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Die
Erfindung betrifft ein Fluidfördereinrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1, eine System zum Einspeisen eines Nachbehandlungsmittels
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14 und ein
Kraftfahrzeug.
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Stand der Technik
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Fluidfördereinrichtungen
werden für verschiedenste technische Anwendungen eingesetzt.
In Systemen zum Einspeisen eines Abgasnachbehandlungsmediums, z.
B. eine Harnstoff-Wasser-Lösung, in eine Abgasleitung einer
Verbrennungskraftmaschine sind Fluidfördereinrichtungen
erforderlich, um das Abgasnachbehandlungsmedium von einem Vorratsbehälter
für das Abgasnachbehandlungsmedium zu einem Einspritzventil
zum Einleiten des Abgasnachbehandlungsmedium in die Abgasleitung
der Verbrennungskraftmaschine zu fördern. Mit dem eingespritzten
Abgasnachbehandlungsmedium sollen in einem nachfolgenden Katalysator
Schadstoffe in dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine reduziert
werden. Die Fluidfördereinrichtung pumpt das Abgasnachbehandlungsmedium
von dem Vorratsbehälter zu dem Einspritzventil. Die Fluidfördereinrichtung,
z. B. eine Kolben- oder Membranpumpe, wird beispielsweise von einem
Kurbeltrieb angetrieben. Die Fluidfördereinrichtung pumpt
das Abgasnachbehandlungsmedium kontinuierlich zu dem Einspritzventil.
Das Einspritzen des Abgasnachbehandlungsmediums wird jedoch nach
der Menge des Abgases in der Abgasleitung zwischen einer Nulldosierung und
einer Volldosierung variiert, weil die zugeführte Menge
von Abgasnachbehandlungsmedium in Abhängigkeit von der
Menge des Abgases eingestellt werden muss. Die Menge des zugeführten
Abgasbehandlungsmediums wird dabei von dem Einspritzventil eingestellt.
Dies führt zu Druckschwingungen in dem System, insbesondere
in der Leitung zum Leiten des Abgasnachbehandlungsmediums, wenn
zwischen der von der Fluidfördereinrichtung beförderten Menge
an Abgasnachbehandlungsmedium und dem von dem Einspritzventil in
die Abgasleitung eingeführte Menge an Abgasnachbehandlungsmedium eine
Differenz auftritt. Eine überschüssige Menge an Abgasnachbehandlungsmedium
wird von einem Druckbegrenzungssystem abgeleitet. Das Druckbegrenzungssystem
umfasst eine Blende, die die überschüssige Menge
in den Vorratsbehälter zurückleitet. Die Blende
ist mit einer kleinen Bohrung zur Durchleitung des Abgasnachbehandlungsmediums
ausgestattet. Um Verstopfungen in der kleinen Bohrung zu vermeiden,
ist ein Filter vorgeschaltet.
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Neben
einem Druckbegrenzungssystem ist es auch möglich, den Motor
der Fluidfördereinrichtung mit einer aufwendigen Steuereinrichtung
in Abhängigkeit von der zugeführten Menge an Abgasnachbehandlungsmedium
durch das Einspritzventil in die Abgasleitung zu steuern. Außerdem
können auch Verstellpumpen eingesetzt werden, bei denen das
Hubvolumen und der Volumenstrom mechanisch veränderbar
sind. Das mechanische Verstellen des Hubvolumens und des Volumenstromes
ist jedoch konstruktiv aufwendig und damit sehr teuer.
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Die
DE 198 56 096 A1 zeigt
einen Antrieb für eine Pumpe mit einem Antriebsmotor, der
zur Drehzahländerung und Drehmomentbeeinflussung über einen
Frequenzumrichter angesteuert wird, wobei der Frequenzumrichter
auf einem Kühlkörper mit einem von Kühlflüssigkeit
durchströmten Innenraum befestigt ist, der in den Fluidkreislauf
der Pumpe eingebunden ist. Die Steuerung der Pumpenleistung ist somit
mit einem hohen technischen Aufwand verbunden und damit ist die
Pumpe in der Herstellung teuer.
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Die
WO 2005/024232 A1 zeigt
eine gattungsgemäße Fluidfördereinrichtung.
