren entspricht). Um die Pumpleistung einer herkömmlichen Turbine zu steigern, wird im Allgemeinen das Profil ihrer Schaufeln modifiziert, um sie asymmetrisch zu gestalten, aber infolgedessen wird die vorteilhafte Wirkung ungünstig, wenn die Drehrichtung umgekehrt wird.
  • Gemäß der Erfindung ist die Drehachse fest mit einem Magnetläufer verbunden, der durch Anlegen eines Magnetfelds betätigt (in Drehung versetzt) werden kann. Unter ”Magnetläufer” versteht man, dass der Läufer vorzugsweise mindestens einen Magneten aufweist. Dieser Magnet kann eine Einheit sein und von der Drehachse durchquert werden. Als Alternative dazu kann es sich um mehrere Magneten handeln, die (vorzugsweise symmetrisch) um die Achse herum angeordnet sind.
  • Gemäß der Erfindung weist der Magnetläufer mindestens eine Aussparung auf, durch die das durch das mechanische Pumpelement (vorzugsweise Zahnräder) angesaugte Fluid gedrückt wird. Vorzugsweise wird im Wesentlichen das ganze angesaugte Fluid nacheinander mit der Wirkung des mechanischen Elements und des Magnetläufers, entweder in dieser Reihenfolge oder in der umgekehrten Reihenfolge, beaufschlagt. Vorzugsweise wird das Fluid zunächst durch das mechanische Element angesaugt und danach durch die Aussparung des Läufers gedrückt, dessen Drehung ihm eine mit einer gewissen Beschleunigung verbundene schraubenförmige Bewegung (Bahn) verleiht. Um diese Bewegung zu fördern, ist die Aussparung in dem Läufer besonders bevorzugt mit einer optimierten Strukturierung versehen. Eine einfache Art und Weise, dies in der Praxis zu realisieren, besteht darin, in der Aussparung ein hohles (Träger-)Zwischenteil einzuführen, das mit inneren Strukturierungen versehen ist, die dem Durchfluss des Fluids in seinem Inneren eine im Wesentlichen schraubenförmige Form verleihen sollen. Eine Art mit schraubenförmigen Stegen versehene Kappe ist gut dafür geeignet.
  • Bei einer besonders bevorzugten Variante weist der Läufer der Pumpe einen Magneten auf, der mit einer mittleren Aussparung versehen ist, die mit einem Träger versehen ist, der eine den Magneten bedeckende (und seine Positionierung gestattende) Kappe und einen hohlen, zylindrischen Teil umfasst, der sich von dem mittleren Teil der Kappe aus in der Aussparung erstreckt, wobei die Drehachse der Pumpe teilweise in diesen zylindrischen Teil eingeführt ist, der mit schraubenförmigen Stegen fest verbundenen ist, welche sich radial von dem zylindrischen Teil zur lateralen Wand der Aussparung erstrecken.
  • Vorzugsweise ist der Magnetläufer in einem feststehenden (sich nicht mit dem Läufer drehenden) Gehäuse enthalten, das vorzugsweise dicht mit einer Auslasspipette (Förderpipette) der Pumpe verbunden ist. Dieses Gehäuse besteht vorzugsweise aus rostfreiem Stahl (vorzugsweise mit einer Qualität, die gegebenenfalls gut gegen Harnstoff beständig ist) und ist vorteilhafterweise durch eine Stange verlängert, die einen hohlen Kanal enthält, durch den das Fluid die Pumpe verlässt. Infolgedessen kann die oben genannte dichte Verbindung durch einfache Rastverriegelung dieser Stange in der Pipette realisiert werden.
