DE102012001963A1

DE102012001963A1 - Dosierpumpe mit verschieblichem Auslassventil

Info

Publication number: DE102012001963A1
Application number: DE201210001963
Authority: DE
Inventors: Mike Heck; Thomas Rolland; Edwin Kreuzberg; Jürgen Schonlau; Axel Müller
Original assignee: Thomas Magnete GmbH
Current assignee: Thomas Magnete GmbH
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-08
Anticipated expiration: 2032-02-03
Also published as: DE102012001963B4

Abstract

Dosierpumpe (1) bestehend aus einem elektromagnetischen Aktor (2), einer Verdrängereinheit (3), einem Einlassventil (4) und einem Auslassventil (5), das aus einem Ventilsitz (6), einem Schließkörper (7), einer Ventilfeder (8) und einer Ventilfederaufnahme (9) besteht, wobei die Ventilfederaufnahme (9) axial verschieblich in einer Bohrung (10) gelagert und von einer zweiten Feder (11) gegen einen Absatz (12) in der Bohrung (10) gedrückt wird, wobei die zweite Feder (11) eine erheblich größere Vorspannkraft aufweist als die Ventilfeder (8).

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Dosierpumpe entsprechend dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.
Dosierpumpen in der Bauart einer Hubkolbenpumpe mit elektromagnetischem Antrieb sind bekannt und zum Beispiel in den Schutzrechten DE 4328621 , DE 10227659 und DE 102006019584 beschrieben.
Es sind auch Dosierpumpen bekannt, die Flüssigkeiten fördern und dosieren können, die unterhalb einer gelegentlich vorkommenden Grenztemperatur einfrieren, wie zum Beispiel Wasser oder wässrige Harnstofflösung. Die Schutzrechte DE 102006044248 , DE 102006044254 , DE 102007059237 und DE 102010019821 beschreiben solche Dosierpumpen.
Trotz aller konstruktiver Schutzmaßnahmen zur Abwehr von einfrierbedingten Schäden an der Dosierpumpe kommt es bei einigen Bauformen der Dosierpumpen nach einer Mehrzahl von Einfrierzyklen zu einer Beeinträchtigung der Funktion des Auslassventils, die dadurch hervorgerufen wird, dass in dem Federraum des Auslassventils befindliches Medium bei jedem Einfrieren die Ventilfederaufnahme der Ventilfeder geringfügig verschiebt. Die Verschiebungen werden nach dem Auftauen nicht zurückgesetzt und addieren sich zu einer schädlichen Gesamtverschiebung.
Aufgabe dieser Erfindung ist es, die oben beschriebene dauerhafte Verschiebung der Ventilfederaufnahme zu verhindern.
Die Aufgabe wird mit den charakteristischen Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Die weiteren Ansprüche bilden die technische Lehre fort und der letzte Anspruch beschreibt das Verfahren zur Anwendung der erfinderischen Merkmale.
Die erfindungsgemäße Dosierpumpe besteht aus einem elektromagnetischen Aktor, einer Verdrängereinheit, einem Einlassventil und einem Auslassventil, das seinerseits aus einem Ventilsitz, einem Schließkörper, einer Ventilfeder und einer Ventilfederaufnahme besteht. Erfindungsgemäß ist die Ventilfederaufnahme axial verschieblich in einer Bohrung gelagert und wird von einer zweiten Feder gegen einen Absatz in der Bohrung gedrückt. Die zweite Feder weist eine erheblich größere Vorspannkraft auf als die Ventilfeder, damit bei einer Öffnung des Ventils im Normalbetrieb nur die Ventilfeder wirksam ist. In einer ersten Ausführung der Erfindung stützt sich die zweite Feder an einem Stützring ab, der bei der Montage der Dosierpumpe so eingedrückt wird, dass sich die erforderliche Federkraft der zweiten Feder ergibt.
In einer zweiten Ausführung stützt sich die zweite Feder an der auslassseitigen Anschlussbuchse ab.