In einem Gehäuse ist eine Magnetspule eingebettet. In einem
hülsenförmigen Gleitlager des Gehäuses
ist ein topfförmiger Kolben angeordnet, der axial beweglich
ist. Ein Ende des Kolbens stützt sich gegen eine Druckfeder ab.
Ein Pumpenraum wird von einer Vertiefung eines Pumpenkopfes gebildet,
wobei der Pumpenraum auf einer Seite von einer Membran begrenzt
ist. Die Membran weist an der dem Kolben zugewandten Seite einen
Ansatz auf, der eine zentrale Bohrung des Kolbens durchsetzt. Der
Kolben ist somit mit der Membran verbunden. Mittels zweier Rückschlagventile
kann das zu fördernde Fluid in den Pumpenraum ein- und
ausgeleitet werden. Bei einer Bestromung der Magnetspule wird der
Kolben gegen die Kraft der Druckfeder soweit verschoben, bis der
Kolben mit seinem Flansch an einer Einstellschraube anliegt. Die
Membran wird dabei, da sie axial fest mit dem Kolben verbunden ist,
mitgenommen, wodurch die Membran einen Unterdruck in den Pumpenraum
erzeugt. Dadurch wird Fluid in den Pumpenraum angesaugt. Nach dem
Abschalten der Bestromung der Magnetspule bewegt sich der Kolben
unter der Kraft der Druckfeder zurück, bis er mit seinem
Flansch an einer Schulterfläche des Pumpengehäuses
zur Anlage kommt. Bei diesem axialen Verschiebevorgang wird die
Membran mitgenommen und elastisch verformt und das im Pumpenraum
befindliche zu fördernde Fluid wird unter Druck gesetzt,
so dass von einem als Auslassventil ausgebildetem Rückschlagventil
das zu fördernde Fluid aus dem Pumpenraum heraus gepumpt
wird. In nachteiliger Weise verfügt die Fluidfördereinrichtung
somit über ein bewegbares Bauteil, d. h. den Kolben, der
zum Bewegen der Membran dient. Der Kolben steht dabei in Wirkverbindung
mit der Druckfeder und der Membran. Der Kolben als zusätzlich
bewegtes Bauteil führt zu erheblichen Nachteilen. Die mechanische
Bewegung des Kolbens ist mit einem Verschleiß an dem Gleitlager
verbunden. Außerdem führt das Anschlagen des Kolbens
an der Schulterfläche des Pumpengehäuses an der
einen Seite sowie an der Einstellschraube an der anderen Seite zu
erheblichen Geräuschen, die aufgrund der Erschütterungen
an der Fluidfördereinrichtung einen Schaden verursachen
können.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Eine
erfindungsgemäße Fluidfördereinrichtung,
insbesondere zum Fördern von Abgasnachbehandlungsmedien,
z. B. eine Harnstoffwasserlösung, für eine Verbrennungskraftmaschine,
umfasst eine bewegbare Arbeitswand, z. B. eine Membran oder einen
Kolben, einen mittels der bewegbaren Arbeitswand vergrößerbaren
und verkleinerbaren Arbeitsraum für ein zu förderndes
Fluid, wenigstens einen Fluidanschluss an den Arbeitsraum, insbesondere
einen ersten Fluidanschluss an den Arbeitsraum mit einem Ventil
zum Einleiten des Fluids in den Arbeitsraum und einen zweiten Fluidanschluss
an den Arbeitsraum mit einem Ventil zum Ausleiten des Fluids aus
dem Arbeitsraum, wenigstens ein Mittel zum Bewegen der Arbeitswand
in eine Richtung bei dem Einleiten des Fluides in den Arbeitsraum
durch den ersten Fluidanschluss, wenigstens ein Rückführmittel, insbesondere
ein elastisches Element, zum Bewegen der Arbeitswand in eine Gegenrichtung
bei dem Ausleiten des Fluids aus dem Arbeitsraum, wobei die Fluidfördereinrichtung
kein mit dem wenigstens einen Rückführmittel,
insbesondere elastischen Element, und/oder der Arbeitswand in Wirkverbindung stehendes
bewegbares Bauteil in Ergänzung zu dem wenigstens einen
Rückführmittel, insbesondere elastischen Element,
und der Arbeitswand zum Bewegen der Arbeitswand, insbesondere bei
dem Einleiten des Fluids in den Arbeitsraum durch den ersten Fluidanschluss,
aufweist. In besonders vorteilhafter Weise umfasst die Fluidfördereinrichtung
damit als bewegte Teile nur die Arbeitswand und das wenigstens eine Rückführmittel,
insbesondere das elastische Element. Somit ist der mechanische Verschleiß in
der Fluidfördereinrichtung gering und es treten auch nur sehr
geringe Geräusche auf. Das wenigstens eine Mittel zum Bewegen
der Arbeitswand und/oder das wenigstens ein Rückführmittel
kann ein elastisches Element und/oder einen Magneten, insbesondere Elektromagneten,
umfassen.