  • Das Gehäuse gemäß dieser Erfindungsvariante enthält mindestens eine Einlassöffnung und mindestens eine Auslassöffnung, die es dem Fluid gestatten, darin einzutreten, durch die Aussparung des Läufers zu zirkulieren und dann wieder daraus auszutreten. Vorzugsweise besteht die Ausgangsöffnung in dem oben genannten hohlen Kanal. Im Allgemeinen weist das Gehäuse im Wesentlichen die Form eines Zylinders auf, der mit einer oberen Wand und einer unteren Wand versehen ist, die im Wesentlichen parallel und horizontal sind, wobei sich die Einlassöffnung im Wesentlichen in der Mitte der oberen Wand um die Drehachse herum befindet und sich der hohle Kanal im Wesentlichen in der Mitte der unteren Wand erstreckt. Bei dieser Variante erstreckt sich die Drehachse nicht bis zum Boden des Gehäuses, sondern macht vorher Halt, das heißt, verlässt das Gehäuse nicht durch seine untere Wand.
  • Infolgedessen enthält bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung das Gehäuse einen Magnetläufer, der mit einem Träger wie oben beschrieben versehen ist, und ist die Drehachse in der Nähe ihres Endes mit einem Schlitz versehen, in dem eine Sicherungsscheibe (ein Sprengring) eingesetzt ist, wobei der Läufer und sein Träger im Gehäuse auf der Scheibe aufliegen.
  • Die erfindungsgemäße Pumpe enthält im Allgemeinen einen Stator zum Anlegen eines Magnetfelds an den oben genannten Läufer, wobei dieser Stator eine oder mehrere Magnetspulen aufweist. Bei einer (hinsichtlich Kopplungsleistung) bevorzugten Variante stehen die Spulen des Stators direkt mit dem Läufer in Kontakt (gegebenenfalls unter Zwischenanordnung seines Gehäuses).
  • Die elektrische Versorgung dieser Spulen wird vorzugsweise, wie oben erläutert, elektronisch verwaltet. Infolgedessen weist die erfindungsgemäße Pumpe des Weiteren vorzugsweise eine oder mehrere Leiterplatten (elektronische Platten) auf.
  • Die Leiterplatten und/oder der Stator können gegebenenfalls in der Pumpe integriert sein, das heißt, sie können gegebenenfalls in einem gemeinsamen Körper enthalten sein, der das Pumpelement, die Achse und den Rotor umgibt und den man im Allgemeinen den Körper der Pumpe nennt. Vorzugsweise integriert der Pumpenkörper alle diese Elemente.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung enthält die Pumpe einen Filter, der das mechanische Pumpelement umgibt. Vorzugsweise erfolgt das Ansaugen durch die Pumpe durch den Filter, so dass sie vor Verunreinigungen geschützt ist.
  • Bei dieser Variante können sich der Filter und das mechanische Element im unteren Teil der Pumpe befinden und von dem Läufer überlagert werden, wobei das Ganze von einem Deckel umgeben wird, der selbst von dem Stator überlagert wird, und die Leiterplatten von einer oberen dichten Kammer umgeben werden. Bei dieser Variante bilden der Deckel und die obere Kammer den sogenannten Körper der Pumpe, das heißt das Gehäuse, in dem sie enthalten ist.
  • Allerdings enthält der Körper der Pumpe vorzugsweise einen Deckel und einen unteren Teil und:
    • – besteht der untere Teil des Pumpenkörpers aus einer dichten Kammer, die den Läufer, den Stator und die Leiterplatten enthält und auf der der Filter und das mechanische Pumpelement aufliegen; und
    • – umgibt der Deckel den Filter und das mechanische Element und ist über eine Schrauben-Mutter-Verbindung mit der dichten Kammer verbunden.
  • Wenn die Pumpe in einen Flüssigkeit (zum Beispiel Harnstoff) enthaltenden Behälter eingetaucht ist, weist der Deckel der beiden oben genannten Varianten vorzugsweise die Form einer Glocke auf, die sich vorzugsweise nicht (zumindest nicht ganz) bis zum Boden des Behälters erstreckt und nicht mit der Kammer und/oder dem Filter verbunden ist. Ganz besonders bevorzugt sind die Glocke und die Kammer/der Filter so angeordnet, dass sie einen Pfad für das Fluid schaffen, so dass das Fluid, wenn sich die Pumpe im ”Vorwärts”-Betrieb befindet (um Fluid zuzuführen), von unter der Glocke durch einen ringförmigen Hohlraum angesaugt wird, der zwischen der Innenfläche der Glocke und der Außenfläche der Kammer/des Filters enthalten ist, um letztendlich über das mechanische Pumpelement durch diesen angesaugt zu werden.