Die zweite Feder kann eine metallische Spiralfeder sein, oder ein elastischer Formkörper aus einem Elastomerwerkstoff oder aus einem hochelastischen Kunststoff. Dieser Formkörper ist vorteilhafterweise so gestaltet, dass er einen möglichst großen Teil des verfügbaren Raums zwischen der Ventilfederaufnahme und dem Stützring oder der Anschlussbuchse ausfüllt. Damit wird erreicht, dass die Menge des einfrierenden Mediums in diesem Bereich minimiert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung bilden die Ventilfederaufnahme und die Anschlussbuchse ein gemeinsames verschiebliches Teil, das in der Bohrung gelagert ist und durch die zweite Feder gegen den Absatz gedrückt wird, wobei sich die zweite Feder am Gehäuse abstützt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird die Montage der Dosierpumpe dadurch erleichtert, dass die zweite Feder sich mit ihren ersten abstützungsseitigen Federwindungen eng und radialkraftübertragend an die Bohrung anlegt. Dabei ist die Radialkraft so groß ausgelegt, dass durch die resultierende Wandreibung die Vorspannkraft der Feder ganz oder teilweise übertragen wird. Die verbleibende Vorspannkraft wird gegebenenfalls auf die Anschlussbuchse übertragen.
Wenn die Dosierpumpe mit einem Medium betrieben wird, das unterhalb einer gelegentlich vorkommenden Grenztemperatur einfriert und sich dabei nicht unerheblich ausdehnt, dann verschiebt das im Bereich des Auslassventils einfrierende Medium die Ventilfederaufnahme gegen die Kraft der zweiten Feder. Nach dem Auftauen des Mediums schiebt die zweite Feder die Ventilfederaufnahme wieder in ihre Ausgangslage am Absatz der Bohrung zurück.
Wegen der vollständigen Rückkehr der Ventilfederaufnahme in ihre Ausgangslage auch bei einer Vielzahl von Einfrierzyklen können sich keine Verschiebungen akkumulieren und die Funktion des Auslassventils bleibt erhalten.
Pumpen der erfindungsgemäßen Bauart finden ihre Anwendung zur Förderung und/oder Dosierung von wasserhaltigen Flüssigkeiten, insbesondere in Abgasreinigungsanlagen von Verbrennungsmotoren.
Bilder und beispielhafte Ausführung
1 zeigt das Auslassventil in seinem Bauraum mit einer Abstützung der Ventilfederaufnahme durch einen elastischen Formkörper.
Die Dosierpumpe 1 besteht aus einem elektromagnetischen Aktor 2, einer Verdrängereinheit 3, einem Einlassventil 4 und einem Auslassventil 5, das seinerseits aus einem Ventilsitz 6, einem Schließkörper 7, einer Ventilfeder 8 und einer Ventilfederaufnahme 9 besteht. Die Ventilfederaufnahme 9 ist axial verschieblich in einer Bohrung 10 gelagert und wird von einer zweiten Feder 11 gegen einen Absatz 12 in der Bohrung 10 gedrückt, wobei die zweite Feder 11 eine erheblich größere Vorspannkraft aufweist als die Ventilfeder 8.
Die zweite Feder 11 stützt sich an der Anschlussbuchse 13 ab.
Die zweite Feder 11 ist ein elastischer Formkörper aus einem Elastomerwerkstoff, der einen möglichst großen Teil des verfügbaren Raums zwischen der Ventilfederaufnahme und der Anschlussbuchse 13 ausfüllt.
2 zeigt das Auslassventil in seinem Bauraum mit einer Abstützung der Ventilfederaufnahme durch eine Spiralfeder.
Die Dosierpumpe 1 besteht aus einem elektromagnetischen Aktor 2, einer Verdrängereinheit 3, einem Einlassventil 4 und einem Auslassventil 5, das seinerseits aus einem Ventilsitz 6, einem Schließkörper 7, einer Ventilfeder 8 und einer Ventilfederaufnahme 9 besteht. Die Ventilfederaufnahme 9 ist axial verschieblich in einer Bohrung 10 gelagert und wird von einer zweiten Feder 11 gegen einen Absatz 12 in der Bohrung 10 gedrückt, wobei die zweite Feder 11 eine erheblich größere Vorspannkraft aufweist als die Ventilfeder 8.
Die zweite Feder 11 ist eine Spiralfeder und sie stützt sich an der Anschlussbuchse 13 ab.
Die zweite Feder legt sich mit ihren ersten abstützungsseitigen Federwindungen eng und radialkraftübertragend an die Bohrung (10) an, wobei die Radialkraft so groß ausgelegt ist, dass durch die resultierende Wandreibung die Vorspannkraft der Feder (11) ganz oder teilweise übertragen wird, wobei die verbleibende Vorspannkraft gegebenenfalls auf die Anschlussbuchse (13) übertragen wird.
Bei dem Betrieb einer erfindungsgemäßen Dosierpumpe wird die Dosierpumpe mit einem Medium betrieben, das unterhalb einer gelegentlich vorkommenden Grenztemperatur einfriert und sich dabei nicht unerheblich ausdehnt, wobei dann das im Bereich des Auslassventils einfrierende Medium die Ventilfederaufnahme 9 gegen die Kraft der zweiten Feder 11 verschiebt und wobei nach dem Auftauen des Mediums die zweite Feder 11 die Ventilfederaufnahme 9 wieder in ihre Ausgangslage am Absatz 12 zurückschiebt.
Bezugszeichenliste