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Die
Fluidanschlüsse mit Ventilen können auch dahingehend
ausgebildet sein, dass die Funktion der Fluidanschlüsse
zum Ein- oder Ausleiten des Fluides vertauschbar ist.
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In
einer weiteren Ausgestaltung weist die Fluidfördereinrichtung
kein mit dem wenigstens einen Rückführmittel,
insbesondere elastischen Element, und/oder der Arbeitswand in mechanischer und/oder
hydraulischer Wirkverbindung stehendes bewegbares Bauteil zum Bewegen
der Arbeitswand, insbesondere bei dem Einleiten des Fluids in den
Arbeitsraum durch den ersten Fluidanschluss, auf.
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Vorzugsweise
sind von dem wenigstens einen Mittel nur die Arbeitswand und das
wenigstens eine Rückführmittel, insbesondere das
elastische Element, bewegbar.
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In
einer weiteren Ausgestaltung wirken die von dem wenigstens einen
Mittel erzeugten Kräfte zum Bewegen der Arbeitswand bei
dem Einleiten des Fluids in den Arbeitsraum durch den ersten Fluidanschluss
unmittelbar auf das elastische Element.
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In
einer ergänzenden Ausführungsform wirken die von
dem wenigstens einen Mittel erzeugten Kräfte zum Bewegen
der Arbeitswand bei dem Einleiten des Fluids in den Arbeitsraum
durch den ersten Fluidanschluss ausschließlich unmittelbar
auf das elastische Element.
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Vorzugsweise
ist das wenigstens eine Mittel zum Bewegen der Arbeitswand bei einem
Einleiten des Fluids in den Arbeitsraum ein Magnet, insbesondere
ein Elektromagnet.
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In
einer Variante ist das elastische Element unmittelbar an der Arbeitswand,
insbesondere mittels Umspritzen des elastischen Elementes mit dem
Material zur Herstellung der Arbeitswand, befestigt. Beispielsweise
ist das elastische Element eine Scheibenfeder und die Arbeitswand
eine Membran, die aus Kunststoff besteht. Die aus Metall bestehende
Scheibenfeder wird dabei in das Werkzeug zum Herstellen der Membran
mittels Spitzgießen eingelegt und dabei die Scheibenfeder
von dem Kunststoff für die Herstellung der Membran umspritzt
und dadurch das elastische Element unmittelbar an der Arbeitswand befestigt.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist die Fluidfördereinrichtung
dahingehend ausgelegt, dass die von dem elastischen Element zur
Verfügung gestellten Kräfte zum Bewegen der Arbeitswand,
vorzugsweise ausschließlich, auf die Arbeitswand wirken.
Die von dem elastischen Element zur Verfügung gestellten
Kräfte können damit vollständig zum Bewegen
der Arbeitswand eingesetzt werden, so dass die Kräfte nicht
anderweitig nicht zum Bewegen der Arbeitswand eingesetzt werden.
Wenn die von dem elastischen Element zur Verfügung gestellten
Kräfte zum Bewegen der Arbeitswand im Wesentlichen ausschließlich
auf die Arbeitswand wirken bedeutet dies, dass wenigstens 90% der
von dem elastischen Element zur Verfügung gestellten Kräfte
zum Bewegen der Arbeitswand auf die Arbeitswand wirken Insbesondere
ist das elastische Element eine Feder, insbesondere eine Scheibenfeder.