  • Mit anderen Worten: Die Glocke weist vorzugsweise mindestens eine Öffnung in ihrem unteren Teil auf (bei der es sich vorzugsweise um eine ringförmige Öffnung handelt, die ihren ganzen unteren Umfang einnimmt, was soviel besagt, dass die Glocke tatsächlich auf dem Filter und nicht auf dem Boden des Behälters aufliegt), und sie ist so angeordnet, dass sie einen ringförmigen Hohlraum schafft, der zwischen ihrer Innenfläche und der Außenfläche der Kammer/des Filters enthalten ist und durch den die Flüssigkeit über die untere Öffnung der Glocke durch den Filter angesaugt werden kann.
  • Der Vorteil dieser Variante liegt darin, dass, wenn die Pumpe und der Filter entleert werden (zum Beispiel indem die Pumpe in Drehung in umgekehrter Richtung versetzt und dann angehalten wird), eine Lufttasche um den Filter herum gebildet wird, die gewährleistet, dass er bis zum erneuten Starten der Pumpe trocken bleibt, das infolgedessen bei Frost schneller erfolgt (da man somit ganz bestimmt die Bildung eines Eispropfens am Filter vermeidet).
  • Die Variante mit Tauchpumpe, Filter, Pumpenkörper mit oberer Glocke und unterer Kammer ist besonders dann vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Pumpe in einer in einen Behälter eingetauchten Basis integriert ist. Eine solche Basis wird zum Beispiel in der Anmeldung PCT/EP2007/055613 im Namen der Anmelderin beschrieben, auf deren Inhalt in der vorliegenden Anmeldung ausdrücklich Bezug genommen wird. Unter ”Basis” versteht man im Allgemeinen eine Platine oder ein abgeflachtes Teil (das heißt, dessen Dicke kleiner als seine Länge oder sein Durchmesser ist), das bzw. die eine Öffnung in seiner unteren Wand verschließen soll. Es sei darauf hingewiesen, dass dieses Teil hohl sein und eine Kammer begrenzen kann, die über eine Öffnung, durch die das Additiv zirkulieren kann, mit dem Behälter in Verbindung steht. Es weist im Allgemeinen einen um sich selbst geschlossenen Umfang beliebiger Form auf. Meistens ist sein Umfang kreisförmig. Bevorzugterweise integriert diese Basis mehrere andere für Lagerung und/oder Dosierung verwendete aktive Komponenten, und besonders bevorzugt integriert sie alle aktiven Komponenten, die in Kontakt mit dem flüssigen Additiv gebracht werden, das sich in dem Additivbehälter befindet, davon wegströmt oder darin ankommt.
  • In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn die untere Kammer des Pumpenkörpers eine im Wesentlichen zylindrische Wand umfasst, die mit einem Boden versehen und einstückig mit der Basis geformt ist. Vorzugsweise umfasst sie des Weiteren einen Deckel, der dicht mit dieser zylindrischen Wand montiert ist, an dem das mechanische Pumpelement und der Filter anliegen und durch den die Drehachse dicht eingeführt ist.
