DE102010028850A1

DE102010028850A1 - conveyor

Info

Publication number: DE102010028850A1
Application number: DE102010028850A
Authority: DE
Inventors: Rainer Haeberer; Georgios Lolas
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2011-11-17
Also published as: WO2011141277A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosierpumpe (50, 100, 200) zum Fördern einer Reduktionsflüssigkeit, insbesondere zum Fördern einer Harnstoff-Wasser-Lösung zur Reduktion von Stickoxiden in einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors, mit einem Einlass (56, 104, 204) und einem Auslass (60, 108, 208), die mit einem Förderraum 68, 100, 250 eines Pumpengehäuses (52, 102, 202) in Verbindung stehen, und einem Anker (74, 120, 222), der mittels eines Elektromagnetern (78, 132, 232) beweglich ist. Erfindungsgemäß ist der Anker (74, 120, 222) mittels einer elastischen Membran (66, 116, 218) fliegend gelagert, wobei die Membran (66, 116, 218) im Bereich des Pumpengehäuses (52, 102, 202) aufgenommen ist und die Reduktionsflüssigkeit durch periodisches Bestromen des Elektromagneten (78, 132, 232) vom Einlass (56, 104, 204) zum Auslass (60, 108, 208) förderbar ist. Infolge der fliegenden Lagerung des Ankers (74, 120, 220) ist eine radiale Lagesicherung bei einem nahezu reibungsfreien Förderbetrieb der Dosierpumpe (50, 100, 200) möglich. Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Abdichtung zwischen dem Förderraum (68) und dem Pumpengehäuse (52) allein mittels der Membran (66), während bei einer zweiten Ausführungsvariante aufgrund eines relativ gut wärmeleitfähigen Kontaktes zwischen der Reduktionsflüssigkeit und dem Elektromagneten (132) eine Kühlung desselben oder eine Heizung des Reduktionsmittels mittels des Elektromagneten bei tiefen Betriebstemperaturen möglich. Im Fall einer dritten Ausführungsform bestehen dieselben Kühl- und Heizoptionen wie im Fall der zweiten Variante, jedoch befinden sich der Einlass (204) und der Auslass (208) an gegenüberliegenden Seiten der Dosierpumpe (200) und das Reduktionsmittel kann mittels eines Förderrohres (260) und eines zugleich als Zerstäuber dienenden Auslassventils (210) direkt in einen Abgasstrang bzw. ein Abgasrohr hinreichend feinverteilt eingedüst werden.The invention relates to a metering pump (50, 100, 200) for conveying a reducing liquid, in particular for conveying a urea-water solution for reducing nitrogen oxides in an exhaust gas flow of an internal combustion engine, with an inlet (56, 104, 204) and a Outlet (60, 108, 208), which are in communication with a delivery chamber 68, 100, 250 of a pump housing (52, 102, 202), and an armature (74, 120, 222), which is connected by means of an electromagnet (78, 132 , 232) is movable. According to the invention, the armature (74, 120, 222) is cantilevered by means of an elastic membrane (66, 116, 218), the membrane (66, 116, 218) being received in the area of the pump housing (52, 102, 202) and the Reducing liquid can be conveyed by periodically energizing the electromagnet (78, 132, 232) from the inlet (56, 104, 204) to the outlet (60, 108, 208). As a result of the floating mounting of the armature (74, 120, 220), a radial position securing is possible with an almost frictionless delivery operation of the metering pump (50, 100, 200). In a preferred embodiment, the sealing between the pumping chamber (68) and the pump housing (52) takes place solely by means of the membrane (66), while in a second embodiment, the same is cooled due to a relatively good heat-conductive contact between the reducing liquid and the electromagnet (132) or heating of the reducing agent by means of the electromagnet is possible at low operating temperatures. In the case of a third embodiment, the same cooling and heating options exist as in the case of the second variant, but the inlet (204) and the outlet (208) are located on opposite sides of the metering pump (200) and the reducing agent can be conveyed by means of a delivery pipe (260). and an outlet valve (210), which also serves as an atomizer, can be injected directly into an exhaust line or an exhaust pipe in a sufficiently finely divided manner.

Description

Stand der TechnikState of the art

Bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren müssen aufgrund der sich stetig verschärfenden Abgasgrenzwerte unter anderem Stickoxide (NOx) im Abgasstrom reduziert werden. Ein bekanntes Verfahren, das in diesem Zusammenhang zur Anwendung kommt, ist die katalytische Reduktion (”Selective Catalytic Reduction”), das heißt das s. g. SCR-Verfahren. Hierbei wird ein Reduktionsmittel mit einer Leitungspumpe aus einem Vorratsbehälter mit einem Volumen zwischen 5 l und 10 l zu einem Dosiermodul im Bereich des Abgasstranges gefördert. Der Verbrauch des Reduktionsmittels liegt bei ca. 4% bis 6% des regulären Kraftstoffverbrauchs. Als Reduktionsmittel wird üblicherweise eine Harnstoff-Wasser-Lösung (s. g. ”AdBlue^®”) eingesetzt. Zu berücksichtigen ist, dass die Harnstoff-Wasser-Lösung ab einer Einsatztemperatur von –11°C gefriert und sich oberhalb von 60°C zersetzt. Für den Antrieb der Reduktionsmittelpumpe sind aus dem Stand der Technik eine Vielzahl von Konstruktionsvarianten bekannt. Beispielsweise kann die Pumpe indirekt über einen Elektromotor mit einem Exzenter und einem Pleuel oder direkt über einen Linearmagneten betätigt werden. Der Antrieb der Dosierpumpe mittels Motor, Pleuel und Exzenter ist im Bereich der Großserienfertigung inzwischen Stand der Technik. Alternative technische Lösungen benutzen zum Beispiel eine Schwingkolbenpumpe, bei der ein Anker zusammen mit einem Kolben durch die Kraftwirkung eines Elektromagneten axial hin- und herbewegt wird. Zur Führung des Ankers müssen jedoch Lagerungen vorgesehen sein. Die in diesen Lagern auftretenden Radialkräfte führen, insbesondere bei niedrigen Betriebstemperaturen, zu einer unerwünscht hohen Reibung und hiermit einhergehend zu einer verringerten Lebensdauer bzw. verkürzten Wartungsintervallen. Weiterhin ist es bekannt, den Anker derart auszubilden, dass dieser zugleich die Funktion des Pumpenkolbens übernimmt.In motor vehicles with internal combustion engines, nitrogen oxides (NOx) must be reduced in the exhaust gas flow, among other things, due to the constantly tightening exhaust gas limit values. One known process used in this context is catalytic reduction ("selective catalytic reduction"), ie the so-called SCR process. Here, a reducing agent is conveyed with a line pump from a reservoir with a volume between 5 l and 10 l to a metering module in the region of the exhaust line. The consumption of the reducing agent is about 4% to 6% of the regular fuel consumption. The reducing agent used is usually a urea-water solution (" ^AdBlue® "). It should be noted that the urea-water solution freezes above an operating temperature of -11 ° C and decomposes above 60 ° C. For the drive of the reducing agent pump a variety of design variants are known from the prior art. For example, the pump can be operated indirectly via an electric motor with an eccentric and a connecting rod or directly via a linear magnet. The drive of the dosing pump by means of motor, connecting rod and eccentric is now state of the art in the field of mass production. Alternative technical solutions use, for example, an oscillating piston pump, in which an armature is axially reciprocated together with a piston by the force of an electromagnet. However, bearings must be provided to guide the armature. The radial forces occurring in these bearings lead, especially at low operating temperatures, to an undesirably high friction and, as a result, to a reduced service life or shortened maintenance intervals. Furthermore, it is known to form the armature such that it also assumes the function of the pump piston.