Eine Scheibenfeder ist ein im Wesentlichen zweidimensionales Bauteil
wie eine Membran, so dass eine Scheibenfeder und eine Membran besonders
gut kombiniert werden können.
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Vorzugsweise
ist die als Scheibenfeder ausgebildete Feder im Wesentlichen parallel
an der als Membran ausgebildeten Arbeitswand befestigt.
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In
einer weiteren Ausgestaltung beseht die Membran aus einem, vorzugsweise
elastischen und/oder biegbaren, Kunststoff, z. B. Gummi, oder aus,
vorzugsweise biegbaren, Metall.
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In
einer ergänzenden Variante ist das elastische Element dahingehend
ausgelegt, dass der von der Fluidfördereinrichtung zur
Verfügung stellbare maximale Druck des zu fördernden
Fluids zwischen 1 und 20 bar, vorzugsweise zwischen 3 und 7 bar, insbesondere
im Bereich von 5 bar liegt. Bei Systemen zum Einspeisen eines nach
der Abgasnachbehandlungsmediums in eine Abgasleitung einer Verbrennungskraftmaschine
im Allgemeinen einen Druck im Bereich von 5 bar für das
Abgasnachbehandlungsmedium benötigt.
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In
einer weiteren Variante sind die von dem elastischen Element zur
Verfügung gestellten Kräfte zum Bewegen der Arbeitswand
einstellbar, so dass der maximale Druck des zu förderndes
Fluids einstellbar ist. Dies erfolgt z. B. mittels einer Druckfeder die
der Scheibenfeder zugeschalten ist. Die Druckfeder ist durch eine
Einstellschraube in der Kraft-Weg-Kennlinie veränderbar.
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Ein
erfindungsgemäßes System zum Einspeisen eines
Abgasnachbehandlungsmediums, z. B. eine Harnstoff-Wasser-Lösung,
in eine Abgasleitung einer Verbrennungskraftmaschine, umfasst vorzugsweise
eine Verbrennungskraftmaschine, vorzugsweise eine Abgasleitung,
ein Einspritzventil zum Einleiten des Abgasnachbehandlungsmediums
in die Abgasleitung, einen Vorratsbehälter für
das Abgasnachbehandlungsmedium, eine Fluidfördereinrichtung,
wenigstens eine Leitung zum Leiten des Abgasnachbehandlungsmediums
in die Abgasleitung mittels der Fluidfördereinrichtung,
wobei die Fluidfördereinrichtung gemäß einem
in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Fluidfördereinrichtung
ausgebildet ist.
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Ein
erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine in
dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Fluidfördereinrichtung
und/oder ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes System
zum Einspeisen eines Abgasnachbehandlungsmediums, z. B. eine Harnstoff-Wasser-Lösung,
in eine Abgasleitung einer Verbrennungskraftmaschine.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im
Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
schematische Längsschnitt einer Fluidfördereinrichtung
in einem nicht bestromten Zustand einer Spule,
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2 die
Fluidfördereinrichtung gemäß 1 in
einem bestromten Zustand der Spule,
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3 eine
Ansicht einer Scheibenfeder der Fluidfördereinrichtung
gemäß 1,
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4 eine
schematische Darstellung eines System zum Einspeisen eines Abgasnachbehandlungsmediums
in eine Abgasleitung einer Verbrennungskraftmaschine und
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5 eine
stark vereinfachte Ansicht eines Kraftfahrzeuges.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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In 1 und 2 ist
ein Längsschnitt einer Fluidfördereinrichtung 1 zum
Fördern oder Pumpen eines Abgasnachbehandlungsmediums in
einem System 2 zum Einspeisen eines Abgasnachbehandlungsmediums
in eine Abgasleitung 21 einer Verbrennungskraftmaschine 20 dargestellt.
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In
einem Antriebsgehäuse 25 ist eine Spule 13 angeordnet.
Die Spule 13 stellt damit einen als Elektromagnet 12 ausgebildeten
Magneten 11 dar. Die Spule 13 kann damit ein magnetisches
Feld erzeugen. Innerhalb der Spule 13 sowie auch außerhalb
ist ein Magnetkern 14 aus Metall vorhanden, der dazu dient,
das magnetische Feld zu verstärken. Das Antriebsgehäuse 25 ist
an einer Seite von einer Abschlussplatte 27 und an einer
anderen Seite von einer Anschlussplatte 26 abgeschlossen.