1: Hubkolbenpumpe
2: Elektromagnetischer Aktor
3: Verdrängereinheit
4: Einlassventil
5: Auslassventil
6: Ventilsitz
7: Schließkörper
8: Ventilfeder
9: Ventilfederaufnahme
10: Bohrung
11: Feder
12: Absatz
13: Anschlussbuchse
14: Gehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4328621 [0002]
DE 10227659 [0002]
DE 102006019584 [0002]
DE 102006044248 [0003]
DE 102006044254 [0003]
DE 102007059237 [0003]
DE 102010019821 [0003]

Claims

Dosierpumpe (1) bestehend aus einem elektromagnetischen Aktor (2), einer Verdrängereinheit (3), einem Einlassventil (4) und einem Auslassventil (5), das aus einem Ventilsitz (6), einem Schließkörper (7), einer Ventilfeder (8) und einer Ventilfederaufnahme (9) besteht dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilfederaufnahme (9) axial verschieblich in einer Bohrung (10) gelagert und von einer zweiten Feder (11) gegen einen Absatz (12) in der Bohrung (10) gedrückt wird, wobei die zweite Feder (11) eine erheblich größere Vorspannkraft aufweist als die Ventilfeder (8).
Dosierpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Feder (11) sich an einem Stützring (12) abstützt, der bei der Montage der Dosierpumpe so weit eingedrückt wird, dass sich die erforderliche Federkraft der zweiten Feder (11) ergibt.
Dosierpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Feder (11) sich an der Anschlussbuchse (13) abstützt.
Dosierpumpe nach Anspruch 1, 2, oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Feder (11) eine metallische Spiralfeder ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 1, 2, oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Feder (11) ein elastischer Formkörper aus einem Elastomerwerkstoff oder aus einem hochelastischen Kunststoff ist, der einen möglichst großen Teil des verfügbaren Raums zwischen der Ventilfederaufnahme und dem Stützring (12) oder der Anschlussbuchse (13) ausfüllt.
Dosierpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilfederaufnahme (9) und die Anschlussbuchse (13) ein gemeinsames verschiebliches Teil bilden, das in der Bohrung (10) gelagert ist und durch die zweite Feder (11) gegen den Absatz (12) gedrückt wird, wobei sich die zweite Feder (11) am Gehäuse (14) abstützt.
Dosierpumpe nach Anspruch 1, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Feder sich mit ihren ersten abstützungsseitigen Federwindungen eng und radialkraftübertragend an die Bohrung (10) anlegt, wobei die Radialkraft so groß ausgelegt ist, dass durch die resultierende Wandreibung die Vorspannkraft der Feder (11) ganz oder teilweise übertragen wird, wobei die verbleibende Vorspannkraft gegebenenfalls auf die Anschlussbuchse (13) übertragen wird.
Verfahren zum Betrieb einer Dosierpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierpumpe mit einem Medium betrieben wird, das unterhalb einer gelegentlich vorkommenden Grenztemperatur einfriert und sich dabei nicht unerheblich ausdehnt, wobei dann das im Bereich des Auslassventils einfrierende Medium die Ventilfederaufnahme (9) gegen die Kraft der zweiten Feder (11) verschiebt und wobei nach dem Auftauen des Mediums die zweite Feder (11) die Ventilfederaufnahme (9) wieder in ihre Ausgangslage am Absatz (12) zurückschiebt.