Verbreitet kommen auch Pumpen zum Einsatz, bei denen der Antrieb und der Förderraum durch eine elastische Arbeitsmembran voneinander separiert sind. Hierdurch ist eine hermetische Abdichtung zwischen dem Förderraum der Pumpe – in dem der eigentliche Fluidtransport infolge einer sich zyklisch wiederholenden Verkleinerung bzw. Vergrößerung des Förderraumvolumens erfolgt – sowie dem elektromechanischen Antrieb gewährleistet. Hierdurch werden schädliche Korrosionsprozesse im Bereich des Antriebsmagneten aufgrund des in der Regel chemisch sehr aggressiven Reduktionsmittels verhindert. Auch bei dieser Variante ist ein axial in Lagerungen geführter Anker zur Bewegung der Membran notwendig, wobei die Lager aus Gründen der Korrosionssicherheit stets trocken laufen. Reibungsbedingter Abrieb in den Lagern kann somit nicht durch einen Schmiermittelstrom heraus gespült werden, so dass die Reibung über die Lebensdauer der Pumpe hinweg stetig ansteigt, wobei der Reibungsanstieg insbesondere beim Kaltstart de Magneten ein Störfaktor ist.Pumps are also widely used in which the drive and the delivery chamber are separated from one another by an elastic working diaphragm. As a result, a hermetic seal between the delivery chamber of the pump - in which the actual fluid transport due to a cyclically repeated reduction or enlargement of the delivery chamber volume takes place - and the electromechanical drive is ensured. As a result, harmful corrosion processes in the region of the drive magnet due to the generally chemically very aggressive reducing agent are prevented. Also in this variant, an axially guided in bearings anchor for moving the membrane is necessary, the bearings always run dry for reasons of corrosion safety. Friction caused by friction in the bearings can thus not be flushed out by a lubricant flow, so that the friction increases steadily over the life of the pump, wherein the increase in friction is a disturbing factor, especially during cold start de magnet.

Aus der DE 681 841 ist eine Membranpumpe bekannt, beider eine Arbeitsmembran mittels einer Kurbel über eine Pleuelstange und einen Kolben zur Förderung des Mediums hin- und herbewegt wird. Die Lagerung des Kolbens erfolgt jedoch in einem Zylinder und ist demzufolge nicht als reibungsarm zu bezeichnen.From the DE 681 841 a diaphragm pump is known in which a working diaphragm is reciprocated by means of a crank via a connecting rod and a piston for conveying the medium. However, the bearing of the piston takes place in a cylinder and is therefore not to be referred to as friction.

Die EP 2 116 701 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Abgabe einer Reduktionsmittellösung in ein Abgassystem sowie ein entsprechendes Abgassystem. Die Vorrichtung erlaubt eine weitgehend lageunabhängige Zuführung des Reduktionsmittels in den Abgasstrom. Von Nachteil ist jedoch die auch hier erforderliche und zwingend reibungsbehaftete Lagerung des Ankers, um dessen definiert-axiale Bewegung zur Verformung der Arbeitsmembran zu ermöglichen.The EP 2 116 701 A1 discloses a device for delivering a reducing agent solution into an exhaust system and a corresponding exhaust system. The device allows a largely position-independent supply of the reducing agent in the exhaust stream. A disadvantage, however, is the bearing of the armature, which is also required here and which is necessarily subject to friction, in order to enable its defined axial movement to deform the working diaphragm.

Aus der DE 736 350 ist schließlich eine elektrisch angetriebene Membranpumpe bekannt. Der Antrieb der Membran erfolgt mittels eines wechselstromgespeisten Elektromagneten und einem darin axial verschiebbaren, das heißt darin eintauchenden Anker, der mittels einer Kolbenstange mit der Kolbenmembran verbunden ist. Auch bei dieser Ausführungsvariante treten zwangsläufig Reibungsverluste zwischen dem Anker und dem diesen umschließenden Elektromagneten auf.From the DE 736 350 Finally, an electrically driven diaphragm pump is known. The drive of the membrane by means of an AC-powered electromagnet and an axially displaceable therein, that is immersed therein anchor, which is connected by means of a piston rod to the piston diaphragm. Also in this embodiment inevitably friction losses occur between the armature and this surrounding electromagnet.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird eine Dosierpumpe mit einem reibungsarmen elektromagnetischen Antrieb zur Förderung einer Reduktionsflüssigkeit, insbesondere eines Harnstoff-Wasser-Gemisches, zur Reduktion von Stickoxiden in einem Abgasstrom eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen. Erfindungsgemäß ist der Anker mittels einer elastischen Membran fliegend gelagert. Die Membran ist hierbei im Bereich des Pumpengehäuses aufgenommen und die Reduktionsflüssigkeit ist durch periodisches Bestromen des Elektromagneten vom Einlass zum Auslass förderbar. Infolge der fliegenden, das heißt lagerlosen Aufnahme des magnetischen Ankers in der Dosierpumpe ergibt sich ein verschleiß- und wartungsarmer Betrieb der erfindungsgemäßen Dosierpumpe über deren gesamte Lebensdauer hinweg. Im Fall einer bevorzugten, ersten Ausführungsform der Dosierpumpe erfolgt die mechanische Anbindung des Ankers an die Membran mittels eines Stößels, wobei der Förderraum der Dosierpumpe durch die Membran hermetisch vom Magnetgehäuse getrennt ist. Bei einer zweiten Ausführungsform der Dosierpumpe verfügt der Anker über Bohrungen, die von dem zu fördernden Fluid durchströmt werden. Die Abdichtung des Magnetgehäuses erfolgt durch eine auf dem Anker aufliegende Scheibe, die umfangsseitig mit einer hohlzylindrischen Hülse verschweißt ist. Die Abdichtung der Hülse gegen das Pumpengehäuse erfolgt mit einem O-Ring. Sowohl die Hülse als auch die Scheibe müssen eine ausreichende Korrosionsfestigkeit gegenüber dem zu fördernden Medium, beispielsweise einem Reduktionsmittel zur Aufbereitung von Abgasen eines Verbrennungsmotors, aufweisen. Sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Ausführungsvariante liegen der Einlass und der Auslass für das fördernde Fluid auf derselben Gehäuseseite. Im Fall einer dritten Ausführungsform ist der Einlass gegenüberliegend zum Auslass angeordnet. Zu diesem Zweck verfügt die Scheibe zur Abdeckung des magnetischen Ankers über ein mittig angeformtes Rohrstück. Diese Ausführungsvariante hat den Vorteil, dass die Dosierpumpe mittels des Rohrstückes direkt auf dem Abgasstrang montiert werden kann. Bei allen drei Ausführungsformen verhindert die Elastizität der den Förderraum einseitig begrenzenden Membran zugleich eine Beschädigung der Dosierpumpe, wenn die Reduktionsflüssigkeit gefriert. Im Bereich des Einlasses bzw. des Auslasses befindet sich bei allen drei Ausführungsvarianten jeweils ein Einwege- bzw. Rückschlagventil, welches das fördernde Fluid nur in einer Richtung passieren lässt.It is proposed a metering pump with a low-friction electromagnetic drive for promoting a reducing fluid, in particular a urea-water mixture, for the reduction of nitrogen oxides in an exhaust gas stream of an internal combustion engine. According to the invention, the armature is cantilevered by means of an elastic membrane. The membrane is in this case received in the region of the pump housing and the reducing liquid is conveyed by periodic energizing of the electromagnet from the inlet to the outlet. As a result of the flying, that is bearing-free recording of the magnetic armature in the metering pump results in a low-wear and low-maintenance operation of the metering pump according to the invention over its entire lifetime. In the case of a preferred, first embodiment of the metering pump, the mechanical connection of the armature to the membrane by means of a plunger, wherein the delivery chamber of the metering pump is separated by the membrane hermetically from the magnet housing. In a second embodiment of the metering pump, the armature has bores through which the fluid to be delivered flows. The sealing of the magnet housing is effected by a resting on the armature disc, which is circumferentially welded to a hollow cylindrical sleeve. The sealing of the sleeve against the pump housing takes place with an O-ring. Both the sleeve and the disc must have sufficient corrosion resistance to the medium to be conveyed, for example, a reducing agent for the treatment of exhaust gases of an internal combustion engine. Both in the first and in the second embodiment variant, the inlet and the outlet for the conveying fluid lie on the same side of the housing. In the case of a third embodiment, the inlet is located opposite the outlet. For this purpose, the disc has to cover the magnetic armature via a centrally formed piece of pipe. This variant has the advantage that the metering pump can be mounted directly on the exhaust line by means of the pipe section. In all three embodiments, the elasticity of the conveying space on one side limiting diaphragm at the same time prevents damage to the metering pump when the reducing fluid freezes. In the region of the inlet or the outlet is in each case a Einwege- or non-return valve in all three variants, which allows the conveying fluid to pass only in one direction.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben werden.With reference to the drawing, the invention will be described below in more detail.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Schnittdarstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Dosierpumpe für ein Harnstoff-Wasser-Gemisch; 1 a schematic sectional view of a known from the prior art metering pump for a urea-water mixture;