Das zylinderförmige Antriebsgehäuse 25 wird
somit deckelartig von der Anschlussplatte 26 und der Abschlussplatte 27 verschlossen.
Die Anschlussplatte 26 und die Abschlussplatte 27 bestehen
aus lichtdurchlässigen und damit lasertransparentem Kunststoff.
Das Antriebsgehäuse 25 besteht aus laserabsorbierendem Kunststoff.
Dadurch können in besonders vorteilhafter Weise mittels
der Schweißstege 28 zwischen dem Antriebsgehäuse 25 und
der Anschlussplatte 26 sowie zwischen dem Antriebsgehäuse 25 und
der Abschlussplatte 27 in besonders vorteilhafter Weise
die Anschlussplatte 26 und die Abschlussplatte 27 mittels
Laserschweißen an dem Antriebsgehäuse 25 befestigt
werden. Vorzugsweise ist dabei der Schweißsteg 28 auch
fluiddicht ausgebildet.
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In
der Anschlussplatte 26 ist ein erster Fluidanschluss 7 ausgebildet.
Ferner ist in dem Antriebsgehäuse 25 am Ende des
ersten Fluidanschlusses 7 ein als Einlassrückschlagventil 29 ausgebildetes Ventil 9 vorhanden.
Der erste Fluidanschluss 7 ist somit auch in dem Antriebsgehäuse 25 mit
dem Einlassrückschlagventil 29 vorhanden. Durch
den ersten Fluidanschluss 7 kann damit das zu fördernde
Fluid in einen Arbeitsraum 6 eingeleitet werden. Der Arbeitsraum 6 wird
dabei auf einer Seite von einer Innenseite des Antriebsgehäuses 25 begrenzt
und auf der anderen Seite von einer bewegbaren Membran 5. Die
aus Kunststoff ausgebildete Membran 5 als Arbeitswand 4 ist
dabei in den Enden an einer Ringnut 31 des Antriebsgehäuses 25 befestigt.
Ferner ist in analoger Weise zu dem ersten Fluidanschluss 7 und dem
Einlassrückschlagventil 29 an der Anschlussplatte 26 ein
zweiter Fluidanschluss 8 ausgebildet. An dem Antriebsgehäuse 25 ist
außerdem ein als Auslassrückschlagventil 30 ausgebildetes
Ventil 9 vorhanden sowie ein entsprechender Restabschnitt des
zweiten Fluidanschlusses 8. Das Einlassrückschlagventil 29 mit
einer nicht dargestellten Feder sowie einer beweglichen Klappe ist
dabei dahingehend ausgebildet, dass das zu fördernde Fluid
lediglich durch den ersten Fluidanschluss 7 in den Arbeitsraum 6 einströmen
kann, jedoch nicht durch den ersten Fluidanschluss 7 aus
dem Arbeitsraum 6 ausströmen kann. In gleicher
Weise kann aus dem zweiten Fluidanschluss 8 mit dem dahingehend
ausgebildeten Auslassrückschlagventil 30 das Fluid
ausschließlich aus dem Arbeitsraum 6 ausströmen.
Das Ein- und Auslassrückschlagventil 29, 30 sind
in analoger Weise mit einer nicht dargestellten Feder und einer bewegbaren
Klappe ausgebildet. An der Membran 5 ist eine als Scheibenfeder 17 ausgebildete
Feder 16 befestigt. Die Scheibenfeder 17 stellt
damit ein elastisches Element 15 dar. Bei der Herstellung
der Scheibenfeder 17 aus Metall wird die Scheibenfeder 17 in
das Werkzeug zur Herstellung der Membran 5 eingelegt und
anschließend beim Spritzgießvorgang zur Herstellung
der Membran die Scheibenfeder 17 von dem Kunststoff zur
Herstellung der Membran 5 umspritzt.
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In 3 ist
eine Ansicht der Scheibenfeder 17 dargestellt. Die Scheibenfeder 17 ist
tellerartig ausgebildet und weist dabei konzentrische Ausnehmungen 18 zu
einem Mittelpunkt der Scheibenfeder 17 auf. Die Ausnehmungen 18 verkleinern
die Federkonstante der Scheibenfeder 17, so dass größere elastische
Bewegungen der Scheibenfeder 17 und damit der Membran 5 möglich
sind.