  • Bei dieser Variante ist es des Weiteren von Vorteil, wenn sich die Pumpe im Inneren eines (gegebenenfalls geschlossenen) Volumens befindet, in dem vorzugsweise mindestens ein Teil eines Heizelements befestigt ist. Ganz besonders bevorzugt ist dieses Volumen geschlossen, das heißt es wird durch eine im Wesentlichen massive, laterale Wand begrenzt, die als Falle für das Fluid fungiert (unter allen Betriebsbedingungen ein Mindestflüssigkeitsvolumen gewährleistet). Unter ”im Wesentlichen massiv” versteht man, dass diese Wand zwar Öffnungen enthalten kann, aber dann in einem oberen Teil, so dass sie in ihrem unteren Teil Flüssigkeit (Harnstoff) einfangen kann. Bei dieser Variante kann die Falle entweder einstückig mit der Basis ausgeführt oder daran befestigt sein, wobei die erste Alternative bevorzugt wird. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Heizelement um einen flexiblen Vorwärmer (zwischen zwei flexiblen Folien eingefügte oder an einer flexiblen Folie angefügte Widerstandsbahn), wie in der Anmeldung FR 2916188 im Namen der Anmelderin beschrieben, auf deren Inhalt hiermit in der vorliegenden Anmeldung ausdrücklich Bezug genommen wird.
  • Die vorliegende Erfindung wird durch die 1 und 2 auf nicht einschränkende Weise dargestellt.
  • 1 ist ein Schnitt durch eine parallel zur Drehachse in einer Pumpe gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung verlaufende Ebene, wobei die Pumpe eine Harnstofflösung in die Abgase eines Dieselfahrzeugs einspritzen soll.
  • 2 ist ein Detail bestimmter in 1 dargestellter Elemente (insbesondere des Läufers (6) und seines Trägers (5)).
  • In diesen Figuren bezeichnen identische Zahlen identische Elemente.
  • Die in 1 dargestellte Pumpe enthält einen Deckel (1) in Form einer Glocke, die ein Zahnradsystem (2) umgibt, welches wiederum von einem Filter (3) umgeben wird.
  • Des Weiteren enthält sie eine dichte untere Kammer (4), die aus einem Deckel und einer zylindrischen Wand besteht, welche mit einem Boden versehen und einstückig mit einer in einem (nicht gezeigten) Behälter mit Harnstoff eingetauchten Basis (10) geformt ist. Diese Basis weist des Weiteren eine einstückig damit geformte Harnstofffalle (11) sowie eine Pipette (12) auf, die ebenfalls einstückig damit geformt ist und mit einer Leitung zur Zuführung des Harnstoffs zu den Abgasen eines Motors (nicht dargestellte Elemente) verbunden werden soll.
  • Die untere Kammer (4) enthält einen Magnetläufer, der aus einem Magneten (6) besteht, welcher mit einem inneren Träger (5) versehen und in einem Gehäuse (8) enthalten ist, das eine hohle Stange enthält, die dicht in der Pipette (12) eingerastet ist. Dieses Gehäuse ist durch ein ringförmiges Befestigungsteil (13) an dem Deckel der Kammer (4) befestigt und wird von Magnetspulen (7) umgeben. Der Betrieb der Pumpe wird von einer Steuerung verwaltet, die Leiterplatten (9) enthält, die ebenfalls in der dichten Kammer (4) enthalten sind.
  • Die Geometrie des Magneten (6) und seines Trägers (5) wird in 2 ausführlich dargestellt, wobei 2 einen Teil dieser beiden Elemente getrennt und zusammengefügt (Draufsicht) und danach allein den Träger (5) (Unteransicht) zeigt. Dort ist zu sehen, dass der Träger (5) die Form einer Art Stopfen aufweist, der eine Kappe (14), einen hohlen, inneren zylindrischen Teil (15), der zur Aufnahme der Drehachse bestimmt ist, und Stege (16) mit einer im Wesentlichen schraubenförmigen lateralen Fläche enthält. Die Kanten dieser Stege definieren eine zylindrische Außenwand, die mit im Wesentlichen schraubenförmigen Aussparungen versehen ist. Diese Geometrie verleiht dem Harnstofffluss im Inneren des Trägers (5) eine schraubenförmige Profilart (Spiralprofil), die seine Beschleunigung gestattet und dabei die Leistung der Pumpe erhöht.