2 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dosierpumpe; 2 a preferred embodiment of a metering pump according to the invention;

3 eine zweite Ausführungsform der Dosierpumpe; 3 a second embodiment of the metering pump;

4 eine dritte Ausführungsform der Dosierpumpe, und 4 a third embodiment of the metering pump, and

5 eine Ausschnittvergrößerung des Auslassventils der 4. 5 a detail enlargement of the exhaust valve of 4 ,

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer vorbekannten Dosierpumpe zur Förderung eines Fluids, insbesondere eines Harnstoff-Wasser-Gemisches (s. g. ”AdBlue”) zur Reduktion von Stickoxiden (NOx) im Abgas eines Verbrennungsmotors. Eine Dosierpumpe 10 umfasst unter anderem ein Pumpengehäuse 12 mit einem Einlass 14 mit einem Einlassventil 16 für das Reduktionsmittel sowie einen Auslass 18, in dem ein Auslassventil 20 angeordnet ist. Ein Förderraum 22 im Pumpengehäuse 12 wird von einer elastischen Membran 24 begrenzt. Die Membran 24 ist mit einem Anker 26 verbunden, der mittels eines Elektromagneten 28 parallel zu einer Längsachse 30, das heißt in axialer Richtung, bewegbar ist. Der Elektromagnet 28 ist mit einer Zylinderspule 32 gebildet, die in einem Magnetgehäuse 34 integriert ist. Die radialen Bewegungsmöglichkeiten des Ankers 26 werden durch die beiden Lager 36, 38 definiert bzw. begrenzt. Wird die Zylinderspule 32 unter Strom gesetzt, wird die Membran 24 deformiert und die zu fördernde Flüssigkeit über den Einlass 14 in den Förderraum 22 eingesogen. Nach dem Abschalten des Stroms kehren der Anker 26 und die Membran 24 wieder in den in 1 gezeigten Ruhezustand zurück und ein Teilvolumen der zu fördernden Flüssigkeit wird über das Auslassvenil 20 und den Auslass 18 aus dem Förderraum 22 ausgestoßen. Durch periodisches Bestromen des Ankers 26 lässt sich das zu fördernde Fluid somit stoßweise, das heißt in jeweils definierten Volumeneinheiten, vom Einlass 14 zum Auslass 18 fördern. Die Fließrichtung der zu fördernden Flüssigkeit ist in der Darstellung der 1 durch weiße Pfeile angedeutet.The 1 shows a schematic sectional view of a prior art metering pump for delivering a fluid, in particular a urea-water mixture (sg "AdBlue") for the reduction of nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas of an internal combustion engine. A dosing pump 10 includes, among other things, a pump housing 12 with an inlet 14 with an inlet valve 16 for the reducing agent and an outlet 18 in which an exhaust valve 20 is arranged. A pump room 22 in the pump housing 12 is made of an elastic membrane 24 limited. The membrane 24 is with an anchor 26 connected by means of an electromagnet 28 parallel to a longitudinal axis 30 , that is, in the axial direction, is movable. The electromagnet 28 is with a solenoid 32 formed in a magnet housing 34 is integrated. The radial movement possibilities of the anchor 26 be through the two camps 36 . 38 defined or limited. Will the solenoid 32 energized, the membrane becomes 24 deformed and the liquid to be pumped through the inlet 14 in the pump room 22 sucked. After switching off the power, the armature will turn back 26 and the membrane 24 back in the 1 shown rest state and a partial volume of the liquid to be delivered is via the outlet 20 and the outlet 18 from the pump room 22 pushed out. By periodic energizing of the anchor 26 Thus, the fluid to be delivered can be intermittently, ie in respectively defined volume units, from the inlet 14 to the outlet 18 promote. The flow direction of the liquid to be conveyed is in the illustration of 1 indicated by white arrows.

Der Hauptnachteil der Dosierpumpe 10 liegt in dem über die Betriebsdauer hinweg stetig zunehmenden Verschleiß im Bereich der beiden Lager 36, 38. Darüber hinaus ist der Fertigungs- und Kostenaufwand hoch, da die Lager 36, 38 mit exakt definierten Passungen ausgeführt werden müssen. Außerdem führt die hier gegebene Magnetfeldgeometrie zu unerwünschten, den Verschleiß weiter verstärkenden Radialkräften.The main disadvantage of the metering pump 10 lies in the steadily increasing wear over the service life in the area of the two bearings 36 . 38 , In addition, the manufacturing and cost is high, since the bearings 36 . 38 must be performed with exactly defined fits. In addition, the magnetic field geometry given here leads to undesired radial forces which further amplify wear.

Die 2 illustriert eine bevorzugte, erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen, reibungsarmen Dosierpumpe für eine zu fördernde Flüssigkeit, insbesondere ein Reduktionsmittel zur Verringerung von Stickoxiden (NOx) in Abgasen von Verbrennungsmotoren.The 2 illustrates a preferred, first embodiment of the invention, low-friction metering pump for a liquid to be conveyed, in particular a reducing agent for reducing nitrogen oxides (NOx) in exhaust gases of internal combustion engines.