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In 2 ist
der bestromte Zustand der Fluidfördereinrichtung 1 dargestellt.
In dem bestromten Zustand der Fluidfördereinrichtung 1 wird
Strom durch die Spule 13 als Mittel 10 zum Bewegen
der Arbeitswand 4 geleitet. Dadurch bildet sich innerhalb des
Antriebsgehäuses 25 ein magnetisches Feld aus.
Das magnetische Feld bewirkt, dass die aus Metall bestehende Scheibenfeder 17 in
Richtung zu dem Magnetkern 14 angezogen wird, weil entsprechende magnetische
Kräfte auf die metallische Scheibenfeder 17 wirken.
Die Scheibenfeder 17 wirkt damit auch als Flachanker 19.
Die Bewegung der Membran 5 bei der Bestromung bewirkt somit
ein Vergrößern des Arbeitsraumes 6, so
dass in dem Arbeitsraum 6 ein Unterdruck entsteht. Dieser
entstehende Unterdruck wirkt auf das Einlassrückschlagventil 29,
das sich öffnet und somit den ersten Fluidanschluss 7 freigibt. Dadurch
kann das zu fördernde Fluid durch den ersten Fluidanschluss 7 in
den Arbeitsraum 6 einströmen. Das Auslassrückschlagventil 30 ist
während dieses Vorganges geschlossen.
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Nach
dem Abschalten des elektrischen Stromes in der Spule 13 verschwindet
das von der Spule 13 erzeugte magnetische Feld und damit
auch die auf die Scheibenfeder 17 wirkende magnetische Kraft.
Beispielsweise kann hierzu die Spule 13 taktweise z. B.
mittels einer pulsweiten Modulation mit einer Frequenz von 4 Hz
angesteuert werden. Nach dem Abschalten der Bestromung in der in 2 dargestellten
Position der Membran 5 und der Scheibenfeder 17 bewegt
sich die Membran 5 und die Scheibenfeder 17 unter
Wirkung der Federkraft der Scheibenfeder 17 in die in 1 dargestellte
Position. Das Volumen des Arbeitsraumes 6 verkleinert sich
bei dieser Bewegung, so dass in dem Arbeitsraum 6 ein Überdruck
entsteht. Der Überdruck bewirkt, dass sich das Einlassrückschlagventil 29 schließt
und das Auslassrückschlagventil 30 öffnet.
Damit strömt das zu fördernde Fluid aus dem Arbeitsraum 6 heraus durch
den zweiten Fluidanschluss 8. Der maximal zur Verfügung
stellbare Überdruck in dem Arbeitsraum 6 ist dabei
nach dem Pascal'schen Gesetz begrenzt von der Federkraft der Scheibenfeder 17.
Die Federkraft der Scheibenfeder 17 ist dabei dahingehend ausgelegt,
dass der maximale Druck in dem Arbeitsraum 6 und damit
auch in dem zweiten Fluidanschluss 8 im Bereich von 5 bar
liegt. Die Scheibenfeder 17 als elastisches Element 15 dient
damit als Rückführmittel 15 für
die Membran 5.
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Sofern
an dem zweiten Fluidanschluss 8 keine oder eine geringere
Menge als der maximalen Förderleistung der Fluidfördereinrichtung 1 abgeleitet wird,
tritt eine automatische und selbsttätige Steuerung der
Förderung ein. Aufgrund der Auslegung der Scheibenfeder 17 ist
der maximale Druck in dem Arbeitsraum 6 und damit in dem
zweiten Fluidanschluss 8 begrenzt. Bei einer geringern
als der maximalen Fördermenge pro Zeiteinheit der Fluidfördereinrichtung 1 bewegt
sich nach dem Abschalten der Bestromung des Elektromagneten 12 bzw.