Claims (9)

  1. Kreiselpumpe zum Pumpen eines Fluids in einem an einem Fahrzeug angebauten System und mit einer gleichzeitig mit einem mechanischen Pumpelement (2) und einem Magnetläufer (6), der Teil eines mit einem Drehmoment angetriebenen Motors der Pumpe ist, bei denen es sich um zwei getrennte Teile handelt, fest verbundenen Drehachse, wobei dieser Läufer (6) mindestens eine Aussparung aufweist, durch die das durch das mechanische Pumpelement (2) angesaugte Fluid gedrückt wird, wobei diese Aussparung mit einer Strukturierung versehen ist, die dazu optimiert ist, dem Fluid eine mit einer gewissen Beschleunigung verbundene schraubenförmige Bewegung zu verleihen.
  2. Pumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Pumpelement (2) mindestens zwei Zahnräder aufweist, die durch Drehung gestatten, den Fluiddruck zu übertragen und zu erhöhen.
  3. Pumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (6) der Pumpe einen Magneten umfasst, der mit einer mittleren Aussparung versehen ist, die mit dem Träger (5) versehen ist, der eine den Magneten bedeckende Kappe (14) und einen hohlen, zylindrischen Teil (15) umfasst, der sich von dem mittleren Teil der Kappe (14) aus in der Aussparung erstreckt, wobei die Drehachse der Pumpe teilweise in diesen zylindrischen Teil (15) eingeführt ist, der mit schraubenförmigen Stegen (16) fest verbundenen ist, welche sich radial von dem zylindrischen Teil (15) zur lateralen Wand der Aussparung erstrecken.
  4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetläufer (6) in einem feststehenden Gehäuse (8) enthalten ist, das dicht mit einer Pipette (12) des Pumpenauslasses verbunden ist, und dass die Drehachse der Pumpe in der Nähe ihres unteren Endes mit einem Schlitz versehen ist, in dem eine Sicherungsscheibe eingesetzt ist, so dass der Läufer (6) und sein Träger (5) in dem Gehäuse (8) auf der Scheibe aufliegen.
  5. Pumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Stator (7) und Leiterplatten (9) aufweist, dass sie einen einen Deckel (1) und einen unteren Teil aufweisenden Pumpenkörper enthält und dass: – der untere Teil des Pumpenkörpers aus einer dichten Kammer (4) besteht, die den Läufer (6), den Stator (7) und die Leiterplatten (9) enthält und an der der Filter (3) und das mechanische Pumpelement (2) anliegen; und dass – der Deckel (1) den Filter (3) und das mechanische Element (2) umgibt und über eine Schrauben-Mutter-Verbindung mit der dichten Kammer (4) verbunden ist.
  6. Flüssigkeitsbehälter, in dem eine Pumpe nach dem vorhergehenden Anspruch eingetaucht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (1) der Pumpe die Form einer Glocke aufweist, die mindestens eine Öffnung in ihrem unteren Teil aufweist und die so angeordnet ist, dass sie einen ringförmigen Hohlraum bildet, der zwischen ihrer Innenfläche und der Außenfläche der Kammer (4)/des Filters (3) enthalten ist und durch den die Flüssigkeit über ihre untere Öffnung durch den Filter (3) angesaugt werden kann.
  7. Behälter nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe in einer Basis (10) integriert ist, die in den Behälter eingetaucht ist, und dass die untere Kammer des Pumpenkörpers (4) eine im Wesentlichen zylindrische Wand umfasst, die mit einem Boden versehen ist, der einstückig mit der Basis (10) geformt ist.
  8. Behälter nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Pumpe im Inneren eines geschlossenen Volumens (11) befindet, das als Flüssigkeitsfalle dient, einstückig mit der Basis (10) hergestellt ist und mindestens einen Teil eines flexiblen Vorwärmers enthält.
  9. Verwendung einer Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder eines Behälters nach einem der Ansprüche 7 bis 9 in einem SCR-System (System zur selektiven katalytischen Reduktion von NOx in Abgasen eines Fahrzeugs), das eine eutektische Wasser-/Harnstofflösung verwendet.
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