Eine Dosierpumpe 50 umfasst unter anderem ein Pumpengehäuse 52 mit einem Oberteil 54, das mit einem Einlass 56 für ein nicht dargestelltes Fluid mit einem Einlassventil 58 sowie einem Auslass 60 mit Auslassventil 62 versehen ist. Durch das Einlassventil 58 bzw. das Auslassventil 62 kann die zu fördernde Flüssigkeit in das Pumpengehäuse 52 ein- und ausströmen. Unterseitig ist das Oberteil 54 des Pumpengehäuses 52 mit einem Flansch 64 abgedichtet. Zwischen dem Flansch 64 und dem Oberteil 54 ist eine elastische Membran 66 zur Schaffung eines Förderraumes 68 eingespannt. Die mechanische Verbindung zwischen dem Oberteil 54 und dem Flansch 64 erfolgt zum Beispiel durch nicht näher bezeichnete Bolzenverbindungen. Die Membran 66 kann beispielsweise mit einem Elastomer oder mit einem Edelstahlfaltenbalg gebildet sein. An der Membran 66 ist im Bereich eines Membranmittelpunktes 70 ein Stößel 72 befestigt, der wiederum mit einem scheibenförmigen Anker 74 verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Stößel 72 und der Membran 66 kann – in Abhängigkeit vom verwendeten Membranmaterial – beispielsweise durch Anvulkanisieren oder thermisches Fügen erfolgen. Die Verbindung zwischen dem Stößel 72 und dem Anker 74 kann beispielsweise durch Einpressen, eine gesicherte Schraubverbindung oder durch thermisches Fügen erfolgen.A dosing pump 50 includes, among other things, a pump housing 52 with a shell 54 that with an inlet 56 for an unillustrated fluid with an inlet valve 58 as well as an outlet 60 with exhaust valve 62 is provided. Through the inlet valve 58 or the outlet valve 62 can the liquid to be pumped into the pump housing 52 inflow and outflow. On the underside is the top 54 of the pump housing 52 with a flange 64 sealed. Between the flange 64 and the top 54 is an elastic membrane 66 to create a pumping room 68 clamped. The mechanical connection between the upper part 54 and the flange 64 takes place, for example, by unspecified bolt connections. The membrane 66 may be formed, for example, with an elastomer or with a stainless steel bellows. At the membrane 66 is in the range of a membrane center 70 a pestle 72 attached, in turn, with a disc-shaped anchor 74 connected is. The connection between the plunger 72 and the membrane 66 can - depending on the membrane material used - for example, by scorching or thermal joining done. The connection between the plunger 72 and the anchor 74 can be done for example by pressing, a secure screw or by thermal joining.

Unterhalb des Ankers 74 befindet sich eine Trennscheibe 76 mit geringer Materialstärke, die aus einem unmagnetischen Material, wie zum Beispiel einem Austenitstahl, hergestellt ist, um ein ”magnetisches Verkleben” mit dem darunter befindlichen Elektromagneten 78 nach dem Abschalten des elektrischen Stroms zu verhindern. Der Elektromagnet 78 ist in ein Magnetgehäuse 80 integriert und umfasst eine Zylinderspule 82, die in einen Magnetkern 84 mit einer zentrischen Bohrung 86 integriert ist und einen elektrischen Steckanschluss 88. Zwischen dem Anker 74 und dem Magnetkern 84 befindet sich eine Druckfeder 90. Zur radialen Lagesicherung der Druckfeder 90 kann der Anker 74 unterseitig einen umlaufenden Rezess aufweisen. Der Anker 74 wird aufgrund der Kraftwirkung der Druckfeder 90 in dem in 2 gezeigten stromlosen Zustand gegen einen oberen Anschlag 92 des Magnetgehäuses 80 gepresst. Der Magnetkern 84 ist vorzugsweise mit einem magnetischen Material in geblechter Bauweise gebildet. Das Magnetgehäuse 80 ist beispielsweise über eine nicht näher dargestellte Bolzenverbindung mit dem Gehäuse 52 verbunden.Below the anchor 74 there is a cutting disc 76 low-gauge material made of a non-magnetic material such as austenitic steel to "magnetically bond" with the underlying electromagnet 78 after switching off the electric current to prevent. The electromagnet 78 is in a magnet housing 80 integrated and includes a solenoid 82 in a magnetic core 84 with a centric bore 86 is integrated and an electrical plug connection 88 , Between the anchor 74 and the magnetic core 84 there is a compression spring 90 , For radial position securing the compression spring 90 can the anchor 74 underside have a circulating recession. The anchor 74 is due to the force of the compression spring 90 in the 2 shown de-energized state against an upper stop 92 of the magnet housing 80 pressed. The magnetic core 84 is preferably formed with a magnetic material in a lattice construction. The magnet housing 80 is for example via a bolt connection, not shown, with the housing 52 connected.

Im bestromten Zustand bewegt sich der Anker 74 um einen Hubweg 94 in vertikaler Richtung soweit nach unten, bis dieser am Elektromagneten 78 anliegt, wobei die Trennscheibe 76 das magnetische Verkleben mit dem Elektromagneten 78 verhindert.When energized, the armature moves 74 around a stroke 94 in the vertical direction as far down as this to the electromagnet 78 rests, wherein the cutting disc 76 the magnetic bonding with the electromagnet 78 prevented.

Während des Fördervorganges wird der Elektromagnet 78 zeitweise unter Strom gesetzt und zieht den Anker 74 einschließlich der Membran 66 entgegen der Kraftwirkung der Druckfeder 90 an, so dass das Fluid über den Einlass 56 mit dem nachgeschalteten und in dieser Strömungsrichtung durchgängigen Einlassventil 58 in den Förderraum 68 einströmen kann. Im stromlosen Zustand wird die Membran 66 aufgrund der Kraftwirkung der Druckfeder 90 wieder nach oben gegen den Anschlag 92 gedrückt, wodurch die zu fördernde Flüssigkeit über das in dieser Strömungsrichtung durchgängige Auslassventil 62 in Richtung des Auslasses 60 gepresst wird. Durch periodisches Bestromen des Elektromagneten 78 lässt sich somit das zu fördernde Medium stoßweise in jeweils exakt definierten Volumeneinheiten vom Einlass 56 zum Auslass 60 fördern. Die Fließrichtung des Fluids ist durch die weißen Pfeile veranschaulicht.During the delivery process, the electromagnet 78 temporarily energized and pulls the anchor 74 including the membrane 66 against the force of the compression spring 90 on, allowing the fluid over the inlet 56 with the downstream and in this flow direction continuous inlet valve 58 in the pump room 68 can flow in. In de-energized state, the membrane 66 due to the force of the compression spring 90 back up against the stop 92 pressed, whereby the liquid to be conveyed via the continuous in this flow direction outlet valve 62 in the direction of the outlet 60 is pressed. By periodic energizing of the electromagnet 78 Thus, the medium to be delivered can be intermittently in each case exactly defined volume units from the inlet 56 to the outlet 60 promote. The flow direction of the fluid is illustrated by the white arrows.

Eine Variation der Fördermenge ist auf einfache Art und Weise beispielsweise durch eine Erhöhung der Ansteuerfrequenz des Elektromagneten 78 und/oder eine Vergrößerung des Hubweges 94 möglich. Letzteres kann beispielsweise durch eine Vergrößerung des Abstandes zwischen dem Anschlag 92 und dem Elektromagneten 78, zur Beispiel durch Scheiben bzw. Zulagen im Baukastenprinzip, erfolgen. Verfügt die Membran 66 über eine hinreichend hohe Federelastizität, kann in einer nicht dargestellten Ausführungsvariante die Druckfeder 90 entfallen.A variation of the flow rate is in a simple manner, for example by increasing the drive frequency of the electromagnet 78 and / or an increase in the stroke 94 possible. The latter can, for example, by increasing the distance between the stop 92 and the electromagnet 78 , for example, by discs or allowances in the modular principle, take place. Features the membrane 66 over a sufficiently high spring elasticity, in a variant not shown, the compression spring 90 omitted.