der Spule 13 die Membran 5 und die Scheibenfeder 17 nicht
bis zu der in 1 dargestellten Position. Die
Membran 5 und die Scheibenfeder 17 bleiben dabei,
sofern überhaupt kein Fluid durch den zweiten Fluidanschluss 8 strömt,
in der in 2 dargestellten Position stehen oder
bewegen sich bei einer geringeren als der maximalen Fördermenge
pro Zeiteinheit der Fluidfördereinrichtung 1 bis
in eine Position zwischen der in 2 dargestellten
Position und der in 1 dargestellten Position der
Membran 5 und der Scheibenfeder 17. Aufwendige
Einrichtungen zur Steuerung des maximalen Druckes der Fluidfördereinrichtung 1 bzw. der
geförderten Fluidmenge pro Zeiteinheit sind damit in vorteilhafter
Weise bei der Fluidfördereinrichtung 1 nicht erforderlich.
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In 4 ist
das System 2 zum Einspeisen eines Abgasnachbehandlungsmediums,
z. B. eine Harnstoff-Wasser-Lösung in die Abgasleitung 21 dargestellt.
Die Verbrennungskraftmaschine 20 erzeugt ein Abgas, das
durch die Abgasleitung 21 abgeleitet wird. In Strömungsrichtung
des Abgases ist in der Abgasleitung 21 außerdem
ein nicht dargestellter Katalysator vorhanden. Zur Verringerung
des Abgasausstoßes der insbesondere als Dieselmotor ausgebildeten
Verbrennungskraftmaschine 20 ist in Strömungsrichtung
des Abgases zwischen der Verbrennungskraftmaschine 20 und
dem nicht dargestellten Katalysator in der Abgasleitung 21 ein
Einspritzventil 24 vorhanden. In einem Vorratsbehälter 22 befindet sich
eine Harnstoffwasserlösung, die mittels der Fluidfördereinrichtung 1 durch
die Leitungen 23 zu dem Einspritzventil 24 geleitet
wird. Das Einspritzventil 24 leitet dabei in Abhängigkeit
von der durch die Abgasleitung 21 strömende Menge
an Abgas die Harnstoffwasserlösung in die Abgasleitung 21 ein.
Die einzuleitende Menge an der Harnstoffwasserlösung kann damit
zwischen der Menge 0 und der maximalen Menge pro Zeiteinheit variieren.
Die von der Fluidfördereinrichtung 1 geförderte
Menge an der Harnstoffwasserlösung steuert sich dabei selbsttätig,
weil der maximale Druck in dem Arbeitsraum 6 durch die
Federkraft der Scheibenfeder 17 begrenzt ist (1 und 2).
Damit sind an dem System 2 in vorteilhafter Weise beispielsweise
keine Blende und keine Blendenfilter zur Begrenzung des maximalen
Druckes in der Leitung 21 vorhanden.
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In 5 ist
ein Kraftfahrzeug 3 mit einem System 2 dargestellt.
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Die
Einzelheiten der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind
miteinander kombinierbar, sofern nicht gegenteiliges erwähnt
wird.
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Insgesamt
betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Fluidfördereinrichtung 1 und
dem erfindungsgemäßen System 2 zum Einspeisen
eines Abgasnachbehandlungsmediums in eine Abgasleitung 21 einer
Verbrennungskraftmaschine 20 wesentliche Vorteile verbunden.
Die Fluidfördereinrichtung 1 weist als bewegte
Teile zum Fördern des Fluides nur die Membran 5 und
die Scheibenfeder 17 auf. Der mechanische Verschleiß an
der Fluidfördereinrichtung 1 ist sehr gering,
so dass die Fluidfördereinrichtung 1 zuverlässig
mit einer sehr hohen Lebensdauer arbeiten kann. Aufgrund der geringen Masse
der bewegten Teile treten außerdem an der Fluidfördereinrichtung 1 geringe
Geräusche sowie Schwingungen auf. Die Verwendung einer
Kombination aus der Membran 5 und der Scheibenfeder 17 ist einfach
in der Herstellung und im Betreib im Wesentlichen verschleißfrei.
Der maximale Druck der Fluidfördereinrichtung 1 und
die von der Fluidfördereinrichtung 1 pro Zeiteinheit
geförderte Menge steuert sich selbsttätig, so
dass keine zusätzlichen und aufwendigen Steuereinrichtungen
hierfür erforderlich sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19856096
A1 [0004]
- - WO 2005/024232 A1 [0005]