Der wesentliche konstruktive Vorteil der gezeigten Ausführungsform der Dosierpumpe 50 liegt in der fliegenden Lagerung des Ankers 74 in Bezug zu einer Längsachse 96 des Elektromagneten 78, wodurch die nach Maßgabe des Standes der Technik bislang notwendige, verschleißanfällige axiale Lagerung des Ankers 74 entbehrlich wird. Hierdurch ergibt sich ein praktisch ausfallsicherer, verschleißfreier und wartungsarmer Betrieb der Dosierpumpe 50 über deren gesamte Lebensdauer hinweg. Sowohl das Pumpengehäuse 52 als auch das Magnetgehäuse 80 weisen eine näherungsweise zylindrische Form auf, die jeweils symmetrisch zur Längsachse 96 ist. Darüber hinaus ist bei der Ausführungsform gemäß 2 eine vollständige räumliche Trennung zwischen dem Förderraum 68 mit dem darin enthaltenen in der Regel chemisch reaktiven und zugleich korrosiven Reduktionsmittel und dem Anker 74 gegeben. Auch hat diese Konstruktionsform den Vorteil, dass beim magnetischen Anziehen des Ankers 74 und der hiermit verbundenen Membran 66 mittels des Elektromagneten 78 nur eine relativ schwache Kraftwirkung der Druckfeder 90 überwunden werden muss, so dass sich bei vergleichsweise geringen Stromstärken in der Zylinderspule 82 dennoch ein relativ großer Hubweg 94 realisieren lässt, während der Ausstoßvorgang des Fluids im stromlosen Zustand des Elektromagneten 78 allein durch die Federkraft der Druckfeder 90 bewirkt wird.The main design advantage of the embodiment of the metering pump shown 50 lies in the flying storage of the anchor 74 in relation to a longitudinal axis 96 of the electromagnet 78 , whereby the previously required in accordance with the prior art, wear-prone axial bearing of the armature 74 becomes unnecessary. This results in a practically fail-safe, wear-free and low-maintenance operation of the metering pump 50 over its entire lifetime. Both the pump housing 52 as well as the magnet housing 80 have an approximately cylindrical shape, each symmetrical to the longitudinal axis 96 is. Moreover, in the embodiment according to 2 a complete spatial separation between the delivery room 68 with the therein usually chemically reactive and at the same time corrosive reducing agent and the anchor 74 given. Also, this construction has the advantage that when magnetically tightening the armature 74 and the membrane associated therewith 66 by means of the electromagnet 78 only a relatively weak force effect of the compression spring 90 must be overcome, so that at comparatively low currents in the solenoid 82 nevertheless a relatively large stroke 94 realize during the ejection process of the fluid in the de-energized state of the electromagnet 78 solely by the spring force of the compression spring 90 is effected.

Die 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierpumpe. Eine Dosierpumpe 100 umfasst unter anderem ein angenähert topfförmiges Pumpengehäuse 102 mit einem Einlass 104 mit Einlassventil 106 für das zu fördernde Fluid. Ferner verfügt das Pumpengehäuse 102 über einen Auslass 108 mit einem Auslassventil 110. Sowohl das Einlassventil 106 als auch das Auslassventil 110 sind als Einwege- bzw. Rückschlagventil ausgestaltet, die die Flüssigkeit nur in einer Richtung passieren lassen. Oberseitig verfügt das Pumpengehäuse 102 über eine kreisrunde Ausnehmung 112, die mit einem Deckel 114 verschlossen ist. Zwischen dem Deckel 114 und dem Pumpengehäuse 102 ist eine Membran 116 fest eingespannt. Zur Entlüftung verfügt der Deckel 114 über eine Entlüftungsbohrung 118, um eine ungehinderte Auf- und Abbewegung der Membran 116 sicher zu stellen. Die Membran 116 ist mit einem scheibenförmigen Anker 120 verbunden. Der Anker 120 wird von zwei Ausgleichsbohrungen 122, 124 durchsetzt, durch die das zu fördernde Medium strömen kann. Unterseitig verfügt der Anker 120 über einen umlaufend Rezess 126 zur Aufnahme und radialen Lagesicherung einer Druckfeder 128. Infolge des die Ausgleichsbohrungen 122, 124 beim Fördervorgang der Pumpe durchströmenden Fluids ergibt sich ein hydraulischer Dämpfungseffekt, der zu einer signifikanten Reduktion des Betriebsgeräusches führt.The 3 shows a second embodiment of the metering pump according to the invention. A dosing pump 100 includes, among other things, an approximately cup-shaped pump housing 102 with an inlet 104 with inlet valve 106 for the fluid to be pumped. Furthermore, the pump housing has 102 via an outlet 108 with an exhaust valve 110 , Both the inlet valve 106 as well as the exhaust valve 110 are designed as Einwege- or check valve, which allow the liquid to pass only in one direction. The pump housing is on the top side 102 over a circular recess 112 that with one cover 114 is closed. Between the lid 114 and the pump housing 102 is a membrane 116 firmly clamped. For venting has the lid 114 via a vent hole 118 to allow unobstructed up and down movement of the membrane 116 to make sure. The membrane 116 is with a disc-shaped anchor 120 connected. The anchor 120 is from two compensation holes 122 . 124 interspersed, through which the medium to be conveyed can flow. On the underside has the anchor 120 over a circulating recession 126 for receiving and radial position securing a compression spring 128 , As a result of the compensation holes 122 . 124 During the conveying process of the fluid flowing through the pump results in a hydraulic damping effect, which leads to a significant reduction of the operating noise.

Unterseitig ist an das Pumpengehäuse 102 ein näherungsweise zylinderförmiges Magnetgehäuse 130 mit einem Elektromagneten 132 mittels einer nicht näher dargestellten Bolzenverbindung angeflanscht. Der Elektromagnet 132 umfasst unter anderem einen Magnetkern 134 mit einer darin aufgenommenen Zylinderspule 136. Der Elektromagnet 132 ist oberseitig mit einer Trennscheibe 138 aus einem unmagnetischen Material, wie zum Beispiel einem Austenitstahl, bedeckt, um ein ”magnetisches Verkleben” des Ankers 120 mit dem Elektromagneten 132 zu verhindern. Umfangsseitig ist die Trennscheibe 138 mit einer hohlzylindrischen Hülse 140 mittels einer Schweißnaht 142 verbunden, die den Magnetkern 134 umschließt. In einem nicht bezeichneten unteren Bereich verfügt die Hülse 140 über eine umlaufende Wulst 144. Zwischen der Wulst 144 und einem umlaufenden Rezess 146 des Magnetkerns 134 befindet sich ein O-Ring 148. Durch die Wirkung des O-Ringes 148 in Verbindung mit der Trennscheibe 138 und der hiermit verschweißten Hülse 140 wird der Elektromagnet 132 hermetisch gegenüber dem zu fördernden Medium abgedichtet, das sich in einem Förderraum 150 oberhalb der Trennscheibe 138 befindet. Infolge der Kraftwirkung der Druckfeder 128 wird der Anker 120 gegen einen Anschlag 152 im Pumpengehäuse 102 gedrückt. Infolge der noppenförmigen Ausgestaltung des Anschlags 152 wird die zum Ablösen des Ankers 120 erforderliche magnetische Kraft gering gehalten. Die Versorgung des Elektromagneten 132 mit elektrischem Strom erfolgt über einen unterseitig angeordneten elektrischen Steckanschluss 154. Die Dosierpumpe 100 bzw. das Pumpengehäuse 102 sowie das Magnetgehäuse 130 sind im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Längsachse 156 ausgebildet und verfügen jeweils über eine näherungsweise zylindrische Form. Da sowohl die Hülse 140 als auch die Trennscheibe 138 sowie die Druckfeder 128 und der Anker 120 als auch das Pumpengehäuse 102 mit dem zu fördernden, in der Regel korrosiven Fluid in Berührung kommen, müssen diese mit einem hinreichend korrosionsfesten metallischen Material, beispielsweise einer Edelstahllegierung gebildet sein, das zugleich über geeignete magnetische Eigenschaften verfügt. Das Magnetgehäuse 130 kann hingegen mit einem duroplastischen oder mit einem thermoplastischen Kunststoffmaterial gefertigt werden.Bottom side is to the pump housing 102 an approximately cylindrical magnet housing 130 with an electromagnet 132 Flanged by means of a bolt connection, not shown. The electromagnet 132 includes, inter alia, a magnetic core 134 with a cylindrical coil received therein 136 , The electromagnet 132 is upper side with a cutting disc 138 made of a nonmagnetic material, such as austenitic steel, to "magnetically bond" the armature 120 with the electromagnet 132 to prevent. The circumference is the cutting disc 138 with a hollow cylindrical sleeve 140 by means of a weld 142 connected to the magnetic core 134 encloses. In an undesignated lower area has the sleeve 140 over a circumferential bead 144 , Between the bead 144 and a circulating recession 146 of the magnetic core 134 there is an O-ring 148 , By the effect of the O-ring 148 in conjunction with the cutting disc 138 and the sleeve welded thereto 140 becomes the electromagnet 132 hermetically sealed against the medium to be pumped, located in a pumping room 150 above the cutting disc 138 located. Due to the force of the compression spring 128 becomes the anchor 120 against a stop 152 in the pump housing 102 pressed. Due to the knob-shaped design of the stop 152 becomes the peeling off of the anchor 120 required magnetic force kept low. The supply of the electromagnet 132 with electrical power via a bottom side arranged electrical connector 154 , The dosing pump 100 or the pump housing 102 as well as the magnet housing 130 are substantially rotationally symmetrical to a longitudinal axis 156 formed and each have an approximately cylindrical shape. Because both the sleeve 140 as well as the cutting disc 138 and the compression spring 128 and the anchor 120 as well as the pump housing 102 With the to be pumped, usually corrosive fluid into contact, they must be formed with a sufficiently corrosion-resistant metallic material, such as a stainless steel alloy, which also has suitable magnetic properties. The magnet housing 130 however, can be made with a thermoset or thermoplastic material.

Wird der Elektromagnet 132 bestromt, so wird der Acker 120 von diesem magnetisch angezogen und legt einen Hubweg 156 zurück, bis der Anker 120 auf der Oberseite des Elektromagneten 132 anliegt. Die Membran 116 wird daraufhin nach unten gezogen. Hierbei verkleinert sich das Volumen des Förderraums 150, das Fluid wird verdichtet, so dass das Fluid durch das Auslassventil 108 in den Auslass 108 gefördert wird. Wird der Elektromagnet 132 stromlos geschaltet, so drückt die Druckfeder 128 den Anker 120 wiederum gegen den Anschlag 152 des Pumpengehäuses 102 und das Volumen des Förderraumes 150 vergrößert sich, der Druck sinkt dadurch im Förderraum 150 ab, das Einlassventil 106 öffnet, Fluid strömt nach. Durch periodisches Bestromen des Elektromagneten 132 lässt sich somit – entsprechend zu der im Rahmen der Beschreibung der 2 erläuterten Weise – das Medium diskontinuierlich vom Einlass 104 zum Auslass 108 fördern. Die jeweilige Strömungsrichtung des Fluids wird wiederum durch die weißen Pfeile veranschaulicht.Will the electromagnet 132 energized, then the field becomes 120 magnetically attracted by this and lay a stroke 156 back until the anchor 120 on the top of the electromagnet 132 is applied. The membrane 116 is then pulled down. This reduces the volume of the delivery chamber 150 , the fluid is compressed so that the fluid through the outlet valve 108 in the outlet 108 is encouraged. Will the electromagnet 132 de-energized, so presses the compression spring 128 the anchor 120 again against the attack 152 of the pump housing 102 and the volume of the delivery room 150 increases, the pressure drops in the pump room 150 off, the inlet valve 106 opens, fluid flows. By periodic energizing of the electromagnet 132 can thus - in accordance with that in the description of the 2 explained way - the medium discontinuously from the inlet 104 to the outlet 108 promote. The respective flow direction of the fluid is again illustrated by the white arrows.

Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen gem. 2, 3 liegt darin, dass bei der Dosierpumpe nach Maßgabe von 3 der Anker 120 vom zu fördernden Fluid durchströmt und damit auch der Elektromagnet 132 mit dem Fluid über Wärmeleitprozesse in Kontakt treten kann, so dass im Bedarfsfall das Fluid durch den Elektromagneten 132 beheizt bzw. durch die Wirkung des in der Regel kalten Fluids dieser auch gekühlt werden kann. Die Beheizung des Fluids ist bei tiefen Betriebstemperaturen notwendig, da dieses bei Temperaturen unterhalb von –11°C gefriert. Bei der Ausführungsvariante gemäß 3 erfolgt bei Bestromung des Elektromagneten 132 ein Druckaufbau. Eine Kühlung des Elektromagneten 132 erlaubt hingegen die Erzeugung höherer Kräfte durch den Einsatz höherer Stromstärken in der Zylinderspule 136. Entsprechend zur ersten Ausführungsform treten auch bei dieser Dosierpumpe 100 aufgrund der frei fliegenden Lagerung des Ankers 132 keine wesentlichen Reibungskräfte auf, so dass die Dosierpumpe 100 verschleißarm über ihre gesamte Lebensdauer hinweg betrieben werden kann. Hinsichtlich der weiteren vorteilhaften Eigenschaften der Dosierpumpe 100 gelten die in der Beschreibung zu 2 gemachten Ausführungen entsprechend.The difference between the two embodiments acc. 2 . 3 is that in the metering pump in accordance with 3 the anchor 120 flows through the fluid to be pumped and thus also the electromagnet 132 can come into contact with the fluid via Wärmeleitprozesse, so that, if necessary, the fluid through the electromagnet 132 heated or by the action of the usually cold fluid this can also be cooled. The heating of the fluid is necessary at low operating temperatures, as this freezes at temperatures below -11 ° C. In the embodiment according to 3 occurs when the electromagnet is energized 132 a pressure build-up. A cooling of the electromagnet 132 on the other hand allows the generation of higher forces by using higher currents in the solenoid 136 , According to the first embodiment also occur in this metering pump 100 due to the free-flying mounting of the anchor 132 no significant frictional forces on, so the metering pump 100 can be operated wear-resistant over its entire service life. With regard to the further advantageous properties of the metering pump 100 apply in the description too 2 made statements accordingly.

Die 4 und 5 zeigen eine dritte Bauform einer Dosierpumpe. Eine Dosierpumpe 200 umfasst unter anderem ein Pumpengehäuse 202 mit einem Einlass 204 mit Einlassventil 206. Ein Auslass 208 mit einem Auslassventil 210 befindet sich unterhalb eines Magnetgehäuses 212, so dass im Unterschied zur Ausführungsform nach 3 der Einlass 204 und der Auslass 208 auf gegenüberliegenden Seiten der Dosierpumpe 200 angeordnet sind. Das Pumpengehäuse 202 weist oberseitig eine kreisrunde Ausnehmung 214 auf, die von einem scheibenförmigen Deckel 216 bedeckt ist. Eine Membran 218 ist zwischen dem Deckel 216 und dem Pumpengehäuse 202 hermetisch dicht eingeklemmt. In dem Deckel 216 befindet sich eine Entlüftungsbohrung 220. Ein magnetischer Anker 222 weist zwei Ausgleichsbohrungen 224, 226 auf, die dieselbe Funktion wie bei der Dosierpumpe gem. 3 erfüllen. Ein unterseitig am Anker 222 umlaufender Rezess 228 sichert eine Druckfeder 230 in ihrer radialen Lage. Im Magnetgehäuse 212 befindet sich ein Elektromagnet 232, der mit einem Magnetkern 234 und einer darin zentrisch aufgenommenen Zylinderspule 236 gebildet ist. Auf dem Elektromagneten 232 befindet sich wiederum eine Trennscheibe 238, die zur Abdichtung im Bereich ihres äußeren Umfanges mit einer, den Magnetkern 234 umschließenden zylindrischen Hülse 240 durch eine umlaufende Schweißnaht 242 verbunden ist. In einem nicht bezeichneten unteren Randbereich der Hülse 240 befindet sich eine Wulst 244, die in Verbindung mit einem im Bereich eines Rezesses 246 des Magnetkerns 234 eingesetzten O-Ring 248 die Abdichtung zwischen dem Elektromagneten 232 und einem Förderraum 250 im Pumpengehäuse 202 gewährleistet. Infolge der Wirkung der Druckfeder 230 wird der Anker 222 im stromlosen Zustand des Elektromagneten 232 gegen einen noppenförmigen Anschlag 252 im Bereich des Pumpengehäuses 202 gedrückt. Durch eine Bestromung der Zylinderspule 236 wird der Anker 222 um einen Hubweg 254 nach unten gezogen, bis dieser auf der Trennscheibe 238 anliegt.The 4 and 5 show a third design of a metering pump. A dosing pump 200 includes, among other things, a pump housing 202 with an inlet 204 with inlet valve 206 , An outlet 208 with an exhaust valve 210 is located below a magnet housing 212 , so that unlike the embodiment according to 3 the inlet 204 and the outlet 208 on opposite sides of the metering pump 200 are arranged. The pump housing 202 has a circular recess on the upper side 214 on top of a disc-shaped lid 216 is covered. A membrane 218 is between the lid 216 and the pump housing 202 hermetically sealed. In the lid 216 there is a vent hole 220 , A magnetic anchor 222 has two compensation holes 224 . 226 on, the same function as in the metering pump acc. 3 fulfill. An underside at the anchor 222 circulating recession 228 secures a compression spring 230 in their radial position. In the magnet housing 212 there is an electromagnet 232 that with a magnetic core 234 and a cylindrical coil received in it centrally 236 is formed. On the electromagnet 232 again there is a cutting disc 238 for sealing in the area of its outer circumference with one, the magnetic core 234 enclosing cylindrical sleeve 240 by a circumferential weld 242 connected is. In an unspecified lower edge region of the sleeve 240 there is a bead 244 that in conjunction with one in the area of a recession 246 of the magnetic core 234 inserted O-ring 248 the seal between the electromagnet 232 and a pump room 250 in the pump housing 202 guaranteed. Due to the effect of the compression spring 230 becomes the anchor 222 in the de-energized state of the electromagnet 232 against a knob-shaped stop 252 in the area of the pump housing 202 pressed. By energizing the solenoid 236 becomes the anchor 222 around a stroke 254 pulled down until this on the cutting disc 238 is applied.

Der eigentliche Fördervorgang des Fluids zwischen dem Einlass 204 und dem Auslass 208 erfolgt analog zu der beschriebenen Ausführungsform gem. 3 durch periodisches Bestromen des Elektromagneten 232. Die elektrische Versorgung erfolgt wiederum durch einen elektrischen Steckanschluss 256 im Bereich des Magnetgehäuses 212. Im Unterschied zur zweiten Ausführungsform gemäß 3 setzt sich die Trennscheibe 238 nach unten hin in ein Förderrohr 260 fort, das symmetrisch zu einer Längsachse 258 durch den Magnetkern 234 sowie das Magnetgehäuse 212 hindurch verläuft. Dieses Förderrohr 260 kann integraler Bestandteil der Trennscheibe 238 sein und zum Beispiel durch einen gegebenenfalls mehrstufigen Umformvorgang ausgebildet sein. Alternativ kann das Förderrohr 260 mit der Trennscheibe 238 durch eine nicht dargestellte Fügeverbindung verbunden sein. Hierzu wird in die Trennscheibe 238 mittig eine Bohrung eingebracht, deren Durchmesser näherungsweise einem Außendurchmesser des anzufügenden Förderrohres 260 entspricht. An einem nicht bezeichneten unteren Ende des Förderrohres 260 befindet sich das Auslassventil 210, das für das Fluid nur in Richtung des weißen Pfeils durchgängig ist.The actual conveying process of the fluid between the inlet 204 and the outlet 208 takes place analogously to the described embodiment. 3 by periodic energizing of the electromagnet 232 , The electrical supply is again by an electrical plug connection 256 in the area of the magnet housing 212 , In contrast to the second embodiment according to 3 the cutting disc sits down 238 down into a conveyor pipe 260 which is symmetrical to a longitudinal axis 258 through the magnetic core 234 as well as the magnet housing 212 passes through. This conveyor pipe 260 can be integral part of the cutting disc 238 be and be formed for example by an optionally multi-stage forming process. Alternatively, the delivery pipe 260 with the cutting disc 238 be connected by a joint connection, not shown. This is done in the cutting disc 238 centrally introduced a bore whose diameter is approximately an outer diameter of the conveyor pipe to be attached 260 equivalent. At an undesignated lower end of the conveyor tube 260 is the exhaust valve 210 , which is continuous for the fluid only in the direction of the white arrow.

Im Unterschied zu den Ausführungsformen gemäß den 2, 3 hat das Auslassventil 210 neben der eigentlichen Funktion als Rückschlagventil auch eine Zerstäubungsfunktion für das geförderte Fluid, was anhand der 5, die eine Ausschnittvergrößerung des gestrichelt eingezeichneten Kreises in der 4 darstellt, näher erläutert werden soll. Der Vorteil dieser dritten Ausführungsform ist insbesondere darin zu sehen, dass die Dosierpumpe 200 mittels des Förderrohres 260 direkt auf einem Abgasstrang montiert werden kann. Die frei ”fliegende” und somit nahezu vollständig reibungsfreie Lagerung des Ankers 222 infolge der Befestigung an der Membran 218 entspricht der bereits weiter oben erläuterten ersten und zweiten Ausführungsform.In contrast to the embodiments according to the 2 . 3 has the exhaust valve 210 In addition to the actual function as a check valve and a sputtering function for the pumped fluid, which is based on the 5 , which is a detail enlargement of the dashed circle in the 4 represents, will be explained in more detail. The advantage of this third embodiment is to be seen in particular in that the metering pump 200 by means of the conveyor pipe 260 can be mounted directly on an exhaust system. The free "flying" and thus almost completely frictionless storage of the anchor 222 due to attachment to the membrane 218 corresponds to the first and second embodiments already explained above.

Die 5 illustriert in einer schematischen Detaildarstellung den konstruktiven Aufbau des Auslassventils 210 der Dosierpumpe 200 nach Maßgabe von 4. Das Auslassventil 210 verfügt über ein Auslassventilgehäuse 270, in dem eine randseitig konische Ventilplatte 272 in einem konischen Ventilsitz 274 aufgenommen ist. Die Ventilplatte 272 ist mittels einer auf einem Ventilschaft 276 aufgenommenen Druckfeder 278 federnd im Ventilsitz 274 gehalten. Zwischen dem Ventilsitz 274 und der Ventilplatte 272 besteht ein Formschluss, so dass ein flüssigkeitsdichter Abschluss gegeben ist. Die Druckfeder 278 ist zwischen einem Sicherungsmittel 280, beispielsweise einen Sicherungsstift oder eine Sicherungsscheibe, an einem nicht bezeichneten Ende des Ventilschaftes 276 und einem Widerlager 282 vorgespannt.The 5 illustrates in a schematic detail of the structural design of the exhaust valve 210 the dosing pump 200 in accordance with 4 , The outlet valve 210 has an exhaust valve body 270 , in which a conically tapered valve plate 272 in a conical valve seat 274 is included. The valve plate 272 is by means of a on a valve stem 276 recorded compression spring 278 springy in the valve seat 274 held. Between the valve seat 274 and the valve plate 272 there is a positive connection, so that a liquid-tight closure is given. The compression spring 278 is between a security device 280 For example, a locking pin or a lock washer, at an unspecified end of the valve stem 276 and an abutment 282 biased.

Hierdurch kann das zu fördernde Fluid das Auslassventil 210 nur in Richtung der weißen Pfeile, nach dem Überschreiten eines durch die Vorspannug der Druckfeder 278 bestimmten Mindestdruckes p0 durchströmen, so dass sich in Verbindung mit der konischen Ventilplatte 272 und dem hierzu korrespondierend ausgestalteten Ventilsitz 274 die gewünschte Zerstäubungswirkung ergibt, so dass die Dosierpumpe 200 das von ihr geförderte Reduktionsmittel über das Förderrohr 260 und das endseitig daran positionierte Auslassventil 210 hinreichend fein zerstäubt direkt in einen Abgasstrang mit dem zu reinigenden Abgas einspritzen kann. Ein Rückfluss des Fluids wird aufgrund der konischen Ventilplatte 272 in Verbindung mit dem konischen Ventilsitz 274 verhindert. Infolge der Zerstäubungswirkung des Auslassventils 210 wird die chemisch reaktive Oberfläche des eingesetzten Reduktionmittels so weit vergrößert, dass eine optimale Reduzierung der im Abgas enthaltenen Stickoxide NOx erreicht wird.As a result, the fluid to be delivered to the outlet valve 210 only in the direction of the white arrows, after exceeding one by the Vorspannug the compression spring 278 flow through certain minimum pressure p0, so in conjunction with the conical valve plate 272 and the correspondingly designed valve seat 274 gives the desired atomization effect, so that the metering pump 200 the funded by her reducing agent on the delivery pipe 260 and the exhaust valve positioned endwise thereon 210 sufficiently finely atomized can inject directly into an exhaust system with the exhaust gas to be cleaned. A backflow of the fluid is due to the conical valve plate 272 in conjunction with the conical valve seat 274 prevented. Due to the atomizing effect of the exhaust valve 210 the chemically reactive surface of the reducing agent used is increased so much that an optimal reduction of the nitrogen oxides NOx contained in the exhaust gas is achieved.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 681841 [0003]
EP 2116701 A1 [0004]
DE 736350 [0005]

Claims

Dosing pump ( 50 . 100 . 200 ) for conveying a reducing fluid, in particular for conveying a urea-water solution for the reduction of nitrogen oxides in an exhaust gas stream of an internal combustion engine, having an inlet ( 56 . 104 . 204 ) and an outlet ( 60 . 108 . 208 ), with a delivery room ( 68 . 150 . 250 ) of a pump housing ( 52 . 102 . 202 ) and an anchor ( 74 . 120 . 222 ), which by means of an electromagnet ( 78 . 132 . 232 ) is movable, characterized in that the armature ( 74 . 120 . 222 ) by means of an elastic membrane ( 66 . 116 . 218 ) is cantilevered, wherein the membrane ( 66 . 116 . 218 ) in the area of the pump housing ( 52 . 102 . 202 ) and the reducing fluid by periodic energizing the electromagnet ( 78 . 132 . 232 ) from the inlet ( 56 . 104 . 204 ) to the outlet ( 60 . 108 . 208 ) is eligible.

Dosing pump ( 50 . 100 . 200 ) according to claim 1, characterized in that in the region of the inlet ( 56 . 104 . 204 ) an inlet valve ( 58 . 106 . 206 ) and in the area of the outlet ( 60 . 108 . 208 ) an exhaust valve ( 62 . 108 . 208 ), which in each case allow the reducing fluid to pass only in one direction.

Dosing pump ( 50 . 100 . 200 ) according to claim 1 or 2, characterized in that between the anchor ( 74 . 120 . 222 ) and the electromagnet ( 78 . 132 . 232 ) at least one compression spring ( 90 . 128 . 230 ) for biasing the armature ( 74 . 120 . 222 ) is provided.

Dosing pump ( 50 . 100 . 200 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the electromagnet ( 78 . 132 . 232 ) and the anchor ( 74 . 120 . 222 ) at least partially a non-magnetic cutting disc ( 76 . 138 . 238 ), in particular an austenite disk, is arranged with a slight material thickness.

Dosing pump ( 50 . 100 . 200 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the elastic membrane ( 66 . 116 . 218 ) is formed with an elastomer or with a stainless steel alloy.

Dosing pump ( 50 . 100 . 200 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the armature ( 74 . 120 . 222 ) is disc-shaped.

Dosing pump ( 50 . 100 . 200 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the armature ( 74 . 120 . 222 ) for radial positioning with the elastic membrane ( 66 . 116 . 218 ), in particular in the region of a membrane center ( 70 ), connected is.

Dosing pump ( 50 . 100 . 200 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one stop ( 92 . 152 . 252 ) for the anchor ( 74 . 120 . 222 ) is provided in a de-energized state.

Dosing pump ( 50 . 100 . 200 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the electromagnet ( 78 . 132 . 232 ) with a cylindrical coil ( 82 . 136 . 236 ) and with a magnetic core ( 84 . 134 . 234 ) formed in a magnet housing ( 80 . 130 . 212 ) are integrated.

Dosing pump ( 50 . 100 . 200 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that a driving frequency of the electromagnet ( 78 . 132 . 232 ) is in a range between 0.1 Hz and 100 Hz.